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DETERMINATION OF ENVITONMENTAL RADIONUCLIDES 210Pb AND 137Cs USING HPGe γ SPECTROMETRY AS INFLUENCED BY DIFFERENT
STANDARD REFERENCE MATERIALS

标准物质对HPGe γ谱仪测定环境放射性核素210Pb和137Cs的影响



全 文 :核 农 学 报 2010,24(6):1249 ~ 1254
Journal of Nuclear Agricultural Sciences
收稿日期:2010-05-03 接受日期:2010-06-21
基金项目:国家自然科学基金(40771131;31000944),国际原子能机构研究合同项目(15479、15938),国家重点基础研究发展规划项目
(2007CB407204)
作者简介:李 勇(1958-),男,陕西蒲城人,研究员,博士,研究方向为核技术与环境科学。E - mail:yongli32@ hotmail. com
文章编号:1000-8551(2010)06-1249-06
标准物质对 HPGe γ谱仪测定环境放射性核素210 Pb
和137 Cs的影响
李 勇1 耿肖臣1 于寒青1 万国江2
(1. 中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所 /农业部农业环境与气候变化开放实验室,北京 100081;
2. 中国科学院地球化学研究所 /环境地球化学国家重点实验室,贵州 贵阳 550002)
摘 要:为评价不同标准物质效率刻度对环境放射性核素测定准确性的影响,应用具有无源效率刻度
(LabSOCS)功能的高纯锗(HPGe)γ 谱仪,比较用褐土、黄壤、黄土和紫色土 4 种土类与供测试土壤栗钙
土作为标准物质进行效率刻度获得的210 Pb 和137 Cs 比活度之间的差异。选用的 5 种土类为标准物质对
测试土壤中210 Pb 测定的准确性有显著影响,这是由于标准物质中能够显著影响210 Pb 测定结果的一组元
素 Si、Fe 和 Na,尤其是 Fe 含量相对于测试土壤存在很大差异(相对差异在 94% ~ 166%之间)。不同标
准物质对土壤中137 Cs 测定准确性的影响较小,这是由于不同标准物质中与137 Cs 比活度显著偏相关(P
< 0. 01)的 O 和 Na 含量差异较小(小于 10%)。结果表明:标准物质对137 Cs 测定影响不大,选择与测定
样品的化学元素相近的标准物质进行效率刻度,可以提高环境样品中210 Pb 测定的准确性。
关键词:环境放射性核素
210 Pb 和137 Cs;高纯锗 γ 谱仪;标准物质
DETERMINATION OF ENVITONMENTAL RADIONUCLIDES 210 Pb AND 137Cs
USING HPGe γ SPECTROMETRY AS INFLUENCED BY DIFFERENT
STANDARD REFERENCE MATERIALS
LI Yong1 GENG Xiao-chen1 YU Han-qing1 WAN Guo-jiang2
(1. Key Laboratory for Agro-Environment and Climate Change,MOA / Institute of Environment
and Sustainable Development in Agriculture,Chinese Academy of Agricultural Sciences,Beijing 100081
2. State Key Laboratory of Environmental Geochemistry / Institute of Geochemistry,Chinese Academy of Sciences,Guiyang,Gurzhou)
Abstract:We compared specific activities of environmental radionuclides 210 Pb and 137 Cs derived from the target chestnut
soil with those from 4 other soil types (cinnamon soil,yellow soil,loess soil and purple soil)as standard reference
materials (SRMs)for efficiency calibration. The spectrum of 210 Pb and 137 Cs in the target soil samples were determined
by HPGe γ-spectrometer and then were converted to the specific activities through the established effective calibration
curves using 5 soil types as SRMs. The objective was to investigate the importance of SRMs on analyzing environmental
radionuclides. Different SRMs had significant effects on the determination of 210 Pb in the target samples. Compared with
target soil,specific activity of 210 Pb increased by 8% and 7% respectively,when using the efficiency curves calibrated
with purple soil and cinnamon soil as SRMs. However,specific activity of 210 Pb did not increase evidently (less than
2%)when using the yellow soil and loess soil as SRMs. These differences in 210 Pb activities,determined with 4 other
soil types used as SRMs relative to the target soil,can be attributed to differences in several or a group of chemical
elements (Si,Fe and Na)which are significantly partial correlation (from P < 0. 05 to P < 0. 01)with 210 Pb activities
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determined. Unlike 210 Pb,specific activities of 137 Cs had no significant differences between target soil and 4 other soil
types used as SRMs. This may attributed to a small differences (< 10%) in the chemical elements (O and Na)
between the target soil and 4 other soil types although these elements were significantly partial correlation (P < 0. 01)
with 137 Cs activities. Our results suggest that the SRMs did not significantly affect 137 Cs determination;the SRMs,
however,similar to targeted samples should be used in determination of 210 Pb in environmental samples to improve
analytical precision.
Key words:environmental radionuclides 210 Pb and 137 Cs;HPGe γ-spectrometry;standard reference materials (SRMs)
为了促进环境放射性核素210 Pb 和137 Cs 在示踪全
球大气尘降和地表侵蚀过程中的应用[1 ~ 4],近年来国
际原子能机构 (International Atomic Energy Agency,
IAEA )先后组织了数次国际环境样品的比对试验,以
提高环境放射性核素实验室测定的准确性[5,6]。如
2006 年 IAEA 在 CRP DI. 50. 08 研究项目下,组织了
22 个国家实验室参与的土壤样品环境放射性核素分
析比对,发现137 Cs 活度的测定结果有 82%达标,而210
Pb 活 度 测 定 结 果 只 有 33% 达 标。同 年,IAEA
ALMERA (Analytical Laboratory for the Monitoring of
Environmental Radioactivity)网络实验室组织了另一次
环境放射性核素分析比对[6],参加比对的 29 个国家
38 个实验室提供的分析结果显示,137 Cs 活度的测定结
果是可以接受的,而210 Pb 活度的测定结果只有 45%可
以接受。所以,迫切需要查明影响实验室测定环境样
品中210 Pb 准确性的主要因素。
有研究认为,不同国家实验室的报告结果与国际
原子能机构提供的测试样品中210 Pb 的活度值之间差
异较大的原因可能有 2 个:一是探测器对低能端核素
的探测效率校正不合适,二是过高或过低估计了自吸
收因素的影响[3]。探测效率校正是指对探测器对特
定放射性核素发射的特定能量 γ 射线获取效率的计
算,是 γ 能谱仪确定样品中放射性核素含量的一个关
键过程;探测效率(detector efficiency)主要依赖于探测
器大小、样品中介质的密度和元素组成、样品的几何形
状及其与探测器的相对位置[1]。样品自吸收是指被
测放射性核素在样品中呈均匀分布状态,测量厚样品
中放射性核素发射的射线时,由于射线与样品中的原
子发生相互作用而导致被测射线在穿透一定厚度的样
品后强度被减弱的过程[7]。可见影响自吸收的主要
有样品的装样量和样品中的化学元素组成 2 个方面。
有关装样量对土壤样品中环境放射性核素测量准确性
的影响已有人进行过系统的研究[7,8]。测试样品中的
化学元素组成及其与有源 γ 能谱仪测量过程中选取
的标准物质的匹配状况可能直接影响一些内源性环境
放射性核素(如210 Pb)的测定准确性。但迄今为止,鲜
见选用不同标准物质对 γ 谱仪测定土壤中210 Pb 的影
响的研究报导。
目前应用 γ 能谱仪测定环境放射性核素包括有
源和无源效率刻度 2 种技术。有源效率刻度技术需要
利用土壤标准物质进行效率刻度,测定的土壤样品的
化学组成应该与标准土壤源的元素组分相近。但是在
进行环境样品测定时,由于标准土壤源制作的费用较
大,常常无法购买足够的土壤标准源以适用于不同土
类的测定,使测试土壤与标准土壤源的化学组成之间
存在较大差异,而用某一固定土壤标准源刻度的效率
去测量不同的土壤样品,其结果肯定是不准确的。与
有源效率刻度技术比较,新近发展的实验室无源效率
刻度(LabSOCS)技术在环境放射性核素测定方面具
有一定优势,其主要原理是:不需要标准土壤源,只需
根据测试样品、装样盒的化学组成、密度等重要参数,
应用无源效率刻度软件(LabSOCS)计算出 HPGeγ 谱
仪测量样品中环境核素的活度,避免了应用放射性标
准物质进行效率刻度的不便,为安全、快速、省时测定
环境样品中的放射性核素提供了很大便利[8]。
基于上述背景,本研究以栗钙土为测试土壤,应用
具有无源效率刻度(LabSOCS)功能的高纯锗 γ 谱仪,
分析了用褐土、黄壤、黄土、紫色土 4 种土类与用栗钙
土作作为标准物质刻度的效率曲线获得的 210 Pb 和137
Cs 比活度之间的差异,目的是:1)定量评价不同标准
物质对环境放射性核素测量的影响;2)查明影响环境
样品中210 Pb 测定准确性的机理。选择的这 5 个土类
不仅代表了不同气候带(温带、暖温带和亚热带),而
且在全球具有广泛的分布。
1 材料与方法
1. 1 测试土壤与样品采集
本研究的测试土壤样品采自中国科学院内蒙古锡
林浩特草原生态实验站的草地。自 2004 年以来,我们
在该实验站对风蚀及其引起的物质运移进行了监测和
研究[9,10],并对该区土壤中的环境放射性核素做过原
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6 期 标准物质对 HPGe γ 谱仪测定环境放射性核素210 Pb 和137 Cs 的影响
位测定[11]。在前期研究的基础上,我们根据当地的地
形坡位,选择了 6 个因风力和水力的侵蚀与堆积作用
能够形成不同210 Pb 和137 Cs 活度水平的样点,进行了土
壤样品采集,其土壤样品编号为 1 ~ 6。采集的 6 个土
样均为栗钙土,土样采集与处理程序如下:剪除植物地
上部,去掉枯落物,用直径为 8cm 的根钻采集 0 ~ 15cm
土样,装入塑料袋中。
1. 2 实验室测定
土壤样品带回实验室后,风干、剔除石块、草根等
杂物,用研磨机研磨粉碎,过 2mm 筛,粒径小于 2mm
样品用于测定210 Pb 和137 Cs。测定程序为:称取处理好
的样品 250g 装入 Ф101mm × 25mm 规格的有机玻璃盒
中(样品厚度约为 25mm),用塑料胶布密封后,直接用
BE5030 高纯锗 γ 探测器 HPGe (探测器的相对效率为
50. 9%,晶体尺寸为 Φ 80mm × 30mm)与 DSA - 1000
多道分析仪(CANBERRA,USA)联合进行测定,以获
取含有210 Pb 和137 Cs 的能量谱。测定210 Pb 和137 Cs 的能
量分别为 46. 5keV 和 662 keV,测定时间在 249456 -
56342s 之间,确保210 Pb 和137 Cs 的测量误差分别控制在
12%和 6%以下。
1. 3 标准物质与效率刻度
为了评价不同标准物质效率刻度对 γ 谱仪测定
土壤中210 Pb 和137 Cs 准确性的影响,本研究选择了褐
土、黄壤、黄土、紫色土和栗钙土等 5 个土类作为标准
物质建立效率曲线。
应用实验室无源刻度软件(Laboratory Sourceless
Calibration Software)计算建立了不同标准物质的效率
曲线。效率曲线刻度时所用的参数包括:1)栗钙土、
褐土、黄壤、黄土、紫色土 5 种土类的化学元素含量
(表 1);2)装样盒为柱体有机玻璃盒子,盒子的密度为
1. 2g / cm3,壁厚 5mm,底厚 1mm,内径 101mm,盒子的
元素 组 成 包 括 H (8. 05%)、C (59. 99%)和 O
(31. 96%);3)样品密度为 1. 25g / cm3,厚度为 25 mm;
4)源到探测器的距离为 2mm。
表 1 用作标准物质的土类化学元素组成
Table 1 The element composition of soils used as standard reference materials
土类
soil type
化学元素 chemical element(%)
O Si Al Fe Ca K Na Mg Ti
栗钙土 chestnut soil 50. 02 34. 69 5. 93 1. 68 1. 00 2. 47 1. 56 0. 25 0. 16
褐土 cinnamon soil 49. 08 32. 26 7. 21 3. 89 2. 29 2. 02 1. 43 1. 36 0. 46
黄壤 yellow soil 49. 16 31. 73 11. 27 3. 73 0. 24 2. 51 0. 41 0. 47 0. 49
黄土 loessial soil 51. 35 27. 52 6. 58 3. 26 5. 37 1. 76 1. 39 1. 33 0. 37
紫色土 purple soil 48. 22 32. 22 8. 68 4. 47 1. 34 2. 15 1. 32 1. 10 0. 41
注:表中土类的化学元素组成数据来自于中国土壤[12]。
Note:Contents of chemical elements of 5 soil types in table 1 were from China Soils[12].
1. 4 测试土壤中环境核素比活度的确定
应用 Genie - 2000 光谱分析软件和不同标准物质
刻度的效率曲线,分别分析 γ 谱仪测定获取的栗钙土
样品能谱数据,得到测试土壤中的210 Pb 和 137 Cs 比活
度。
研究所用的具有无源效率刻度(LabSOCS)功能的
HPGeγ 能谱仪系统与中国科学院环境地球化学研究
所环境地球化学国家实验室的有源 HPGe γ 能谱仪系
统进行了相互比对和校正,环境地球化学国家重点实
验室所用的标准源为 Catalog No:7500,Source No:586
- 26 - 6。另外,在 2006 年本实验室参加了国际原子
能机构组织的土壤样品137 Cs and 210 Pb 测定的国际比
对,取得了满意的结果。
1. 5 数据分析
本研究中所有差异性分析均是以测试土壤栗钙土
为标准物质效率刻度获得的210 Pb 和137 Cs 比活度为基
准,与用褐土、黄壤、黄土、紫色土 4 种土类作为标准物
质进行比较。所有差异显著性性分析在 Excel 中完
成。
为了定量评价不同标准物质中化学元素对环境放
射性核素测定的影响,对基于不同标准物质效率刻度
获得的测试土壤中环境放射性核素的比活度与标准物
质中化学元素百分比含量进行了偏相关分析,筛选出
对210 Pb 和137 Cs 测定结果有显著影响的一组元素,偏相
关分析利用 DPS 软件完成。
2 结果
2. 1 不同土类为标准物质刻度效率曲线的差异
图 1 为用测试土壤栗钙土和其他 4 种土类(褐土、
黄壤、黄土、紫色土)建立的效率曲线。从图中可以看
出,5 种土类刻度的效率曲线之间的差异性在高能和
低能段表现明显不同,在低能段(45 ~ 122keV)差异性
较大,而在高能段(> 122keV)差异性较小。与测试土
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图 1 不同土类为标准物质刻度的效率曲线
Fig. 1 The efficiency curves derived from different
soil types as standard reference materials (SRMs)
类比较,褐土、黄壤、黄土、紫色土在低能段的相对差异
分别为 - 3. 09%、1. 78%、1. 81% 和 - 3. 40%,在高能
段的相对差异分别为 - 0. 02%、0. 90%、1. 22% 和 -
0. 02%。这些在低、高能段表现的不同差异将对测试
样品中环境核素210 Pb 和1 37 Cs 比活度的确定产生不同
的影响。
2. 2 不同标准物质效率刻度对测试土壤中210 Pb 和137
Cs 比活度的影响
用不同标准物质建立的效率曲线获得的测试土壤
栗钙土中210 Pb 的比活度大小为:紫色土 >褐土 >黄土
> 黄壤 > 栗钙土,137 Cs比活度大小为:黄壤 > 黄土 >
表 2 5 种土壤标准物质刻度的210 Pb 和137 Cs 比活度的差异
Table 2 Differences in specific activity of 210 Pb,and 137 Cs derived from four
soil types as standard reference materials relative to target chestnut soil
样品编号
sample ID
标准物质
standard material
210 Pb 137 Cs
比活度 ±不确定度
activity ± uncertainty
(Bq kg - 1)
与栗钙土刻度
的相对偏差
difference relative to
chestnut soil(%)
比活度 ±不确定度
activity ± uncertainty
(Bq kg - 1)
与栗钙土刻度的
相对偏差(%)
difference relative to
chestnut soil
1 栗钙土 chestnut soil 27. 22 ± 2. 25 0 7. 29 ± 0. 28 0
褐土 cinnamon soil 29. 13 ± 2. 41 7. 02 7. 29 ± 0. 28 0. 00
黄壤 yellow soil 27. 54 ± 3. 03 1. 18 7. 35 ± 0. 37 0. 82
黄土 loessial soil 27. 65 ± 3. 08 1. 58 7. 32 ± 0. 37 0. 41
紫色土 purple soil 29. 37 ± 2. 43 7. 90 7. 29 ± 0. 28 0. 00
2 栗钙土 chestnut soil 66. 37 ± 4. 55 0 12. 80 ± 0. 43 0
褐土 cinnamon soil 71. 03 ± 4. 87 7. 02 12. 79 ± 0. 43 - 0. 08
黄壤 yellow soil 67. 16 ± 6. 71 1. 19 12. 90 ± 0. 61 0. 78
黄土 loessial soil 67. 43 ± 6. 82 1. 60 12. 85 ± 0. 60 0. 39
紫色土 purple soil 71. 62 ± 4. 91 7. 91 12. 79 ± 0. 43 - 0. 08
3 栗钙土 chestnut soil 68. 61 ± 4. 82 0 37. 40 ± 1. 16 0
褐土 cinnamon soil 73. 43 ± 5. 16 7. 03 37. 37 ± 1. 16 - 0. 08
黄壤 yellow soil 69. 43 ± 7. 01 1. 20 37. 67 ± 1. 70 0. 72
黄土 loessial soil 69. 71 ± 7. 13 1. 60 37. 53 ± 1. 69 0. 35
紫色土 purple soil 74. 04 ± 5. 20 7. 91 37. 37 ± 1. 16 - 0. 08
4 栗钙土 chestnut soil 111. 68 ± 7. 77 0 34. 71 ± 1. 13 0
褐土 cinnamon soil 119. 50 ± 8. 31 7. 00 34. 68 ± 1. 13 - 0. 09
黄壤 yellow soil 112. 99 ± 11. 34 1. 17 34. 96 ± 1. 61 0. 72
黄土 loessial soil 113. 45 ± 11. 53 1. 58 34. 83 ± 1. 61 0. 35
紫色土 purple soil 120. 49 ± 8. 38 7. 89 34. 68 ± 1. 13 - 0. 09
5 栗钙土 chestnut soil 150. 34 ± 9. 95 0 36. 47 ± 1. 13 0
褐土 cinnamon soil 160. 89 ± 10. 64 7. 02 36. 44 ± 1. 13 - 0. 08
黄壤 yellow soil 152. 12 ± 14. 94 1. 18 36. 73 ± 1. 66 0. 71
黄土 loessial soil 152. 74 ± 15. 19 1. 60 36. 59 ± 1. 65 0. 33
紫色土 purple soil 162. 22 ± 10. 73 7. 90 36. 43 ± 1. 13 - 0. 11
6 栗钙土 chestnut soil 174. 62 ± 11. 45 0 28. 65 ± 0. 91 0
褐土 cinnamon soil 186. 88 ± 12. 25 7. 02 28. 63 ± 0. 91 - 0. 07
黄壤 yellow soil 176. 69 ± 17. 29 1. 19 28. 86 ± 1. 31 0. 73
黄土 loessial soil 177. 42 ± 17. 58 1. 60 28. 75 ± 1. 31 0. 35
紫色土 purple soil 188. 43 ± 12. 35 7. 91 28. 62 ± 0. 91 - 0. 10
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6 期 标准物质对 HPGe γ 谱仪测定环境放射性核素210 Pb 和137 Cs 的影响
栗钙土 >褐土 >紫色土(表 2)。表明不同标准物质影
响土壤中环境放射性核素210 Pb 和137 Cs 比活度的规律
与测试土壤中核素的活度高低无关。
标准物质种类对土壤中210 Pb 测定的准确度有显著
影响。与测试土壤栗钙土比较,用褐土为标准物质使测
试土壤中的210 Pb 的比活度增加 7%左右,紫色土为标准
物质使210 Pb 的比活度增加 8%左右,而以黄壤和黄土为
标准物质使210 Pb 的比活度增加均小于 2%。与210 Pb 不
同,土壤中137 Cs 测定的准确度基本上不受标准物质种类
的影响,由 4 种其他土类为标准物质获得的137 Cs 比活度
与测试土壤之间的相对偏差均低于 0. 9%。
2. 3 210 Pb 和137 Cs 比活度与标准物质中化学元素的
偏相关分析
为了查明不同标准物质中化学元素组成对环境放
射性核素测定准确性的影响,本研究对不同标准物质
效率刻度得到的栗钙土中210 Pb 和137 Cs 的比活度与标
准物质中化学元素的偏相关性进行了分析,表 3 列举
了显著水平为 P < 0. 05 和 P < 0. 01 水平偏相关系数。
由表 3 可以看出,210 Pb 的比活度与 Si 和 Na 的含量在
P < 0. 05 水平上呈显著正偏相关,与 Fe 在 P < 0. 01 水
平上呈显著正偏相关,表明测试土壤中210 Pb 的比活度
表 3 不同土类效率刻度得到的栗钙土中210 Pb 和
137 Cs 的比活度与其化学元素组成之间的偏相关分析
Table 3 Partial correlations between activities of
210 Pb and137 Cs of measured sample by different
SRMs and other chemical elements contents
样品编号
sample ID
210 Pb 137 Cs
Si Fe Na O Na
1 r 0. 975 0. 997 0. 989 0. 982 - 0. 996
t -值 t - value 4. 364 12. 420 6. 828 7. 393 15. 384
p -值 p - value 0. 049 0. 006 0. 021 0. 005 0. 001
2 r 0. 975 0. 997 0. 990 0. 993 - 0. 998
t -值 t - value 4. 379 12. 517 6. 869 12. 093 22. 052
p -值 p - value 0. 048 0. 006 0. 021 0. 001 0. 000
3 r 0. 975 0. 997 0. 990 0. 994 - 0. 998
t -值 t - value 4. 370 12. 512 6. 863 12. 985 24. 005
p -值 p - value 0. 049 0. 006 0. 021 0. 001 0. 000
4 r 0. 975 0. 997 0. 990 0. 994 - 0. 998
t -值 t - value 4. 390 12. 526 6. 890 12. 881 23. 618
p -值 p - value 0. 048 0. 006 0. 020 0. 001 0. 000
5 r 0. 975 0. 997 0. 990 0. 998 - 0. 999
t -值 t - value 4. 360 12. 469 6. 851 22. 253 40. 633
p -值 p - value 0. 049 0. 006 0. 021 0. 000 0. 000
6 r 0. 975 0. 997 0. 990 0. 999 - 1. 000
t -值 t - value 4. 367 12. 512 6. 877 32. 447 58. 884
p -值 p - value 0. 049 0. 006 0. 020 0. 000 0. 000
随标准物质中 Si、Na、和 Fe 含量增加而增加。137 Cs 的
比活度与 O 的含量在 P < 0. 01 或 P < 0. 001 水平上呈
显著正偏相关,而与 Na 在 P < 0. 001 水平上呈显著负
偏相关,表明测试土壤中137 Cs 的比活度随标准物质中
O 含量增加而增加,随 Na 含量增加而降低。
3 讨论
本研究结果证明,用不同标准物质效率刻度曲线
分析会降低土壤中210 Pb 测定的准确性。与用测试土
壤栗钙土作为标准物质比较,用 4 种其他土类效率刻
度分析使测试土壤中的210 Pb 比活度相对偏差高达
7. 9%(表 2)。这些结果也许可以解释,国际比对试验
中210 Pb 比对结果满意度较低的原因可能是由于所选
的标准物质与待测样品在化学元素组成上差异较大。
由于210 Pb 来自于土壤或岩石,所以决定环境样品
中210 Pb 测定的准确性并非由选用标准物质中的单一
化学元素决定[13],而是由对其有显著影响的几个或一
组化学元素共同决定(表 3),尤其是差异较大的元素
可能起主导作用。如在本研究中选用的其他 4 种土类
标准物质相对于测试土壤栗钙土在 Si、Fe 和 Na,尤其
是 Fe 元素含量存在很大差异(相对差异在 94% ~
166%之间)(表 1)。
与210 Pb 不同,137 Cs 来自于人工核爆试验,环境样
品中137 Cs 测定的准确性与选用的标准物质的几何形
状、装样密度和厚度密切相关[7,8],而标准物质中的化
学元素组成对137 Cs 测定结果的影响较小。本研究结
果表明,尽管不同标准物质中的 O 和 Na 元素与137 Cs
的比活度呈显著偏相关(表 3),但是其他 4 种土类中
的 O 和 Na 含量与测试土壤栗钙土之间的差异很小,
相对差异普遍在 10%以下(表 1)。
不同标准物质的效率刻度会对测试土壤中 210 Pb
比活度的分析有显著影响,这一结果对提高环境样品
中210 Pb 测量的准确性具有一定指导意义。例如,在分
析特定土壤和泥沙样品中的210 Pb 比活度时,应该尽量
选择化学组成、几何形状等相符合的标准物质进行效
率曲线刻度。考虑到制作标准物质很贵,也可采用无
源效率刻度方法,模拟建立不同土类标准物质的效率
曲线进行比对[8]。有研究表明,土壤样品的水分含量
可能也会影响环境放射性核素的测定[6],有些元素如
Mn 只存在于部分土类,而本研究在进行偏相关性分析
(表 3)时没有考虑 Mn,所以有关这些因素对环境放射
性核素210 Pb 测定准确性的影响,还需要进一步综合考
虑。
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Journal of Nuclear Agricultural Sciences
2010,24(6):1249 ~ 1254
4 结论
用不同标准物质进行效率刻度会对测试土壤样品
中210 Pb 测定的准确性有显著影响,而对137 Cs 的影响较
小。这是由于不同标准物质中影响210 Pb 测量结果的
一些化学元素含量差异较大,而影响137 Cs 测量结果一
些化学元素含量差异较小的缘故。
本研究结果揭示,在利用 γ 能谱仪测定土壤和泥
沙样品中的210 Pb 时,应该尽量选择化学组成、几何形
状等相符合的标准物质作为参考,这对于提高环境样
品中210 Pb 测定的准确性具有重要意义。
参考文献:
[1 ] Zapata F. Handbook for the assessment of soil erosion and
sedimentation using environmental radionuclides [M]. Kluwer
Academic Publishers,2002:1 - 219
[2 ] Mabit L,Benmansour M,Walling D E. Comparative advantages and
limitations of Fallout radionuclides (137 Cs,210 Pb and 7 Be)to assess
soil erosion and sedimentation [J]. Journal of Environmental
Radioactivity,2008,99(12):1799 - 1807
[3 ] Ritchie J C,McHenry J R. Application of radioactive fallout cesium
- 137 for measuring soil erosion and sediment accumulation rates
and patterns:a review[J]. Journal Environmental Quality,1990,
19:215 - 233
[4 ] Zapata F,Nguyen M L. Soil erosion and sedimentation studies using
environmental radionuclides [M ]. In K Froehlich (Ed.),
Environmental Radionuclides: Tracers and Timers of terrestrial
processes,2010:295 - 322
[5 ] Report on the IAEA - CU - 2006 - 02 proficiency test on the
determination of 137 Cs and 210 Pb in spiked soil [M],IAEA /AL /
166,2006
[6 ] Shakhashiro A,Trinkl A,Sansone U. The IAEA’s ‘ALMERA
Network’ proficiency test on the determination of gamma-emitting
radionuclides: A test of results comparability [J]. Applied
Radiation and Isotopes,2008,66:1722 - 1725
[7 ] 李 斌,徐家云,倪伟峰,绍新生 . 环境放射性样品装量与 γ 射
线能量的关系[J]. 原子能科学技术,2008,42 (4):358 - 361
[8 ] 李 勇,耿肖臣 . 样品厚度对 LabSOCS 技术测定137 Cs 和210 Pb 的
影响[J]. 原子能科学技术,2010,44 (1):8 - 83
[9 ] Hoffmann C,Funk R,Wieland R,Li Y,Sommer M. Effects of
grazing and topography on dust flux and deposition in the Xilingele
grassland,Inner Mongolia[J]. Journal of Arid Environment,2008,
72:792 - 807
[10] Hoffmann C,Funk R,Li Y,Sommer M. Effect of grazing on wind
driven carbon and nitrogen ratios in the grasslands of Inner Mongolia
[J]. Catena,2008,75:182 - 190
[11] 李 勇,李俊杰,Funk R,李璐,张晴雯 . 环境放射性核素137 Cs
和210 Pb 的田间原位测定研究[J]. 核农学报,2007,21(6):612
- 617
[12] 全国土壤普查办公室 . 中国土壤[M]. 北京:中国农业出版社,
1998:1 - 1253
[13] 乔录成,白立新,张一云,徐家云 . 高纯锗 γ 谱仪对环境样品探
测效率的模拟计算[J]. 四川大学学报(自然科学版),2003,40
(2):301 - 304
(责任编辑 邱爱枝
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)
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[19] Saulnier L, Pierre-Etienne Sado, Gerard Branlard. Wheat
arabinoxylan: Exploiting variation in amount and composition
develop enhanced varieties[J]. Journal of Cereal Science,2007,
46:261 - 281
[20] Bettge A D,Morris C F. Relationships among grain hardness,
pentosan fractions,and end-use quality of wheat[J]. Cereal Chem,
2000,77(2):241 - 247
[21] Hong B H,Rubenthaler G L,Allan R E. Wheat pentosans. Ⅰ .
Cultivar variation and relationship to kernel hardness[J]. Cereal
Chem,1989a,66(5):369 - 373
[22] 钱森和,张 艳,王德森,何中虎,张歧军,姚大年 . 小麦品种戊
聚糖和溶剂保持力遗传变异及其品质性状关系的研究[J]. 作
物学报,2005,31(7):902 - 907
[23] 时侠清,刘冬成,孙家栋,张爱民 . 我国北方冬小麦在籽粒中的
戊聚糖含量及其相关分析[J]. 核农学报,2006,20(3):225 -
228
[24] 姜丽娜,李春喜,邵 云,张 霞,明 红,周其源,苗永平 . 小麦
子粒戊聚糖含量及与蛋白质含量关系研究[J]. 江苏农业科学,
2005,(2):35 - 37
(责任编辑 高美须 裴 颖)
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