方法提要
岩石、矿石、土壤试样用过氧化钠和氢氧化钠高温熔融后，用热水提取，在提取液中加入Fe3+载体，用盐酸中和到～pH9，生成的氢氧化铁沉淀离心过滤，用盐酸溶解沉淀，控制酸度为0.2～0.4mol/L在过量抗坏血酸存在下，70℃时210Po自镀在铜片或银片上，镀片在低水平α测量仪上测量。
水样经盐酸酸化后，以Fe3+作载体，加氨水在pH9时沉淀210Po，生成的氢氧化铁沉淀离心过滤，用盐酸溶解，控制酸度为0.2～0.4mol/L在过量抗坏血酸保护下，70℃时210Po自镀在银片或纯铜片上，镀片在低水平α测量仪上测量。
生物(食品)样用硝酸-过氧化氢-高氯酸湿式消解法破坏有机物，以银片或纯铜片自沉积法分离210Po，用α放射性测量仪测量试样的α放射性，计算试样中210Po浓度。
仪器
低水平α测量仪选用多路α测量仪。
离心机3000r/min(带50mL离心管)。
自镀装置能使镀片正面的活性面(直径15～18mm)在自镀池中保持和溶液相对运动为原则。自镀装置为可拆卸的聚四氟乙烯镀片盘(见图66.22)，直径20mm，由底盘和环形盖两部分组成，二者用螺扣拧紧，底盘侧有一带螺扣的直径4mm孔，盖子中央有直径15～18mm圆孔，侧面有3个直径4mm小孔。使用时把金属镀片的背面放在底盘上，正面朝上，拧上环形盖，按镀片的厚度不同，使拧紧后盖子侧面的一个孔和底盘上的侧孔相对，孔中拧入直径4mm的聚四氟乙烯搅棒，棒的另一端固定在微型玩具电动机的轴上。镀片随盘竖立在溶液中，且仅有活性面和溶液接触。电动机由3V整流直流电源供电，通过电位器可调节转速以免溶液飞溅。
图66.22 镀片盘
试剂
过氧化钠。过氧化氢。氢氧化钠。抗坏血酸。硝酸。高氯酸。盐酸。氨水。
盐酸联胺溶液(250g/L)。酚酞指示剂。0.5g酚酞溶解于50mL(95+5)乙醇中。
三氯化铁溶液称取12.1g三氯化铁(FeCl3·6H2O)，用4mLHCl和400mL水溶解后，加水稀释到500mL，此溶液Fe3+浓度为5mg/mL。称取48.3g三氯化铁(FeCl3·6H2O)，用4mLHCl和400mL水溶解后，加水稀释至500mL，此溶液Fe3+浓度为20mg/mL。
210Po标准溶液市售210Po标准溶液或从平衡的沥青铀矿中制备的标准210Pb(沥青铀矿全溶后用低本底Pb2+作载体，分离出PbSO4粉末，放置到210Pb-210Po平衡，使用时作210Pb衰变校正)制备PbCl2标准溶液，210Pb比活度分别为n×10-1Bq/g、n×100Bq/g和n×101Bq/g3种或其中两种浓度的溶液，使用时用带有细长毛细管的聚乙烯小瓶在分析天平上以差减法称取溶液(精确至00001g)。
镀片约0.1mm厚的银片或高纯铜片，加工成直径20mm圆片，背面涂耐热耐酸清漆。
分析步骤
(1)岩石、矿石、土壤样
粒度应小于74μm筛孔，土壤及其他环境固体试样应分别做去杂、粉碎、低温消解等预处理。随同试样，进行多份空白校正试验。由于各探测器的探测率不完全相同，用几个空白试样多次测量每个探测器的本底后，算得每个探测器各自的平均空白校正值。
称取0.1～0.5g(精确至0.0001g)已知210Po含量(210Po小于0.05Bq/g)试样置于刚玉坩埚中，滴加标准210Po溶液，在105℃烘干，以下操作按测量步骤进行。用测量结果和加入的210Po总量算得回收率校正值。称取不同量(0.1～0.5g)试样，和加入不同量的210Po均作为不同基体，不同量级的210Po对回收率的影响如果上述2个因素对回收率影响很小(如小于2%)，可以用平均值作为平均回收率校正。否则，要对实际试样用量和210Po量级做相应的回收率校正试验。
称取0.1～0.5g(精确至0.0001g)试样置于刚玉坩埚中，加3gNa2O2，用玻棒搅匀后加2gNaOH，再盖上2gNa2O2，在已升温到650℃的高温炉中熔融到流体。取出稍冷后，将坩埚置于烧杯中，用100～150mL热水提取，用水和1mL(1+1)HCl洗出坩埚。先加12～14mLHCl，用精密pH试纸检验，用(1+2)HCl调到pH8.5～9.0若过量时补加几滴氨水，按试样含铁量(目测试样溶液的颜色)，补加1～4mL三氯化铁溶液，充分搅拌。
试液分次用50mL离心管离心分离，弃取清液，最终的沉淀用1mL(1+1)HCl溶解后，转入用作自镀池的100mL小烧杯中，用1mL(1+1)HCl和少量水洗原烧杯和离心管后并入小烧杯中，补加3mL(1+1)盐酸，加水至70～80mL，此时的盐酸酸度为0.2～0.4mol/L。
于试液中少量多次加入粉末抗坏血酸，并搅拌使其溶解，直到溶液的黄色完全褪去，再过量50～100mg，把小烧杯放入已恒温到70℃的水浴锅中。把金属片装入聚四氟乙烯镀片盘中，活性面朝外，放入溶液中，接上微型电动机，调好转速(以溶液不飞溅为止)，盖上盖子，自镀3h。记下自镀结束的时间t1，取下镀片用水冲洗，滤纸吸干，在空气中自然干燥，保存在试样盘中待测。
镀片放入试样托架上，根据放射性测量的误差要求按210Po活度的高低在多路低水平α测量仪上测量30～1400min。
探测效率:用差减法把约0.2mLn×101Bq/g的标准溶液(约nBq210Po，其中PbSO4载体仅几十微克)，分5～10次用毛细管滴瓶分散滴在涂有高级耐热耐酸清漆薄层的镀片上，每次立刻在红外灯下烘干，用作校正片。用几个校正片分别多次测量各个探测器，按计数率和校正片的标准值算得探测效率，最后得到每个探测器各自的平均探测效率。
按下式计算210Po比活度:
岩石矿物分析第三分册有色、稀有、分散、稀土、贵金属矿石及铀钍矿石分析
式中:w(B)为试样中210Po的比活度，Bq/gK为常数，当时间单位用min，则K=1/66m为试样质量，gR为全程平均化学回收率校正值，%η为相应探测器的探测效率，%λ为210Po的衰变常数，取3.478×10-6/mint2为试样计数开始到结束的时间中间值，mint1为自镀结束时间，minN为试样总计数，次#为试样计数时间，minA为相应
探测器的平均本底，次/min。
(2)水样
现场采集水样(包括冰、雪)时，要尽量选取悬浮物少和清澈的水样，必要时用脱脂棉或玻璃纤维过滤，放入塑料桶内，每升水样立即加2mLHCl酸化，使pH=1～2。
随同试样取5.0L去离子水代替试样，进行3份空白试验。由于各探测器的探测率不完全相同，要至少3次测量每个探测器的本底后，得到各自的平均本底作各自的空白校正值。
5.0L去离子水用10mLHCl酸化后，用称量差减法加入一定量的210Po标准溶液，以下操作按测量步骤进行，测量结果和加入的标准比较可得到回收率校正值。由于不同比活度量级的平均回收率稍有不同，必要时需作几个量级的回收率校正试验，如0.0xBq/L、0.xBq/L、xBq/L等。
量取5.0L酸化水样，加5mL20mg/mL三氯化铁溶液(因水样不够或210Po活性高而取样量不足5L时，三氯化铁溶液及氨水用量要按比例减少)，边搅拌边加15mL氨水，此时pH为9.0±0.2，每隔半小时搅拌1min，共搅拌3～4次，使上层清液接近水样原来颜色，放置2h以上或过夜，使沉淀凝聚。
用虹吸法吸取并弃去上层清液，剩下200～300mL溶液和沉淀用离心法分离。沉淀转入作为自镀池的100mL小烧杯中，用2mL(1+1)HCl和少量水洗大烧杯和离心管，并入小烧杯［若有未溶完的氢氧化物沉淀，可补加几滴(1+1)HCl使其全部溶解］，再加3mL(1+1)HCl，加水使总体积为70～80mL，此时的盐酸酸度约为0.2～0.4mol/L。
溶液中少量多次加入粉末抗坏血酸，并搅拌使其溶解，直到溶液的黄色完全褪去，再过量50～100mg，把小烧杯放入已恒温到70℃的水浴锅中。把金属片装入聚四氟乙烯镀片盘中，活性面朝外，放入溶液中，接上微型电动机，调好转速(以溶液不飞溅为止)。记下自镀结束的时间t1，取下镀片用水冲洗，滤纸吸干，空气中自然干燥，保存在试样盘中待测。
镀片放入试样托架上，根据放射性测量误差要求按210Po活度的不同在多路低水平α测量仪上测量30～1400min。
探测效率:用差减法把约0.2mLx×101Bq/g的标准溶液(约xBq210Po，其中PbSO4载体仅几十微克)，分5～10次用毛细管滴瓶分散滴在涂有高级耐热耐酸清漆薄层的镀片上，每次立刻在红外灯下烘干，用作校正片。用3个校正片分别3次测量各个探测器，按计数率和校正片的标准值算得探测效率，最后得到每个探测器各自的平均探测效率。
按下式计算210Po比活度:
岩石矿物分析第三分册有色、稀有、分散、稀土、贵金属矿石及铀钍矿石分析
式中:ρ(B)为水样中210Po的活度浓度，Bq/LK为常数，当时间单位用min，则K=1/66V为试样体积，LR为试样210Po比活度相应量级的全程平均化学回收率，%η为相应探测器的探测效率，%λ为210Po的衰变常数，取3.478×10-6/mint2为试样计数开始到结束的时间中间值，mint1为试样自镀结束时间，t2-t1，minN为`试样总计数，次#为试样计数时间，minA为相应探测器的平均本底，次/min。
(3)生物(食品)样
试样消解
按照GB14883.1—94《食品中放射性物质检验钋-210的测定》总则中的有关规定，试样经采集和预处理后先进行消解。一般试样称取5～50g(精确至0.01g)试样置于500mL烧杯中，缓慢加入100mLHNO3，在沙浴上加热。为防止试样溢出，当开始产生大量泡沫时，将烧杯移出沙浴并不断搅拌，必要时可将烧杯浸在冷水中以减慢反应速度，然后在搅拌下继续加热，至泡沫消失后盖上表面皿，继续蒸发并不时滴加过氧化氢(按照试样量和种类决定过氧化氢用量，一般为10～66mL)。先蒸煮到溶液无黏性而清亮，然后继续蒸发浓缩至约5mL。
含油脂较多的试样(花生、大豆、牛奶、肉类、鱼类和蛋类)，当加入硝酸在沙浴上加热至溶液泡沫消失后，溶液明显分为油相和水相时，趁热将烧杯中液体迅速倒入250mL分液漏斗，静止分层后将底层酸液转入原烧杯，油相用热50mLHNO3洗涤一次，合并酸液，弃去油相。继续在沙浴上用硝酸和过氧化氢蒸煮到溶液无黏性而清亮，然后浓缩到5mL。
含硅较高的试样(谷壳、麦秆、薯类和瓜类)，当加入硝酸消解时，必须加0.5～1g固体NH4F，生成SiF4逸出而脱硅。
加入15mLHNO3和5mLHClO4，继续在沙浴上蒸发。当溶液中硝酸蒸发尽并升温与高氯酸反应时，多数试样会发生激烈反应，有时溶液会迅速变黑，这时要尽快取下烧杯并按高氯酸操作注意事项操作。稍冷后，加入5mLHNO3并小心加热。含有机物多的试样，应在硝酸存在下重复多次加热处理，直至溶液变清。再加热直至高氯酸大量冒白烟，除去痕量硝酸，溶液继续蒸发，一直至近干，使成为白色残渣，冷却。
自沉积
用30mL水溶解残渣，滴加3滴酚酞指示剂，用300g/LNaOH溶液中和到溶液刚变微红色后，立即加入2.5mLHCl并用水稀释到70～80mL，使成为0.5mol/L盐酸溶液。加200mg抗坏血酸和0.5mL25%盐酸联胺溶液，移入已装有铜片的自镀装置中，在80～90℃恒温水浴中机械搅拌2h［(500±100)rpm］或振荡2.5h。结束后取出铜片，用细水流冲洗干净沉积面，在室温中晾干，待测量。
在与分析试样等量的试样中，加入含已知活度的210Po标准溶液，按相同测定程序操作以确定化学回收率。
测量与计算
正式测量前后，以α工作面源(239Pu、241Am、天然铀)检查仪器是否正常。
试样源(镀好的铜片)放置半小时后(甚至在测完仪器本底和标准源效率后，马上可以测量，只要自镀完毕后0.5h。Po的同位素211Po、212Po、214Po、215Po、218Po半衰期都很短，半小时已衰变完，而U、Ra、Th、Pb、Bi等由于离子电位较低，不能在铜片上沉积)，即可测量。有文献介绍通过实验证明自沉积完毕后，马上测量与放置数小时后测量无多大差别。
按下式计算试样210Po含量(鲜样):
岩石矿物分析第三分册有色、稀有、分散、稀土、贵金属矿石及铀钍矿石分析
式中:A为测定时生物(食品)试样中浓度，Bq/kg或Bq/LN为试样净计数率，次/minM为干鲜比，g/kg或g/LW为试样源质量，gY为化学回收率，%η为相应探测器的探测效率，%60为变为Bq的转换系数。
按下式计算化学回收率:
岩石矿物分析第三分册有色、稀有、分散、稀土、贵金属矿石及铀钍矿石分析
式中:N为试样净计数率，次/minN'为加入已知量210Po后测定化学回收率时试样测得的净计数率，次/minη'为回收率测量时的探测效率，%D为测定化学回收率时加入试样的210Po放射性活度，Bq/g。
精密度
本方法对矿石和岩石中210Po比活度大于1.0Bq/g的试样6次测定，其相对标准偏差小于5%对比活度0.1～1.0Bq/g的试样6次测定，其相对标准偏差小于10%0.01～0.1Bq/g的试样6次测定，其相对标准偏差小于20%。
本方法对水中210Po比活度5×10-4～1×10-2Bq/L水样的6次测定，其相对标准偏差小于20%比活度0.01Bq/L以上的水样的6次测定，其相对标准偏差小于10%。
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