DZ∕T 0064.88-2021 地下水质分析方法 第88部分:14C的测定合成苯-液体闪烁计数法.pdf

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  • 7.1.3.2待真空压力表指示的储气瓶压力接近真空时,高温炉继续升温到900℃并在900℃保持40分

    注3:反应需要的金属锂的重量MLi=SxLco2(ML:单位:g,LcO2单位:L,为质量体积计算系数,单位为g/L,建 议取值为2.5~3.5。当Lc0z小于1L时,M:应大于7g

    7.1.4碳化锂水解气象标准,收集并纯化乙炔气体

    7.1.4.1将碳化锂合成反应器放入专用水槽中,出气口接入系统接口I2,在碳化锂合成反应器上法兰 的进水口接入水解漏斗(5.17),打开旋片真空泵,调整系统阀门V3、V4、V5,对碳化锂合成反应器 (5.3)抽真空,待热偶真空计读数达到100Pa后,旋转相应阀门,使乙炔收集冷阱与真空泵断开,缓 曼向碳化锂合成反应器中加入无氙水(4.6)。碳化锂合成反应器中的碳化锂与水发生反应,生成乙炔 气体,过量的金属锂与水发生反应,生成氢气

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    7.1.4.2在冷阱T7和T8外套液氮杯,乙炔气体经过低温纯化冷阱后,被冷冻在冷阱T7和T8内。由 于有氢气生成,系统内的压力逐渐升高,旋转阀门V6,用旋片真空泵将氢气缓慢抽走,使系统压力始 终小于大气压力。继续加入无氙水,直到碳化锂水解完全。将制样真空系统抽到较低压力(绝对压力小 于50mmHg),旋转阀门V3,将碳化锂合成反应器从系统中撤除。 7.1.4.3保证低温冷液的温度,旋转阀门V6,用真空泵A将冷阱中残存的氢气抽走。当热偶真空计 指示压力达到约1Pa时,关闭阀门V4和V6,撤去套在T7和T8冷阱外的液氮杯,冷阱T4上套液氮 杯。用电吹风对T7和T8冷阱加热,收集的乙炔升华变为气态后经过低温纯化冷阱后冷冻到冷阱T4内。 待乙炔转移完毕,将T4冷阱外的液氮杯撤下,移至冷阱T7外,将冷阱T4中冷冻的乙炔用电吹风加热, 再次转移到冷阱T7内,从而使乙炔达到较高纯度。最后关闭阀门V5。

    7.1.5载铬硅铝球活化

    将钢瓶氧气(4.11)的气路接口接入制样真空系统接口I3,调整阀门V8,使合成苯反应器(5.8) 与氧气气路连通,将合成苯反应器下部连接的滴苯冷阱取下,打开钢瓶阀门,调整氧气流量为1L/min, 使氧气通过苯合成反应器,在合成苯反应器下口放置抽风罩。然后接通活化电炉电源,升温至550℃并 亘温不少于1h。为了方便实验的进行,硅铝球的活化操作应与碳化锂水解同时进行。活化完毕后撤除 氧气,将合成苯反应器下口用一滴苯冷阱密封,旋转阀门V8并抽真空。

    .1.6乙炔聚合生成菌

    7.1.6.1在滴苯冷阱外加一250mL的冷液杯,冷液液面应控制在滴苯冷阱1/2处,同时在冷阱T8外 加冷液杯。待合成苯反应器以及冷阱T7和T8的压力低于1Pa时关闭阀门V8和真空泵,将冷阱T7 外的不锈钢保温杯的高度缓慢降低,使液氮的液面低于冷阱底部,用电吹风的低温档对冷T7短暂加 热,使乙炔开始缓慢升华。乙炔气体经冷阱T8再次纯化后进入合成苯反应器(5.8)中,活化好的载铬 硅铝球(4.2)将乙炔聚合成苯。 7.1.6.2苯蒸汽在合成苯反应器(5.8)下部的滴苯冷阱中凝结。控制乙炔的升华速度(即控制冷阱 T7与液氮液面之间的距离),使硅铝球的合成温度控制在80℃~160℃之间。待乙炔完全升华,合成 苯反应器中的压力低于100mmHg,硅铝球温度低于60℃时,旋转阀门V7、V8,将苯合成反应器单独 封闭。通过缠绕在合成苯反应器上部的加热丝先对反应器上部加热,待温度升高后,接通活化电炉的电 源对合成苯反应器加热,温度控制在200℃以下并保持约5min,这样可以使硅铝球表面残留的苯转化 为苯蒸汽而凝结到合成苯反应器下部的滴苯冷中。最后将滴苯冷阱外的冷液撤去,打开阀门V8,使 空气缓慢通入滴苯冷阱。待滴苯冷阱内的压力与大气压力一致后,取下滴苯冷阱并迅速用一玻璃堵头密 封。待凝结的苯融化后,将滴苯冷阱中的苯 的测试瓶(5.16)中待测。

    7.1.6.1在滴苯冷阱外加一250mL的冷液杯,冷液液面应控制在滴苯冷阱1/2处,同时在冷阱T8列 加冷液杯。待合成苯反应器以及冷阱T7和T8的压力低于1Pa时,关闭阀门V8和真空泵,将冷阱T7 外的不锈钢保温杯的高度缓慢降低,使液氮的液面低于冷阱底部,用电吹风的低温档对冷阱T7短暂加 热,使乙炔开始缓慢升华。乙炔气体经冷阱T8再次纯化后进入合成苯反应器(5.8)中,活化好的载铬 硅铝球(4.2)将乙炔聚合成苯。

    苯反应器中的压力低于100mmHg,硅铝球温度低于60℃时,旋转阀门V7、V8,将苯合成反应器单独 过闭。通过缠绕在合成苯反应器上部的加热丝先对反应器上部加热,待温度升高后,接通活化电炉的电 原对合成苯反应器加热,温度控制在200℃以下并保持约5min,这样可以使硅铝球表面残留的苯转化 为苯蒸汽而凝结到合成苯反应器下部的滴苯冷阱中。最后将滴苯冷阱外的冷液撤去,打开阀门V8,使 空气缓慢通入滴苯冷阱。待滴苯冷阱内的压力与大气压力一致后,取下滴苯冷阱并迅速用一玻璃堵头密 封。待凝结的苯融化后,将滴苯冷阱中的苯液转移到提前分装好闪烁剂的测试瓶(5.16)中待测。

    7.1. 7 样品苯的配制

    1.7.1称量测试瓶重量:取同位素测试瓶(5.16)打开上盖,放到电子天平(5.7)上称量测访 并记录称重值M

    7.1.7.2加入闪烁剂:向测试瓶中加入指定重量的闪烁剂,并记录测试瓶和闪烁剂的总重量值ms。

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    7.1.7.3转移苯液:将样品苯倾倒到测试瓶中(也可用洁净的刻度滴管或针管吸取转移),旋紧瓶盖。 7.1.7.4称量苯液重量:将盛有样品苯液的苯测试瓶放到电子天平上称重并记录称量值mb 7.1.7.5消除体积效应:打开测试瓶的上盖,用针管向测试瓶中加入优级纯苯(4.10),使苯测试瓶 中苯液总重量和标准苯及本底苯重量一致。 注6:由于苯是挥发性的,所以在样品化学处理前,应提前称量苯测试瓶的重量,并加入一定重量的闪烁剂(4.9) 闪烁剂的用量以仪器公司规定的比例加入。无论使用何种闪烁剂,测试中的标准和本底也应使用相同质量和

    主6:由于苯是挥发性的,所以在样品化学处理前 ,并加入一定重量的闪炼烁剂(4.9 闪炼剂的用量以仪器公司规定的比例加入 ,测试中的标准和本底也应使用相同质量

    7. 2. 1标准苯的制备

    7.2. 2 本底苯的制备

    将系统各项参数调试到日常工作状态,称取一定质量的不含现代碳的物质(碳酸盐),加入样品 置,抽真空后,按照7.1的各步骤制备出质量与工作标准一样的测试工作本底。 主8:不含现代碳的物质包括年龄超过5万年的水样、含碳酸盐的岩石(如大理石)等。 主9:本底苯的制备应尽量一次制备,以避免多次合成而引入较多的现代碳污染。

    7.3样品放射性统计测定

    7.3.1样品、标准和本底的放射性统计测定

    7.3.2获得液闪仪测试数据

    根据测试数据,由处理软件对超低本底液体闪烁谱仪(5.1)测试数据进行分析,得到样品苯计

    8.1样品测试数据计算

    8.1.1根据式(1)计算样品的现代碳百

    根据式(1)计算样品的现代碳百分含量:

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    8.1.2根据式(2)计算现代碳百分含量的不确定度

    8.1.2根据式(2)计算现代碳百分含量的不确

    8.1.3根据式(3)计算现代碳百分含量的最小报出下限:

    8.1.3根据式(3)计算现代碳百分含量的最小报出下限

    8.1.4样品年龄的计算

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    并不能代表样品的绝对年龄。要得到样 各种校正模型进行校正。本标准将由地 下水样品中碳的活度根据衰变规 计算公式见附录C

    8.2样品测试数据报出形式

    地下水*c样品测试数据报出形式参见表1。

    表1样品测试数据报出

    9现代碳百分含量测试下限和精密度

    的碳十四前处理系统,处理所得苯量在2.5g以上时,样品现代碳百分含量约0.30%,对应的测年上限 约为5万年(如表2所示)

    C百分含量检出下限和对应测年上限数据统计表

    9.2实验室间精密度数据见表2

    表3现代碳百分含量的精密度数据

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    A.1.1本规程规定了用碳酸锁沉淀法采集地下水"*C样品的方法。 A.1.2本规程适用于液体闪烁计数法测定地下水"c百分含量的样品的采集与保存。 A.1.3本规程不适于卤水样品的采集。

    A.1.1本规程规定了用碳酸锁沉淀法采集地下水*C样品的方法。

    警示:氯化(A.2.1)为有毒物质,氢氧化钠或饱和氢氧化钠为强碱,使用时应佩戴塑胶手套以 避免皮肤接触。

    警示:氯化钡(A.2.1)为有毒物质,氢氧化钠或饱和氢氧化钠为强碱,使用时应佩戴塑胶手套以

    A.2.1氯化钡(BaCl·2H,O),分析纯

    2.4聚丙烯酰胺(5g/L):量取1000mL纯水于2000mL烧杯中,然后用天平称取5g聚丙烯酸 慢将聚丙烯酰胺粉末加到烧杯里,边加边搅拌,然后一直搅拌,直到粉末完全溶解。以每份2 装于密封良好的小塑料瓶中。

    称量天平,感量0.1g,量程500g。

    称量天平,感量0.1g,量程500g

    A.3滞水清洗和参数测定

    开泵抽水,抽出约3倍并孔积水体积的水后可开始采样。如有条件,可使用多功能水质参数测 水温、pH值、电导率和溶解氧等参数进行测定,待参数稳定后便可进行水样采集。

    A.3.2需采集水样体积计算

    根据已知的HCO,浓度或接照DZ/T0064.49现场测定HCO,浓度,按式(A.1)计算所需水样

    式中: 所需水样体积,单位为升(L):

    Vw = 260/C hcol

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    260 采集3.125克纯碳时,C元素的摩尔浓度(即HCO.浓度,单位mmo1/L)和采样体 积(L)的换算数。 CHCO,一 水样HCO,浓度,单位为毫摩尔每升(mmol/L)。 计算结果为获得(2.5×125%)g碳所需水样体积,如果获得该体积的水样确有困难,实际采样体积 可小于该体积,但必须保证至少获得(0.5×125%)g碳(水样体积不小于计算结果的1/5)

    A.3.3BaCI,加入量的确定

    根据计算的需要采集样的体积,准备多个25L水桶,将需要采集的水样通过导水管注入到每个塑 使液面缓慢升高直至溢出约5L,抽出导水管并用桶盖密封采样桶,

    A.4.2加入硫酸亚铁(FeS0.)

    打开桶盖,迅速向外倾倒出约5L水样,然后将分装好的2g/份的硫酸亚铁加入桶中。盖好盖,然后 以方桶的一个侧底边为支撑,上下剧烈晃动水桶约1min,使水样剧烈震荡。 注12:如使用带排水口的沉淀罐采样,排出5升水样时,应使用装有100g/L的氢氧化钾溶液的洗气瓶对空气中的 CO,气体洗脱后进入沉淀罐

    A.4.3加入氢氧化钠(NaOH)

    A.4.4加入氯化钡(BaCI2)

    用大平称取步骤A3.3计算所得的重量为m的氯化锁固体,打开桶盖,用漏斗迅速加入桶中。然后盖 好盖,再次摇动水桶约2min。 注14:也可按照提前确定的采样桶数,和每桶氯化锁的加入量,将氯化称量好加入样品瓶或小桶中提前溶解,待 需要加入氯化钡时,直接加入氯化钡溶液,以加快样品采集速度,

    A.4.5加入聚丙烯酰胺

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    打开桶盖,向桶中加入提前分装好的聚丙烯酰胺溶液20mL,盖好盖密封后剧烈晃动2min,使水样 刮烈震荡,使生成的沉淀物絮凝成大的分

    A.4.6转移沉淀物到样品桶(瓶)中

    待沉淀物沉淀完全,打开桶盖,倾斜水桶,将沉淀上方的清液倒出。剩下的沉淀物用漏斗转移到5 升的塑料桶中,加盖并采取相应的密封措施(如蜡封、胶垫密封等),在桶或瓶上粘贴填有样品信息(样 品编号、采样地点、采样时间等)的标签,

    A.4.7样品保存和检测时间

    品放在整理箱或样品箱中,放在阴凉处,并尽快

    DZ/T0064.88—2021附录B(资料性附录)真空系统图示制样真空系统请参考图B.1。>密封件杆品瓶搅拌子加酸漏斗密封胶圈真化理合成反应器MA加热丝电炉数铬硅铝球图B.1真空系统图示12

    DZ/T 0064.88—2021附录C(资料性附录)碳化锂合成反应器、酸解漏斗及苯合成反应器示意图碳化锂合成反应器、酸解漏斗及苯合成反应器参见图C.1。通气口加水口互美,密封0圈上法兰200mL山下法兰冷却水套合成苯反应器碳化锂合成反应器特硬料→水解漏斗图C.1碳化锂合成反应器、酸解漏斗及苯合成反应器尺寸示意图13

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    D.1关于表观年龄和绝对年龄

    附录D (资料性附录) 样品表观年龄及最大报出年龄的计算

    我们将由地下水碳十四放射性统计测试所得的年龄叫做“表观年龄”。为了得到地下水的绝对年龄, 注往还需要根据不同地下水样品所赋存的地质条件,采用科学的校正模型进行校正而得到。本标准给出 表观年龄、不确定度以及最大报出上限的计算公式,建议在出具检测报告时不作正式数据给出,并应加 以说明以免被误解读为绝对年龄

    道路标准规范范本.2根据式(C2)计算样品表观年龄的不确定度

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    附录E (资料性附录) 需要说明的事项

    使用本标准方法测试碳士四过程中应注意以下

    a)制样真空系统真空应保证达到1Pa或者更低; b)严格控制样品、本底和标准的化学处理条件一致,必须定期在同一系统中,控制相关参数一致 的条件下制备本底苯和糖碳标准; c)水解用水应采用无氙水; d)为了保证样品测试的准确度,采集样品的含碳量应达到2.5g。

    制样真空系统真空应保证达到1Pa或者更低; b)严格控制样品、本底和标准的化学处理条件一致,必须定期在同一系统中市政管理,控制相关参数一致 的条件下制备本底苯和糖碳标准; c)水解用水应采用无氙水; d)为了保证样品测试的准确度,采集样品的含碳量应达到2.5g。

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