CN111269761B - 洗消液及其用于锕系核素和过渡金属核素污染洗消的用途 - Google Patents

洗消液及其用于锕系核素和过渡金属核素污染洗消的用途 Download PDF

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Abstract

本发明属于洗消液技术领域，涉及洗消液及其用于锕系核素和过渡金属核素污染洗消的用途。每100重量份的所述的洗消液中含有2‑羟基膦酰基乙酸0.8‑1.2份，氮基三亚甲基磷酸6‑8份，2‑膦酸丁烷‑1,2,4‑三羧酸6‑8份，乙二胺四亚甲基磷酸0.8‑1.2份，羟基乙叉二膦酸3‑5份。利用本发明的洗消液及其用于锕系核素和过渡金属核素污染洗消的用途，能够更好的用于皮肤锕系核素和过渡金属核素污染洗消。

Description

洗消液及其用于锕系核素和过渡金属核素污染洗消的用途
技术领域
本发明属于洗消液技术领域，涉及洗消液及其用于锕系核素和过渡金属核素污染洗消的用途。
背景技术
随着近年核事故和核恐怖袭击事件频发，各国积极研发核武器以及进行大量的核试验，核安全防护得到高度重视。
1986年切尔诺贝利事件时高达8吨的核废料喷射到高空中，含有大量的放射核素碘、钴、铯、铀和钚等，这些放射性核素分散到环境中，对当地居民造成严重的核污染，主要有体表沾染，口腔、呼吸道污染，以及通过伤口沾染及饮食将核素引入体内，从而引发严重的体外及体内照射。
除此之外，近年核恐怖袭击事件以及频繁进行的核爆实验产生大量的放射性粉尘，这些放射性粉尘首先最可能污染的部位主要是裸露的皮肤、口腔、鼻腔、毛发等，直接造成外照射，久而久之放射性核素会通过皮肤吸收、消化道和呼吸道等部位进入人体。这些核素一旦进入血液中会快速沉积到脏器中进而引起内照射，以及重金属的化学毒性会引发肾衰竭、肝肾功能不全、肺癌、骨癌等，严重可致死。
针对于此，首先要做的就是当核素沾染到皮肤表面时，立即进行去污处理，尽可能地减少放射性核素进入体内。核素洗消液是一种可用于清洗核素，减少其在皮肤表面残留，尽量避免核素进入体内的一种去污剂。针对锕系核素和过渡金属核素去污，提高洗消液洗消效果的本质在于添加一些低毒的锕系螯合剂，在冲洗的过程中，液体可以将皮肤表面的粉尘冲洗掉，而难以冲洗的沾在皮肤表面的可溶的放射性核素可被洗消液中的螯合剂络合进而被洗掉，达到高效去污的效果。
发明内容
本发明的首要目的是提供洗消液，以能够更好的用于皮肤锕系核素和过渡金属核素污染洗消。
为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供洗消液，每100重量份的所述的洗消液中含有2-羟基膦酰基乙酸0.8-1.2份，氮基三亚甲基磷酸6-8份，2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸6-8份，乙二胺四亚甲基磷酸0.8-1.2份，羟基乙叉二膦酸3-5份。
在一种优选的实施方案中，本发明提供洗消液，其中每100重量份的所述的洗消液中含有2-羟基膦酰基乙酸1份，氮基三亚甲基磷酸7份，2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸7份，乙二胺四亚甲基磷酸1份，羟基乙叉二膦酸4份。
在一种优选的实施方案中，本发明提供洗消液，其中所述的洗消液中还含有0.01-1份的保湿剂，选自丁二醇、甘油、丙二醇、双丙甘醇、透明质酸中的一种或几种。
在一种优选的实施方案中，本发明提供洗消液，其中所述的洗消液中还含有0.1-2份的无机盐电解质，选自氯化钠、氯化钾、氯化钙中的一种或几种。
在一种优选的实施方案中，本发明提供洗消液，其中所述的洗消液中还含有1-10份的无机碱，选自氢氧化钠和/或氢氧化钾。
本发明的第二个目的是提供上述洗消液用于皮肤锕系核素和过渡金属核素污染洗消的用途，以能够更好的用于皮肤锕系核素和过渡金属核素污染洗消。
为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供上述洗消液用于皮肤锕系核素和过渡金属核素污染洗消的用途。
在一种优选的实施方案中，本发明提供上述洗消液用于皮肤锕系核素和过渡金属核素污染洗消的用途，其中所述的锕系核素为铀和/或钍。
在一种优选的实施方案中，本发明提供上述洗消液用于皮肤锕系核素和过渡金属核素污染洗消的用途，其中所述的过渡金属核素为铯和/或钴。
本发明的有益效果在于，利用本发明的洗消液及其用于锕系核素和过渡金属核素污染洗消的用途，能够更好的用于皮肤锕系核素和过渡金属核素污染洗消。
具体实施方式
以下通过实施例对本发明的具体实施方式作出进一步的说明。
实施例1：洗消液的配制
按如下方法配制洗消液(每100g的洗消液中含有2-羟基膦酰基乙酸1g，氮基三亚甲基磷酸7g，2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸7g，乙二胺四亚甲基磷酸1g，羟基乙叉二膦酸4g，保湿剂(为甘油)0.1g，无机盐电解质(为氯化钠)0.9g，氢氧化钾8.8g，余量为水)：
将2-羟基膦酰基乙酸(华威瑞科有限公司生产)、氮基三亚甲基磷酸(萨恩化学技术有限公司生产)、2-膦酸丁烷-1，2，4-三羧酸(安耐吉化学，萨恩化学技术有限公司生产)、乙二胺四亚甲基磷酸(上海泰坦科技股份有限公司生产)、羟基乙叉二膦酸(上海迈瑞尔化学技术有限公司生产)溶于超纯水中，然后添加保湿剂、无机盐电解质、氢氧化钾，搅拌、超声10min，即得。
实施例2：实施例1的洗消液对皮肤锕系核素铀、钍污染的洗消试验
称取84.4mg UO2(NO3)2·6H2O溶为20mL水溶液，得到核素铀的储备液；称取101.4mg Th(NO3)4·6H2O溶为20mL水溶液，得到核素钍的储备液，用于以下研究。
1、实验方法
(1)标记、分组
将12只豚鼠分为4组，每组3只平行样。对照组标为(S1、S2、S3)，实验组标为(P1、P2、P3)，将豚鼠进行脱毛处理并按区域划分为a、b、c、d四块，每块区域约为1cm2(分别代表不同的染毒时间：0h，2h，6h，12h)。
(2)染毒
用20μL移液枪取20μL铀、钍的储备液均匀的涂抹在豚鼠相应区域，待皮肤表面干燥后，用保鲜膜覆盖染毒区域，防止豚鼠在活动过程中产生交叉污染。
(3)洗消去污
根据不同的染毒时间，分别在染毒0h，2h，6h，12h后进行去污，实验组用5mL移液枪取5mL洗消液冲洗染毒皮肤，共冲洗4次，并用250mL的烧杯接冲洗的洗消液待测。对照组则用5mL移液枪取5mL生理盐水冲洗染毒皮肤，共冲洗4次，同样用250mL的烧杯接冲洗的洗消液待测。
(4)样品中核素浓度的测试
将各烧杯中的样品称重记录后，进行王水消解、加水稀释，称重，过滤后用ICP-OES(美国ThermoFisher公司)测铀、钍的含量。
2、实验结果
如表1所示，由于染毒过程可能存在一定实验误差，在实验误差范围内，立即洗消和染毒2h后洗消，洗消液可达到百分之百的洗消效果，染毒6h后依然可达到93.65±5.89％的去污效率，即使延迟12h洗消仍可去除皮肤表面77.52±10.48％的铀。然而对照组用生理盐水冲洗完整皮肤表面的铀的去污效果十分有限，立即洗消仅可去污50.22±24.99％的铀，随着染毒时间的延长，洗消效率(洗消效率＝洗消液中核素含量/原液中核素含量×100％)急剧下降，染毒12h后仅可去污11.72±1.00％的铀，残留在皮肤表面的核素随着时间的延长会通过皮肤进入体内，进而造成内照射。洗消液可以高效去除完整皮肤表面的核素铀的根本原因在于有机磷酸螯合剂可以高效螯合皮肤表面的铀，即使铀与皮肤表面蛋白结合，有机磷酸依然可以竞争螯合铀，形成可溶性络合物。
表1核素铀染毒完整皮肤0h、2h、6h、12h后，生理盐水和洗消液对铀的洗消效率(n＝3，
Figure BDA0002383456980000041
)(实验组与对照组显著性检验：*p<0.05，**p<0.01，***p<0.001)
Figure BDA0002383456980000051
表2核素钍染毒完整皮肤0h、2h、6h、12h后，生理盐水和洗消液对钍的洗消效率(n＝3，
Figure BDA0002383456980000052
)(实验组与对照组显著性检验：*p<0.05，**p<0.01，***p<0.001)
Figure BDA0002383456980000053
由表2的结果可以看出，在实验误差范围内，洗消液立即冲洗去污94.43±2.92％的核素钍，几乎可以完全去除皮肤表面的核素钍，而对照组仅可去除皮肤表面32.92±11.79％的钍。随着染毒时间的延长，洗消液至少可以去除皮肤表面约50％的钍，对照组在延迟12h后冲洗仅有2.95±1.91％的洗消效率，与对照组相比，洗消液对钍的洗消效率至少提高了20倍。由此可以得出，有机磷酸类螯合剂可有效螯合皮肤表面的钍，进而提高钍的去污效果。
以上结果表明，分别在染毒0h、2h、6h、12h后，洗消液在铀染毒6h内可达到百分百的去污效果，延迟12h洗消仍可去除77.52±10.48％的铀，以及延迟12h洗消液可去除皮肤表面51.53±6.12％的钍。
实施例3：实施例1的洗消液对皮肤过渡金属核素铯、钴污染的洗消试验
称取50.7mg的铯的稳定同位素盐CsCl2溶为20mL水溶液，得到铯的储备液；称取88.1mg的钴的稳定同位素盐CoCl2溶为20mL水溶液，得到钴的储备液，用于以下研究。
1、实验方法
(1)标记、分组
将12只豚鼠分为4组，每组3只平行样。对照组标为(S1、S2、S3)，实验组标为(P1、P2、P3)，将豚鼠进行脱毛处理并按区域划分为a、b、c、d四块，每块区域约为1cm2(分别代表不同的染毒时间：0h，2h，6h，12h)。
(2)染毒
用20μL移液枪取20μL铯、钴的储备液均匀的涂抹在豚鼠相应区域，待皮肤表面干燥后，用保鲜膜覆盖染毒区域，防止豚鼠在活动过程中产生交叉污染。
(3)洗消去污
根据不同的染毒时间，分别在染毒0h、2h、6h、12h后进行去污，实验组用5mL移液枪取5mL洗消液冲洗染毒皮肤，共冲洗4次，并用250mL的烧杯接冲洗的洗消液待测。对照组则用5mL移液枪取5mL生理盐水冲洗染毒皮肤，共冲洗4次，同样用250mL的烧杯接冲洗的洗消液待测。
(4)样品中核素浓度的测试
将各烧杯中的样品称重记录后，进行王水消解、加水稀释，称重，过滤后用ICP-OES(美国ThermoFisher公司)测样品中钴的含量，用ICP-MS(美国ThermoFisher公司)测样品中铯的含量。
2、实验结果
从表3可以得出，在实验误差范围内，立即洗消组中，生理盐水和洗消液都可完全去除皮肤表面的钴。随着染毒时间延长至2h，生理盐水的洗消效率降至38.14±16.14％，洗消液仍可完全去除皮肤表面的钴。在皮肤表面钴染毒6h和12h后，虽然生理盐水对钴具有一定的洗消效果，但洗消液显著提高了对钴的洗消效率，延迟12h洗消仍能保持约40％的洗消效率。结果表明有机磷酸类螯合剂对核素钴同样具有很好去污效果，虽然延迟洗消效果不如对核素铀、钍的洗消效果，但与羧酸类螯合剂DTPA或EDTA相比，磷酸类螯合剂对钴的亲和力更强，即洗消效果更优。
表3过渡金属钴染毒完整皮肤0h、2h、6h、12h后，生理盐水和洗消液对钴的洗消效率(n＝3，
Figure BDA0002383456980000071
)(实验组与对照组显著性检验：*p<0.05，**p<0.01，***p<0.001)
Figure BDA0002383456980000072
Figure BDA0002383456980000081
表4过渡金属铯染毒完整皮肤0h、2h、6h、12h后，生理盐水和洗消液对铯的洗消效率(n＝3，
Figure BDA0002383456980000082
)(实验组与对照组显著性检验：*p<0.05，**p<0.01，***p<0.001)
Figure BDA0002383456980000083
如表4所示，在实验误差范围内，染毒铯0h和2h后，生理盐水和洗消液对稳定同位素铯的去污效果基本一致，这表明铯离子沾染到皮肤短时间内与皮肤表皮作用力较弱，较易冲洗。随着染毒时间延长，铯和皮肤的附着力或铯离子与表皮细胞膜蛋白作用增强，生理盐水较难冲洗皮肤表面的铯，洗消液则可以有效的螯合皮肤表面的铯，即使延迟12h后洗消，仍可去除皮肤表面62.47±8.38％的铯，显著优于生理盐水。由此可以得出，有机磷酸类螯合剂对核素铯同样具有较好的延迟洗消效果。
以上结果表明，洗消液在延迟6h对钴和铯可达到约70％的去污效果，延迟12h后可去除皮肤表面约40％的钴和60％的铯。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。上述实施例或实施方式只是对本发明的举例说明，本发明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式实施，而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由附加的权利要求说明，任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本发明的范围内。

Claims (5)

1.洗消液，其特征在于：每100重量份的所述的洗消液中含有2-羟基膦酰基乙酸0.8-1.2份，氮基三亚甲基磷酸6-8份，2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸6-8份，乙二胺四亚甲基磷酸0.8-1.2份，羟基乙叉二膦酸3-5份，氢氧化钠和/或氢氧化钾1-10份，所述的洗消液的溶剂为水。
2.根据权利要求1所述的洗消液，其特征在于：每100重量份的所述的洗消液中含有2-羟基膦酰基乙酸1份，氮基三亚甲基磷酸7份，2-膦酸丁烷-1,2,4-三羧酸7份，乙二胺四亚甲基磷酸1份，羟基乙叉二膦酸4份，氢氧化钠和/或氢氧化钾1-10份，所述的洗消液的溶剂为水。
3.根据权利要求1或2所述的洗消液，其特征在于：所述的洗消液中还含有0.01-1份的保湿剂，选自丁二醇、甘油、丙二醇、双丙甘醇、透明质酸中的一种或几种。
4.根据权利要求1或2所述的洗消液，其特征在于：所述的洗消液中还含有0.1-2份的无机盐电解质，选自氯化钠、氯化钾中的一种或几种。
5.根据权利要求1-4中任意一项所述的洗消液用于皮肤锕系核素污染洗消的用途，所述的锕系核素为铀和/或钍。
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