一种锕系核素体表污染去污洗消液及其制备方法

技术领域

本发明属于核素体表污染洗消技术领域，涉及一种锕系核素体表污染去污洗消液及其制备方法。

背景技术

近年来，随着核能在医疗、军事、能源、工农业生产等领域的广泛应用，放射性核素泄漏、核反应堆事故、核武器爆炸、核工业后处理事故、放射性物质运输事故、核恐怖袭击等事件的发生概率也越来越高。

放射性物质的泄漏和释放对人员造成的污染中，最常见的是放射性核素体表污染，其可能引起放射性皮肤损伤；而且，若不能及时清除放射性核素体表污染，放射性核素还可能通过伤口、毛孔、呼吸道等进入人体而造成体内污染，产生神经系统损伤、消化系统损伤、骨髓造血抑制、血细胞下降、出血和感染等严重后果，造成一系列急性和慢性损伤。因此，放射性污染的及时洗消是核事故医学应急救援的关键环节。在出现放射性核素体表污染时，需要立即采用放射性核素洗消液对放射性核素体表污染进行洗消，以尽可能减少体表残留的放射性核素，从而尽量避免放射性核素进入体内。

锕系核素是许多核事故中主要的放射性核素体表污染种类之一，但是目前国内外还缺乏针对锕系核素体表污染的高效洗消液。

发明内容

针对现有技术中所存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种锕系核素体表污染去污洗消液及其制备方法，以提供针对锕系核素体表污染为主的放射性核素体表污染的高效洗消液，用于及时洗消放射性核素在体表的沾污，尽量减少放射性核素在体表的残留，降低放射性核素对人员的急性和慢性损伤。

为实现此目的，本发明提供一种锕系核素体表污染去污洗消液，所述洗消液包括如下重量份的原料：650～750份超纯水、70～80份二乙烯三胺五乙酸五钠、1～3份二乙烯三胺五甲叉膦酸、30～40份乙二胺四乙酸二钠、15～25份羟基乙叉二膦酸四钠、60～70份脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、25～35份月桂基酰胺丙基氧化铵、10～20份脂肪醇聚氧乙烯醚9、40～50份丙三醇、3～5份柠檬酸、2份异噻唑啉酮。

进一步，所述洗消液包括如下重量份的原料：700份的超纯水、70份的二乙烯三胺五乙酸五钠、2份二乙烯三胺五甲叉膦酸、40份乙二胺四乙酸二钠、20份羟基乙叉二膦酸四钠、60份脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、35份月桂基酰胺丙基氧化铵、15份脂肪醇聚氧乙烯醚9、50份丙三醇、3份柠檬酸、2份异噻唑啉酮。

进一步，所述洗消液还包括如下原料：3份牛奶香精。

进一步，所述洗消液还包括如下原料：0.05ml色素。

进一步，所述洗消液对家兔皮肤的刺激反应类型为极轻微刺激反应。

本发明还提供一种锕系核素体表污染去污洗消液的制备方法，所述制备方法包括如下步骤：

S1、将超纯水加入配制容器中；

S2、在加热、搅拌条件下，向超纯水中按所述洗消液中原料的重量配比依次按顺序加入：乙二胺四乙酸二钠、羟基乙叉二膦酸四钠、二乙烯三胺五乙酸五钠、二乙烯三胺五甲叉膦酸、脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、月桂基酰胺丙基氧化铵、脂肪醇聚氧乙烯醚9、丙三醇、柠檬酸、异噻唑啉酮；

在所述洗消液的配制过程中，需搅拌至前一种原料充分溶解后，再按所述顺序加入后一种原料；

S3、使用均质机将配制容器中的所有原料混匀。

进一步，所述步骤S2中，加入所述脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠后，采用均质器促进脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠充分溶解。

进一步，所述步骤S2中，在加入异噻唑啉酮并搅拌至溶解后，再依次加入3份牛奶香精、0.05ml色素。

本发明的有益效果在于，采用本发明所提供的锕系核素体表污染去污洗消液及其制备方法，所述洗消液包括如下重量份的原料：650～750份超纯水、70～80份二乙烯三胺五乙酸五钠、1～3份二乙烯三胺五甲叉膦酸、30～40份乙二胺四乙酸二钠、15～25份羟基乙叉二膦酸四钠、60～70份脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠、25～35份月桂基酰胺丙基氧化铵、10～20份脂肪醇聚氧乙烯醚9、40～50份丙三醇、3～5份柠檬酸、2份异噻唑啉酮，制备得到的锕系核素体表污染去污洗消液对5～10分钟内在体表沾污的锕系核素的去除率可以达到：除去体表沾污的95.7％铀、99％钍；可及时洗消放射性核素在体表的沾污，尽量减少放射性核素在体表的残留，降低放射性核素的危害。

附图说明

图1为本发明实施例所述锕系核素体表污染去污洗消液制备方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施方式提供的一种锕系核素体表污染去污洗消液，包括如下重量份的原料：

在本实施方式中，发明人发现DTPA-5Na、DTPMPA对锕系核素的体表污染的去除具有突出的效果。其中，DTPA-5Na是一种易溶于水的有机化合物，能迅速与放射性金属离子生成水溶性络合物或稳定的螯合物，具有广泛的络合性能；DTPMPA是一种酸性螯合剂，具有良好的阻垢缓蚀效果，同时还作为稳定剂。此外，考虑到核事件辐射场中，产生放射性体表污染的核素中，除了以锕系核素为主要的放射性核素之外，通常还会存在其他的次要放射性核素，因此，发明人在上述锕系核素体表污染去污洗消液中加入了EDTA-2Na、HEDP-4Na，其中，EDTA-2Na是一种易溶于水的有机化合物，有多齿配体，含有羧基和氨基，具有广泛的络合性能，可与放射性金属离子形成稳定的螯合物；HEDP-4Na属于有机膦酸盐类阻垢缓蚀剂，为易溶于水的白色固体粉末，能与多种金属离子形成稳定的络合物，能溶解氧化物。EDTA-2Na、HEDP-4Na可以在洗消过程中，去除次要放射性核素；同时，发明人在实施、验证本技术方案的过程中发现，EDTA-2Na、HEDP-4Na的加入，可以辅助提高DTPA-5Na、DTPMPA对锕系核素的体表污染的去除效果。

AES为阴离子表面活性剂，具有优良的去污、乳化、发泡性能。LAO为两性表面活性剂，具有优良的去污、发泡性能。AEO-9为非离子表面活性剂，具有良好的乳化、去污等性能。

甘油可与水、乙醇等以任意比例混溶，水溶液中性，可用于提高洗消液配制过程中各试剂的相容性，使配制得到的洗消液均匀一致，增强洗消液的贮存稳定性。

柠檬酸用作酸度调节剂，同时，柠檬酸自身的螯合能力也很强，可以辅助提高锕系核素体表污染去污洗消液对放射性体表污染核素的去污能力。

异噻唑啉酮(2.5％卡松)用作杀菌、抑菌剂，通过断开蛋白质键，从而对常见细菌、真菌、藻类等具有很强的抑制和杀灭作用。

本实施方式提供的锕系核素体表污染去污洗消液中，络合剂占主要成分，且采用多种络合剂组合的方式，增加了对锕系核素的络合能力，增大了对放射性体表污染核素的去污能力。本实施方式中，采用三种表面活性剂配合使用，AES和LAO两种活性剂具有协同作用，可降低水/油表面张力效能，可提高放射性物质在水溶液中的溶解度，达到活化锕系核素的目的，以利于配制针对锕系核素体表污染的高效洗消液，提高对锕系核素体表污染的去除率。

如图1所示，本实施方式提供的一种锕系核素体表污染去污洗消液的制备方法，在配制容器中进行制备，包括如下步骤：

S1、首先，将超纯水加入配制容器中；

S2、然后，在加热、搅拌条件下，向超纯水中按所述洗消液中原料的重量配比依次按顺序加入：EDTA-2Na、HEDP-4Na、DTPA-5Na、DTPMPA、AES、LAO、AEO-9、甘油、柠檬酸、2.5％卡松，在所述洗消液的配制过程中，需搅拌至前一种原料充分溶解后，再按所述顺序加入后一种原料；

所述加热的温度不超过70℃，一般控制在50～60℃。

在所述洗消液的配制过程中，搅拌速度与搅拌时间根据配制设备不同而改变，将前一种原料充分溶解作为可加入后一种原料的判断指标；具体的，充分溶解是指原料完全溶解于水溶液中，无沉淀、无絮凝、无块结、清澈透明。原料投放的先后顺序应严格按照所述顺序进行，否则有可能会产生中间反应，影响最终的洗消液产品的去污效率和成品效果。

在一个具体的实施例中，需要注意的是，AES溶解较慢，务必充分搅拌，确保完全溶解，必要时可以使用均质器(乳化机)促进AES充分溶解、混匀。在加入柠檬酸并充分搅拌溶解后，可将所述洗消液的PH值调至7。

在另一个具体的实施例中，加入卡松后，再加入3份香精及微量色素，色素与作为矫味剂的香精配合使用，可用于舒缓安抚被污染体表的人员情绪，转移人员洗消过程中的不适感，辅助提高去污实施过程的效率。

此外，切不可将多种原料同时加入后再搅拌，以免发生非预期的反应。

S3、最后，再使用均质机将配制容器中的所有原料充分混匀，以确保制备得到的所述洗消液均匀一致，清澈透明。

实施例1

一种锕系核素体表污染去污洗消液，包括如下配比的原料：

如图1所示，本实施例1中一种锕系核素体表污染去污洗消液的制备方法，包括如下步骤：

S11、首先，将超纯水加入配制容器中；

S12、然后，在50～60℃加热、搅拌条件下，向超纯水中按本实施例1所述洗消液中原料的重量配比依次按顺序加入：EDTA-2Na、HEDP-4Na、DTPA-5Na、DTPMPA、AES、LAO、AEO-9、甘油、柠檬酸、2.5％卡松、牛奶香精、色素，在所述洗消液的配制过程中，需搅拌至前一种原料充分溶解后，再按所述顺序加入后一种原料；

S13、最后，再使用均质机将配制容器中的所有原料充分混匀，以确保洗消液均匀一致，清澈透明。

实施例2

一种锕系核素体表污染去污洗消液，包括如下配比的原料：

如图1所示，本实施例中一种锕系核素体表污染去污洗消液的制备方法，包括如下步骤：

S21、首先，将超纯水加入配制容器中；

S22、然后，在50～60℃加热、搅拌条件下，向超纯水中按本实施例1所述洗消液中原料的重量配比依次按顺序加入：EDTA-2Na、HEDP-4Na、DTPA-5Na、DTPMPA、AES、LAO、AEO-9、甘油、柠檬酸、2.5％卡松、牛奶香精、色素，在所述洗消液的配制过程中，需搅拌至前一种原料充分溶解后，再按所述顺序加入后一种原料；

S23、最后，再使用均质机将配制容器中的所有原料充分混匀，以确保洗消液均匀一致，清澈透明。

实施例3实施例1所配制的洗消液的洗消效率验证例

本实施例3对实施例1所配制的洗消液的洗消效率进行验证。本实施例所采用的锕系核素染毒液是以铀和钍为染毒核素的混合溶液，所述混合溶液的介质为0.5mol/L的HNO

洗消效率检测方法：使用ICP-MS仪器分别检测核素染毒后液、洗消后液中铀和钍的含量，测读，并对实验中的误差进行修订。

对实施例1所配制的洗消液的洗消效率进行验证方法包括如下步骤：

①准备材料：猪皮、铀标准溶液、钍标准溶液、摇床、洗消盒、50ml溶液管、洗消试剂、ICP-MS、标签纸、笔、镊子、废物桶、棉签、移液枪、移液枪头、高精度电子天平、0.5mol/L的HNO

②将猪皮(未经开水烫皮)裁剪大小合适放到洗消盒内，贴上标签，标号；设置0h、6h、12h三个实验组，每个实验组设置3个平行对照样，每个实验组各设置一个对照组，不放猪皮；

③配制锕系核素染毒液：取0.1ml(或1g)的铀和钍混合，加入0.5mol/L的HNO

④取1ml(或1g)步骤③中配制的锕系核素染毒液(铀和钍)，用移液枪注射到步骤②中每个实验组的猪皮表面并均匀涂抹开；

每个实验组的对照组则等到在进行洗消处理时，再将1ml(或1g)步骤③中配制的锕系核素染毒液直接注射到洗消盒内的洗消液上；

⑤0h实验组染毒5～10分钟后开始洗消处理，6h实验组染毒6h后开始洗消处理，12h实验组染毒12h后开始洗消处理；

洗消处理方法为：涂抹20ml实施例1所配制的洗消液到猪皮表面(对照组直接涂抹到洗消盒内)；将洗消盒放到摇床上，设置200转/分，洗消10分钟；洗消结束后将洗消后液收集起来；

⑥根据洗消情况，重复步骤⑤中的洗消处理方法2次；共收集到60ml(或60g)的洗消后液，混匀；

⑦取1ml(或1g)步骤⑥中收集到的洗消后液，用0.5mol/L的HNO

⑧取1ml(或1g)步骤⑦中第一次稀释的洗消后液，再用0.5mol/L的HNO

⑨将步骤⑧中获得的第二次稀释的洗消后液放置到ICP-MS上进行测量，分别读取各实验组铀和钍的核素总计数、各实验组的对照组铀和钍的核素总计数，并记录；其中，各实验组铀和钍的核素总计数为洗消后液中含量，各实验组的对照组铀和钍的核素总计数为核素染毒后液中含量。

洗消效率＝洗消后液中含量/核素染毒后液中含量×100％；将数据录入数据库，利用公式计算洗消效率。得到的0h、6h、12h三个实验组中铀和钍的洗消效率如下表1所示。

表1 0h、6h、12h三个实验组中铀和钍的洗消效率

由表1可以看出，采用上述洗消方法，若染毒5～10分钟后开始洗消处理(0h实验组)，则实施例1所配制的洗消液可以除去体表沾污的95.7％铀、99％钍；若染毒6h后开始洗消处理(6h实验组)，则实施例1所配制的洗消液可以除去体表沾污的85.5％铀、76.6％钍；若染毒12h后开始洗消处理(12h实验组)，则实施例1所配制的洗消液可以除去体表沾污的65.2％铀、56.5％钍。由上述数据可以看出，当发生核事故、核事件、核爆炸等情况时，放射性锕系核素沾污到人体上，若立即采用实施例1所配制的洗消液进行清洗去污，则可以除去绝大部分的锕系核素铀和钍，随着时间的增加，放射性核素可能透过皮肤进入体内，被完全除去的可能性将越来越小。换言之，实施例1所配制的洗消液尤其适合于洗消除去5～10分钟内在体表形成的锕系核素沾污。

实施例4实施例1所配制的洗消液的皮肤刺激实验

本实施例4对实施例1所配制的洗消液进行了皮肤刺激实验。具体的，对实施例1所配制的洗消液进行了进行了动物刺激实验，选取成年雄性白兔三只，同一只兔子进行左右对照，对照侧涂抹生理盐水，实验侧涂抹实施例1所配制的洗消液，分别涂抹于兔子的耳朵，眼睛，裸露皮肤，皮肤伤口等部位；分别对白兔涂抹部位在涂抹前，涂抹后0h、1h、4h、12h、24h、48h、72h和120h的变化情况进行定性判断和定量打分。打分项包括皮肤和耳朵是否发生红肿、发炎等；眼睛是否发生红肿、充血等；伤口是否发生红肿、发炎、愈合延缓等。实验结果显示，实施例1所配制的洗消液在白兔的耳朵，眼睛，裸露皮肤，皮肤伤口均未发生刺激反应。

以白兔裸露皮肤刺激实验为例，说明定性判断和定量记分的具体规则：

实验侧皮肤涂抹洗消液的方法：试验前一日在两个待涂抹部位剪剃10cm×15cm区域兔毛，用作试验和观察部位，将0.5ml洗消液滴加到两个待涂抹部位，每个待涂抹部位用2.5cm×2.5cm纱布覆盖，再用橡皮膏固定形成敷贴片，4h后去除敷贴片，温水清洗后并拭干。

对照侧皮肤涂抹生理盐水的方法：将0.5ml生理盐水涂抹在对照侧待涂抹部位，操作方法同实验侧涂抹洗消液的方法。

在去除敷贴片后0h、1h、4h、12h、24h、48h、72h和120h在全光谱灯光下观察皮肤反应，并按照表2给出的记分系统描述每一接触部位在每一规定时间内皮肤红斑和水肿反应情况并评分。

表2皮肤反应记分系统

在72h评分后，分别将每只动物试验样品在24h、48h和72h引起的全部红斑和水肿记分相加，再将所有记分之和除以6(两个试验侧/对照侧涂抹部位，3个时间点)计算出某一动物的试验材料原发刺激记分。将每只动物全部原发性刺激记分相加后再除以动物总数(3只白兔)得出试验样品原发性刺激指数，根据表3给出的刺激指数对应的刺激反应类型，报告相应的反应类型。

表3兔原发性或累积刺激指数对应的刺激反应类型

试验结果表明，在72观察期内，实施例1所配制的洗消液在反应试验侧/对照侧涂抹部位均未出现红斑、水肿等刺激反应，对家兔皮肤刺激反应均为0分，试验样品原发性刺激指数为0，反应类型为极轻微刺激反应。即实施例1所配制的洗消液原样对家兔皮肤的刺激反应类型为极轻微刺激反应。

同时，本实施例4还对实施例1所配制的洗消液进行了人体皮肤刺激实验，选取多名人员，使用该洗消液涂抹于手部，30分钟后用清水冲洗，观察手部皮肤变化。实验结果显示，所有实验人员手部皮肤均未发生任何异常，证明其对人体正常皮肤无刺激、损伤。

实施例5实施例1所配制的洗消液的理化性能检测结果

实施例1所配制的洗消液为透明液体，无异味，且外观不分层、无明显悬浮物或沉淀、无机械杂质。

实施例1所配制的洗消液中，活性物总有效物含量大于7％，洗消液为中性溶液(即室温下洗消液的pH值为7)，比较温和，对无破损的正常体表皮肤、毛发几乎没有刺激性。而且，洗消液中甲醛含量远低于500mg/kg，甲醇、汞、铅、砷、镉和二恶烷等有毒有害物质均未检出，菌落总数小于10CFU/g，霉菌和酵母菌小于10CFU/g，未检出耐热大肠菌、金黄色葡萄球菌和铜绿假单胞菌。

稳定性实验测试结果显示：实施例1所配制的洗消液在40℃下存放24h，恢复至室温后不分层，无沉淀，无异味和变色现象，不混浊；实施例1所配制的洗消液在-5℃下存放24h，恢复至室温后不分层，无沉淀，无变色，不浑浊。

上述实施例只是对本发明的举例说明，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，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。