ISO 18589-2:2022
(Main)Measurement of radioactivity in the environment — Soil — Part 2: Guidance for the selection of the sampling strategy, sampling and pre-treatment of samples
Measurement of radioactivity in the environment — Soil — Part 2: Guidance for the selection of the sampling strategy, sampling and pre-treatment of samples
This document specifies the general requirements, based on ISO 11074 and ISO/IEC 17025, for all steps in the planning (desk study and area reconnaissance) of the sampling and the preparation of samples for testing. It includes the selection of the sampling strategy, the outline of the sampling plan, the presentation of general sampling methods and equipment, as well as the methodology of the pre-treatment of samples adapted to the measurements of the activity of radionuclides in soil including granular materials of mineral origin which contain NORM or artificial radionuclides, such as sludge, sediment, construction debris, solid waste of different type and materials from technologically enhanced naturally occurring radioactive materials (mining, coal combustion, phosphate fertilizer production etc.). For simplification, the term “soil” used in this document covers the set of elements mentioned above. This document is addressed to the people responsible for determining the radioactivity present in soil for the purpose of radiation protection. It is applicable to soil from gardens, farmland, urban, or industrial sites, as well as soil not affected by human activities. This document is applicable to all laboratories regardless of the number of personnel or the range of the testing performed. When a laboratory does not undertake one or more of the activities covered by this document, such as planning, sampling, test or calibration, the corresponding requirements do not apply. NOTE The term “laboratory” is applicable to all identified entities (individuals, organizations, etc.) performing planning, sampling, test and calibration.
Mesurage de la radioactivité dans l'environnement — Sol — Partie 2: Lignes directrices pour la sélection de la stratégie d'échantillonnage, l'échantillonnage et le prétraitement des échantillons
Le présent document spécifie les exigences générales pour réaliser, sur la base de l’ISO 11074 et de l’ISO/IEC 17025, toutes les phases de planification (étude théorique et reconnaissance sur le terrain) de l’échantillonnage et de la préparation des échantillons pour essai. Ces phases comprennent le choix de la stratégie d’échantillonnage, l’ébauche du plan d’échantillonnage, la présentation des méthodes et équipements généraux d’échantillonnage, ainsi que la méthodologie du prétraitement des échantillons adaptée aux mesures de l’activité des radionucléides dans le sol, y compris les matériaux granulaires d’origine minérale qui contiennent des MRN ou des radionucléides artificiels, tels que les boues, les sédiments, les débris de construction, les déchets solides de différents types et les matières radioactives naturelles améliorées technologiquement (exploitation minière, combustion du charbon, production d’engrais phosphatés, etc.). Pour plus de commodité, le terme «sol» utilisé dans le présent document couvre l’ensemble des éléments susmentionnés. Le présent document s’adresse aux personnes chargées de déterminer la radioactivité présente dans les sols dans un but de radioprotection. Il est applicable aux sols de jardins ou de terres agricoles, aux sols de sites urbains ou industriels et aux sols qui n’ont pas été modifiés par des activités humaines. Le présent document est destiné à tous les laboratoires, quel que soit leur effectif ou leur domaine d’essai. Lorsqu’un laboratoire n’est pas concerné par une ou plusieurs des activités couvertes par le présent document, telles que la planification, l’échantillonnage, les essais ou l’étalonnage, les exigences correspondantes ne sont pas applicables. NOTE Le terme «laboratoire» s’applique à toutes les entités identifiées (individus, organisations, etc.) qui effectuent la planification, l’échantillonnage, l’essai et l’étalonnage.
General Information
Relations
Standards Content (Sample)
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 18589-2
Third edition
2022-12
Measurement of radioactivity in the
environment — Soil —
Part 2:
Guidance for the selection of the
sampling strategy, sampling and pre-
treatment of samples
Mesurage de la radioactivité dans l'environnement — Sol —
Partie 2: Lignes directrices pour la sélection de la stratégie
d'échantillonnage, l'échantillonnage et le prétraitement des
échantillons
Reference number
© ISO 2022
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Website: www.iso.org
Published in Switzerland
ii
Contents Page
Foreword .v
Introduction . vi
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms and definitions . 1
4 Symbols . 2
5 Principle . 2
6 Sampling strategy . 4
6.1 General . 4
6.2 Initial investigation . 4
6.3 Types of sampling strategies . 4
6.4 Selection of the sampling strategy. 4
7 Sampling plan . 5
7.1 General . 5
7.2 Selection of sampling areas, units, and points . 6
7.2.1 General . 6
7.2.2 Sampling for use with a probabilistic strategy . 6
7.2.3 Sampling for use with an orientated strategy . 6
7.2.4 Selection criteria of sampling areas and sampling units . 7
7.3 Identification of sampling areas, units, and points . 7
7.4 Selection of field equipment . 8
8 Sampling process . 8
8.1 General . 8
8.2 Collection of samples . 9
8.2.1 Selection of sampling depth versus objectives of the study . 9
8.2.2 Sampling surface soil . 11
8.2.3 Sampling soil profile .12
8.3 Preparation of the sorted sample . 13
8.4 Identification and packaging of samples . 14
8.4.1 General . 14
8.4.2 Sample identification . 14
8.4.3 Sample sheet. 14
8.5 Transport and storage of samples . 15
9 Pre-treatment of samples .15
9.1 Principle . 15
9.2 Laboratory equipment . 15
9.3 Procedure . 16
10 Determination of the activity deposited onto the soil .17
10.1 General . 17
10.2 Determination using surface activity data . 17
10.3 Determination by integration of soil profile activity data . 18
11 Recorded information .18
Annex A (informative) Diagram of the selection of the sampling strategy according to the
objectives and the radiological characterization of the site and sampling areas.19
Annex B (informative) Diagram of the evolution of the sample characteristics from the
sampling site to the laboratory .20
Annex C (informative) Example of sampling plan for a site divided in three sampling areas
(A, B, C) .21
iii
Annex D (informative) Example of a sampling record for a single/composite sample .23
Annex E (informative) Example for a sample record for a soil profile with soil description .25
Bibliography .27
iv
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.
The committee responsible for this document is ISO/TC 85, Nuclear energy, nuclear technologies, and
radiological protection, Subcommittee SC 2, Radiological protection.
This third edition cancels and replaces the second edition (ISO 18589-2:2015), which has been
technically revised.
The main change is as follows:
— the review of the introduction according to the generic introduction adopted for the standards
published on the radioactivity measurement in the environment.
A list of all parts in the ISO 18589 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
v
Introduction
Everyone is exposed to natural radiation. The natural sources of radiation are cosmic rays and naturally
occurring radioactive substances which exist in the earth, flora and fauna, including the human body.
Human activities involving the use of radiation and radioactive substances add to the radiation exposure
from this natural exposure. Some of those activities, such as the mining and use of ores containing
naturally-occurring radioactive materials (NORM) and the production of energy by burning coal that
contains such substances, simply enhance the exposure from natural radiation sources. Nuclear power
plants and other nuclear installations use radioactive materials and produce radioactive effluent and
waste during operation and decommissioning. The use of radioactive materials in industry, agriculture
and research is expanding around the globe.
All these human activities give rise to radiation exposures that are only a small fraction of the global
average level of natural exposure. The medical use of radiation is the largest and a growing man-made
source of radiation exposure in developed countries. It includes diagnostic radiology, radiotherapy,
nuclear medicine and interventional radiology.
Radiation exposure also occurs as a result of occupational activities. It is incurred by workers in
industry, medicine and research using radiation or radioactive substances, as well as by crew during
air travel. The average level of occupational exposures is generally similar to the global average level of
natural radiation exposure (see Reference [1]).
As uses of radiation increase, so do the potential health risk and the public's concerns. Thus, all these
exposures are regularly assessed in order to
— improve the understanding of global levels and temporal trends of public and worker exposure,
— evaluate the components of exposure so as to provide a measure of their relative importance, and
— identify emerging issues that may warrant more attention and study.
While doses to workers are mostly directly measured, doses to the public are usually assessed
by indirect methods using the results of radioactivity measurements of waste, effluent and/or
environmental samples.
To ensure that the data obtained from radioactivity monitoring programs support their intended use, it
is essential that the stakeholders (for example nuclear site operators, regulatory and local authorities)
agree on appropriate methods and procedures for obtaining representative samples and for handling,
storing, preparing and measuring the test samples. An assessment of the overall measurement
uncertainty also needs to be carried out systematically. As reliable, comparable and ‘fit for purpose’
data are an essential requirement for any public health decision based on radioactivity measurements,
international standards of tested and validated radionuclide test methods are an important tool for
the production of such measurement results. The application of standards serves also to guarantee
comparability of the test results over time and between different testing laboratories. Laboratories
apply them to demonstrate their technical competences and to complete proficiency tests successfully
during interlaboratory comparisons, two prerequisites for obtaining national accreditation.
Today, over a hundred International Standards are available to testing laboratories for measuring
radionuclides in different matrices.
Generic standards help testing laboratories to manage the measurement process by setting out the
general requirements and methods to calibrate equipment and validate techniques. These standards
underpin specific standards which describe the test methods to be performed by staff, for example, for
different types of samples. The specific standards cover test methods for:
40 3 14
— naturally-occurring radionuclides (including K, H, C and those originating from the thorium
226 228 234 238 201
and uranium decay series, in particular Ra, Ra, U, U and Pb) which can be found in
materials from natural sources or can be released from technological processes involving naturally
occurring radioactive materials (e.g. the mining and processing of mineral sands or phosphate
fertilizer production and use);
vi
— human-made radionuclides, such as transuranium elements (americium, plutonium, neptunium,
3 14 90
and curium), H, C, Sr and gamma-ray emitting radionuclides found in waste, liquid and gaseous
effluent, in environmental matrices (water, air, soil and biota), in food and in animal feed as a result
of authorized releases into the environment, fallout from the explosion in the atmosphere of nuclear
devices and fallout from accidents, such as those that occurred in Chernobyl and Fukushima.
The fraction of the background dose rate to man from environmental radiation, mainly gamma
radiation, is very variable and depends on factors such as the radioactivity of the local rock and soil, the
nature of building materials and the construction of buildings in which people live and work.
A reliable determination of the activity concentration of gamma-ray emitting radionuclides in various
matrices is necessary to assess the potential human exposure, to verify conformity with radiation
protection and environmental protection regulations or to provide guidance on reducing health risks.
Gamma-ray emitting radionuclides are also used as tracers in biology, medicine, physics, chemistry, and
engineering. Accurate measurement of the activities of the radionuclides is also needed for homeland
security and in connection with the Non-Proliferation Treaty (NPT).
This document should be used in the context of a quality assurance management system (ISO/IEC 17025).
ISO 18589 is published in several parts for use jointly or separately according to needs. These parts are
complementary and are addressed to those responsible for determining the radioactivity present in
soil, bedrocks and ore (NORM or TENORM). The first two parts are general in nature and describe the
setting up of programmes and sampling techniques, methods of general processing of samples in the
laboratory (ISO 18589-1), the sampling strategy and the soil sampling technique, soil sample handling
and preparation (ISO 18589-2). ISO 18589-3, ISO 18589-4 and ISO 18589-5 deal with nuclide-specific
test methods to quantify the activity concentration of gamma emitters radionuclides (ISO 18589-3
and ISO 20042), plutonium isotopes (ISO 18589-4) and Sr (ISO 18589-5) of soil samples. ISO 18589-6
deals with non-specific measurements to quantify rapidly gross alpha or gross beta activities
and ISO 18589-7 describes in situ measurement of gamma-emitting radionuclides.
The test methods described in ISO 18589-3 to ISO 18589-6 can also be used to measure the radionuclides
in sludge, sediment, construction material and products following proper sampling procedure.
This document is one of a set of International Standards on measurement of radioactivity in the
environment.
vii
INTERNATIONAL STANDARD ISO 18589-2:2022(E)
Measurement of radioactivity in the environment — Soil —
Part 2:
Guidance for the selection of the sampling strategy,
sampling and pre-treatment of samples
1 Scope
This document specifies the general requirements, based on ISO 11074 and ISO/IEC 17025, for all
steps in the planning (desk study and area reconnaissance) of the sampling and the preparation of
samples for testing. It includes the selection of the sampling strategy, the outline of the sampling plan,
the presentation of general sampling methods and equipment, as well as the methodology of the pre-
treatment of samples adapted to the measurements of the activity of radionuclides in soil including
granular materials of mineral origin which contain NORM or artificial radionuclides, such as sludge,
sediment, construction debris, solid waste of different type and materials from technologically
enhanced naturally occurring radioactive materials (mining, coal combustion, phosphate fertilizer
production etc.).
For simplification, the term “soil” used in this document covers the set of elements mentioned above.
This document is addressed to the people responsible for determining the radioactivity present in
soil for the purpose of radiation protection. It is applicable to soil from gardens, farmland, urban, or
industrial sites, as well as soil not affected by human activities.
This document is applicable to all laboratories regardless of the number of personnel or the range of
the testing performed. When a laboratory does not undertake one or more of the activities covered by
this document, such as planning, sampling, test or calibration, the corresponding requirements do not
apply.
NOTE The term “laboratory” is applicable to all identified entities (individuals, organizations, etc.)
performing planning, sampling, test and calibration.
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 11074, Soil quality — Vocabulary
ISO 18589-1, Measurement of radioactivity in the environment — Soil — Part 1: General guidelines and
definitions
ISO 80000-10, Quantities and units — Part 10: Atomic and nuclear physics
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the terms, definitions, and symbols given in ISO 80000-10,
ISO 18589-1, ISO 11074, and the following apply.
ISO and IEC maintain terminology databases for use in standardization at the following addresses:
— ISO Online browsing platform: available at https:// www .iso .org/ obp
— IEC Electropedia: available at https:// www .electropedia .org/
4 Symbols
e thickness of the layer sampled
m wet mass of the sorted sample
ss
m′ wet mass of a subsample of the sorted sample
ss
m dry mass of the test sample
ts
a activity per unit of mass of the test sample
A activity per unit area
S
S surface area sampled
5 Principle
The purpose of the measurement of soil radioactivity is to monitor the environmental impact of
[2] [3][4][5][6]
radioactive substances and/or to assess the radiological impact on the population .
The main objectives of the measurement of radionuclides in soil (see ISO 18589-1) are the following:
— characterization of radioactivity in the environment;
— routine surveillance of the impact of radioactivity released from nuclear installations or of the
general evolution of the radioactivity in a region;
— investigations of accidents and incidents;
— planning and surveillance of remedial action;
— decommissioning of installations or the disposal of materials.
Consequently, measurements of soil radioactivity are performed in a variety of situations, but a generic
approach can be described, with the following steps as outlined in this document:
a) Planning process — Selection of the sampling strategy
The selection of the sampling strategy depends on the main objectives and on the results of the
initial investigation of the area. The sampling strategy shall lead to the knowledge of the nature,
activity concentrations, spatial distribution of the radionuclides, as well as their temporal evolution,
taking into account changes caused by migration, atmospheric conditions, and land/soil use.
An initial investigation of the area shall be carried out to determine the sampling strategy.
ISO 18400-104 gives general guidance on sampling strategies and ISO 18400-202 on preliminary
investigations. ISO 18400-205 gives specific guidance for the investigation of natural, near-natural,
and cultivated areas; and ISO 18400-203 deals with the investigation of potentially contaminated
sites.
Details are given in Clause 6 and a scheme for the selection of the sampling strategy is given in
Annex A.
b) Planning process — Sampling plan
The sampling plan shall be developed according to the sampling strategy selected. It shall specify
the selection of sampling areas and units, the sampling pattern, the sampling points, the types
of samples, the sampling procedures and equipment, as well as the safety requirements for the
personnel.
ISO 18400-107 gives general guidance on the framework for the preparation and application of a
sampling plan.
Details, such as the selection of sampling areas and the sampling units that result from the type
of grid applied to these areas, are given in Clause 7. Definitions of the types of samples are given
in ISO 18589-1. The relationship between samples types is given in Annex B.
c) Sampling process — Collection of samples
The collection of any soil samples in the field shall conform to the established sampling plan.
— For sampling of the top layer, a single sample or n increments of a defined thickness are taken from
each of the selected sampling units.
— For vertical sampling of several soil layers, samples are taken at increasing depth vertically below
the surface sampling point. A single sample or n increments are collected from the various soil layers
with different thicknesses according to the sampling depth. Special care should be exercised in
order not to mix samples from different soil layers.
Reference [12] gives guidance on recording and reporting of the samples.
Details are given in Clauses 7 and 8.
d) Sampling process — Preparation of the sorted sample
The preparation of sorted samples is carried out by the reduction of single or composite
samples. A sorted sample should be representative of the average value of one or more given
soil characteristics. The identification, labelling, packaging, and transport procedures of sorted
samples to the laboratory shall guarantee the preservation of their characteristics.
Details are given in 8.3, 8.4, and 8.5.
e) Laboratory process — Handling of the laboratory sample
After arrival at the laboratory, the sorted samples are considered as laboratory samples for storage
and further pre-treatment before their analysis.
Details are given in Clause 9.
f) Laboratory process — Preparation of the test sample
Before any testing, the laboratory samples are pre-treated by drying, crushing, sieving, and
homogenizing to produce test samples in the form of a fine, homogeneous powder. Pre-treatment
shall guarantee that the physical and chemical characteristics of the test sample are constant
over time, thus rendering the results easier to interpret. Representative subsamples with masses
determined by the specifications of the different radioactivity measurements shall be isolated from
the test sample as test portions.
Details are given in Clause 9.
If some material is stored for future investigations or for the purpose of settling a potential dispute,
subsamples shall be taken from the laboratory sample or the test sample in an acceptable and
documented manner.
6 Sampling strategy
6.1 General
During the planning process, the sampling strategy for the site under investigation is determined
[2]
according to the objectives described in Clause 5 item a), resulting in the definition of a sampling plan
[3][5][7][8][9]
.
6.2 Initial investigation
Whatever the objective of the work being carried out is, certain preliminaries shall be undertaken
during the initial investigation phase to help define the sampling strategy, such as the following:
— analysis of historical and administrative data, company archives, previous studies, and interviews
with former employees, which help identify potential sources of radioactive contamination;
— collection of information on geological, hydrological, and pedological characteristics and on the
main climatic parameters, in order to characterize the spatial and temporal development of the
characteristics of the radioactivity of an area;
— survey of the site under investigation to identify its topography, the nature of the vegetation cover,
and any peculiarities that can affect the techniques and the sampling plan;
— for farmland, collection of information from the farmers on the nature and depth of works (sub-
soiling or drainage, ploughing and harrowing ditches, etc.) and on chemical fertilizers and additives
that can lead to excessive natural radioactivity (nature and quantity of products applied).
When data on radioactive soil contamination are not available or in case of suspicion of contamination,
in situ analytical investigation using portable detectors or some preliminary sampling and subsequent
laboratory analysis can be necessary in order to select the sampling areas and strategy.
6.3 Types of sampling strategies
Sampling strategies are either orientated or probabilistic depending upon the objectives and the initial
knowledge of radioactivity distribution over the area under investigation.
Orientated strategies are based on a priori constraints that lead to a selection of sampling units in a
specific area under special scrutiny because of particular interest or level of contamination.
Probabilistic strategies are based on a selection of sampling units without any a priori constraints.
The selection of sampling units and points is described in 7.2.
6.4 Selection of the sampling strategy
The approach or sampling strategy shall be selected depending on the objective pursued and the
relevant end points, for example the protection of humans and the environment, taking into account
social and economic constraints. The sampling strategy selected should ensure that the radioactivity
of the samples is representative of the distribution of radionuclides in the soil of the area under
investigation (see ISO 18400-101 and References [2][3][5][7]).
Although the strategy can only be defined on a case-by-case basis, the selection of the sampling strategy
should follow these stages:
— analysis of the records, which enables an historic study of the sampling site, in particular of its
previous use (identification of the source);
— evaluation of preferential migration pathways and/or accumulation areas;
— site reconnaissance with respect to the boundaries of the sampling areas and sampling undertaken;
— site reconnaissance: a rapid analytical investigation using portable radioactivity detectors can be
used to characterize the distribution of the radioactivity of the areas to be studied.
This step in the planning process determines a large number of choices and can generate important
and costly activities. It also includes the definition of the objectives of the data quality according to the
parameters to be analysed.
Annex A gives a flow diagram that helps in the selection of a sampling strategy according to the
objectives of the investigation.
The choice of the strategy determines the sampling density, the temporal and spatial distribution of
the units from which samples are collected and the timing of the sampling, taking into account the
following:
— potential distribution of radionuclide: homogeneous or heterogeneous (“hot” spots);
— characteristics of the environment;
— minimum mass of soil necessary to carry out all the laboratory tests;
— maximum number of tests that can be performed by the laboratory for the study.
In many cases, a prediction of the possible presence of soil contamination and its distribution
(homogeneous or heterogeneous) can be drawn up. It is then necessary to verify these hypotheses
by an orientated sampling strategy. One variant of this strategy, which is systematic with selected
representative sampling points, is adapted for the routine monitoring of sites whose radioactive origins
and distribution patterns are known. This allows a more accurate definition of the number and location
of the sampling points than a purely probabilistic sampling strategy. This subjective selection of the
sampling points can be combined with a statistical approach to meet the quality requirements for the
interpretation. When the spatial radioactivity distribution is unknown, it is necessary to adopt an
orientated spatially random strategy.
Probabilistic strategies with random sampling (random distribution of sampling points) are suitable
only if the distribution of the radioactivity on the site is considered homogeneous. For a site with
occasional heterogeneities (point sources), the implementation of a systematic sampling strategy that
is dependent upon the degree of knowledge of the distribution of these heterogeneities in the different
sampling areas is recommended.
When the objective of the investigation is the characterization of a recent deposit on the soil surface,
such as in the case of fallout following a routine, authorized gaseous release, or an accident, the
collection of the top layer is recommended.
When the objective is the study of a polluted site, where it is necessary to know the vertical migration of
radionuclides with depth (in order to predict the potential contamination of the groundwater), samples
from layers at various depths shall be collected. Layers can be defined either with the same thickness
or as representative of the different soil horizons.
The sampling strategy leads to a set of technical options that are detailed in Clause 7.
7 Sampling plan
7.1 General
The sampling plan is a precise procedure that, depending on the application of the principles of the
strategy adopted, defines all actions to be realized in the field. The plan also defines the human
resources needed for the sampling operation. The plan is directly linked to the purposes of the study,
the characteristics of the environment of the site, the capacity of the laboratory testing facilities, and
the objectives for the data quality requisite for the interpretation of the results of the measurements.
The sampling plan shall be set up on a case-by-case basis. The plan shall contain all information
needed to perform the sampling, e.g. sampling areas, sampling units, location of sampling points in the
sampling units, types of samples, single or composite, number of increments for composite samples,
periodicity, required mass of a sample considering the planned tests, requirement for archiving the
material, vertical distribution, etc.
7.2 Selection of sampling areas, units, and points
7.2.1 General
After deciding on the sampling strategy, sampling areas and units are defined based on the results of
the initial investigation. In some cases, the boundaries of sampling areas and the location of sampling
units for routine surveillance/monitoring can be fixed by legal requirements, for example as in the
operation of a new nuclear installation. They are defined as a result of the reference radiological
study performed for the project. For accident investigations, the size of the sampling area and location
of the sampling units can also be determined by the environmental conditions (wind strength and
direction, topography, etc.) at the time of accident, as well as the variation of the source characteristics
(radionuclides, activity, release duration, etc.).
For a probabilistic strategy, the sampling units can be selected either by systematic or random
approaches whereas it cannot be done by a random approach for an orientated strategy.
For both strategies, the sampling points can be selected either by a systematic or a random approach.
On the same site, depending on the heterogeneity of the radioactivity distribution, a combination of
these strategies can be applied to the different sampling areas.
7.2.2 Sampling for use with a probabilistic strategy
For a probabilistic strategy, the sampling areas, following their identification, are covered with a grid
that defines the sampling units. The size of the grid mesh should take into account the surface area of
the site and is also governed by the analytical capacity of the laboratory and the financial constraints
that restrict the number of samples that can be analysed. The surface area of the grid units can range
from a few square metres to several square kilometres depending on the site under investigation.
If a radioactivity map is available as a result of a preliminary in situ radiological inspection
(see Reference [10]), the grid mesh imposed on the sampling area can correspond to the grid adopted
for the radioactive cartography. The radioactivity map can be denser where contaminated areas are
suspected, or less dense in the presumed absence of contamination.
For systematic sampling, a sampling point is selected in each knot or centre of the sampling unit.
The final number of sampling units that are eventually sampled depends on the heterogeneity of the
environmental characteristics and on the access restrictions imposed by the topographical complexity
of the area.
For random sampling, the sampling units are referenced and a number chosen at random.
When the purpose of the study is to investigate the impact on the environment of the contribution of a
specific source of radioactivity, it shall be compared to the background activity level. The latter can be
determined in an area assumed to be uncontaminated by the source under investigation (for example,
not influenced by any effluent discharges from the plant under study), have soil characteristics as
consistent as possible with the area under investigation and is considered as the reference area.
7.2.3 Sampling for use with an orientated strategy
For an orientated sampling strategy, the sampling area is defined by the constraints imposed by the
objectives of the investigation on the basis of the environmental data and the cartography results.
The sampling plan is based on a subjective selection of sampling units as a result of prior knowledge of
the area and/or initial in situ radioactivity investigations.
When the objective is to collect the samples with the highest activity level and there are no radioactivity
data available, a preliminary radiological investigation with a portable detector allows the creation of a
map of the site that highlights the contaminated area(s) and helps to define the sampling plan with the
precise location of the sampling unit (see Reference [10]).
NOTE One of the aspects of this initial investigation is also to assess the risks of exposure of workers in
charge of the sampling operation and, therefore, to define radiation protection measures, in particular, those to
be implemented on-site relating to the protection of personnel against radiation.
In routine surveillance of a nuclear installation, the sampling unit can be chosen as the point of
maximum concentration of the predicted fallout of discharges in the atmosphere from the plant.
When the radioactivity of the soil and other components of the environment (air, water, bio-indicators,
elements of the human food chain and feedstuffs) are investigated simultaneously, then the selection of
the sampling unit should take into account the presence of the other indicators.
7.2.4 Selection criteria of sampling areas and sampling units
Using the data of past environmental studies and visual reconnaissance of the site, sampling areas
with homogeneous topological configuration and vegetation cover are identified. This requires the
separation of elevated zones from sloping zones, herbaceous areas from bushy ones, forested areas
from cultivated and ploughed areas, etc.
If possible, sampling units with a soil layer that has not been disturbed by human activity, and with a
well-kept herbaceous cover, should be selected. The surface of the sampling unit shall be at least several
square metres. Any disturbance shall be noted, indicating the scale, nature, and origin on the sample
sheet.
The radioactive surveillance of disturbed soils may be carried out in addition to radioactivity
investigation of plants in the field. For agricultural land, the upper layer with a thickness equal to the
ploughed depth may be considered as homogeneous, if contamination occurred before the zone had been
ploughed. In the case of industrial or built-up land, material used for ground fill may be investigated,
taking into account its intrinsic heterogeneity and the way it was deposited.
For routine surveillance, the sampling units that are regularly sampled over time have to be kept clear
of trees and bushes.
When a description of the soil profile is called for by the sampling strategy, then the layer thickness shall
[11][12][13][14]
be determined by pedological characteristics or by the expected rate of vertical migration
of the radionuclides. Details of the sampling method for the collection of samples with depth are given
in 8.2.3 and an example of a sampling plan is given in Annex C.
For farmland, border effects, in particular, can be avoided by remaining at least 20 m inside the
perimeter of the plot, unless otherwise specified in the objectives of the study.
7.3 Identification of sampling areas, units, and points
Sampling areas and units shall be identified by the following parameters:
— administrative district, name of the town, site, or commonly accepted name of location;
— name or reference of the sampling area and units;
— geographic coordinates established using a topographic map or a global positioning system.
The use of an official topographic map issued by a national body is recommended, with a sufficiently
detailed scale of detail, for the delineation of area(s) limits and, if required, the limits and identification
of the sampling units.
The sampling points are described by their geographical coordinates using a topographic map or a
global positioning system.
7.4 Selection of field equipment
Equipment should be chosen according to ISO 18400-102. Particular attention shall be paid to the
quality of the sampling equipment and, in particular, that the equipment used should not alter, i.e., allow
the pollution or loss of, the radionuclides to be determined.
Depending on the sampling plan that defines the sampling depth and the nature of the soil required, the
equipment used can be chosen from the following list:
a) material for setting the boundaries: posts, tapes, etc.;
b) for surface or near-surface samples: shovel, coring tool such as metallic frame, gouge auger, gimlet,
straight probe, spade (equipment shall be cleaned between sampling);
c) for samples up to a depth of 2 m: auger or construction machinery, such as
— mechanical di
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 18589-2
Troisième édition
2022-12
Mesurage de la radioactivité dans
l'environnement — Sol —
Partie 2:
Lignes directrices pour la sélection
de la stratégie d'échantillonnage,
l'échantillonnage et le prétraitement
des échantillons
Measurement of radioactivity in the environment — Soil —
Part 2: Guidance for the selection of the sampling strategy, sampling
and pre-treatment of samples
Numéro de référence
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publication ne peut être reproduite ni utilisée sous quelque forme que ce soit et par aucun procédé, électronique ou mécanique,
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Tél.: +41 22 749 01 11
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Web: www.iso.org
Publié en Suisse
ii
Sommaire Page
Avant-propos .v
Introduction . vi
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives .1
3 Termes et définitions . 2
4 Symboles . 2
5 Principe. 2
6 Stratégie d’échantillonnage .4
6.1 Généralités . 4
6.2 Étude initiale . 4
6.3 Types de stratégies d’échantillonnage . 4
6.4 Sélection de la stratégie d’échantillonnage . 5
7 Plan d’échantillonnage . 6
7.1 Généralités . 6
7.2 Sélection des zones d’échantillonnage et des unités et points d’échantillonnage . 6
7.2.1 Généralités . 6
7.2.2 Échantillonnage à effectuer avec une stratégie probabiliste . 7
7.2.3 Échantillonnage à effectuer avec une stratégie orientée . 7
7.2.4 Critères de sélection des zones d’échantillonnage et des unités
d’échantillonnage . 7
7.3 Identification des zones d’échantillonnage et des unités et points d’échantillonnage . 8
7.4 Choix des équipements de terrain . 8
8 Processus d’échantillonnage . 9
8.1 Généralités . 9
8.2 Collecte d’échantillons . 10
8.2.1 Sélection de la profondeur d’échantillonnage par rapport aux objectifs de
l’étude . 10
8.2.2 Échantillonnage du sol superficiel.12
8.2.3 Échantillonnage de profil(s) de sol . 13
8.3 Préparation des échantillons triés . 14
8.4 Identification et conditionnement des échantillonnages . 15
8.4.1 Généralités .15
8.4.2 Identification des échantillonnages . 15
8.4.3 Fiche d’échantillon .15
8.5 Transport et conservation des échantillons . 16
9 Prétraitement des échantillons .17
9.1 Principe . 17
9.2 Matériel de laboratoire . 17
9.3 Mode opératoire . 17
10 Détermination de la radioactivité déposée sur le sol .18
10.1 Généralités . 18
10.2 Détermination utilisant des données d’activité surfacique . 18
10.3 Détermination par intégration des données d’activité de profil de sol . 19
11 Informations à consigner . .20
Annexe A (informative) Diagramme de la sélection de la stratégie d’échantillonnage
selon les objectifs de la caractérisation radiologique du site et des zones
d’échantillonnage .21
Annexe B (informative) Diagramme de l’évolution des caractéristiques des échantillons
depuis le site d’échantillonnage jusqu’au laboratoire .22
iii
Annexe C (informative) Exemple de plan d’échantillonnage pour un site divisé en trois
zones d’échantillonnage (A, B, C) .23
Annexe D (informative) Exemple d’enregistrement d’échantillonnage pour un échantillon
unitaire/composite .25
Annexe E (informative) Exemple d’enregistrement d’échantillon pour un profil de sol,
avec description du sol .27
Bibliographie .30
iv
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 attirée 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, la signification des termes et expressions
spécifiques de l'ISO liés à l'évaluation de la conformité, ou pour toute 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.html.
Le comité chargé de l'élaboration du présent document est l'ISO/TC 85 Énergie nucléaire, technologies
nucléaires, et radioprotection, sous-comité SC 2, Radioprotection.
Cette troisième édition annule et remplace la deuxième édition (ISO 18589-2:2015), qui a fait l’objet
d’une révision technique.
Le changement principal est le suivant:
— révision de l’introduction conformément à l’introduction générale adoptée pour les normes publiées
traitant du mesurage de la radioactivité dans l’environnement.
Une liste de toutes les parties de la série ISO 18589 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/fr/members.html.
v
Introduction
Tout individu est exposé à des rayonnements naturels. Les sources naturelles de rayonnement sont les
rayons cosmiques et les substances radioactives naturellement présentes dans la terre, la faune et la
flore, incluant le corps humain. Les activités anthropiques impliquant l’utilisation de rayonnements
et de substances radioactives s’ajoutent à l’exposition aux rayonnements résultant de cette exposition
naturelle. Certaines de ces activités augmentent simplement l’exposition des sources naturelles de
rayonnement, telles que l’exploitation minière et l’utilisation de minerais contenant des matières
radioactives naturelles (MRN) ainsi que la production d’énergie par combustion de charbon contenant
ces substances. Les centrales électriques nucléaires et autres installations nucléaires emploient
des matières radioactives et génèrent des effluents et des déchets radioactifs dans le cadre de leur
exploitation et leur déclassement. L’utilisation de matières radioactives dans les secteurs de l’industrie,
de l’agriculture et de la recherche connaît un essor mondial.
Toutes ces activités anthropiques provoquent des expositions aux rayonnements qui ne représentent
qu’une petite fraction du niveau moyen mondial d’exposition naturelle. Dans les pays développés,
l’utilisation des rayonnements à des fins médicales représente la plus importante source anthropique
d’exposition aux rayonnements et qui de plus ne cesse d’augmenter. Ces applications médicales englobent
la radiologie diagnostique, la radiothérapie, la médecine nucléaire et la radiologie interventionnelle.
L’exposition aux rayonnements découle également d’activités professionnelles. Elle est subie par le
personnel des secteurs de l’industrie, de la médecine et de la recherche qui utilisent des rayonnements
ou des substances radioactives, ainsi que par le personnel navigant pendant les voyages aériens. Le
niveau moyen des expositions professionnelles est généralement similaire au niveau moyen mondial
des expositions naturelles aux rayonnements (voir Référence [1]).
Du fait de l’utilisation croissante des rayonnements, le risque pour la santé et les préoccupations
du public augmentent. Par conséquent, toutes ces expositions sont régulièrement évaluées afin:
— de mieux connaître les niveaux mondiaux et les tendances temporelles de l’exposition du public
et du personnel;
— d’évaluer les composantes de l’exposition et de chiffrer leur importance relative; et
— d’identifier de nouvelles problématiques qui peuvent mériter une plus grande attention et une
surveillance.
Alors que les doses reçues par les travailleurs sont le plus souvent mesurées directement, celles reçues
par le public sont habituellement évaluées par des méthodes indirectes qui consistent à exploiter les
résultats des mesurages de la radioactivité de déchets, effluents et/ou échantillons environnementaux.
Afin de garantir que les données obtenues dans le cadre de programmes de surveillance de la
radioactivité permettent de répondre à l’objectif de l’évaluation, il est primordial que les parties
prenantes (par exemple, les exploitants de site nucléaire, les organismes de réglementation et les
autorités locales) conviennent des méthodes et modes opératoires appropriés pour obtenir des
échantillons représentatifs ainsi que pour la manipulation, le stockage, la préparation et le mesurage
des échantillons pour essai. Il est également nécessaire de procéder systématiquement à une évaluation
de l’incertitude globale de mesure. Pour toute décision en matière de santé publique s’appuyant sur
des mesures de la radioactivité, il est capital que les données soient fiables, comparables et adéquates
par rapport à l’objectif de l’évaluation; c’est pourquoi les Normes internationales spécifiant des
méthodes d’essai des radionucléides qui ont été vérifiées par des essais et validées sont un outil
important dans l’obtention de tels résultats de mesure. L’application de normes permet également de
garantir la comparabilité des résultats d’essai dans le temps et entre différents laboratoires d’essai.
Les laboratoires les appliquent pour démontrer leurs compétences techniques et pour passer les essais
d’aptitude lors d’études interlaboratoires, deux conditions préalables à l’obtention d’une accréditation
nationale.
À l’heure actuelle, plus d’une centaine de Normes internationales sont à la disposition des laboratoires
d’essai pour leur permettre de mesurer les radionucléides dans différentes matrices.
vi
Les normes générales aident les laboratoires d’essai à maîtriser le processus de mesure en définissant
les exigences et méthodes générales d’étalonnage des appareils et de validation des techniques. Ces
normes viennent à l’appui de normes spécifiques qui décrivent les méthodes d’essai à mettre en œuvre
par le personnel, par exemple pour différents types d’échantillons. Les normes spécifiques couvrent les
méthodes d’essai relatives aux:
40 3 14
— radionucléides naturels (comprenant le K, le H, le C et les radionucléides des familles radioactives
226 228 234 238 201
du thorium et de l’uranium, notamment le Ra, le Ra, le U, le U et le Pb) qui peuvent être
retrouvés dans des matériaux issus de sources naturelles ou qui peuvent être émis par des procédés
technologiques impliquant des matières radioactives naturelles (par exemple, l’exploitation minière
et le traitement des sables minéraux ou la production et l’utilisation d’engrais phosphatés);
— radionucléides anthropiques, tels que les éléments transuraniens (américium, plutonium, neptunium,
3 14 90
curium), le H, le C, le Sr et les radionucléides émetteurs gamma retrouvés dans les déchets,
les effluents liquides et gazeux, dans les matrices environnementales (telles que l’eau, l’air, le sol,
le biote), dans l’alimentation et dans les aliments pour animaux à la suite de rejets autorisés dans
l’environnement, d’une contamination par des retombées radioactives engendrées par l’explosion
dans l’atmosphère de dispositifs nucléaires et d’une contamination par des retombées radioactives
résultant d’accidents tels que ceux qui se sont produits à Tchernobyl et à Fukushima.
La fraction du débit de dose d’exposition au rayonnement bruit de fond, due aux rayonnements
environnementaux, principalement aux rayonnements gamma, qu’une personne reçoit est très variable
et dépend de plusieurs facteurs tels que la radioactivité de la roche locale et du sol local, la nature
des matériaux de construction et la construction des bâtiments dans lesquels les personnes vivent
ou travaillent.
Une détermination fiable de l’activité massique des radionucléides émetteurs gamma dans différentes
matrices est nécessaire pour évaluer le niveau potentiel d’exposition des êtres humains, vérifier
la conformité à la législation en matière d’environnement et de radioprotection ou donner des
recommandations visant à limiter les risques sur la santé. Les radionucléides émetteurs gamma
sont également utilisés en tant que traceurs en biologie, médecine, physique, chimie et ingénierie.
Un mesurage précis de l’activité des radionucléides est également nécessaire pour la sécurité intérieure
et dans le cadre du traité de non-prolifération (T.N.P.).
Il convient d’utiliser le présent document dans le cadre d’un système de management de l’assurance
qualité (ISO/IEC 17025).
L’ISO 18589 est publiée en plusieurs parties, à utiliser ensemble ou séparément selon les besoins.
Elles sont complémentaires entre elles et s’adressent aux personnes chargées de déterminer la
radioactivité présente dans les sols, les socles rocheux et le minerai (MRN ou MRNAT). Les deux
premières parties sont générales et décrivent la définition des programmes et des techniques
d’échantillonnage, des méthodes de traitement général d’échantillons dans le laboratoire (ISO 18589-1),
ainsi que la stratégie d’échantillonnage et la technique d’échantillonnage des échantillons de sol, la
manipulation et la préparation des échantillons de sol (ISO 18589-2). L’ISO 18589-3, l’ISO 18589-4 et
l’ISO 18589-5 traitent de méthodes d’essai propres à un nucléide pour quantifier l’activité massique des
radionucléides émetteurs gamma (ISO 18589-3 et ISO 20042), des isotopes de plutonium (ISO 18589-4)
et du Sr (ISO 18589-5) des échantillons de sol. L’ISO 18589-6 traite des mesurages non spécifiques
pour quantifier rapidement des activités alpha globale ou bêta globale et l’ISO 18589-7 décrit un
mesurage in situ de radionucléides émetteurs gamma.
Les méthodes d’essai décrites dans les normes ISO 18589-3 à ISO 18589-6 peuvent également être
utilisées pour mesurer les radionucléides dans une boue, dans un sédiment, dans un matériau de
construction et dans des produits de construction en suivant un mode opératoire d’échantillonnage
approprié.
Le présent document fait partie d’un ensemble de Normes internationales traitant du mesurage de la
radioactivité dans l’environnement.
vii
NORME INTERNATIONALE ISO 18589-2:2022(F)
Mesurage de la radioactivité dans l'environnement —
Sol —
Partie 2:
Lignes directrices pour la sélection de la stratégie
d'échantillonnage, l'échantillonnage et le prétraitement
des échantillons
1 Domaine d’application
Le présent document spécifie les exigences générales pour réaliser, sur la base de l’ISO 11074 et
de l’ISO/IEC 17025, toutes les phases de planification (étude théorique et reconnaissance sur le
terrain) de l’échantillonnage et de la préparation des échantillons pour essai. Ces phases comprennent
le choix de la stratégie d’échantillonnage, l’ébauche du plan d’échantillonnage, la présentation des
méthodes et équipements généraux d’échantillonnage, ainsi que la méthodologie du prétraitement des
échantillons adaptée aux mesures de l’activité des radionucléides dans le sol, y compris les matériaux
granulaires d’origine minérale qui contiennent des MRN ou des radionucléides artificiels, tels que les
boues, les sédiments, les débris de construction, les déchets solides de différents types et les matières
radioactives naturelles améliorées technologiquement (exploitation minière, combustion du charbon,
production d’engrais phosphatés, etc.).
Pour plus de commodité, le terme «sol» utilisé dans le présent document couvre l’ensemble des éléments
susmentionnés.
Le présent document s’adresse aux personnes chargées de déterminer la radioactivité présente dans
les sols dans un but de radioprotection. Il est applicable aux sols de jardins ou de terres agricoles, aux
sols de sites urbains ou industriels et aux sols qui n’ont pas été modifiés par des activités humaines.
Le présent document est destiné à tous les laboratoires, quel que soit leur effectif ou leur domaine
d’essai. Lorsqu’un laboratoire n’est pas concerné par une ou plusieurs des activités couvertes par le
présent document, telles que la planification, l’échantillonnage, les essais ou l’étalonnage, les exigences
correspondantes ne sont pas applicables.
NOTE Le terme «laboratoire» s’applique à toutes les entités identifiées (individus, organisations, etc.)
qui effectuent la planification, l’échantillonnage, l’essai et l’étalonnage.
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 11074, Qualité du sol — Vocabulaire
ISO 18589-1, Mesurage de la radioactivité dans l'environnement — Sol — Partie 1: Lignes directrices
générales et définitions
ISO 80000-10, Grandeurs et unités — Partie 10: Physique atomique et nucléaire
3 Termes et définitions
Pour les besoins du présent document, les termes, définitions et symboles donnés dans l’ISO 80000-10,
l’ISO 18589-1, l’ISO 11074 ainsi que les suivants 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: disponible à l’adresse https:// www .iso .org/ obp;
— IEC Electropedia: disponible à l’adresse https:// www .electropedia .org/ .
4 Symboles
e épaisseur de la couche échantillonnée
m masse humide de l’échantillon trié
ss
m′ masse humide d’un sous-échantillon de l’échantillon trié
ss
m masse sèche de l’échantillon pour essai
ts
a activité du radionucléide par unité de masse de l’échantillon pour essai
A activité du radionucléide par unité de surface
S
S surface de la zone échantillonnée
5 Principe
L’objet du mesurage de la radioactivité des sols est la surveillance de l’impact environnemental des
[2] [3][4][5][6]
substances radioactives et/ou l’évaluation de l’impact radiologique sur la population .
Les principaux objectifs du mesurage des radionucléides présents dans le sol (voir l’ISO 18589-1)
sont les suivants:
— la caractérisation de la radioactivité dans l’environnement;
— la surveillance de routine de l’impact de la radioactivité émise par les installations nucléaires ou
de l’évolution de la radioactivité du territoire en général;
— les études de situations d’accident ou d’incident;
— la planification et la surveillance des mesures correctives;
— le déclassement d’installations ou la mise au rebut des matériaux.
En conséquence, la radioactivité du sol est mesurée dans diverses situations, mais il est possible
de décrire une approche générale, constituée des étapes suivantes, qui sont développées dans le présent
document:
a) processus de planification — Sélection de la stratégie d’échantillonnage
La sélection de la stratégie d’échantillonnage dépend des principaux objectifs et des résultats de
l’étude initiale de la zone concernée. La stratégie d’échantillonnage doit apporter une connaissance
de la nature des radionucléides, de leurs activités volumiques, de leur distribution spatiale ainsi
que de leur évolution temporelle, en tenant compte des modifications dues à la migration, aux
conditions atmosphériques et à l’occupation des terrains/sols.
Une étude initiale de la zone doit être effectuée afin de déterminer la stratégie d’échantillonnage.
L’ISO 18400-104 fournit des recommandations générales sur les stratégies d’échantillonnage
et l’ISO 18400-202 sur les diagnostics préliminaires. L’ISO 18400-205 donne des lignes directrices
spécifiques pour les zones de sol naturel, quasi naturel et cultivé; l’ISO 18400-203 traite de l’étude
relative à la contamination des sites.
L’Article 6 fournit les détails correspondants, et l’Annexe A donne une méthode de sélection
de la stratégie d’échantillonnage.
b) processus de planification — Plan d’échantillonnage
Le plan d’échantillonnage doit être élaboré conformément à la stratégie d’échantillonnage choisie.
Il doit spécifier la sélection des zones d’échantillonnage et des unités d’échantillonnage, la grille
d’échantillonnage, les points d’échantillonnage, les types d’échantillons, les modes opératoires et
les équipements d’échantillonnage ainsi que les exigences de sécurité pour le personnel.
L’ISO 18400-107 donne des recommandations générales sur le cadre pour la préparation et
l’application d’un plan d’échantillonnage.
L’Article 7 fournit les détails particuliers tels que la sélection des zones d’échantillonnage et des
unités d’échantillonnage qui résultent du type de maillage appliqué à ces zones. Les définitions des
types d’échantillons sont données dans l’ISO 18589-1. La relation entre types d’échantillons est
donnée dans l’Annexe B.
c) processus d’échantillonnage — Collecte d’échantillons
La collecte de tout échantillon sur le terrain doit être conforme au plan d’échantillonnage établi.
— Pour l’échantillonnage de la couche supérieure, un échantillon unique ou n prélèvements
élémentaires d’une épaisseur définie sont collectés dans chacune des unités d’échantillonnage
sélectionnées.
— Pour l’échantillonnage vertical de différentes couches du sol, les échantillons sont prélevés
verticalement à des profondeurs croissantes sous la surface du point d’échantillonnage. Un
échantillon unique ou n prélèvements élémentaires sont prélevés au sein des diverses couches du
sol, avec des épaisseurs différentes en fonction de la profondeur d’échantillonnage. Il convient
de prendre des précautions particulières afin d’éviter de mélanger des échantillons issus de
diverses couches du sol.
La Référence [12] donne des recommandations relatives à l’enregistrement et à la notification
des échantillons.
Une description détaillée est donnée dans les Articles 7 et 8.
d) processus d’échantillonnage — Préparation des échantillons triés
La préparation des échantillons triés est effectuée par la réduction d’échantillons unitaires
ou composites. Il convient qu’un échantillon trié soit représentatif de la valeur moyenne
d’une ou plusieurs caractéristiques du sol. Les procédures d’identification, d’étiquetage, de
conditionnement et de transport des échantillons triés vers le laboratoire doivent garantir la
préservation de leurs caractéristiques.
Une description détaillée est donnée en 8.3, 8.4, et 8.5.
e) processus de laboratoire — Manipulation de l’échantillon pour laboratoire
Une fois arrivés dans les locaux du laboratoire, les échantillons triés sont considérés être des
échantillons pour laboratoire qui sont entreposés et prétraités ultérieurement avant analyse.
Une description détaillée est donnée dans l’Article 9.
f) processus de laboratoire — Préparation de l’échantillon pour essai
Avant tout essai, les échantillons pour laboratoire font l’objet d’un prétraitement (séchage, broyage,
tamisage et homogénéisation) pour produire des échantillons pour essai à l’état de poudre fine
et homogène. Le prétraitement doit produire un échantillon pour essai dont les caractéristiques
physico-chimiques demeurent constantes au cours du temps, de manière à faciliter l’interprétation
des résultats. Des sous-échantillons représentatifs doivent être isolés de l’échantillon pour essai,
en tant que prises d’essai dont les masses sont déterminées par les spécifications des différents
mesurages de la radioactivité.
Une description détaillée est donnée dans l’Article 9.
Si certains matériaux doivent être conservés pour des études ultérieures ou dans le cadre du
règlement d’un éventuel litige, des sous-échantillons doivent être préservés à partir de l’échantillon
pour laboratoire ou de l’échantillon pour essai, selon une méthode acceptable et documentée.
6 Stratégie d’échantillonnage
6.1 Généralités
Au cours du processus de planification, la stratégie d’échantillonnage du site étudié est déterminée
en fonction des objectifs décrits dans l’Article 5 point a) et donne lieu à la définition d’un plan
[2][3][5][7][8][9]
d’échantillonnage .
6.2 Étude initiale
Quel que soit l’objectif de l’intervention, un certain nombre d’actions préliminaires doivent être menées
au cours de la phase d’étude initiale pour aider à la définition de la stratégie d’échantillonnage, telles
que:
— l’analyse de l’historique du site, de données administratives, d’archives d’entreprises, d’entretiens
avec d’anciens employés et d’études antérieures pour identifier les sources potentielles de
contamination radioactive;
— la collecte d’informations sur les caractéristiques géologiques, hydrologiques et pédologiques et
sur les principaux paramètres climatologiques lorsqu’il s’agit de caractériser un site et de suivre
l’évolution spatio-temporelle de ses caractéristiques radioactives;
— la reconnaissance du site étudié pour repérer la topographie, la nature de la couverture végétale
et relever toute particularité pouvant orienter les techniques d’échantillonnage et le plan
d’échantillonnage;
— dans le cas de terres agricoles, la collecte de données auprès des agriculteurs sur la nature et la
profondeur des travaux (sous-solage ou tranchées de drainage, labour, hersage, etc.) et sur les
engrais chimiques et les amendements ajoutés qui peuvent entraîner un excès de radioactivité
naturelle (nature et quantité des produits répandus).
Lorsque les données de radioactivité de la contamination du sol ne sont pas disponibles ou dans le cas
d’une suspicion de contamination radioactive, il peut être nécessaire d’effectuer une étude analytique
sur site au moyen de détecteurs portatifs ou de réaliser quelques échantillonnages préliminaires,
suivis d’une analyse en laboratoire, afin de sélectionner les zones et la stratégie d’échantillonnage.
6.3 Types de stratégies d’échantillonnage
En fonction des objectifs et de la connaissance initiale de la distribution de la radioactivité sur la zone
étudiée, les stratégies d’échantillonnage sont soit de type orienté, soit de type probabiliste.
Les stratégies orientées sont fondées sur des contraintes a priori qui donnent lieu à une sélection
d’unités d’échantillonnage dans une zone spécifique, soumise à un examen particulièrement minutieux,
du fait de son intérêt particulier ou de son niveau de contamination.
Les stratégies probabilistes utilisent une sélection d’unités d’échantillonnage sans contrainte a priori.
La sélection des unités et des points d’échantillonnage est décrite en 7.2.
6.4 Sélection de la stratégie d’échantillonnage
L’approche ou la stratégie d’échantillonnage doit être choisie en fonction du but poursuivi, des résultats
finaux pertinents, comme la protection des hommes et de l’environnement, en tenant compte des
contraintes économiques et sociales. Il convient que la stratégie d’échantillonnage choisie garantisse
que la radioactivité des échantillons est représentative de la distribution des radionucléides dans le sol
de la zone étudiée (voir l’ISO 18400-101 et les Références [2][3][4][7]).
Bien que la stratégie d’échantillonnage ne puisse être définie qu’au cas par cas, il est recommandé que
la sélection de la stratégie d’échantillonnage suive les étapes suivantes:
— l’analyse des archives, qui permet une étude historique du site d’échantillonnage et notamment
de son utilisation précédente (identification de la source);
— l’évaluation des voies de migration préférentielle et/ou des zones d’accumulation;
— la reconnaissance du site en matière de limites des zones d’échantillonnage et de l’échantillonnage
effectué;
— la reconnaissance du site: une étude analytique rapide à l’aide de détecteurs portatifs de radioactivité
peut être utilisée pour caractériser la distribution de la radioactivité des zones concernées.
Cette étape du processus de planification détermine un grand nombre de décisions et peut engendrer
des activités importantes et coûteuses. Elle inclut également la définition des objectifs de qualité des
données en fonction des paramètres à analyser.
L’Annexe A fournit un diagramme aidant à sélectionner une stratégie d’échantillonnage en fonction
des objectifs de l’étude.
Le choix de la stratégie détermine la densité d’échantillonnage ainsi que la distribution spatiale et
temporelle des unités d’échantillonnage à partir desquelles les échantillons seront prélevés en fonction
du temps; ce choix doit tenir compte:
— de la distribution éventuelle des radionucléides: homogène ou hétérogène (points «chauds»);
— des caractéristiques de l’environnement;
— de la quantité minimale de masse de sol nécessaire pour effectuer tous les essais de laboratoire;
— du nombre maximal d’essais qui peuvent être effectués par le laboratoire, pour l’étude.
Dans de nombreux cas, il est possible d'élaborer des hypothèses sur la présence éventuelle d’une
contamination du sol et sur sa distribution (homogène ou hétérogène). Ces hypothèses doivent ensuite
être vérifiées par une stratégie d’échantillonnage orientée. Une variante de cette stratégie, systématique
pour des points d’échantillonnage représentatifs choisis, est adaptée à la surveillance de routine des
sites dont les origines de la radioactivité et sa distribution sont connues. Cette variante permet de
définir le nombre et l’emplacement des points d’échantillonnage avec une plus grande précision que
par une stratégie d’échantillonnage exclusivement probabiliste. Cette sélection subjective des points
d’échantillonnage peut être combinée à une approche statistique pour répondre aux critères de qualité
de l’interprétation. Lorsque la distribution spatiale de la radioactivité n’est pas connue, une stratégie
probabiliste dans l’espace doit être choisie.
Des stratégies probabilistes avec un échantillonnage aléatoire (distribution aléatoire des points
d’échantillonnage) ne sont adaptées que si la distribution de la radioactivité sur le site est considérée
comme homogène. Dans le cas d’un site présentant des hétérogénéités de type ponctuel (points sources),
il est recommandé de mettre en œuvre une stratégie d’échantillonnage systématique suivant le degré
de connaissance de la distribution de ces hétérogénéités dans les différentes zones d’échantillonnage.
Lorsque l’objectif de l’étude est de caractériser un dépôt récent à la surface du sol, comme dans le cas
de retombées à la suite d’un rejet chronique autorisé d’effluents gazeux ou à un accident, la collecte
de la couche supérieure est recommandée.
Lorsque l’objectif est d’étudier un site pollué et qu’il est nécessaire de connaître la migration verticale
des radionucléides en profondeur (afin de prédire la contamination éventuelle des eaux souterraines),
des échantillons de couches à diverses profondeurs doivent être prélevés. Les couches peuvent être
définies comme ayant la même épaisseur ou de manière à être représentatives des différents horizons.
La stratégie d’échantillonnage donne lieu à un ensemble de choix techniques détaillés dans l’Article 7.
7 Plan d’échantillonnage
7.1 Généralités
Le plan d’échantillonnage est un mode opératoire précis qui, en fonction de l’application des principes
de la stratégie adoptée, définit toutes les actions à entreprendre sur le terrain. Ce plan définit également
les ressources humaines nécessaires à l’opération d’échantillonnage. Le plan est directement lié au
but de l’étude, aux caractéristiques de l’environnement du site, à la capacité des installations d’essai
en laboratoire et aux objectifs de qualité des données nécessaires pour l’interprétation des résultats
des mesurages.
Le plan d’échantillonnage doit être établi au cas par cas. Il doit contenir toutes les informations
nécessaires à l’exécution de l’échantillonnage, par exemple les zones d’échantillonnage, les unités
d’échantillonnage, l’emplacement des points d’échantillonnage dans les unités d’échantillonnage, les
types d’échantillons (unitaires ou composites), le nombre de prélèvements élémentaires pour des
échantillons composites, la périodicité, la masse requise d’un échantillon donné compte tenu des essais
prévus, la nécessité de conserver du matériel en archive, la distribution verticale, etc.
7.2 Sélection des zones d’échantillonnage et des unités et points d’échantillonnage
7.2.1 Généralités
Après avoir décidé de la stratégie d’échantillonnage, les zones d’échantillonnage et les unités
d’échantillonnage sont définies sur la base des résultats de l’étude initiale. Dans certains cas, les
limites des zones d’échantillonnage et l’emplacement des unités d’échantillonnage pour la surveillance
ou le suivi de routine peuvent être fixés par des prescriptions légales, comme dans le cas de
l’exploitation d’une nouvelle installation nucléaire. Ces limites seront définies à la suite d’une étude
radiologique de référence réalisée pour le projet. Dans des situations d’accident, la dimension de la zone
d’échantillonnage et l’emplacement des unités d’échantillonnage peuvent également être déterminés
par les conditions environnementales (la force et la direction du vent, la topographie, etc.) au moment
de l’accident ainsi que par la variation des caractéristiques du terme source (radionucléides, activité,
durée du rejet, etc.).
Pour la stratégie probabiliste, les unités d’échantillonnage peuvent être choisies par approche soit
systématique, soit aléatoire, alors que pour une stratégie orientée l’approche aléatoire n’est pas possible.
Pour les deux stratégies, les points d’échantillonnage peuvent être choisis sur la base d’une approche
systématique ou aléatoire.
En fonction de l’hétérogénéité de la distribution de la radioactivité, il est possible d’utiliser, sur le même
site, une combinaison de ces stratégies aux différentes zones d’échantillonnage.
7.2.2 Échantillonnage à effectuer avec une stratégie probabiliste
Pour une stratégie probabiliste, une fois identifiées, les zones d’échantillonnage sont couvertes d’une
grille qui définit les unités d’échantillonnage. Il convient que la taille du maillage tienne compte de la
surface du site. Elle dépend également de la capacité analytique du laboratoire ainsi que des contraintes
financières qui limitent le nombre d’échantillons qui peut être analysé. Selon le site objet de l’étude,
la surface des mailles unitaires peut aller de quelques mètres carrés à plusieurs kilomètres carrés.
Si, à la suite d’une étude radiologique préliminaire sur site (voir Référence [10]), une carte de la
radioactivité est disponible, le maillage imposé sur la zone d’échantillonnage peut correspondre à la
grille adoptée pour la cartographie de la radioactivité. La carte de la radiographie peut être plus dense
lorsque des zones contaminées sont prévues ou moins dense en l’absence présumée de contamination.
Pour l’échantillonnage systématique, un point d’échantillonnage est choisi dans chaque nœud ou
au centre de l’unité d’échantillonnage. Le nombre final d’unités d’échantillonnage faisant finalement
l’objet d’un
...
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