3.4.1 锶-90 与锶-89（90 S r、89 S r）
90Sr是个纯β放射性核素（t1/2=28.8 a，Emax=546 ke V），衰变子体为高能β核素90Y（t1/2=64.05 h，Emax=2 280 ke V）。90Sr具有相对较高的裂变产额（235U 裂变产额为5.7%），其物理和生物半衰期较长，且具有较强的亲骨性和较高的放射毒性，在环境中的迁移能力也较强，因此90Sr对于环境监测非常重要。89Sr（t1/2=50.53 d，Emax=1 495 ke V）也是纯β放射性核素，但其物理半衰期相对90Sr而言要短得多，危害也较小，不太可能产生长期的环境影响。环境中的90Sr和89Sr的主要来源是大气核武器试验沉降、核事故和核设施的排放。
水、土壤、牛奶、植物、肉类和骨骼是在环境监测中90Sr和89Sr分析的典型样品基质。锶属于碱土元素，其化学行为与钙类似，而多数环境样品中Ca的含量又相对较高，这就增加了环境样品中Sr放射性核素的分离纯化难度。同时，由于环境样品中90Sr的活度浓度较低，其分析往往需要使用大量样品，因此这些环境样品的预处理（如预浓缩、灰化、消解和溶解）都要求首先与Ca及样品基质中的其他干扰元素分离，该流程较为烦琐且耗时。此外，环境样品中Sr放射性核素分析通常用稳定的Sr同位素作为回收率示踪剂，而海水、土壤、牛奶和骨骼等样品也含有量相对较大的稳定锶，因此还需要分析样品中原有的稳定Sr同位素，以准确计算放射化学分离过程中Sr的回收率。
环境样品中Sr放射性核素的主要放射化学分离方法包括沉淀/共沉淀分离法、溶剂萃取法、离子交换法和萃取色层分离法等[6]。在萃取色层分离法中，将萃取剂吸附在惰性固体载体材料上。
基于沉淀和发烟硝酸的放射化学分离方法是90Sr分析的经典方法[7]。在该方法中，①通过连续两次的发烟硝酸沉淀将锶与钙和碱金属分离，②利用氢氧化物沉淀将钇和裂变产物分离，③通过铬酸盐沉淀把钡、镭和铅分离出来，④用碳酸盐和硝酸盐沉淀进一步纯化锶组分，⑤将锶转化为碳酸盐沉淀，再用低本底流气式计数器进行测量。第一次测量结果包括总Sr放射性核素（89Sr+90Sr）的活度及分离后的Sr样品中少量衰变出来的90Y；随后将样品放置至90Y 与90Sr达到平衡，再溶解锶样品，通过氢氧化物沉淀分离90Y，将其转化为草酸盐沉淀，用于测量90Y 的活度，并根据90Y 的活度计算样品中的90Sr含量；最后从89Sr+90Sr的总活度中减去90Sr的活度来计算样品中89Sr的含量。
当前最为流行的Sr放射性核素的分离方法是使用基于冠醚萃取剂（二环己基并18-冠-6）的Sr树脂萃取色层法。该树脂的萃取相是溶于1-辛醇中的冠醚。在硝酸溶液中，Sr能高效地保留在Sr树脂上，而且树脂对锶离子具有很好的选择性。基于Sr树脂的萃取色层分离法简单、快速、经济、安全，而且回收率大多良好（超过80%），在环境样品的快速分析中得到了广泛应用[2，8-12]。
除Sr树脂以外，用于分离锶的类似树脂还有Ana Lig®Sr01（或Super Lig®620）树脂[13]。这些树脂在放射性锶的分离中显示出相似的特性，但这些树脂的商业化尚未成熟，因此不易获得。
图3-9 海水样品中90Sr和89Sr的快速分析流程
为了满足应急分析需求，近年来建立了一些环境样品中Sr放射性核素的快速分析方法。Tayeb等[12]报道了海水样品中90Sr和89Sr的快速分析方法（图3-9）。该方法中，将约8 mg的稳定Sr同位素示踪剂添加至100 mL海水样品中用以得到回收率，样品中的Sr首先用CaCO3共沉淀；离心分离后，用HNO3溶解碳酸盐沉淀后装载在两个串联的2 m L的Sr树脂柱上，以吸附Sr；然后用约30 m L 8 mol/L 的HNO3清洗树脂柱，接着再用5 m L 1 mol/L HNO3清洗以去除Ca和其他干扰元素；最后用8 m L超纯水将树脂上的Sr洗脱下来用于测量。洗脱的Sr样品立即进行TDCR 切连科夫计数测量以获得样品中89Sr的活度；随后将样品与闪烁液混合进行液闪计数测量以获得89Sr+90Sr的总活度；样品中90Sr的活度可由两次计数测量的差值计算求得。Guerin等[14]报道了牛奶样品中90Sr的快速分析方法。在添加稳定的Sr同位素示踪剂后，向样品中加入HCl和三氯乙酸，加热后使样品中大量的脂肪、蛋白质絮凝沉淀；离心分离后弃去沉淀，用碳酸钙共沉淀上清液中的Sr。然后，用8 mol/L HNO3溶解碳酸盐沉淀，并使用Sr树脂柱进一步纯化，洗脱后使用液闪计数测量样品中的90Sr活度。
TDCR 切连科夫测量可直接用于环境水样中高能β放射性核素的快速筛查，而无需任何化学分离纯化处理。Olfert等[2]利用这一技术分析了采自污染河床地下水样品中的90Sr/90Y 活度，并与放射化学分离结合液闪测量方法的分析结果进行了对比，验证了TDCR 切连科夫快速筛查方法的有效性。Yang等[5]建立了一种中低放水泥固化体浸出液样品中90Sr/90Y 的分析方法。在样品中90Sr和90Y 达到放射性活度平衡的前提条件下，该方法首先通过水合氧化钛和氟化钇两步共沉淀将90Y 与样品基质及其他干扰核素分离，再利用TDCR 切连科夫测量90Y，从而间接测得样品中90Sr的活度。该方法中干扰核素（包括60Co、137Cs、40K、210Bi）的化学去污因子都高于500，加之90Y 的切连科夫计数效率高于这些干扰核素，最终得到的总去污系数都大于4 000。该方法简便快速、能够有效降低分析成本，缩短分析时间。
Russell等[11]建立了退役废物样品（包括土壤、沉积物及水泥）中90Sr的ICP-QQQ分析方法，利用O2作为反应气以去除90Zr同质异位素的干扰，分析1 g样品中的90Sr获得了6.4 Bq/g的检测限，展现了ICP-QQQ 测量环境样品中较高活度水平90Sr的应用潜力。