ISO 22125-2:2019
(Main)Water quality — Technetium-99 — Part 2: Test method using inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS)
Water quality — Technetium-99 — Part 2: Test method using inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS)
This document specifies a method for the measurement of 99Tc in all types of water by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). The method is applicable to test samples of supply/drinking water, rainwater, surface and ground water, as well as cooling water, industrial water, domestic, and industrial wastewater after proper sampling and handling and test sample preparation. A filtration of the test sample is necessary. The detection limit depends on the sample volume and the instrument used. The method described in this document, using currently available ICP-MS, has a detection limit of approximately 0,2 ng·kg−1 to 0,5 ng·kg−1 (0,1 Bq·kg−1 to 0,3 Bq·kg−1), which is much lower than the WHO criteria for safe consumption of drinking water (100 Bq·l−1)[3]. The method presented in this document is not intended for the determination of ultra-trace amount of 99Tc. The mass concentration values in this document are expressed by sample mass unit instead of sample volume unit as it is usually the case in similar standards. The reason is that 99Tc is measured in various matrix types such as fresh water or sea water, which have significant differences in density. The mass concentration values can be easily converted to sample volume unit by measuring the sample volume. However, it increases the uncertainty on the mass concentration result. The method described in this document is applicable in the event of an emergency situation, but not if 99mTc is present at quantities that could cause interference. The analysis of Tc adsorbed to suspended matter is not covered by this method. It is the user's responsibility to ensure the validity of this test method for the water samples tested.
Qualité de l'eau — Technétium-99 — Partie 2: Méthode d’essai par spectrométrie de masse couplée à un plasma induit (ICP-MS)
Le présent document spécifie une méthode de mesure de 99Tc dans tous les types d'eau par spectrométrie de masse couplée à un plasma induit (ICP-MS). Cette méthode est applicable aux échantillons pour essai d'eau de distribution/potable, d'eau pluviale, d'eau de surface et souterraine, ainsi que d'eau de refroidissement, d'eau industrielle, d'eau usée domestique et industrielle après échantillonnage, manipulation de l'échantillon et préparation de l'échantillon pour essai. Il est nécessaire de filtrer l'échantillon pour essai. La limite de détection dépend du volume d'échantillon et de l'instrument utilisé. La méthode décrite dans le présent document, qui a recours aux spectromètres ICP-MS actuellement disponibles, a une limite de détection d'environ 0,2 ng·kg−1 à 0,5 ng·kg−1 (0,1 Bq·kg−1 à 0,3 Bq·kg−1), ce qui est nettement inférieur aux critères de potabilité de l'eau de l'OMS (100 Bq·l−1).[3] La méthode présentée dans le présent document n'est pas applicable à la détermination de la quantité de 99Tc à l'état d'ultra-traces. Les valeurs de concentration en masse indiquées dans le présent document sont exprimées en unité de masse d'échantillon, et non en unité de volume d'échantillon comme c'est habituellement le cas dans les normes similaires. Cela tient au fait que 99Tc est mesuré dans différents types de matrices tels que l'eau douce ou l'eau de mer, qui présentent des masses volumiques très différentes. Les valeurs de concentration en masse peuvent être facilement converties en unité de volume d'échantillon en mesurant le volume d'échantillon. Cependant, cela accroît l'incertitude applicable au résultat de la concentration en masse. La méthode décrite dans le présent document est applicable en cas d'urgence, mais pas si 99mTc est présent à des quantités susceptibles de provoquer des interférences. L'analyse de Tc adsorbé dans la matière en suspension n'est pas couverte par la présente méthode. Il incombe à l'utilisateur de s'assurer que la méthode d'essai relative aux échantillons d'eau soumis à essai est valide.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 22125-2
First edition
2019-11
Water quality — Technetium-99 —
Part 2:
Test method using inductively coupled
plasma mass spectrometry (ICP-MS)
Qualité de l'eau — Technétium-99 —
Partie 2: Méthode d’essai par spectrométrie de masse couplée à un
plasma induit (ICP-MS)
Reference number
ISO 22125-2:2019(E)
©
ISO 2019
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 22125-2:2019(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2019
All rights reserved. Unless otherwise specified, or required in the context of its implementation, no part of this publication may
be reproduced or utilized otherwise in any form or by any means, electronic or mechanical, including photocopying, or posting
on the internet or an intranet, without prior written permission. Permission can be requested from either ISO at the address
below or ISO’s member body in the country of the requester.
ISO copyright office
CP 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Geneva
Phone: +41 22 749 01 11
Fax: +41 22 749 09 47
Email: copyright@iso.org
Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2019 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 22125-2:2019(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms, definitions and symbols . 2
4 Principle . 4
5 Sampling, handling and storage . 4
6 Procedure. 4
6.1 Sample preparation for measurement . 4
6.2 Sample measurement . 5
7 Quality assurance and quality control program . 5
7.1 General . 5
7.2 Variables that could influence the measurement . . 5
7.3 Instrument verification. 5
7.4 Contamination . 5
7.5 Interference control . 6
7.6 Method verification . 6
7.7 Demonstration of analyst capability . 6
8 Expression of results . 6
97 98
8.1 Using Re, Tc, or Tc as a recovery tracer . 6
8.1.1 Calculation of mass of tracer and analyte added. 6
8.1.2 Measurement bias . 7
8.1.3 Sample mass concentration . 7
8.1.4 Detection limit . 8
8.1.5 Limit of quantification . 8
95m 97m 99m
8.2 Using Tc, Tc or Tc as a recovery tracer . 8
8.2.1 Calculation of activity of tracer, mass of analyte and mass of internal
standard added . 8
8.2.2 Purification step recovery . 9
8.2.3 Measurement bias . 9
8.2.4 Sample mass concentration . 9
8.2.5 Detection limit . 9
8.2.6 Limit of quantification .10
8.2.7 Conversion of mass concentration to activity concentration .10
8.2.8 Conversion of mass concentration to volume unit .10
99
8.3 Correction for the presence of Tc in the tracer . .11
9 Test report .11
Annex A (informative) Method 1 — TEVA resin .12
Annex B (informative) Method 2 — TRU resin .15
Annex C (informative) Method 3 — Anion exchange resin .18
Bibliography .21
© ISO 2019 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 22125-2:2019(E)
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) is a worldwide federation of national standards
bodies (ISO member bodies). The work of preparing International Standards is normally carried out
through ISO technical committees. Each member body interested in a subject for which a technical
committee has been established has the right to be represented on that committee. International
organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO, also take part in the work.
ISO collaborates closely with the International Electrotechnical Commission (IEC) on all matters of
electrotechnical standardization.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are
described in the ISO/IEC Directives, Part 1. In particular the different approval criteria needed for the
different types of ISO documents should be noted. This document was drafted in accordance with the
editorial rules of the ISO/IEC Directives, Part 2 (see www .iso .org/directives).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of
patent rights. ISO shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of
any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or
on the ISO list of patent declarations received (see www .iso .org/patents).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not
constitute an endorsement.
For an explanation on the voluntary nature of standards, the meaning of ISO specific terms and
expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the
World Trade organization (WTO) principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following
URL: www .iso .org/iso/foreword .html.
This document was prepared by Technical Committee ISO/TC 147, Water quality, Subcommittee SC 3,
Radioactivity measurements.
A list of all the parts in the ISO 22125 series can be found on the ISO website.
Any feedback or questions on this document should be directed to the user’s national standards body. A
complete listing of these bodies can be found at www .iso .org/members .html.
iv © ISO 2019 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 22125-2:2019(E)
Introduction
Radioactivity from several naturally-occurring and anthropogenic sources is present throughout the
environment. Thus, water bodies (such as surface waters, ground waters, sea waters) can contain
radionuclides of natural, human-made, or both origin.
40 3 14
— Natural radionuclides, including K, H, C, and those originating from the thorium and uranium
226 228 234 238 210 210
decay series, in particular Ra, Ra, U, U, Po and Pb can be found in water for natural
reasons (such as desorption from the soil and washoff by rain water) or can be released from
technological processes involving naturally occurring radioactive materials (such as the mining
and processing of mineral sands or phosphate fertilizers production and use).
— Human-made radionuclides such as transuranium elements (americium, plutonium, neptunium,
3 14 90
curium), H, C, Sr, and gamma emitting radionuclides can also be found in natural waters.
Small quantities of these radionuclides are discharged from nuclear fuel cycle facilities into the
environment as a result of authorized routine releases. Some of these radionuclides used for
medical and industrial applications are also released into the environment after use. Anthropogenic
radionuclides are also found in waters as a result of past fallout contaminations resulting from
the explosion in the atmosphere of nuclear devices and accidents such as those that occurred in
Chernobyl and Fukushima.
Radionuclide activity concentration in water bodies can vary according to local geological
characteristics and climatic conditions and can be locally and temporally enhanced by releases from
[1]
nuclear installation during planned, existing, and emergency exposure situations . Drinking water
may thus contain radionuclides at activity concentrations which could present a risk to human health.
The radionuclides present in liquid effluents are usually controlled before being discharged into
[2]
the environment and water bodies. Drinking waters are monitored for their radioactivity as
[3]
recommended by the World Health Organization (WHO) so that proper actions can be taken to ensure
that there is no adverse health effect to the public. Following these international recommendations,
national regulations usually specify radionuclide authorized concentration limits for liquid effluent
discharged to the environment and radionuclide guidance levels for waterbodies and drinking waters
for planned, existing, and emergency exposure situations. Compliance with these limits can be assessed
using measurement results with their associated uncertainties as specified by ISO/IEC Guide 98-3 and
[4]
ISO 5667-20 .
Depending on the exposure situation, there are different limits and guidance levels that would result in
an action to reduce health risk. As an example, during planned or existing situation, the WHO guidelines
−1 99 [3]
for guidance level in drinking water is 100 Bq·l for Tc activity concentration.
NOTE 1 The guidance level is the activity concentration with an intake of 2 l/d of drinking water for one year
that results in an effective dose of 0,1 mSv/a for members of the public. This is an effective dose that represents a
[3]
very low level of risk and which is not expected to give rise to any detectable adverse health effects .
[5]
In the event of a nuclear emergency, the WHO Codex Guideline Levels mentioned that the activity
−1 99
concentration in contaminated food might not be greater than 10 000 Bq·kg for Tc.
NOTE 2 The Codex guidelines levels (GLs) apply to radionuclides contained in foods destined for human
consumption and traded internationally, which have been contaminated following a nuclear or radiological
emergency. These GLs apply to food after reconstitution or as prepared for consumption, i.e. not to dried or
concentrated foods, and are based on an intervention exemption level of 1 mSv in a year for members of the
[5]
public (infant and adult) .
Thus, the test method can be adapted so that the characteristic limits, decision threshold, detection
limit and uncertainties ensure that the radionuclide activity concentrations test results can be verified
to be below the guidance levels required by a national authority for either planned/existing situations
[5][6][7]
or for an emergency situation .
Usually, the test methods can be adjusted to measure the activity concentration of the radionuclide(s)
in either wastewaters before storage or in liquid effluents before being discharged to the environment.
© ISO 2019 – All rights reserved v
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 22125-2:2019(E)
The test results will enable the plant/installation operator to verify that, before their discharge,
wastewaters/liquid effluent radioactive activity concentrations do not exceed authorized limits.
The test method(s) described in this document may be used during planned, existing and emergency
exposure situations as well as for wastewaters and liquid effluents with specific modifications that
could increase the overall uncertainty, detection limit, and threshold.
The test method(s) may be used for water samples after proper sampling, sample handling, and test
sample preparation (see the relevant part of the ISO 5667 series).
This document has been developed to answer the need of test laboratories carrying out these
measurements, that are sometimes required by national authorities, as they may have to obtain a
specific accreditation for radionuclide measurement in drinking water samples.
This document is one of a set of International Standards on test methods dealing with the measurement
of the activity concentration of radionuclides in water samples.
vi © ISO 2019 – All rights reserved
---------------------- Page: 6 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD ISO 22125-2:2019(E)
Water quality — Technetium-99 —
Part 2:
Test method using inductively coupled plasma mass
spectrometry (ICP-MS)
WARNING — Persons using this document should be familiar with normal laboratory practices.
This document does not purport to address all of the safety problems, if any, associated with its
use. It is the responsibility of the user to establish appropriate safety and health practices and to
determine the applicability of any other restrictions.
IMPORTANT — It is absolutely essential that tests conducted according to this test method be
carried out by suitably trained staff.
1 Scope
99
This document specifies a method for the measurement of Tc in all types of water by inductively
coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS).
The method is applicable to test samples of supply/drinking water, rainwater, surface and ground water,
as well as cooling water, industrial water, domestic, and industrial wastewater after proper sampling
and handling and test sample preparation. A filtration of the test sample is necessary.
The detection limit depends on the sample volume and the instrument used. The method described in
−1
this document, using currently available ICP-MS, has a detection limit of approximately 0,2 ng·kg to
−1 −1 −1
0,5 ng·kg (0,1 Bq·kg to 0,3 Bq·kg ), which is much lower than the WHO criteria for safe consumption
−1 [3]
of drinking water (100 Bq·l ) . The method presented in this document is not intended for the
99
determination of ultra-trace amount of Tc.
The mass concentration values in this document are expressed by sample mass unit instead of sample
99
volume unit as it is usually the case in similar standards. The reason is that Tc is measured in various
matrix types such as fresh water or sea water, which have significant differences in density. The mass
concentration values can be easily converted to sample volume unit by measuring the sample volume.
However, it increases the uncertainty on the mass concentration result.
The method described in this document is applicable in the event of an emergency situation, but not if
99m
Tc is present at quantities that could cause interference.
The analysis of Tc adsorbed to suspended matter is not covered by this method.
It is the user’s responsibility to ensure the validity of this test method for the water samples tested.
2 Normative references
The following documents are referred to in the text in such a way that some or all of their content
constitutes requirements of this document. For dated references, only the edition cited applies. For
undated references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
ISO/IEC Guide 98-3, Uncertainty of measurement — Part 3: Guide to the expression of uncertainty in
me a s ur ement (GUM: 1995)
ISO/IEC Guide 99, International vocabulary of metrology — Basic and general concepts and associated
terms (VIM)
© ISO 2019 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 22125-2:2019(E)
ISO 3696, Water for analytical laboratory use — Specification and test methods
ISO 5667-1, Water quality — Sampling — Part 1: Guidance on the design of sampling programmes and
sampling techniques
ISO 5667-3, Water quality — Sampling — Part 3: Preservation and handling of water samples
ISO 5667-10, Water quality — Sampling — Part 10: Guidance on sampling of waste waters
ISO 10703, Water quality — Determination of the activity concentration of radionuclides — Method by
high resolution gamma-ray spectrometry
ISO 11929 (all parts), Determination of the characteristic limits (decision threshold, detection limit and
limits of the confidence interval) for measurements of ionizing radiation — Fundamentals and application
ISO/IEC 17025, General requirements for the competence of testing and calibration laboratories
ISO 17294-2, Water quality — Application of inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) —
Part 2: Determination of selected elements including uranium isotopes
ISO 20042, Measurement of radioactivity — Gamma emitting radionuclides — Generic test method using
gamma spectrometry
ISO 80000-10, Quantities and units — Part 10: Atomic and nuclear physics
3 Terms, definitions and symbols
3.1 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms and definitions given in ISO 80000-10, ISO 11929,
ISO/IEC Guide 98-3 and ISO/IEC Guide 99 apply.
ISO and IEC maintain terminological databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https: //www .iso .org/obp
— IEC Electropedia: available at http: //www .electropedia .org/
3.2 Symbols
For the purposes of this document, the symbols and designations given in ISO 80000-10, ISO 11929,
ISO/IEC Guide 98-3, ISO/IEC Guide 99 and the following apply.
Symbol Term Unit Definition
symbol
α Measurement bias — α is a constant which allows to correct for the signal
intensity bias between the tracer or the internal standard
and the analyte
−1
C Activity concentration Bq·kg Corresponding to the activity concentration ρ measured for
a given radionuclide
−1
C Specific activity Bq∙g Activity corresponding to one gram of the radionuclide
s
−1
DL Detection limit in mass g∙kg DL is the lowest mass concentration that can be considered
concentration statistically different from a blank sample.
−1
DL Detection limit in activity Bq∙kg DL is the lowest activity concentration that can be
C
concentration considered statistically different from a blank sample.
−1
LOQ Limit of quantification in g∙kg LOQ is the lowest mass concentration that can be quantified
mass concentration with statistically certainty
2 © ISO 2019 – All rights reserved
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 22125-2:2019(E)
Symbol Term Unit Definition
symbol
−1
LOQ Limit of quantification in Bq∙kg LOQ is the lowest activity concentration that can be
C
activity concentration quantified with statistically certainty
m Sample mass kg Mass of the water sample
m/z Mass on charge ratio — Mass on charge ratio measured by the ICP-MS
m Analyte mass g Mass of analyte added to a spiked solution
A
m Analyte solution mass g Mass of the analyte solution added to a control sample or for
As
measurement calculation
m Internal standard mass g Mass of the internal standard added to the blank and sample
IS
m Internal standard solution g Mass of the internal standard solution added to a blank
ISS
mass sample or a sample
m Tracer mass g Mass of the tracer added to the blank and sample
T
m Reagent blank tracer mass g Mass of tracer added to the reagent blank for the
TB
calculation of N
net
m Tracer solution mass g Mass of the tracer solution added to a blank sample or a
TS
sample
N Counts counts Number of counts directly obtained when performing
the ICP-MS measurement for a sample at a given mass on
charge ratio
N Counts of the blank counts Number of counts directly obtained when performing
0
the ICP-MS measurement for a blank at a given mass on
charge ratio
Average counts of blank counts Average number of counts directly obtained when
N samples performing the ICP-MS measurement for several blanks at a
0
given mass on charge ratio
N Net counts counts N-N
net 0
N Net counts of the internal counts At the internal standard mass
netIS
standard
N Net counts of the tracer counts At the tracer mass
netT
N spiked reagent blank count counts spiked reagent blank count rate for N calculation
sp net
99 99
N Tc counts from the tracer counts Tc present in the tracer as impurities
T
N Unspiked reagent blank counts Unspiked reagent blank count rate for N calculation
us net
R Chemical recovery — Recovery of the purification step obtained by gamma
c
measurement
S Standard deviation counts
s Standard deviation counts Standard deviation associated with the measurement
N0
obtained from 10 test portions of a blank sample
U Expanded uncertainty — Product of the standard uncertainty and the coverage factor
k with k = 1, 2,…, U = k · u
μ Standard uncertainty — Uncertainty of a term such as mass, counts, etc.
−1
μ[C] Standard uncertainty of the Bq∙kg Standard uncertainty associated with the activity
activity concentration concentration result
−1
μ[ρ] Standard uncertainty of the g∙kg Standard uncertainty associated with the mass
mass concentration concentration result
−1
ρ Mass concentration g∙kg Analyte mass for a given radionuclide per sample unit mass
−1
ρ Mass concentration of the g∙g Analyte mass for a given radionuclide per sample unit
A
99
analyte ( Tc) standard volume of the standard solution
solution
−1
ρ Mass concentration of the g∙g Tracer mass for a given radionuclide per sample unit volume
Τ
tracer solution of the tracer solution
© ISO 2019 – All rights reserved 3
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 22125-2:2019(E)
4 Principle
Technetium is mainly an anthropogenic element, but trace amounts are found in uranium ores. It has no
99 235 [8]
stable isotope. Tc is a significant fission product of U (approximately 6 % yield ) with a maximum
5 [9]
beta-energy of (294 ± 1) keV and a half-life of 2,1 ± 0,1 × 10 years .
99
To determine Tc in water, a water sample is collected, filtered, acidified, and oxidized (see Clause 5 on
sampling and storage).
A tracer is added before the chemical separation to take into account the losses during the purification
step. Enough tracer is added to obtain a good statistical precision and be easily distinguished from a
95m 97m 97 98 99m
blank sample. The tracers that can be used are stable Re, Tc, Tc, Tc, Tc, and Tc.
95m 99m 97 98
Tc and Tc are the easiest Tc isotopes to be obtained commercially. Tc and Tc are not currently
95m 97m 99m
commercially available. The isotopes Tc, Tc, and Tc have a short radiological half-life and
cannot be used as an internal standard (IS) (they are not measured by ICP-MS) to correct the variation
115
of signal by the ICP-MS instrument; thus, an internal standard such as In is added before the
99m 99 [10]
measurement. When using Tc, the standard should contain as little Mo as possible . The activity
95m 99m
of Tc and Tc are measured by gamma spectrometry according to ISO 10703 and ISO 20042.
[8]
Stable Re is often used as a recovery tracer for Tc measurement due to its similar reactivity . It has the
advantages of being easily available, stable, and can be measured by ICP-MS. Tc and Re do not behave
[11][12]
similarly when heated in an acidic solution: Tc is more volatile ; thus, Re cannot be used as a
recovery tracer when the method includes an evaporation step.
99
The potential interferents for the measurement of Tc by ICP-MS are removed chemically. The two
98 + 99 + 99
main interferents are MoH and Ru . Methods for the purification of Tc are presented in detail in
the Annexes A to C.
99 99
Finally, Tc is measured by ICP-MS and the mass or activity concentration of Tc is calculated and
reported (see 6.2 for more details).
5 Sampling, handling and storage
Sampling, handling and storage of the water shall be done as specified in ISO 5667-1, ISO 5667-3 and
ISO 5667-10 and guidance is given for the different types of water in References [13] to [20]. It is
important that the laboratory receives a sample that is truly representative and has not been damaged
or modified during transportation or storage.
The sample is filtered to remove suspended matter using a 0,45 μm filter. A smaller pore size filter
can also be used, but the filtration might be more tedious and time consuming. Technetium (VII) is
not strongly adsorbed to plastic or glass container, but it could be reduced by the organic matter in
the sample to technetium oxide (TcO ). After filtration, the sample is acidified with nitric acid (HNO )
2 3
−1 -
to 0,01 mol·l HNO . Then, hydrogen peroxide (H O ) is added to maintain Tc as TcO and reduce its
3 2 2 4
−1
adsorption to the container. An addition of H O to bring the sample to a concentration of 0,02 mol·l is
2 2
recommended for the sample.
6 Procedure
6.1 Sample preparation for measurement
Filter, acidify, and oxidize the samples and a blank sample prepared with ultrapure water as specified
in Clause 5. A minimum of 1 blank sample, which contains the tracer, is required for all the method
presented. However, the average of several blanks can be used. Also, measuring blank samples at
regular interval enables to rapidly detect a background issue when measuring the samples (for quality
assurance and quality control program, see Clause 7).
4 © ISO 2019 – All rights reserved
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 22125-2:2019(E)
Add the tracer as specified in one of the purification methods described in Annexes A to C. An equivalent
method can be used but shall follow all the criteria enounce
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 22125-2
Première édition
2019-11
Qualité de l'eau — Technétium-99 —
Partie 2:
Méthode d’essai par spectrométrie
de masse couplée à un plasma induit
(ICP-MS)
Water quality — Technetium-99 —
Part 2: Test method using inductively coupled plasma mass
spectrometry (ICP-MS)
Numéro de référence
ISO 22125-2:2019(F)
©
ISO 2019
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 22125-2:2019(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2019
Tous droits réservés. Sauf prescription différente ou nécessité dans le contexte de sa mise en œuvre, aucune partie de cette
publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
y compris la photocopie, ou la diffusion sur l’internet ou sur un intranet, sans autorisation écrite préalable. Une autorisation peut
être demandée à l’ISO à l’adresse ci-après ou au comité membre de l’ISO dans le pays du demandeur.
ISO copyright office
Case postale 401 • Ch. de Blandonnet 8
CH-1214 Vernier, Genève
Tél.: +41 22 749 01 11
Fax: +41 22 749 09 47
E-mail: copyright@iso.org
Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii © ISO 2019 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 22125-2:2019(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes, définitions et symboles . 2
4 Principe . 4
5 Échantillonnage, manipulation et stockage . 4
6 Mode opératoire. 5
6.1 Préparation de l’échantillon pour le mesurage . 5
6.2 Mesurage de l’échantillon . 5
7 Programme d’assurance qualité et de contrôle qualité . 6
7.1 Généralités . 6
7.2 Variables susceptibles d’influencer le mesurage . 6
7.3 Vérification de l’instrument . 6
7.4 Contamination . 6
7.5 Contrôle des interférences . 6
7.6 Vérification de la méthode . 6
7.7 Démonstration des capacités de l’analyste . 7
8 Expression des résultats. 7
97 98
8.1 En utilisant Re, Tc ou Tc comme traceur de rendement . 7
8.1.1 Calcul de la masse du traceur et de l’analyte ajouté . 7
8.1.2 Biais de mesure . 8
8.1.3 Concentration en masse de l’échantillon . 8
8.1.4 Limite de détection . 8
8.1.5 Limite de quantification . 8
95m 97m 99m
8.2 En utilisant Tc, Tc ou Tc comme traceur de rendement . 8
8.2.1 Calcul de l’activité du traceur, de la masse de l’analyte et de la masse de
l’étalon interne ajouté . 8
8.2.2 Rendement de l’étape de purification . 9
8.2.3 Biais de mesure . 9
8.2.4 Concentration en masse de l’échantillon .10
8.2.5 Limite de détection .10
8.2.6 Limite de quantification .10
8.2.7 Conversion de la concentration en masse en activité volumique .10
8.2.8 Conversion de la concentration en masse en unité de volume .11
99
8.3 Correction de la présence de Tc dans le traceur .11
9 Rapport d’essai .11
Annexe A (informative) Méthode 1 — Résine TEVA .13
Annexe B (informative) Méthode 2 — Résine TRU .16
Annexe C (informative) Méthode 3 — Résine échangeuse d’anions .19
Bibliographie .22
© ISO 2019 – Tous droits réservés iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 22125-2:2019(F)
Avant-propos
L’ISO (Organisation internationale de normalisation) est une fédération mondiale d’organismes
nationaux de normalisation (comités membres de l’ISO). L’élaboration des Normes internationales est
en général confiée aux comités techniques de l’ISO. Chaque comité membre intéressé par une étude
a le droit de faire partie du comité technique créé à cet effet. Les organisations internationales,
gouvernementales et non gouvernementales, en liaison avec l’ISO participent également aux travaux.
L’ISO collabore étroitement avec la Commission électrotechnique internationale (IEC) en ce qui
concerne la normalisation électrotechnique.
Les procédures utilisées pour élaborer le présent document et celles destinées à sa mise à jour sont
décrites dans les Directives ISO/IEC, Partie 1. Il convient, en particulier de prendre note des différents
critères d’approbation requis pour les différents types de documents ISO. Le présent document a été
rédigé conformément aux règles de rédaction données dans les Directives ISO/IEC, Partie 2 (voir www
.iso .org/directives).
L’attention est appelée sur le fait que certains des éléments du présent document peuvent faire l’objet de
droits de propriété intellectuelle ou de droits analogues. L’ISO ne saurait être tenue pour responsable
de ne pas avoir identifié de tels droits de propriété et averti de leur existence. Les détails concernant
les références aux droits de propriété intellectuelle ou autres droits analogues identifiés lors de
l’élaboration du document sont indiqués dans l’Introduction et/ou dans la liste des déclarations de
brevets reçues par l’ISO (voir www .iso .org/brevets).
Les appellations commerciales éventuellement mentionnées dans le présent document sont données
pour information, par souci de commodité, à l’intention des utilisateurs et ne sauraient constituer un
engagement.
Pour une explication de la nature volontaire des normes, de la signification des termes et expressions
spécifiques de l’ISO liés à l’évaluation de la conformité, ou pour toute autre information au sujet de
l’adhésion de l’ISO aux principes de l’Organisation mondiale du commerce (OMC) concernant les
obstacles techniques au commerce (OTC), voir le lien suivant: www .iso .org/iso/fr/avant -propos.
Le présent document a été élaboré par le comité technique ISO/TC 147, Qualité de l'eau, sous-comité SC 3,
Mesurages de la radioactivité.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 22125 se trouve sur le site web de l’ISO.
Il convient que l’utilisateur adresse tout retour d’information ou toute question concernant le présent
document à l’organisme national de normalisation de son pays. Une liste exhaustive desdits organismes
se trouve à l’adresse www .iso .org/members .html.
iv © ISO 2019 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 22125-2:2019(F)
Introduction
La radioactivité provenant de sources d’origine naturelle et anthropique est présente partout dans
l’environnement. Par conséquent, les masses d'eau (par exemple, eaux de surface, eaux souterraines,
eaux de mer) peuvent contenir des radionucléides d'origine naturelle, d'origine anthropique ou les deux.
40 3 14
— Les radionucléides naturels, y compris K, H, C, et ceux provenant des chaînes de désintégration
226 228 234 238 210 210
du thorium et de l'uranium, en particulier Ra, Ra, U, U, Po et Pb, peuvent se trouver
dans l'eau pour des raisons naturelles (par exemple, désorption par le sol et lessivage par les eaux
pluviales) ou ils peuvent être libérés par des processus technologiques impliquant des matériaux
radioactifs existant à l'état naturel (par exemple, extraction et traitement de sables minéraux ou
production et utilisation d'engrais phosphatés).
— Les radionucléides artificiels, tels que les éléments transuranium (américium, plutonium, neptunium
3 14 90
et curium), H, C, Sr et les radionucléides émetteurs gamma peuvent aussi se trouver dans les
eaux naturelles. De petites quantités de ces radionucléides sont déversées dans l’environnement par
les installations à cycle de combustible nucléaire en conséquence de leur rejet périodique autorisé.
Certains de ces radionucléides utilisés dans le cadre d'applications médicales et industrielles sont
également rejetés dans l’environnement suite à leur utilisation. Les radionucléides anthropiques
peuvent également se trouver dans les eaux du fait de contaminations par retombées d'éléments
radioactifs rejetés dans l'atmosphère lors de l'explosion de dispositifs nucléaires et lors d'accidents
nucléaires, tels que ceux de Tchernobyl et de Fukushima.
L’activité volumique des radionucléides dans les masses d’eau est variable en fonction des
caractéristiques géologiques et des conditions climatiques locales, et peut être renforcée localement
et dans le temps par les rejets d’installations nucléaires dans des situations d’exposition planifiée,
[1]
d'exposition d'urgence et d'exposition existante. L'eau potable peut alors contenir des radionucléides
à des valeurs d'activité volumique représentant potentiellement un risque sanitaire pour l'Homme.
Les radionucléides présents dans les effluents liquides sont habituellement contrôlés avant d’être
[2]
déversés dans l’environnement et les masses d’eau. La radioactivité des eaux potables est surveillée
[3]
conformément aux recommandations de l'Organisation mondiale de la santé (OMS) de manière
que les actions appropriées puissent être conduites pour garantir l'absence d'effets indésirables sur
la santé du public. Conformément à ces recommandations internationales, les législations nationales
spécifient généralement des limites de concentration en radionucléides autorisées pour les effluents
liquides déversés dans l’environnement ainsi que des limites indicatives concernant les teneurs en
radionucléides dans les masses d’eau et les eaux potables dans les situations d’exposition planifiées,
existantes et d’urgence. La conformité à ces limites peut être évaluée à partir des résultats de mesure et
[4]
des incertitudes qui y sont associées, comme spécifié par le Guide 98-3 de l’ISO/IEC et l’ISO 5667-20 .
Selon la situation d’exposition, différentes limites et différents niveaux indicatifs entraîneront une
action pour réduire le risque sanitaire. À titre d'exemple, durant une situation planifiée ou existante,
−1
les lignes directrices de l’OMS concernant la limite indicative dans l’eau potable est de 100 Bq·l pour
99 [3]
l’activité volumique de Tc .
NOTE 1 La limite indicative correspond à l'activité volumique pour une consommation de 2 l/j
d'eau potable pendant un an, aboutissant à une dose efficace de 0,1 mSv/a pour les personnes du public. Cette
dose efficace présente un niveau de risque très faible qui ne devrait pas entraîner d'effets indésirables pour la
[3]
santé détectables .
[5]
En situation d’urgence nucléaire, les limites directives du Codex de l’OMS mentionnent que l’activité
−1 99
volumique ne pourrait pas être supérieure à 10 000 Bq·kg pour Tc.
NOTE 2 Les limites indicatives du Codex s’appliquent aux radionucléides contenus dans les aliments destinés
à la consommation humaine et commercialisés internationalement, qui ont été contaminés suite à une urgence
radiologique ou nucléaire. Ces limites indicatives s’appliquent aux aliments après reconstitution ou tels que
préparés pour la consommation, c’est-à-dire des aliments non séchés ou concentrés, et sont fondées sur un niveau
[5]
d’exemption d’intervention de 1 mSv en un an pour le public (nourrissons et adultes) .
© ISO 2019 – Tous droits réservés v
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 22125-2:2019(F)
Ainsi, il est possible d'adapter la méthode d’essai de façon que les limites caractéristiques, le seuil de
décision, la limite de détection et les incertitudes garantissent qu'il soit possible de vérifier que les
résultats d’essai relatifs à l’activité volumique des radionucléides sont inférieurs aux limites indicatives
requises par une autorité nationale, soit pour des situations existantes/planifiées,/ soit pour une
[5][6][7]
situation d’urgence .
En général, il est possible d'ajuster les méthodes d’essai pour mesurer l’activité volumique du ou des
radionucléides, soit dans les eaux usées avant stockage, soit dans les effluents liquides avant qu'ils
ne soient déversés dans l’environnement. Les résultats d’essai permettront à l’opérateur de l'usine/
de l'installation de vérifier que les concentrations d'activité radioactive des eaux usées/des effluents
liquides ne dépassent pas les limites autorisées, avant que ceux-ci ne soient rejetés.
La ou les méthodes d’essai décrites dans le présent document peuvent être utilisées dans des situations
d’exposition planifiées, existantes et d’urgence ainsi que pour les eaux usées et les effluents liquides,
avec des modifications spécifiques qui pourraient augmenter l’incertitude globale, la limite et le seuil de
détection.
La ou les méthodes d’essai peuvent être utilisées pour des échantillons d’eau après un échantillonnage,
une manipulation et une préparation de l’échantillon pour essai adaptés(voir la partie pertinente de la
série ISO 5667).
Le présent document a été élaboré pour répondre aux besoins des laboratoires d’essai effectuant ces
mesurages, qui sont parfois requis par les autorités nationales, car ils peuvent être dans l'obligation
d'obtenir une accréditation spécifique pour la réalisation de mesures de radionucléides dans des
échantillons d’eau potable.
Le présent document fait partie d’un ensemble de Normes internationales relatives aux méthodes
d'essai qui traitent du mesurage de l’activité volumique des radionucléides dans des échantillons d'eau.
vi © ISO 2019 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 6 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 22125-2:2019(F)
Qualité de l'eau — Technétium-99 —
Partie 2:
Méthode d’essai par spectrométrie de masse couplée à un
plasma induit (ICP-MS)
AVERTISSEMENT — Il convient que l’utilisateur du présent document connaisse bien les
pratiques courantes de laboratoire. Le présent document n’a pas pour but de traiter tous les
problèmes de sécurité qui sont, le cas échéant, liés à son utilisation. Il incombe à l’utilisateur
de ce document d’établir des pratiques appropriées en matière d’hygiène et de sécurité et de
déterminer l’applicabilité des autres restrictions.
IMPORTANT — Il est absolument essentiel que les essais conduits selon la présente méthode
d’essai soient exécutés par du personnel titulaire d'une qualification appropriée.
1 Domaine d’application
99
Le présent document spécifie une méthode de mesure de Tc dans tous les types d’eau par
spectrométrie de masse couplée à un plasma induit (ICP-MS).
Cette méthode est applicable aux échantillons pour essai d’eau de distribution/potable, d’eau pluviale,
d’eau de surface et souterraine, ainsi que d’eau de refroidissement, d’eau industrielle, d’eau usée
domestique et industrielle après échantillonnage, manipulation de l’échantillon et préparation de
l’échantillon pour essai. Il est nécessaire de filtrer l’échantillon pour essai.
La limite de détection dépend du volume d’échantillon et de l’instrument utilisé. La méthode décrite
dans le présent document, qui a recours aux spectromètres ICP-MS actuellement disponibles, a une
−1 −1 −1 −1
limite de détection d’environ 0,2 ng·kg à 0,5 ng·kg (0,1 Bq·kg à 0,3 Bq·kg ), ce qui est nettement
−1 [3]
inférieur aux critères de potabilité de l’eau de l’OMS (100 Bq·l ). La méthode présentée dans le
99
présent document n’est pas applicable à la détermination de la quantité de Tc à l’état d’ultra-traces.
Les valeurs de concentration en masse indiquées dans le présent document sont exprimées en unité
de masse d’échantillon, et non en unité de volume d’échantillon comme c’est habituellement le cas
99
dans les normes similaires. Cela tient au fait que Tc est mesuré dans différents types de matrices
tels que l’eau douce ou l’eau de mer, qui présentent des masses volumiques très différentes. Les valeurs
de concentration en masse peuvent être facilement converties en unité de volume d’échantillon en
mesurant le volume d’échantillon. Cependant, cela accroît l’incertitude applicable au résultat de la
concentration en masse.
99m
La méthode décrite dans le présent document est applicable en cas d’urgence, mais pas si Tc est
présent à des quantités susceptibles de provoquer des interférences.
L’analyse de Tc adsorbé dans la matière en suspension n’est pas couverte par la présente méthode.
Il incombe à l’utilisateur de s’assurer que la méthode d’essai relative aux échantillons d’eau soumis à
essai est valide.
2 Références normatives
Les documents suivants sont cités dans le texte de sorte qu’ils constituent, pour tout ou partie de leur
contenu, des exigences du présent document. Pour les références datées, seule l’édition citée s’applique.
Pour les références non datées, la dernière édition du document de référence s'applique (y compris les
éventuels amendements).
© ISO 2019 – Tous droits réservés 1
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 22125-2:2019(F)
Guide ISO/IEC 98-3, Incertitude de mesure — Partie 3: Guide pour l’expression de l’incertitude de mesure
(GUM: 1995)
Guide ISO/IEC 99, Vocabulaire international de métrologie — Concepts fondamentaux et généraux et
termes associés (VIM)
ISO 3696, Eau pour laboratoire à usage analytique — Spécification et méthodes d'essai
ISO 5667-1, Qualité de l’eau — Échantillonnage — Partie 1: Lignes directrices pour la conception des
programmes et des techniques d’échantillonnage
ISO 5667-3, Qualité de l'eau — Échantillonnage — Partie 3: Conservation et manipulation des
échantillons d'eau
ISO 5667-10, Qualité de l’eau — Échantillonnage — Partie 10: Lignes directrices pour l’échantillonnage des
eaux résiduaires
ISO 10703, Qualité de l'eau — Détermination de l'activité volumique des radionucléides — Méthode par
spectrométrie gamma à haute résolution
ISO 11929 (toutes les parties), Détermination des limites caractéristiques (seuil de décision, limite de
détection et extrémités de l’intervalle de confiance) pour mesurages de rayonnements ionisants — Principes
fondamentaux et applications
ISO/IEC 17025, Exigences générales concernant la compétence des laboratoires d'étalonnages et d'essais
ISO 17294-2, Qualité de l'eau — Application de la spectrométrie de masse avec plasma à couplage inductif
(ICP-MS) — Partie 2: Dosage des éléments sélectionnés y compris les isotopes d'uranium
ISO 20042, Mesurage de la radioactivité — Radionucléides émetteurs de rayons gamma — Méthode d’essai
générique par spectrométrie à rayons gamma
ISO 80000-10, Grandeurs et unités — Partie 10: Physique atomique et nucléaire
3 Termes, définitions et symboles
3.1 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes et définitions donnés dans l'ISO 80000-10, l'ISO 11929,
le Guide ISO/IEC 98-3 et le Guide ISO/IEC 99 s'appliquent.
L’ISO et l’IEC tiennent à jour des bases de données terminologiques destinées à être utilisées en
normalisation, consultables aux adresses suivantes:
— ISO Online Browsing Platform (OBP): disponible à l’adresse https: //www .iso .org/obp
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse http: //www .electropedia .org/
3.2 Symboles
Pour les besoins du présent document, les symboles et désignations définis dans l’ISO 80000-10,
dans l’ISO 11929, dans le Guide ISO/IEC 98-3 et dans le Guide ISO/IEC 99, ainsi que les symboles et
désignations suivants s'appliquent.
Symbole Terme Symbole Définition
d’unité
α Biais de mesure — Constante permettant de corriger le biais d’intensité du
signal entre le traceur ou l’étalon interne et l’analyte
−1
C Activité volumique Bq·kg Activité volumique ρ mesurée pour un radionucléide
donné
2 © ISO 2019 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 22125-2:2019(F)
Symbole Terme Symbole Définition
d’unité
−1
C Activité spécifique Bq∙g Activité correspondant à un gramme du radionucléide
s
−1
DL Limite de détection en g∙kg Concentration en masse minimale qui peut être considé-
concentration en masse rée statistiquement différente d’un échantillon témoin
−1
DL Limite de détection de Bq∙kg Activité volumique minimale qui peut être considérée
C
l’activité volumique statistiquement différente d’un échantillon témoin
−1
LOQ Limite de quantification g∙kg Concentration en masse minimale qui peut être quanti-
en concentration en masse fiée avec une certitude statistique
−1
LOQ Limite de quantification Bq∙kg Activité volumique minimale qui peut être quantifiée
C
de l’activité volumique avec une certitude statistique
m Masse de l’échantillon kg Masse de l'échantillon d'eau
m/z Rapport masse sur charge — Rapport masse sur charge mesuré par ICP-MS
m Masse de l’analyte g Masse de l’analyte ajouté à une solution dopée
A
m Masse de la solution g Masse de la solution d’analyte ajoutée à un témoin ou
As
d’analyte pour le calcul de la mesure
m Masse de l’étalon interne g Masse de l’étalon interne ajouté au témoin et à l’échantil-
IS
lon
m Masse de la solution d’éta- g Masse de la solution d’étalon interne ajoutée à un témoin
ISS
lon interne ou un échantillon
m Masse du traceur g Masse du traceur ajouté au témoin et à l’échantillon
T
m Masse du traceur du blanc g Masse du traceur ajouté au blanc de réactif pour le
TB
de réactif calcul de N
net
m Masse de la solution de g Masse de la solution de traçage ajoutée à un témoin ou
TS
traçage un échantillon
N Impulsions impulsions Nombre d’impulsions directement obtenues lors du
mesurage par ICP-MS pour un échantillon à un rapport
masse sur charge donné
N Impulsions du témoin impulsions Nombre d’impulsions directement obtenues lors du me-
0
surage par ICP-MS pour un témoin à un rapport masse
sur charge donné
Impulsions moyennes des impulsions Nombre moyen d’impulsions directement obtenues lors
échantillons témoins du mesurage par ICP-MS pour plusieurs témoins à un
N
0
rapport masse sur charge donné
N Impulsions nettes impulsions N-N
net 0
N Impulsions nettes de l’éta- impulsions Au niveau de la masse d’étalon interne
netIS
lon interne
N Impulsions nettes du impulsions Au niveau de la masse de traceur
netT
traceur
N Impulsions du blanc de impulsions Nombre d’impulsions du blanc de réactif dopé pour le
sp
réactif dopé calcul de N
net
99 99
N Impulsions de Tc issu impulsions Tc présent dans le traceur sous forme d’impuretés
T
du traceur
N Impulsions du blanc de impulsions Nombre d’impulsions du blanc de réactif non dopé pour
us
réactif non dopé le calcul de N
net
R Rendement chimique — Rendement de l’étape de purification obtenu par mesu-
c
rage gamma
S Écart-type impulsions
s Écart-type impulsions Écart-type associé à la mesure obtenue pour 10 prises
N0
d’essai d’un témoin
U Incertitude élargie — Produit de l’incertitude-type et du facteur d’élargisse-
ment k, avec k = 1, 2,…, U = k · u
© ISO 2019 – Tous droits réservés 3
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 22125-2:2019(F)
Symbole Terme Symbole Définition
d’unité
μ Incertitude-type — Incertitude d’un terme tel que masse, impulsions, etc.
−1
μ[C] Incertitude-type de l’acti- Bq∙kg Incertitude-type associée au résultat de l’activité
vité volumique volumique
−1
μ[ρ] Incertitude-type de la g∙kg Incertitude-type associée au résultat de la concentration
concentration en masse en masse
−1
ρ Concentration en masse g∙kg Masse d’analyte pour un radionucléide donné par unité
de masse d’échantillon
−1
ρ Concentration en masse g∙g Masse d’analyte pour un radionucléide donné par unité
A
de la solution étalon d’ana- de volume d’échantillon de la solution étalon
99
lyte ( Tc)
−1
ρ Concentration en masse de g∙g Masse de traceur pour un radionucléide donné par unité
Τ
la solution de traçage de volume d’échantillon de la solution de traçage
4 Principe
Le technétium est principalement un élément anthropogène, mais des quantités traces sont trouvées
99 235
dans les minerais d’uranium. Il n’a pas d’isotope stable. Tc est un important produit de fission de U
[8]
(environ 6 % de rendement ) avec une énergie bêta maximale de (294 ± 1) keV et une demi-vie de
5 [9]
(2,1 ± 0,1) × 10 ans .
99
Pour déterminer la quantité de Tc dans l’eau, un échantillon d’eau est recueilli, filtré, acidifié et oxydé
(voir l’Article 5 relatif à l’échantillonnage et au stockage).
Un traceur est ajouté avant la séparation chimique pour tenir compte des pertes survenues pendant
l’étape de purification. Le traceur est ajouté en quantité suffisante pour obtenir une bonne fidélité
statistique et pour pouvoir être facilement différencié d’un échantillon témoin. Les traceurs utilisables
95m 99m 97 98 99m
sont Re stable, Tc, Tc, Tc, Tc et Tc.
95m 99m 97 98
Tc et Tc sont les isotopes Tc les plus faciles à se procurer. Tc et Tc ne sont actuellement pas
95m 97m 99m
disponibles dans le commerce. Les isotopes Tc, Tc et Tc ont une demi-vie radiologique courte
et ne peuvent pas être utilisés comme étalon interne (IS) (ils ne sont pas mesurés par ICP-MS) pour
115
corriger la variation du signal par l’instrument ICP-MS; ainsi, un étalon interne tel que le In est ajouté
99m
avant le mesurage. Lors de l’utilisation de Tc, il convient que l’étalon soit le plus possible exempt
99 [10]
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.