核污水正式排海，检测人员该做些什么准备？

（内容摘录自《中国新闻社》）

核泄漏不但污染了环境水体，更影响环境生物，我们以某核泄漏事件为例，研究人员测量了 1987 年某核电站冷却池中的梭吻鲈。

这些梭吻鲈的肌肉组织中的 Cs 含量最高可接近 2.7x10^5 Bq/kg（Bq 即贝克勒尔，这是一个衡量放射性活度的单位）。

简单计算一下，如果一个体重 50 kg 的人，吃 1 kg 这种鱼肉，他将受到的辐射当量剂量大约是 3.645 μSv/h，也就是每小时 3.645 微希，这个强度大约是 3 月 15 日北京市平均辐射水平的 47 倍（当日福岛核电站上空的辐射是  23.72 μSv/h）。

如果把这个数字与 X 光胸透相比，接受一次 X 光胸透检查，受到的辐射剂量是 50 μSv，似乎胸透所受的辐射比吃鱼要大很多。可问题是，胸透只是一次的辐射剂量，而人吃下去那条鱼以后，会被辐射很长时间：吃下这 1 kg 鱼，24 小时后所受到的辐射强度就已经超过照一次胸透了，如果不能及时排出这些 Cs（别忘了食物链富集，至少梭吻鲈肌肉中的 Cs 几年内都没有显著降低），相当于此后几年每天胸透一次，要记住，Cs 的半衰期为 30 年！

除了 Cs-137 之外，另一个值得特别关注的元素就是 I-129 。因为 I-129 的半衰期长达 1.57x10^7 年，相对于其半衰期只有 8 天的 I-131，I-129 更能有效监测核泄漏的长期污染水平和空间分布，并且作为失踪剂在海洋放射、水文、地质等行业有着广泛的应用。虽然人类活动加速了 I-129 进入环境介质，但 I-129 在环境中的浓度仍然很低。目前分析 I-129 含量的主要方法包括 ICP-MS、中子活化分析和加速器质谱。

在以往的研究中，安捷伦公司利用单四极杆 ICP-MS（ICP-QMS）和八极杆反应池在反应模式下成功消除了 Xe-129 对 I-129 的干扰。使用氧气作为反应气体，通过电荷转移将 Xe+ 中和形成 Xe 原子从而将其从谱图中去除。

用这种方法，得到的 I-129 检测限（DL）为 1.1 ppt，并可以成功测定 NIST 3231 SRM 标准溶液I和标准溶液 II 的 I-129/I-127 比值。但同时发现，由于放射性元素测定中普遍存在的同位素丰度上的巨大差异（I-129/I-127 比值为 10^-6 至 10^-8），会出现主要元素峰与痕量元素峰相叠加的问题。I-129 的痕量分析使得 ICP-QMS 在丰度灵敏度上的局限更加突出。

安捷伦于2012年发明了ICP-MS/MS技术，并用该技术研究了超痕量碘129的分析。在八极杆反应池及四级杆质量过滤器之前，增加了一个主四级杆质量过滤器，形成 MS/MS 结构。

在 ICP-MS/MS 中，Q1 作为质量过滤器，仅允许目标分析物质量数的离子进入到池内而阻止其他离子进入。

由于来自等离子和样品基体的干扰离子被 Q1 消除，反应效率大大增强，无论样品基质如何变化，反应路径和产物离子均可保持一致。

较之 ICP-QMS，ICP-MS/MS 在反应模式下提供了高灵敏度和在任何样品基体中消除干扰的一致性。

此外，四级真空系统提供的极低的终端真空和背景干扰，改善了 I-129 的检测限和 I-129/I-127 的精密度。

ICP-MS/MS 用于放射性同位素比值测定的另一个关键性优势是丰度灵敏度比 ICP-QMS 有了大幅提高。因为 MS/MS 的丰度灵敏度是两个四级杆丰度灵敏度的累积，ICP-MS/MS 表现出了 ICP-MS 前所未有的丰度灵敏度。

图 1. 8.89mg/L I-127 溶液中 I 和 Xe 的质谱图。Agilent 8800 在单四极杆模式下运行，类似 ICP-QMS。上图：无反应气模式；下图：氧气反应模式。蓝色叠加部分为空白谱图

图 2. Agilent 8800 MS/MS 模式测定 I-127 和 I-129，氧气为反应气。NIST 3231 标液 I（黑色）和标液 II（蓝色）的谱图叠加

由于性能比 ICP-QMS 更加优异，新型 Agilent ICP-MS/MS 在应对这一富有挑战性的应用中表现出了卓越的分析性能。

分析结果证实了对超痕量  I-129 精确的测定能力以及 NIST 3231 标液中碘同位素比值与认证值得高度吻合。这一性能通过 MS/MS 模式特有的超高丰度灵敏度得以实现。

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参考文献