⁹⁰Sr为重要的长寿命人工裂变核素，物理半衰期达28.1年。基于锶的化学和生化性质与钙相似，通过食入或吸入等主要途径进入人体后会一起积聚在骨骼和牙齿上，进一步由于其子体⁹⁰Y发射的高能β射线(2.28 MeV)而给人类带来骨癌和白血病等致癌风险^[1-2]。⁹⁰Sr作为重要的核裂变产物，在核应急情况下会有大量的源项释放，可能达到PBq量级。因此，在切尔诺贝利和福岛核事故期间均重点关注了该核素^[3-5]，⁹⁰Sr的准确测定有利于判断核事故释放源项，估算人类受照剂量，并评估对周围环境的放射性污染情况。

目前国内针对不同介质中⁹⁰Sr分析有相应的国家标准或行业标准，涉及水、土壤、生物和食品等样品介质^[6-8]。现有土壤中⁹⁰Sr的分析标准要求去除²¹⁰Bi以避免其在测量时的干扰，采用的除铋方法是硫化铋沉淀法，该方法存在诸多弊端，如：硫化铋沉淀本身不稳定，在形成的同时也在逐渐分解，影响除铋效果；所用硫化钠试剂易吸水，不利于长期保存，影响所配制硫化钠溶液含量的准确性，容易导致除铋时硫化钠过量，除铋后样品溶液中有单质硫析出，影响上柱效果。

未受放射性污染的正常环境中的⁹⁰Sr基本来自于切尔诺贝利核事故导致的全球沉降，在放射性本底调查数据的基础上，一旦各类环境介质中⁹⁰Sr的含量有明显升高，则表明有外来放射性污染源项存在。为了更好地监控核设施运行状况，保护环境和人员健康，有必要优化现有⁹⁰Sr分析标准方法中的除铋手段，以达到更好、更稳定的除铋效果，从而使分析结果更加准确可靠。

十路低本底α/β测量仪(LB770，德国BERTHOLD公司)，201×7阴离子交换树脂(60~80目，天津大学，以下简称717树脂)，P204萃淋树脂(60~80目，核工业北京化工冶金研究院)，加标土壤(自制并经实验室比对活动验证，理论值为30.3 Bq/kg，已校正至测量日期)，锶、钇、铋载体溶液(浓度分别为50.95 mg Sr/ml、19.45 mg Y/ml和10.15 mg Bi/ml，采用国药集团分析纯试剂重量法配制)。其他试剂均为分析纯，水为二次蒸馏水。

易瑞士等^[9]曾利用强碱性阴离子交换树脂富集铋，并实现钒、钨、钼、锑等干扰元素的去除，达到了天然水中微量铋准确测定的目的。阴离子交换树脂(如717树脂)对铋有明显的交换吸附效果，可用于⁹⁰Sr分析除铋。为了实现锶的快速分析，将717树脂的除铋体系设定为6 mol/L硝酸溶液体系，除铋流程示于图 1。其中，虚线部分为除铋的关键步骤。

图 1 优化后的210Bi去除方法流程图 Figure 1 Flow chart of optimized 210Bi removal method

对于铋，往4个烧杯中分别加入50 ml 6 mol/L HNO₃溶液，各准确加入1.00 ml铋载体溶液，搅拌均匀后使其以自然流速通过树脂柱，树脂柱下各放置1个装有硫化钠溶液的烧杯，观察是否有硫化铋沉淀生成。对于锶和钇，同样独立开展4个平行样实验。往4个烧杯中分别加入50 ml 6 mol/L HNO₃溶液，锶、钇载体溶液的加入量分别为1.00和2.00 ml。搅拌均匀后使其以自然流速通过树脂柱，收集流出液(流出液指阴离子交换后的流出液，下同)作沉淀，并用重量法计算化学回收率。

分别采用加标土壤和国家原子能机构(IAEA)国际比对样品进行验证。对于加标土壤，分别采用硫化铋沉淀(标准除铋方法)和717树脂进行除铋，并按照EJ/T 1035-2011^[7]开展分析验证工作。各平行称取4个样品，标准除铋方法样品编号为YZTR-1~YZTR-4，717树脂除铋方法样品编号为YZTR-5~YZTR-8。对于比对样品，通过2015年(IAEA-TEL-2015-04)和2016年(IAEA-TEL-2016-04)连续两年的IAEA国际比对活动对717树脂除铋的方法进行了验证，具体分析流程参照EJ/T 1035-2011^[7]。

若流出液中有Bi³⁺存在，则瞬间会有棕色的Bi₂S₃沉淀生成，因此硫化钠溶液对Bi³⁺有很好地指示作用。实验发现，未有肉眼可见的Bi₂S₃沉淀生成，表明717树脂可以有效定量除铋。锶和钇在流出液中的化学回收率分别达到(98.6±0.8)%和(98.5±0.7)%，表明717树脂在实现有效除铋的同时对锶和钇基本不会形成截留，不影响目标核素的分析测量。实验结果列于表 1。

标准除铋方法的⁹⁰Sr分析结果为31.5~35.7 Bq/kg，与理论值之间的相对标准偏差[公式(1)]为3.96%~17.80%，均为正偏差，可以看出残留铋对⁹⁰Sr测量结果的影响。717树脂除铋方法的⁹⁰Sr分析结果为29.4~32.1 Bq/kg，与理论值之间的相对标准偏差为-2.97%~5.94%，其准确度和精密度均要优于标准除铋方法。验证结果列于表 2。

表 2(Table 2)

表 2 加标土壤分析验证结果(Bq/kg) Table 2 Verification and comparison of analytical results of spiked soil samples(Bq/kg) 样品编号 回收率(%) 测量结果 理论值 相对标准偏差(%) YZTR-1 93.2 33.6 30.3 10.90 YZTR-2 99.3 35.7 30.3 17.80 YZTR-3 84.7 32.2 30.3 6.27 YZTR-4 94.3 31.5 30.3 3.96 YZTR-5 83.2 29.4 30.3 -2.97 YZTR-6 78.2 32.1 30.3 5.94 YZTR-7 77.4 31.6 30.3 4.29 YZTR-8 80.5 30.4 30.3 0.33

表 2 加标土壤分析验证结果(Bq/kg) Table 2 Verification and comparison of analytical results of spiked soil samples(Bq/kg)

式中，Bias_relative为分析值与理论值或报出值与目标值的相对标准偏差；Value_reported为分析值或报出值；Value_target为理论值或目标值。

共比对了3组样品，其中⁹⁰Sr的报出值与目标值的相对标准偏差为3.40%~7.09%，明显低于比对活动所要求的最大可接受偏差，最终评判结果均为可接受(A)。验证结果列于表 3。

表 3(Table 3)

表 3 利用IAEA比对样品对717树脂除铋方法的验证结果 Table 3 Verification of bismuth removal by anion exchange resin by using IAEA test samples 编号 样品编号 目标值(Bq/kg) 最大可接受偏差(%) 报出值(Bq/kg) 相对标准偏差(%) 最终得分 IAEA-TEL-2015-04 01 29.6±0.8 15 31.7±1.2 7.09 A IAEA-TEL-2016-04 01 14.7±0.5 15 15.2±0.8 3.40 A 02 20.5±0.5 20 21.5±0.9 4.88 A 注：IAEA.国际原子能机构

表 3 利用IAEA比对样品对717树脂除铋方法的验证结果 Table 3 Verification of bismuth removal by anion exchange resin by using IAEA test samples

本文研究了在⁹⁰Sr以标准方法分析过程中，采用国产717树脂除铋时对锶、钇和铋的交换吸附效果。实验结果表明，该树脂可稳定实现铋的定量去除，同时对于锶和钇基本没有交换吸附，且除铋时的溶液体系与标准分析方法解吸钇的体系相同，均为6 mol/L硝酸溶液体系，即将钇从萃淋树脂上解吸下来以后，加入一定量的稳定铋载体，搅拌均匀即可通过717树脂柱实现快速除铋的目的。与EJ/T 1035-2011标准推荐的硫化铋沉淀除铋方法相比，克服了重复性和稳定性差的缺点，操作更为简便，可推荐在⁹⁰Sr常规分析检测中予以应用。

日常分析工作中发现，其他介质(如气溶胶等样品)中也有²¹⁰Bi的存在，且含量水平可能较高。因此，为了确保分析结果的准确可靠，建议在其他介质分析过程中增加²¹⁰Bi的去除步骤。

利益冲突  无

作者贡献声明  李周负责方案策划、数据分析和论文撰写；李鹏翔、马旭媛负责实验分析；宋沁楠、高泽全负责样品准备和前处理；韩玉虎、任晓娜负责方案策划和技术指导