[发明专利]Pu在地下水中形态分布特征的研究方法

说明书

本发明属于环境科学领域研究方法与技术领域，为Pu在地下水中形态分布特征的研究方法，在惰性氛围保护下采集地下水样品并运输至实验室无氧操作间，将示踪²³⁹Pu(IV)加入地下水，将含²³⁹Pu的地下水样品在无氧氛围中静置，直至Pu在水中的形态分布达到平衡，在不同的平衡时间点取样品，采用超滤分级法分析样品中Pu的粒径分布，采用溶剂萃取法分析样品中溶解态Pu的价态分布，采用改进的Tessier提取流程分析样品中胶体态Pu的结合形态分布，采用简化的样品预处理方式处理含Pu胶体的水样，用²⁴²Pu同位素稀释‑ICP‑MS测量水样中²³⁹Pu含量。本发明可用于预测Pu在地下水中的形态分布特征。

技术领域

本发明属于环境科学领域研究方法与技术领域，特别是涉及一种研究Pu在地下水中形态分布特征的方法，本方法可用于Pu在地下水中形态分布特征及其变化规律的研究，包括地下水中Pu的粒径分布、溶解态Pu的价态分布和胶体态Pu的结合形态分布特征及其变化规律的研究。

背景技术

在环境化学领域，²³⁹Pu是核电站高放废物中的重点关注核素，在放射性废物处置库选址与安全评价时需重点研究Pu在处置库天然围岩中的迁移行为，而Pu在现场地下水中的存在形态是影响其迁移行为的关键因素之一，也是评价其迁移行为的主要难点。现场地下水中Pu的含量极低，利用现有技术无法直接表征其在水中的形态分布，且无法获得水化学参数变化时Pu的存在形态。因此，采取有效措施保护原位地下水化学参数，建立可行的Pu在地下水中存在形态实验室模拟研究方法和简便的地下水中Pu形态分析方法，获取接近原位条件下Pu在地下水中的形态分布特征，可为我国放射性废物处置库选址与安全评价提供重要数据支撑，同时也有助于了解Pu在地下水中的迁移机制，具有较大学术价值。

发明内容

本发明的目的通过设计地下水参数保护装置，维持地下水取样后保存及运输过程中pH和Eh值等参数的稳定，建立一种Pu在地下水中存在形态实验室模拟研究方法，建立一种地下水及其胶体中Pu形态分布分析方法，解决由于原位地下水中Pu含量极低，利用现有技术无法直接表征Pu在水中形态分布的难题，并可在不同地下水中Pu的形态分布特征研究中得到广泛应用。

本发明的目的是这样实现的：设计一种可提供惰性氛围的地下水参数保护装置，即：在惰性氛围保护下采集地下水样品并运输至实验室无氧操作间，在实验室无氧操作间内将一定浓度的示踪²³⁹Pu(IV)加入地下水，将含²³⁹Pu的地下水样品在无氧氛围中静置，直至Pu在水中的形态分布达到平衡，在不同的平衡时间点取一定量的样品，采用超滤分级法分析样品中Pu的粒径分布，采用溶剂萃取法分析样品中溶解态Pu的价态分布，采用改进的Tessier提取流程分析样品中胶体态Pu的结合形态分布，在分析过程中采用简化的样品预处理方式处理含Pu胶体的水样，用²⁴²Pu同位素稀释-ICP-MS测量水样中²³⁹Pu含量。

所述超滤分级法分析样品中Pu的粒径分布是指分别采用10kDa、30kDa、100kDa、0.22μm和0.45μm的超滤管或滤头对4mL含Pu水样进行离心超滤或过滤，取0.2mL滤液用简化的样品预处理方式进行处理，测量滤液中Pu含量，最后采用差减法计算得到Pu在水中各粒级上的分布份额。分析过程中超滤管壁对Pu在2h放置时间内没有吸附损失，滤膜对Pu的吸附损失率小于8％。