6.2.4 钚迁移实验平台
1.柱体装填参数
将过筛干燥后的土壤样品（如0.3～0.7 mm）装入Φ2 cm×12 cm 有机玻璃柱中，每装入2 cm 用自制捣实器轻轻挤压介质，以控制装填密度与土壤容重基本一致，装填高度约为10 cm。土壤样品的BET比表面积和孔内体积（单位质量）分别为15.71 cm2/g和0.022 5 cm3/g。准确称量装入的样品质量ms，计算或测量柱体装填密度ρb、孔隙率ε、体积含水率θ（淋洗稳定后）和平均孔隙流速v。
式中，VW为柱体内水的体积（含水率稳定后，天平称量），cm3；Vt为装入柱中的土壤样品总体积，cm3。
式中，Q 为柱水流量，cm3/min；S 为柱体的横截面积。饱和水环境的孔隙流速计算，可用孔隙率ε 替换含水率θ（cm3/cm3）。
式中，Ms为土壤样品的质量，g；Vt为装入柱中的土壤样品总体积，cm3。Vt是土粒体积Vs、水体积VW、空气体积Va之和。
式中，ε 为土壤孔隙度，即单位体积土壤中孔隙体积占整个土体体积的百分数，表示土壤中各种大小孔隙的总和；ρs为土粒密度，绝大多数矿物质土壤的ρs为2.6～2.7 g/cm3，常规工作中多取其平均数2.65 g/cm3。
2.示踪剂的注入和收集
图6-4 污染物迁移实验研究平台
使 用ICP MS、LSC、ICP AES分别测量239Pu、3H、Sr2+的流出浓度：结合超滤—溶解萃取—ICP MS，分析239Pu的种态
研究非饱和介质中污染物的移动过程时，污染物从柱子顶部注入，释出液从柱子底部收集，介质含水率通过柱子底部的多孔铝板和尼龙网对渗透水的吮吸及蠕动泵的供水速率控制，如图6-4所示。研究饱和介质中污染物的移动时，介质饱和后，污染物一般从柱子底部注入，释出液从柱体顶部收集。下面以研究非饱和介质中污染物的移动为例，简要介绍实验过程。
在柱子的含水率稳定后（天平称量），同样流量下用蠕动泵从柱体顶端注入一个孔体积（Vp，Vt-Vs）的钚悬浊液，自动收集器定时收集柱子底部的流出液。注入完毕后，迅速切换为不含钚的天然胶体悬浊液（4个孔体积，同样的天然胶体浓度、Na+强度和p H）。柱子流出液的孔体积数VN=V/Vp，其中V（cm3）为流出液的累积体积。
收集液中钚的种态和浓度分析见后续分析方法；氚的流出浓度用液体闪烁谱仪（WALLAC 1414）测量；Sr2+浓度用ICP-AES（VISTA-MPX）于430.544 nm 的特征波长下测量。