王瑞俊,段媛媛

(1.中國(guó)輻射防護(hù)研究院，太原 030006;2.山西水利職業(yè)技術(shù)學(xué)院，太原 030027)

1 前 言

隨著核工業(yè)的蓬勃發(fā)展和人們環(huán)境保護(hù)意識(shí)的逐漸增強(qiáng)，核設(shè)施周圍的環(huán)境放射性水平也受到人們?cè)絹?lái)越多的關(guān)注，放射性環(huán)境監(jiān)測(cè)結(jié)果是環(huán)境放射性水平最直觀的說(shuō)明，因此，對(duì)于放射性環(huán)境監(jiān)測(cè)必須有充分的質(zhì)量保證措施確保監(jiān)測(cè)結(jié)果的可信度，平行樣品的監(jiān)測(cè)分析是放射性環(huán)境監(jiān)測(cè)質(zhì)量保證的一項(xiàng)重要內(nèi)容。在放射性樣品采集的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中，如《輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》《電離輻射監(jiān)測(cè)質(zhì)量保證一般規(guī)定》中，都明確提出了進(jìn)行放射性環(huán)境監(jiān)測(cè)，需要采集10%～20%的平行樣品[1-2]，但沒(méi)有對(duì)平行樣品采樣條件進(jìn)行明確要求，沒(méi)有針對(duì)不同的環(huán)境介質(zhì)提出采集平行樣品應(yīng)具備的采樣條件和應(yīng)注意的事項(xiàng)，不能對(duì)平行樣品的采集提供具體的指導(dǎo)。文中結(jié)合實(shí)際平行樣品采集經(jīng)驗(yàn)，從平行樣品采集的原則要求、各種不同介質(zhì)采樣注意事項(xiàng)、布點(diǎn)要求等方面進(jìn)行了介紹，可以為放射性環(huán)境平行樣品的采集提供一定的借鑒和參考。

2 平行樣品

平行樣品是質(zhì)量控制樣品的一種，是指同時(shí)在同一地點(diǎn)采集、制備的具有相同組成和物理、化學(xué)特性的一組樣品[3]，從采樣階段開(kāi)始，包括樣品處理、分析測(cè)量、數(shù)據(jù)處理等所有過(guò)程都完全一致，一般為兩個(gè)樣品，有時(shí)也稱為平行雙樣。在具體采樣實(shí)踐中，一般采集10%～20%的平行樣品，但如果在某次采樣實(shí)踐中，有初次采樣或經(jīng)驗(yàn)欠缺的采樣人員、或者使用新的采樣設(shè)備、或者采樣條件比較復(fù)雜等，可以考慮適當(dāng)增加平行樣品的比例，但平行樣品的增加會(huì)帶來(lái)采樣及分析成本的增加，具體增加幅度應(yīng)考慮綜合因素確定。反之，如果某次采樣實(shí)踐，由經(jīng)驗(yàn)豐富的采樣人員實(shí)施，并且采樣條件簡(jiǎn)單易行，則可以適當(dāng)降低平行樣品的采樣比例，但應(yīng)滿足相關(guān)規(guī)定的要求，一般不低于10%的比例，并且保證每批次采集的樣品中至少有一組平行樣品，如果采集的平行樣品比例過(guò)低，不滿足相關(guān)規(guī)定的要求，可能導(dǎo)致對(duì)后續(xù)的監(jiān)測(cè)工作不能起到有效的質(zhì)量保證作用。

3 平行樣品采集階段的管理

樣品采集是放射性環(huán)境監(jiān)測(cè)的第一步，也是極其關(guān)鍵的一步，因?yàn)闃悠凡杉氖欠窨茖W(xué)合理、采樣條件是否滿足要求、定量是否準(zhǔn)確都直接影響到最終的測(cè)量結(jié)果。環(huán)境監(jiān)測(cè)中，平行樣品不僅起到質(zhì)量保證的作用，其結(jié)果也要能夠反映采樣點(diǎn)的輻射環(huán)境現(xiàn)狀，因此，平行樣品的采集主要注意兩點(diǎn)：一是采樣方法、采樣條件(包括采樣時(shí)間、采樣工具等)、采樣量等要基本一致；二是采集平行樣品時(shí)不能有相互影響和干擾，即不能因采集平行樣品影響到采樣環(huán)境而導(dǎo)致采集到的樣品代表性變差。

3.1 空氣平行樣品采樣

放射性環(huán)境監(jiān)測(cè)的空氣樣品一般包括氣溶膠、沉降灰、空氣中3H、14C、131I的采樣等，采樣點(diǎn)位的布設(shè)除考慮污染源、氣象條件、關(guān)注的居民點(diǎn)等因素外，具體采樣時(shí)還應(yīng)考慮與最近障礙物的距離、風(fēng)速等，一般要求取樣點(diǎn)離障礙物的距離應(yīng)為障礙物高度的10倍，入口氣流速度應(yīng)與風(fēng)速大體一致[4]，實(shí)驗(yàn)表明，風(fēng)向和風(fēng)速均對(duì)氣溶膠采樣效率有著明顯影響[5]。除沉降灰一般為被動(dòng)接收的采樣方式外，其他空氣樣品的采集都需要抽取空氣采用不同的吸收材料截留所需要的樣品。這種抽取空氣的采樣方式在截留到所需要的樣品后，將采樣之后的氣體從采樣器排出，是一個(gè)連續(xù)采樣過(guò)程。若空氣流通不暢，排出的氣體會(huì)造成局部小范圍空氣中被采集成分的稀釋，從而造成樣品采集不準(zhǔn)確，采樣代表性變差。因此，空氣樣品的采樣條件一般要求放置在周圍沒(méi)有樹(shù)木、沒(méi)有建筑物影響的開(kāi)闊地，或沒(méi)有高大建筑物影響的建筑物的無(wú)遮蓋平臺(tái)上[1]；而平行樣品的采集，為保證樣品具有較好的平行性，要求樣品的采樣條件盡可能一致，只有當(dāng)一組采樣器距離越近，其采樣平行性越好；但采樣器距離靠近，會(huì)導(dǎo)致一個(gè)采樣器抽取的氣體中包含有部分另一采樣器排出的氣體，造成采樣不準(zhǔn)確，樣品代表性變差；這是相互矛盾的，在實(shí)際采集空氣平行樣品時(shí)，既要保證一組平行樣品采樣器所處的采樣環(huán)境基本一致，又要保證相互之間間隔足夠的距離。一般情況下，空氣平行樣品以兩個(gè)樣品一組為宜。除采樣條件外，吸附材料也應(yīng)盡可能一致，如采用濾膜作為吸附材料，應(yīng)選擇同一批濾膜，并在使用前稱重，使用重量盡可能相近的濾膜采集平行樣品，以便于減小由此引入的后期的測(cè)量誤差。除此之外，采樣裝置之間的差異對(duì)樣品的平行性也有著一定的影響，包括壓力損失的差異、流量測(cè)量裝置精度的差異、氣流回路的內(nèi)外部泄漏的差異等，對(duì)單個(gè)采樣裝置來(lái)講，一般要求上述因素引起的不確定度小于7%[6]。

沉降灰樣品不抽取空氣，被動(dòng)接收落下灰，兩個(gè)采樣即便緊靠在一起也不會(huì)造成相互影響，因此，為保證足夠好的平行性，沉降灰平行樣品的采集通常將兩個(gè)或多個(gè)采樣器緊靠在一起放置，并保證采樣開(kāi)始時(shí)間和結(jié)束時(shí)間一致即可。

3.2 土壤平行樣品的采集

對(duì)于環(huán)境監(jiān)測(cè)對(duì)象來(lái)講，土壤是指連續(xù)覆被于地球陸地表面具有肥力的疏松物質(zhì),是隨著氣候、生物、母質(zhì)、地形和時(shí)間因素變化而變化的歷史自然體[7]。根據(jù)監(jiān)測(cè)目的不同，采樣點(diǎn)的布設(shè)、采樣位置的選擇都不相同。核設(shè)施運(yùn)行前本底調(diào)查中的土壤采樣，其采樣點(diǎn)布設(shè)應(yīng)盡量考慮到同運(yùn)行期間采樣點(diǎn)一致；核設(shè)施運(yùn)行期間環(huán)境監(jiān)測(cè)中的土壤采樣，其采樣點(diǎn)應(yīng)布設(shè)在可能受到污染的地區(qū)；核事故情況下的應(yīng)急監(jiān)測(cè)中的土壤采樣，其采樣點(diǎn)布設(shè)取決于事故的性質(zhì)和可能受到污染的范圍。采樣深度則主要取決于采樣目的、土壤的理化特性、分析核素的種類等[8]。

但對(duì)于一組平行樣品的采集，每一個(gè)樣品都要單獨(dú)采集，即在選定的采樣區(qū)域，由不同人員分別獨(dú)立完成，并保證相互不受彼此影響；同時(shí)應(yīng)采用相同的采樣工具，并保證采樣深度、采樣面積和采樣量都盡可能一致。如采用梅花五點(diǎn)法采樣，在選定好的采樣場(chǎng)所，由不同的采樣人員獨(dú)立完成一個(gè)樣品的采集，不同采樣人員應(yīng)選擇不同的梅花五點(diǎn)，而不應(yīng)在第一個(gè)樣品采集的梅花五點(diǎn)處采集第二個(gè)樣品，更不可以只采集一次樣品后，將樣品分成兩份作為一組平行樣品，這樣得到的一組平行樣品實(shí)際上是不包含采樣過(guò)程在內(nèi)的平行樣品，其測(cè)量結(jié)果的平行性僅能說(shuō)明采樣過(guò)程之后所有步驟的質(zhì)量保證結(jié)果。

3.3 地表水樣品的采集

地表水體一般包括江、河、湖泊、水庫(kù)等，對(duì)江、河等水體，一般選擇水流中心的部位(水流斷面流速最大的部分)取樣。當(dāng)水流斷面寬≤10m時(shí)，在水流中心采樣；水流斷面寬>10m時(shí)，在左、中、右三點(diǎn)采樣后混合。在有排放水和支流匯入處，則選在其匯合點(diǎn)的下游，使兩者充分混合的地方。應(yīng)避開(kāi)死水及回水區(qū)，有濁流出現(xiàn)時(shí)，不得取樣。對(duì)湖泊、池塘、水庫(kù)等水體，一般選擇湖泊中心部位取樣，避開(kāi)江、河的流入或流出處。當(dāng)水深≤10m時(shí)，在水面下50cm處采樣；水深>10m時(shí)，增加中層采樣后混合[9]。除上述采樣原則外，對(duì)于江、河，實(shí)際采樣點(diǎn)的選取還應(yīng)考慮河段排污口位置、支流匯入口、人類活動(dòng)影響明顯河段、水土流失嚴(yán)重河段等因素[10-11]；對(duì)于湖泊還應(yīng)考慮湖庫(kù)形態(tài)(是否由不同水面組成)、補(bǔ)給條件、排污設(shè)施等因素[12]。

對(duì)于輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)，地表水采樣體積一般大于50L，采樣量較大，如遇到水深較淺的采樣對(duì)象，采樣過(guò)程中的擾動(dòng)可能造成水體沉積物再懸浮，導(dǎo)致水變渾濁。因此，采集平行樣品時(shí)需要注意，第一個(gè)樣品的采集要盡可能平穩(wěn)，避免采樣造成較大擾動(dòng)，導(dǎo)致水變渾濁，影響第二個(gè)樣品的采集。很多時(shí)候，并不能用肉眼發(fā)現(xiàn)采樣對(duì)水體底部造成擾動(dòng)導(dǎo)致些微渾濁，但實(shí)際已經(jīng)對(duì)第二個(gè)樣品造成了影響，對(duì)于水中放射性核素分析結(jié)果來(lái)講，少量的渾濁已足以導(dǎo)致結(jié)果發(fā)生顯著變化。因此，在實(shí)際采樣中，第一個(gè)樣品采集完成后，等待一段時(shí)間，等水體徹底平穩(wěn)后，再進(jìn)行第二個(gè)樣品的采集。

3.4 生物樣品的采集

輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)中，生物樣品的采樣應(yīng)考慮品種代表性和食物鏈轉(zhuǎn)移途徑、重視食物鏈終端和對(duì)攝入內(nèi)照射劑量有明顯貢獻(xiàn)的生物品種的采集。即應(yīng)選擇當(dāng)?shù)厥澄镦溨械年P(guān)鍵生物和指示生物。采樣點(diǎn)的選擇應(yīng)綜合考慮監(jiān)測(cè)的目的、核設(shè)施的性質(zhì)、規(guī)模及流出物排放情況、周圍居民點(diǎn)的分布、自然和社會(huì)環(huán)境等因素確定[13]。

植物平行樣品的采集，一般在選定的田地，選出生長(zhǎng)均勻的幾處，或劃分為若干等面積的小區(qū)，在中間采集后混合成為1個(gè)樣品，由兩位不同人員獨(dú)立完成一次采樣，成為一組平行樣品。動(dòng)物平行樣品的采集，確定采樣場(chǎng)所后，選擇健康的家禽家畜群體作為采樣對(duì)象，然后隨機(jī)抽取至少5個(gè)個(gè)體[14]，根據(jù)監(jiān)測(cè)需要，屠宰后選取所需部位組成樣品，同樣由兩位不同人員獨(dú)立完成一次采樣，成為一組平行樣品。

4 平行樣品的標(biāo)識(shí)與交接

采樣人員在現(xiàn)場(chǎng)采集完成一組平行樣品后，除做好必需的采樣記錄外，還應(yīng)按照事先的編號(hào)約定對(duì)樣品進(jìn)行編號(hào)，并黏貼標(biāo)識(shí)，樣品標(biāo)識(shí)要清晰牢固，且不會(huì)運(yùn)輸傳遞過(guò)程中模糊脫落損壞等。需要特別注意的是，樣品上黏貼的樣品標(biāo)識(shí)一定不能反映出哪些樣品屬于一組平行樣品，這樣做的目的是為了防止將樣品交接到分析人員手中后，分析人員從樣品標(biāo)識(shí)獲得了哪幾個(gè)樣品屬于一組平行樣品的信息，從而帶有一定的主觀性使得一組平行樣品的分析結(jié)果盡量靠近。是否為一組平行樣品不應(yīng)從外觀、包裝、編號(hào)、標(biāo)識(shí)等任何方式被分析人員知悉，從而保證樣品分析過(guò)程的客觀、公正，真正起到質(zhì)量控制的作用。

5 平行樣品的分析

平行樣品的分析應(yīng)與一般樣品一致，不應(yīng)有任何特殊之處。分析人員事先不能得知所分析的一批樣品中是否有平行樣品或哪些樣品為一組平行樣品，保證了平行樣品分析過(guò)程的客觀公正，從而得到的平行樣品結(jié)果才具有意義。

6 平行樣品結(jié)果的判定

平行樣品結(jié)果的處理即是判定一組平行樣品結(jié)果間的差異是否顯著，如果知道了Δ服從的正態(tài)分布的方差，就可以通過(guò)統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)的方法判定平行樣品結(jié)果間的差異是否顯著。要得到Δ的方差，就要知道A1、A2所服從的正態(tài)分布的方差。

由上可知：

具體的檢驗(yàn)過(guò)程是計(jì)算

判斷的準(zhǔn)則是若K≥Kα，則認(rèn)為A1、A2差異顯著，應(yīng)懷疑檢測(cè)過(guò)程的可靠性；反之，若K

如檢驗(yàn)通過(guò)，說(shuō)明平行樣品所在的一組樣品從采樣開(kāi)始的所有環(huán)節(jié)均滿意可信。如未能通過(guò)檢驗(yàn)，則需查找原因，加以改進(jìn)。查找原因時(shí)，一般首先核對(duì)記錄；如記錄無(wú)誤，則核對(duì)測(cè)量過(guò)程，重點(diǎn)是測(cè)量?jī)x器的性能是否穩(wěn)定可靠，一般采用卡方檢驗(yàn)的方法對(duì)儀器的穩(wěn)定性進(jìn)行檢驗(yàn)；然后核對(duì)化學(xué)流程和樣品處理過(guò)程。如所有過(guò)程檢查完后并未發(fā)現(xiàn)異常，那么很可能是采樣環(huán)節(jié)出了異常，需要重新采樣分析。如采樣過(guò)程不可重復(fù)，可以用同類樣品代替，從樣品處理環(huán)節(jié)開(kāi)始做平行樣品分析，并對(duì)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)，以確保分析過(guò)程可信。

7 結(jié) 論

一般來(lái)講，平行樣品作為環(huán)境監(jiān)測(cè)質(zhì)量保證的一個(gè)重要手段，包括了從采樣開(kāi)始直到分析結(jié)束的全部過(guò)程，但有時(shí)因采樣過(guò)程的不確定度不易掌握，對(duì)平行樣品結(jié)果的判定造成困難，因此希望平行樣品僅作為分析過(guò)程的質(zhì)控措施，不考慮采樣過(guò)程，這時(shí)的平行樣品應(yīng)該是將充分混合均勻的一個(gè)樣品一分為二，作為分析過(guò)程的平行樣品進(jìn)行質(zhì)量控制，同時(shí)該情況下，平行樣品的結(jié)果分析也不應(yīng)考慮采樣過(guò)程。

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