2.6 镭与放射性水污染
放射性污染主要是由放射性核素引起的一类特殊污染,放射性水污染与其它放射性污染一样是放射性元素通过自身的衰变而放射出一些射线,能使生物及人体组织电离而受到损伤,从而引起放射病。水中放射性污染源主要有:xx放射性核素;核武器试验的沉降物;核工业的废水、废气、废渣;放射性同位素的生产和应用;其他工业中的放射性废水及废弃物。
水质研究表明,我国大部分地下水的水体中都存在自然状态的镭元素,而这种元素具有放射性,受到水中放射性镭(Ra226)的长期辐射可能会导致骨肉瘤发病率升高。
镭是三个xx放射系的成员,所以在自然界中,凡是有铀,钍矿的地方就会有镭。当矿石中的可溶性的镭盐受地下水侵蚀时,其流失量可达85%。因此,铀、钍矿区的环境水中,镭的含量较高。在某些地方的矿泉水中,镭的含量更高,可达10的-9到-8克每升。从而引起了放射性水污染。在铀、钍矿区环境和生物样品的放射性监测中,镭是必须监测的一个元素。[5]
3 镭的络合物
镭与DTPA,柠檬酸等能生成络合物,因此,可以利用此性质来促排人体中的镭。例如,静脉注射10%的DTPA的钠钙盐-葡萄糖溶液或口服10%柠檬酸钠等络合物,对镭有显著的促排效果。
4 镭的化合物
4.1 氢氧化镭
氢氧化镭的碱性比氢氧化钡还强,与酸作用生成相应的盐,如:
Ra(OH)2+2HCl=RaCl2+2H2O
氢氧化镭能溶于水,在水中溶解度比氢氧化钡大得多,可借此分离镭和钡。[4]
4.2 镭盐
由于镭的化学性质比较活泼,所以镭通常都以镭盐的形式存在。镭的可溶性盐类重要有溴化镭,硝酸镭等;难溶性盐类重要有硫酸镭,碳酸镭,铬酸镭,磷酸镭,碘酸镭等。其中,硫酸镭,碳酸镭适宜于与相应的钡盐形成共结晶共沉淀,常用于镭的分离测定中。镭的几种盐的溶解度列于下表。
几种镭和钡的化合物再水中的溶解度(20℃)
几乎所有的镭盐和钡盐的其他化合物在刚制成的时候都是白色的。但放置过程中,由于自身的辐射作用而分解变色。镭的化合物能使某些无机化合物(如硫化锌)产生磷光和荧光。所有的纯的镭盐在暗处都能发出美丽的淡蓝色的荧光。
镭盐在水中不水解,故进入体内的可溶性镭是以二价镭离子的形式存在的。
镭盐能被高锰酸钾活化的锯末,硫酸炭化的锯末等吸附剂强烈吸附。这些吸附剂对镭的吸附率高达90%以上,而且具有成本低,效率高等优点,使用于处理厂矿中含镭的废水。[1]
5 镭的同位素
镭共有25种放射性同位素,即镭206到镭230,其中镭223,镭224,镭226和镭228是xx放射系中的一员,它们的主要辐射特性列于下表。
xx放射系中镭的同位素的主要辐射特性
质量数 |
习用名称 |
半衰期 |
衰变方式 |
粒子能量(MeV) |
223 |
锇X |
11.43天 |
a |
5.7176 5.6076 |
224 |
钍X |
3.64天 |
a |
5.6856 |
226 |
镭 |
1602年 |
a |
4.7846 |
228 |
新钍I |
5.75年 |
β |
0.024 0.048 |
镭-226的半衰期1602年,是自然界中存在丰度{zd0}的一种同位素,它在铀矿石中的含量约为三百万分之一,但由于它的放射性比活度很高,给矿石水治加工过程极其废水徘放带来麻烦。因此,镭226是铀矿水治工厂中重要的监测核素之一。[4]
6 镭的分离方法
目前镭的化学分离方法主要有共沉淀法和离子交换法两种,共沉淀法应用较多。在共沉淀法中,作为载体化合物的有硫酸钡,铬酸钡,碳酸钡,碳酸钙等。应用较广的是BaSO4-PbSO4共沉淀法。它是分离环境和生物样品中镭的一种常规方法。
BaSO4-PbSO4共沉淀法采用钡和铅的可融性盐类作载体,硫酸溶液作沉淀积聚剂,使样品溶液生成BaSO4-PbSO4-RaSO4共沉淀,镭得到初步的分离和浓集。然后将沉淀用EDTA的减性溶液加热溶解,再加入冰醋酸,BaSO4-RaSO4因难溶于冰醋酸又重新沉淀,使镭得到进一步的纯化。这种方法的优点是镭的回收率高,对一部分杂质的净化效果好。但由于样品中钍,钋等杂质能随BaSO4-PbS04一起沉淀下来,因而影响了镭的净化效果。因此,可加EDTA作掩蔽机,在PH为3-3的条件下进行沉淀,以防止钍,钋等金属离子的玷污。或者,先采用带杂质较少的CaCO3-RaCO3共沉淀步骤,使镭与大部分杂质分离,然后将沉淀物溶于酸中,再用上诉的方法进一步分离纯化镭。
参考文献
[1]《放射化学》高等院校试用教材张寿华 强亦忠主编
[2] 化学网放射化学
[3]《化学元素漫话》科学出版社 叶永烈 著
[4] http://www.pep.com.cn/index.htm 教材与教学>>初中>>初中历史>>历史万花筒>>历史故事>>世界通史故事>>镭的发现
[5] 中国环境网>>放射性水污染