本发明属于放射性核素富集领域，具体涉及一种4a分子筛在快速富集海洋中人工放射性核素锆中的应用。
背景技术：
现阶段，核能事业发展迅速，潜在的核事故使近海地区面临的核污染压力日益增大。而海洋中水体庞大，人工放射性核素扩散快且浓度相对较低，这使得海洋中人工放射性核素的富集成为难题。在突发核事故时对海洋中人工放射性核素污染的监测主要存在两大困难：一是在海水中，核素难富集；二是富集时间太长，大约需要三天到四天的时间，在核泄漏事故真正发生时，难以满足快速监测的要求。
现有的技术中，海水中的钾核素的浓度可以直接分析，镭核素已经可以实现快速富集，由于海水的高盐浓度的影响，因此其他核素的快速富集及监测依然是个难题，特别是对于人工放射性核素锆，研究的很少，尚未报道有哪种材料可以快速富集海洋中的人工放射性核素锆。
技术实现要素：
针对现有技术的不足，本发明提供了4a分子筛在快速富集海洋中人工放射性核素锆中的应用。
本发明的发明人创造性的发现4a分子筛，可以选择性地并且快速的实现海水中人工放射性核素锆核素的快速富集，降低时间成本，可进一步应用于近海地区对锆核素污染进行常规监测或在核事故的应急监测，在突发核污染的情况下，快速富集海水中的人工放射性核素锆，以便监测其污染程度。
具体来说，本发明提供了如下技术方案。
4a分子筛在快速富集海洋中人工放射核素锆中的应用，是将4a分子筛与含有人工放射性核素的海水混合，海水中的人工放射核素锆被分子筛富集。
优选的，上述应用中，所述海水中人工放射核素锆的浓度低于100ppm。
优选的，上述应用中，所述4a分子筛与海水按照质量体积比为1-10g:1l混合。
优选的，上述应用中，所述富集的时间为1-30min。
优选的，上述应用中，所述海水的ph为7.5-8.5。
优选的，上述应用中，所述4a分子筛与海水在室温下混合富集。
优选的，上述应用中，所述4a分子筛为粉末状。
本发明所取得的有益效果：
本发明的分子筛能够快速高效地对海水中的人工放射性核素锆进行选择性富集，在突发核事故或者核污染时，可以通过分子筛快速富集被污染海洋中的微量锆核素，从而快速监测海洋中锆核素的污染状况。本发明所述分子筛可以是人工合成的或天然形成的分子筛，便宜易得。
具体实施方式
以下结合具体实施例对本发明作进一步详细说明，但不用来限制本发明的范围。
在下面的实施例中，所用的各试剂和仪器的信息如表1所示。
表1实施例中所用试剂和仪器信息表
模拟海水的制备：将25.6g氯化钠，198mg碳酸氢钠溶于1l的去离子水中，搅拌至完全溶解，所制备的模拟海水的ph值为8.1。
实施例1
称取118mgzr(no3)4·5h2o溶于模拟海水中，定容至250ml，所配置溶液中锆离子的浓度为100ppm。取10ml锆离子的浓度为100ppm的溶液稀释至50ml，稀释后锆离子的浓度大概为20ppm。加入0.22g的4a分子筛(粉末状)，磁力搅拌30min，将反应后的溶液用0.22um的滤膜过滤，使用电感耦合等离子体发射光谱仪对富集前后溶液中zr4+的浓度进行测定。zr4+的浓度从富集前的19.47ppm降低到富集后的1.54ppm，富集效率为92.07％。
富集效率计算方法：富集效率＝(富集前的浓度-富集后的浓度)/富集前的浓度*100％。
实施例2
称取118mgzr(no3)4·5h2o溶于模拟海水中，定容至250ml，所配置溶液中锆离子的浓度为100ppm。取10ml锆离子的浓度为100ppm的溶液稀释至50ml，稀释后锆离子的浓度大概为20ppm。加入0.05g的4a分子筛(粉末状)，磁力搅拌30min，将反应后的溶液用0.22um的滤膜过滤，使用电感耦合等离子体发射光谱仪对富集前后溶液中zr4+的浓度进行测定。zr4+的浓度从富集前的19.47ppm降低到富集后的1.66ppm，富集效率为91.48％。
实施例3
称取118mgzr(no3)4·5h2o溶于模拟海水中，定容至250ml，所配置溶液中锆离子的浓度为100ppm。取10ml锆离子的浓度为100ppm的溶液稀释至50ml，稀释后锆离子的浓度大概为20ppm。加入0.1g的4a分子筛(粉末状)，磁力搅拌30min，将反应后的溶液用0.22um的滤膜过滤，使用电感耦合等离子体发射光谱仪对富集前后溶液中zr4+的浓度进行测定。zr4+的浓度从富集前的19.47ppm降低到富集后的1.56ppm，富集效率为91.98％。
实施例4
称取118mgzr(no3)4·5h2o溶于模拟海水中，定容至250ml，所配置溶液中锆离子的浓度为100ppm。取4ml锆离子的浓度为100ppm的溶液稀释至50ml，稀释后锆离子的浓度大概为8ppm。加入0.05g的4a分子筛(粉末状)，磁力搅拌6min，将反应后的溶液用0.22um的滤膜过滤，使用电感耦合等离子体发射光谱仪对富集前后溶液中zr4+的浓度进行测定。zr4+的浓度从富集前的8.05ppm降低到富集后的1.07ppm，富集效率为87％。
实施例5
称取118mgzr(no3)4·5h2o溶于模拟海水中，定容至250ml，所配置溶液中锆离子的浓度为100ppm。取4ml锆离子的浓度为100ppm的溶液稀释至50ml，稀释后锆离子的浓度大概为8ppm。加入0.05g的4a分子筛(粉末状)，磁力搅拌30min，将反应后的溶液用0.22um的滤膜过滤，使用电感耦合等离子体发射光谱仪对富集前后溶液中zr4+的浓度进行测定。zr4+的浓度从富集前的8.68ppm降低到富集后的0.73ppm，富集效率为91.6％。
实施例6
称取118mgzr(no3)4·5h2o溶于模拟海水中，定容至250ml，所配置溶液中锆离子的浓度为100ppm。取5ml锆离子的浓度为100ppm的溶液稀释至50ml，稀释后锆离子的浓度大概为10ppm。加入0.5g的4a分子筛(球状)，磁力搅拌30min，将反应后的溶液用0.22um的滤膜过滤，使用电感耦合等离子体发射光谱仪对富集前后溶液中zr4+的浓度进行测定。zr4+的浓度从富集前的10.88ppm降低到富集后的7.32ppm，富集效率为32.7％。
对比例1
称取118mgzr(no3)4·5h2o溶于模拟海水中，定容至250ml，所配置溶液中锆离子的浓度为100ppm。取10ml锆离子的浓度为100ppm的溶液稀释至50ml，稀释后锆离子的浓度大概为20ppm。加入0.25g的3a分子筛(粉末状)，磁力搅拌30min，将反应后的溶液用0.22um的滤膜过滤，使用电感耦合等离子体发射光谱仪对富集前后溶液中zr4+的浓度进行测定。zr4+的浓度从富集前的19.47ppm降低到富集后的7.76ppm，富集效率为60.14％。
以去离子水为溶剂，配置50ml含有zr4+的溶液，加入0.25g3a分子筛(粉末状)，磁力搅拌30min，反应结束后，将样品用0.22um的滤膜过滤，使用电感耦合等离子体发射光谱仪对富集前后溶液的浓度进行测定。zr4+的浓度从富集前的18.52ppm降低到富集后的0.02ppm，富集效率为99.9％。
对比3a分子筛(粉末状)在模拟海水中和去离子水中的测定结果可知，在海水高盐浓度影响下，3a分子筛(粉末状)对放射性核素锆的富集效率下降明显。
对比例2
称取118mgzr(no3)4·5h2o溶于模拟海水中，定容至250ml，所配置溶液中锆离子的浓度为100ppm。取10ml锆离子的浓度为100ppm的溶液稀释至50ml，稀释后锆离子的浓度大概为20ppm。加入0.29g的13x分子筛(粉末状)，磁力搅拌30min，将反应后的溶液用0.22um的滤膜过滤，使用电感耦合等离子体发射光谱仪对富集前后溶液中zr4+的浓度进行测定。zr4+的浓度从富集前的19.47ppm降低到富集后的13.818ppm，富集效率为29.03％。
以去离子水为溶剂，配置50ml含有zr4+的溶液，加入0.29g13x分子筛(粉末状)，磁力搅拌30min，反应结束后，将样品用0.22um的滤膜过滤，使用电感耦合等离子体发射光谱仪对富集前后溶液的浓度进行测定。zr4+的浓度从富集前的18.52ppm降低到富集后的4.03ppm，富集效率为78.3％。
对比13x分子筛(粉末状)在模拟海水中和去离子水中的测定结果可知，在海水高盐浓度影响下，13x分子筛(粉末状)对放射性核素锆的富集效率下降明显。
对比例3
以去离子水为溶剂，配置50ml含有ag+、zn2+、fe3+、zr4+、ce4+的溶液，加入0.05g4a分子筛(粉末状)，磁力搅拌30min，反应结束后，将样品用0.22um的滤膜过滤，使用电感耦合等离子体发射光谱仪对富集前后溶液的浓度进行测定。
ag+的浓度从富集前的4.53ppm降低到富集后的0.004ppm；zn2+的浓度从富集前的5.07ppm降低到富集后的0.10ppm；fe3+的浓度从富集前的4.11ppm降低到富集后的0.14ppm；zr4+的浓度从富集前的5.02ppm降低到富集后的0.57ppm；ce4+的浓度从富集前的3.98ppm降低到富集后的0.11ppm。所以4a分子筛对去离子水中的ag+、zn2+、fe3+、zr4+、ce4+有明显富集作用。
对比例4
以模拟海水为溶剂，配置含有ag+的初始浓度约为10ppm的溶液，磁力搅拌30min，用0.22um的滤膜过滤，取滤液100ml，加入0.1g4a分子筛(粉末状),磁力搅拌30min，反应结束后，将样品用0.22um的滤膜过滤，使用电感耦合等离子体发射光谱仪对富集前后溶液的浓度进行测定。
配置的初始浓度为10ppm，在海水中银离子与氯化钠反应后，剩余银离子浓度仅为1.5ppm，对剩余的银离子进行富集实验。富集前ag+的浓度为1.58ppm，富集后ag+的浓度为1.55ppm，富集前后银离子的浓度没有变化，所以4a分子筛对模拟海水中的银离子没有富集作用。
对比例5
以模拟海水为溶剂，配置50ml含有zn2+、fe3+、ce4+的溶液，加入0.05g4a分子筛(粉末状)，磁力搅拌30min，反应结束后，将样品用0.22um的滤膜过滤，使用电感耦合等离子体发射光谱仪对富集前后溶液的浓度进行测定。
富集前zn2+的浓度为7.88ppm，富集后zn2+的浓度为7.8ppm，富集前后锌离子的浓度没有变化，所以分子筛对模拟海水中的锌离子没有富集作用；富集前fe3+的浓度为12.96ppm，富集后fe3+的浓度为12.8ppm，富集前后铁离子的浓度没有变化，所以分子筛对模拟海水中的铁离子没有富集作用；富集前ce4+的浓度为6.66ppm，富集后ce4+的浓度为6.64ppm，富集前后铈离子的浓度没有变化，所以分子筛对模拟海水中的铈离子没有富集作用。
由实施例与对比例的测定结果可知，在海水高盐浓度影响下，3a分子筛和13x分子筛对放射性核素锆的富集效率下降明显，而4a分子筛对放射性核素锆依然保持了与纯水中一样高的富集效率。同时，受海水高盐浓度影响，4a分子筛对ag+、zn2+、fe3+、ce4+的富集效率由纯水中的95％以上下降到几乎为零，说明4a分子筛可以选择性地并且快速的实现海水中人工放射性核素锆核素的快速富集，可进一步应用于近海地区对锆核素污染进行常规监测或在核事故的应急监测，在突发核污染的情况下，快速富集海水中的人工放射性核素锆，以便监测其污染程度。
虽然，上文中已经用一般性说明、具体实施方式及试验，对本发明作了详尽的描述，但在本发明基础上，可以对其作一些修改或改进，这对本领域技术人员而言是显而易见的。因此，在不偏离本发明精神的基础上所做的这些修改或改进，均属于本发明要求保护的范围。