SIST ISO 13164-1:2013
Water quality - Radon-222 - Part 1: General principles
Water quality - Radon-222 - Part 1: General principles
This part of ISO 13164 gives general guidelines for sampling, packaging, and transporting of all kinds of water samples, for the measurement of the activity concentration of radon-222. The test methods fall into two categories: a) direct measurement of the water sample without any transfer of phase (see ISO 13164-2); b) indirect measurement involving the transfer of the radon-222 from the aqueous phase to another phase (see ISO 13164-3). The test methods can be applied either in the laboratory or on site. The laboratory is responsible for ensuring the suitability of the test method for the water samples tested.
Qualité de l'eau - Radon 222 - Partie 1: Principes généraux
L'ISO 13164-1:2013 fournit des lignes directrices g�n�rales pour le pr�l�vement, le conditionnement et le transport d'�chantillons d'eau de tous types, pour la mesure de l'activit� volumique du radon 222.
Les m�thodes de mesure rel�vent de deux cat�gories: a) mesure directe de l'�chantillon d'eau, sans transfert de phase (voir l'ISO 13164-2); b) mesure indirecte impliquant le transfert du radon 222 de la phase aqueuse vers une autre phase (voir l'ISO 13164-3).
Les m�thodes d'essais peuvent �tre mises en oeuvre en laboratoire ou sur site.
Il est de la responsabilit� du laboratoire de s'assurer de l'ad�quation de la m�thode d'essai aux �chantillons d'eau soumis � essai.
Kakovost vode - Radon Rn-222 - 1. del: Splošna načela
Ta del standarda ISO 13164 navaja splošne smernice za vzorčenje, pakiranje in prevoz vseh vrst vzorcev vode za merjenje koncentracije aktivnosti radona 222. Preskusne metode ustrezajo dvema kategorijama: a) neposredno merjenje vzorca vode brez kakršnega koli prenosa v fazi (glej ISO 13164-2); b) posredno merjenje, ki vključuje prenos radona 222 iz vodne faze v drugo fazo (glej ISO 13164-3). Preskusne metode se lahko uporabljajo v laboratoriju ali na samem mestu. Laboratorij mora zagotoviti primernost te preskusne metode za vzorce vode, ki se testirajo.
General Information
Buy Standard
Standards Content (Sample)
МЕЖДУНАРОДНЫЙ ISO
СТАНДАРТ 13164-1
Первое издание
2013-09-01
Качество воды. Радон-222.
Часть 1.
Общие принципы
Water quality — Radon-222 —
Part 1: General principles
Ответственность за подготовку русской версии несѐт GOST R
(Российская Федерация) в соответствии со статьѐй 18.1 Устава ISO
Ссылочный номер
ISO 13164-1:2013(R)
©
ISO 2013
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 13164-1:2013(R)
ДОКУМЕНТ ЗАЩИЩЕН АВТОРСКИМ ПРАВОМ
© ISO 2013
Все права сохраняются. Если не указано иное, никакую часть настоящей публикации нельзя копировать или использовать в
какой-либо форме или каким-либо электронным или механическим способом, включая фотокопии и микрофильмы, без
предварительного письменного согласия ISO, которое должно быть получено после запроса о разрешении, направленного по
адресу, приведенному ниже, или в комитет-член ISO в стране запрашивающей стороны.
ISO copyright office
Case postale 56 CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Опубликовано в Швейцарии
ii © ISO 2013 – Все права сохраняются
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 13164-1:2013(R)
Содержание Страница
Предисловие. iv
Введение . v
1 Область применения . 1
2 Нормативные ссылки . 1
3 Термины, определения и обозначения . 2
3.1 Термины и определения. 2
3.2 Обозначения . 5
4 Сущность метода измерения . 6
5 Отбор проб . 7
6 Транспортирование и хранение . 7
7 Подготовка пробы для анализа . 10
7.1 Способы дегазации . 10
7.2 Техника проникания . 10
7.3 Техника жидкой экстракции . 10
8 Техника детектирования . 10
8.1 Гамма-спектрометрия . 10
8.2 Сцинтилляция сульфидом цинка, активированным серебром:ZnS(Ag) . 11
8.3 Ионизация воздуха . 11
8.4 Полупроводниковые сцинтилляторы (альфа-детектирование) . 11
8.5 Жидкие сцинтилляторы . 11
9 Методы измерения . 11
9.1 Общие положения . 11
9.2 Гамма-спектрометрический метод . 11
9.3 Эманационный метод измерения . 12
9.4 Методы счета с использованием жидких сцинтилляторов (LSC) . 14
9.5 Метод проникания . 14
10 Калибровка . 14
11 Программа обеспечения и контроля качества . 14
11.1 Общие положения . 14
11.2 Влияющие величины . 14
11.3 Верификация приборов . 15
11.4 Верификация метода . 15
11.5 Демонстрация способностей аналитика . 15
12 Обработка результатов . 15
13 Протокол испытания . 15
Приложение А (информативное) Радон и продукты его радиоактивного распада в воде . 17
Приложение В (информативное) Примеры форм для записи данных . 21
Библиография . 25
III
© ISO 2013 – Все права сохраняются
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 13164-1:2013(R)
Предисловие
Международная организация по стандартизации (ISO) всемирная федерация национальных органов
по стандартизации (комитеты-члены ISO). Работа по подготовке международных стандартов обычно
ведется через технические комитеты ISO. Каждый комитет-член ISO, проявляющий интерес к
тематике, по которой учрежден технический комитет, имеет право быть представленным в этом
комитете. Международные организации, государственные и негосударственные, имеющие связи с ISO,
также принимают участие в работе. ISO тесно сотрудничает с Международной электротехнической
комиссией (IEC) по всем вопросам стандартизации в области электротехники.
Процедуры, используемые для разработки данного документа, и процедуры, предусмотренные для его
дальнейшего ведения, описаны в Директивах ISO/IEC, Часть 1. В частности, следует отметить
различные критерии утверждения, требуемые для различных типов документов ISO. Проект данного
документа был разработан в соответствии с редакционными правилами Директив ISO/IEC, Часть 2.
www.iso.org/directives.
Необходимо обратить внимание на возможность того, что ряд элементов данного документа могут
быть предметом патентных прав. Международная организация ISO не должна нести ответственность
за идентификацию таких прав, частично или полностью. Сведения о патентных правах,
идентифицированных при разработке документа, будут указаны во Введении и/или в перечне
полученных ISO объявлениях о патентном праве. www.iso.org/patents.
Любое торговое название, использованное в данном документе, является информацией,
предоставляемой для удобства пользователей, а не свидетельством в пользу того или иного товара
или той или иной компании.
За данный документ несет ответственность Технический комитет ISO/TC 147, Качество воды,
Подкомитет SC 3, Измерения радиоактивности.
ISO 13164 состоит из следующих частей под общим названием Качество воды. Радон-222:
— Часть 1. Общие принципы
— Часть 2. Метод гамма-лучевой спектрометрии
— Часть 3. Эманационный метод измерения
Следующая часть находится на стадии подготовки:
— Часть 4. Метод измерения активности с помощью двухфазных жидкостных сцинтилляторов
© ISO 2013 – Все права сохраняются
iv
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 13164-1:2013(R)
Введение
В окружающей среде наблюдается радиоактивность некоторых природных и искусственных источников.
Таким образом, водные объекты (поверхностные воды, грунтовые воды и морская вода) могут
содержать радионуклиды естественного и искусственного происхождения.
— Природные радионуклиды, включая калий-40, а также радиоактивные семейства тория и урана, в
частности, радий-226, радий-228, уран-234, уран-238, свинец-210, можно обнаружить в воде по
естественным причинам (например, десорбция из грунта и смыв дождевой водой) или в
результате выбросов технологических процессов, включая встречающиеся в природе
радиоактивные материалы (например, добыча и обработка минерального песка или производство
и использование фосфатных удобрений).
— Искусственные радионуклиды, например, трансурановые элементы (америций, плутоний,
нептуний, кюрий), тритий, углерод-14, стронций-90 и гамма-излучающие радионуклиды можно
также обнаружить в природных водах по мере их повседневного выбрасывания в окружающую
среду в малых количествах в сточные воды, выбрасываемые из установок ядерного топливного
цикла, и после их использования в открытой форме в медицине или промышленности. Их также
обнаруживают в воде за счет выпадения осадков после взрывов в атмосфере ядерных устройств и
аварий в Чернобыле и Фукусиме.
Таким образом, питьевая вода может содержать радионуклиды в объемной активности, которая
представляет риск для здоровья людей. Чтобы оценить качество питьевой воды (включая
минеральные воды и родниковые воды) в отношении содержания радионуклидов и обеспечить
руководство по сокращению риска для здоровья посредством принятия мер по снижению объемной
активности радионуклидов, осуществляют мониторинг водных источников (грунтовые воды, река, озеро,
море и т.д.) и питьевой воды в отношении их радиоактивности в соответствии с рекомендациями
всемирной организации здравоохранения (ВОЗ).
Стандартные методы определения объемной активности радона-222 в пробах воды требуются для
испытательных лабораторий, выполняющих такие измерения, во исполнение требований
национальных органов власти. Лаборатории может потребоваться получение специальной
аккредитации для измерений радионуклидов в пробах питьевой воды.
−1
Объемная активность радона в поверхностных водах очень низка, обычно ниже 1 Бк л . В грунтовых водах
−1 − −1
объемная активность меняется от 1 Бк л до 50 Бк л в подземных водоносных пластах, от 10 Бк л до 300 Бк л
−1 −1 −1
в скважинах, и от 100 Бк л до 1 000 Бк л в кристаллических породах. Максимальная объемная активность
обычно измеряется в породах с высокой концентрацией урана (Ссылка [30]).
Наблюдаются значительные колебания в объемной активности радона в водоносных горизонтах. Даже
в районе с относительно однородными петротипами, вода из скважины может проявлять объемную
активность радона значительно выше среднего значения для этого района. Также регистрируются
значительные сезонные колебания (см. Приложения A).
Вода может растворять химические вещества на пути от поверхности почвы к водоносным горизонтам или
родникам. Вода может проходить сквозь породу или оставаться на некоторое время в породе, некоторые
пласты которой могут содержать природные радионуклиды в высокой концентрации. При благоприятных
геохимических условиях вода может избирательно растворить некоторые из этих радионуклидов.
Руководство по содержанию радона в водопроводах питьевой воды, разработанное ВОЗ в 2008 г.,
предлагает осуществлять контроль, если концентрация радона в питьевой воде для водоснабжения
−1
населения превышает 100 Бк л . Также рекомендуется испытывать все новые, особенно
коммунальные водопроводные системы, использующие грунтовые воды перед использованием для
−1
общего потребления, и, если концентрация радона превышает 100 Бк л , следует предпринять
очистку источника, чтобы значительно понизить концентрацию радона (Ссылка [41]).
Настоящий международный стандарт является одним из серии стандартов на измерение объемной
активности радионуклидов в пробах воды.
V
© ISO 2013 – Все права сохраняются
---------------------- Page: 5 ----------------------
МЕЖДУНАРОДНЫЙ СТАНДАРТ ISO 13164-1:2013(R)
Качество воды. Радон-222.
Часть 1.
Общие принципы
ПРЕДУПРЕЖДЕНИЕ — Лицам, использующим настоящий международный стандарт, следует
хорошо знать обычную лабораторную практику. Данный стандарт не ставит целью
рассмотрение всех проблем безопасности, связанных с его применением, если таковые
возникают. Пользователь сам берет на себя ответственность за установление
соответствующих правил безопасности и гигиены труда, чтобы обеспечить соблюдение
условий национальных регламентов.
ВНИМАНИЕ — Очень важно, чтобы испытания, проводимые в соответствии с данным
международным стандартом, осуществлял соответствующим образом подготовленный персонал.
1 Область применения
Данная часть ISO 13164 дает общее руководство по отбору проб, упаковыванию и транспортированию
всех типов проб воды для измерений объемной активности радона-222.
Методы испытания делятся на две категории:
a) прямое измерение пробы воды без перемещения из фазы в фазу (см. ISO 13164-2);
b) непрямое измерение, включающее перенос радона-222 из водной фазы в другую фазу (см.
ISO 13164-3).
Эти методы испытания можно применять в лаборатории или на месте (в полевых условиях).
Лаборатория несет ответственность за обеспечение пригодности метода испытания к испытуемым
пробам.
2 Нормативные ссылки
В настоящем документе даются нормативные ссылки на следующие документы либо их части, которые
обязательны для его применения. Для датированных документов, допускаются к использованию
только указанное издание. Для недатированных документов — последнее издание указанного
документа (включая любые изменения).
ISO 5667-1, Качество воды, Отбор проб. Часть 1. Руководство по составлению программ и
методик отбора проб
ISO 5667-3, Качество воды, Отбор проб. Часть 3. Консервация и обработка проб воды
ISO 10703, Качество воды. Определение активной концентрации радионуклидов с помощью
рентгеновской спектрометрии с высоким разрешением
ISO 13164-2, Качество воды. Радон-222. Часть 2. Метод гамма-лучевой спектрометрии
ISO 13164-3, Качество воды. Радон-222. Часть 3. Эманационный метод измерения
© ISO 2009 – Все права сохраняются 1
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 13164-1:2013(R)
ISO/IEC 17025, Общие требования к компетенции испытательных и калибровочных лабораторий
ISO 80000-10, Величины и единицы. Часть 10. Атомная и ядерная физика
3 Термины, определения и обозначения
3.1 Термины и определения
В данном документе используются термины и определения, приведенные в ISO 80000-10, а также
следующие.
3.1.1
активность (радионуклида)
activity
число спонтанных ядерных распадов, возникающих в данном количестве материала за достаточно
малый интервал времени, отнесенное к этому интервалу времени
1
[ИСТОЧНИК: ISO 921:1997 23]
,
3.1.2
(удельная) объемная активность (радионуклида) в воде
activity concentration in water
активность (радионуклида) на объем воды
Примечание 1 к статье: Объемная активность (радионуклида) в воде выражается в беккерелях на литр.
3.1.3
(удельная) объемная активность (радионуклида) в воздухе
activity concentration in air
активность на объем воздуха после этапа дегазации
Примечание 1 к статье: Объемная активность (радионуклида) в воздухе выражается в беккерелях на метр кубический.
3.1.4
проба (воды) для анализа
test sample
часть лабораторной пробы (воды), подвергаемая анализу
3.1.5
коэффициент Бунзена
Bunsen coefficient
объем растворенного газа при стандартной температуре (273,15 K) и стандартном парциальном
давлении (0,1 MПa), отнесенный к объему растворителя при температуре, T, и стандартном давлении
(0,1 MПa)
Примечание 1 к статье: Взято из ссылки [10], стр. 239.
Примечание 2 к статье: Современная практика рекомендует выражать растворимость газа в пересчете на
молярность, мольную долю или мольное соотношение (см. Ссылку [10]). В то же время в большинстве
исследований, связанных с измерением содержания радона в воде, часто появляется коэффициент Бунзена.
Примечание 3 к статье: Растворимость радона в воде увеличивается по мере уменьшения температуры воды (см.
Приложение A).
2
© ISO 2013– Все права сохраняются
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 13164-1:2013(R)
3.1.6
непрерывное измерение содержания радона в воде
continuous measurement of radon in water
измерение объемной активности радона в непрерывных пробах в заданной точке пробоотбора в
водной среде
Примечание 1 к статье: Такую форму анализа используют для мониторинга колебаний объемной активности
радона в воде в заданной точке опробования во времени.
3.1.7
непрерывный пробоотбор
continuous sampling
процесс, в ходе которого пробы отбирают непрерывно из водного объекта
3
[ИСТОЧНИК: ISO 6107-2:2006, 32, с изменениями]
3.1.8
дегазация
degassing
перенос растворенного радона из воды в воздух, обычно с помощью физического процесса
3.1.9
прямое измерение in-situ
direct in-situ measurement
автоматическая система анализа, в которой, по крайней мере, измерительный зонд погружен в водный объект
3.1.10
точечная проба
локальная точечная проба
discrete sample
localized discrete sample
отдельная проба, взятая из водного объекта в произвольное время или в произвольном месте
3.1.11
растворение
dissolution
смешивание двух фаз с образованием одной новой гомогенной фазы
3.1.12
питьевая вода
drinking water
potable water
вода, пригодная для питья
2
[ИСТОЧНИК: ISO 6107-1:2004, 30]
3.1.13
грунтовая вода
groundwater
вода, которая находится, и которую обычно можно взять из подземного пласта
2
[ИСТОЧНИК: ISO 6107-1:2004, 41, с изменениями]
3.1.14
периодический отбор проб
intermittent sampling
процесс, в ходе которого отбирают точечные пробы из водного объекта
3
© ISO 2013 – Все права сохраняются
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 13164-1:2013(R)
3.1.15
водопроводная вода
mains water
вода, подаваемая со станции очистки воды для питья, из родника или скважины в систему
водоснабжения или резервуар
3.1.16
коэффициент Оствальда
Ostwald coefficient
объем растворенного газа при данной температуре и давлении, деленный на объем растворителя при
той же температуре и давлении
Примечание 1 к статье: Взято из Ссылки [10], стр. 1147.
Примечание 2 к статье: Современная практика рекомендует выражать растворимость газа как молярность,
мольная доля или мольное соотношение (см. Ссылку [10]). В то же время в большинстве исследований, связанных
с измерением содержания радона в воде, часто появляется коэффициент Оствальда.
Примечание 3 к статье: Растворимость радона в жидкости увеличивается по мере уменьшения температуры этой
жидкости (см. Приложение A).
3.1.17
перенос радона прониканием
radon transport by permeation
перенос радона из одной среды в другую через третью гомогенную среду (мембрану)
3.1.18
сырая вода
raw water
вода, которая никоим образом не обработана, или вода, поступающая на установку для очистки или
дальнейшей обработки
2
[ИСТОЧНИК: ISO 6107-1:2004, 59]
3.1.19
резервуар
reservoir
конструкция, частично или полностью искусственного происхождения, для хранения или
регулирования и контроля воды
3
[ИСТОЧНИК: ISO 6107-2:2006, 107, с изменениями]
3.1.20
поверхностная вода
surface water
вода, которая течет по поверхности земли или на ней находится
2
[ИСТОЧНИК: ISO 6107-1:2004, 74]
3.1.21
проба
sample
часть, в идеале представительная, извлекаемая из установленного водного объекта, периодически
или непрерывно, с целью изучения различных определенных параметров
3
[ИСТОЧНИК: ISO 6107-2:2006, 111]
4
© ISO 2013– Все права сохраняются
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 13164-1:2013(R)
3.1.22
отбор проб
пробоотбор
sampling
процесс извлечения части, подразумевается представительной, водного объекта с целью изучения
различных определенных параметров
3
[ИСТОЧНИК: ISO 6107-2:2006, 114]
3.1.23
точка пробоотбора
sampling point
точное положение в пределах места, из которого отбирают пробы
3
[ИСТОЧНИК: ISO 6107-2:2006, 117]
3.1.24
участок взятия проб
sampling zone
протяженность водного объекта, на которой отбираются пробы
3.1.25
222
короткоживущие продукты распада Rn
222
short-lived Rn decay products
222
радионуклиды с периодом полураспада <1 ч, полученные при распаде радона-222 ( Rn), а именно:
218 214 214 214
полоний-218 ( Po), свинец-214 ( Pb), висмут-214 ( Bi), и полоний-214 ( Po)
Примечание 1 к статье: см. Рисунок 1.
3.1.26
точечный замер радона в воде
spot measurement of radon in water
измерение объемной активности точечной пробы воды, выполняемое либо немедленно, либо спустя
определенное время
Примечание 1 к статье Полученный результат является репрезентативным только на момент взятия пробы.
3.1.27
перенос
transfer
перемещение или перенос радона из одной фазы в другую
3.2 Обозначения
В данном документе используются обозначения, приведенные в ISO 80000-10, ISO 13164-1, а также
следующие.
c объемная активность в воздухе после дегазации, в беккерелях на метр кубический
c объемная активность радона в воде, в беккерелях на литр
A
порог решения, в беккерелях на литр
c
A
# предел обнаружения, в беккерелях на литр
c
A
нижняя и верхняя границы доверительного интервала, в беккерелях на литр
cc,
AA
c объемная активность в жидкости, в беккерелях на литр
l
5
© ISO 2013 – Все права сохраняются
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 13164-1:2013(R)
L коэффициент Оствальда
температура пробы воды, в градусах Цельсия
T
HO
2
U расширенная неопределенность, вычисленная по формуле U = k.u( ) при k = 2
u(c ) стандартная неопределенность, связанная с результатом измерения
A
V объем пробы для анализа, в литрах
α коэффициент Бунзена
4 Сущность метода измерения
222 226
Радон-222 ( Rn) является радиоактивным газом, полученным при распаде радия-226 ( Ra), который
238
является одним из продуктов распада урана-238 ( U), который в природе встречается в земной коре
(см. Приложение A). Распад радона-222 проходит через ряд нелетучих радиоактивных элементов до
получения устойчивого свинца-206 (см. Рисунок 1) (Ссылка [9]).
Рисунок 1 — Уран-238 и продукты его радиоактивного распада
Для измерения объемной активности радона-222 в воде существует множество методов.
Измерение объемной активности радона-222 в воде включает следующие операции:
— получение представительной пробы воды в момент времени t в подходящую емкость;
— хранение и транспортирование пробы, если измерение осуществляется в лаборатории;
— подготовка пробы для анализа переносом радона, растворенного в воде в другую фазу, если это
необходимо для техники детектирования (эманационного метода измерения или измерения с
помощью жидких сцинтилляторов);
6
© ISO 2013– Все права сохраняются
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 13164-1:2013(R)
— определение объемной активности радона в воде с помощью различных методов детектирования
напрямую или по продуктам радиоактивного распада (см. Рисунок 2).
Результат измерения выражают в беккерелях на литр.
Методы, установленные в различных частях данного международного стандарта, применимы ко всем
типам воды (см. Таблицу 2), а конкретный метод выбирают в соответствии с целью измерения,
феноменологическим наблюдением или оценкой радиологического воздействия с учетом уровня
объемной активности радона, ожидаемого в сырой пробе.
5 Отбор проб
Отбор проб должен осуществляться в соответствии с ISO 5667-1 и ISO 5667-3.
Условия пробоотбора должны соответствовать ISO 5667-1, и удовлетворять условиям Таблицы 1,
чтобы свести к минимуму, насколько возможно, любой обмен с атмосферой и поддерживать радон
растворенным в пробе воды.
Емкость для проб должна оснащаться этикеткой.
На этикетке должны быть указаны место, дата и время пробоотбора.
−1
При измерении очень низких уровней объемной активности радона (<10 Бк л ), необходимо избегать
любого контакта между пробой и атмосферой при отборе пробы.
Если методы измерения требуют конкретных мер предосторожности, они перечислены в
соответствующих частях ISO 13164 (например, при использовании способов дегазации должна
регистрироваться температура воды).
6 Транспортирование и хранение
Условия транспортирования и хранения должны быть адаптированы для сохранения целостности
пробы.
Температура транспортирования и хранения пробы должна быть ниже, чем первоначальная
температура воды (при этом выше 0 °C). Емкость должна быть защищена и закупорена, чтобы не
открылась в процессе перевозки. Эту емкость необходимо упаковать надлежащим образом, особенно
вблизи крышки, чтобы исключить утечку.
Пробу необходимо измерить максимально быстро после отбора. Если необходимо хранение пробы в
течение продолжительного периода времени до измерения, ее необходимо хранить при низкой
температуре в холодильнике или аналогичном приспособлении в соответствии с ISO 5667-1 и
ISO 5667-3.
Продолжительность транспортирования и хранения до анализа должна быть максимально короткой,
принимая во внимание период полураспада радона-222, ожидаемую объемную активность и предел
обнаружения применяемого метода измерения.
Опыт показывает важность того, чтобы интервал между пробоотбором и анализом не превышал 48 ч.
7
© ISO 2013 – Все права сохраняются
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO 13164-1:2013(R)
Рисунок 2 — Схема, иллюстрирующая технику измерения радона в воде
8
© ISO 2013– Все права сохраняются
---------------------- Page: 13 ----------------------
ISO 13164-1:2013(R)
Таблица 1 — Условия пробоотбора
Отбор проб Емкость Этапы пробоотбора
— Емкость должна быть изготовлена из
материала, который является
непроницаемым для радона
(например, из алюминия). Следует
— Готовят оборудование.
избегать применения слишком
водоотталкивающих материалов, — Открывают кран, чтобы образовалась
чтобы свести к минимуму присутствие непрерывная струйка, избегая завихрений
газовых пузырьков на стенках потока у выхода из крана и на стенках
емкости. Также следует избегать емкости.
применения масел и смазок ввиду
— Пробу отбирают осторожно, давая струе
высокой степени растворимости
Отбор проб на
воды стекать по стенкам емкости.
радона в подобных веществах.
выходе
— Полностью наполняют емкость, чтобы
(водопроводный
— Объем емкости необходимо
избежать присутствия в ней воздуха, но не
кран, родник и т.д.)
подобрать к объему пробы,
дают емкости переполниться с завихрением
требующемуся для выбранного
потока.
метода измерения (см.
соответствующие части данного
— Закрывают емкость.
международного стандарта).
ПРИМЕЧАНИЕ В некоторых случаях может
— Закупоривание емкости должно быть
потребоваться промыть подающую систему, прежде
воздухонепроницаемым (например,
чем отбирать пробу.
крышка с алюминиевой прокладкой).
— Емкость должна быть стойкой к
давлению и ударопрочной.
— Готовят оборудование.
— Обеспечивают представительность точки
пробоотбора для рассматриваемого водного
объекта. Скорее всего, стратификация
потребует отбора нескольких проб из
— Тип и размер емкости — см. выше.
различных положений по глубине или в
Отбор проб
пространстве.
погружением в
— При необходимости емкость должна
стоячую воду
закрываться под водой
— Пробу отбирают осторожно, сводя к
минимуму завихрения.
— Полностью наполняют емкость, чтобы
избежать присутствия в ней воздуха.
— Закрывают емкость.
— Готовят оборудование.
— Обеспечивают представительность точки
пробоотбора для рассматриваемого водного
объекта. Скорее всего, стратификация
потребует отбора нескольких проб из
различных положений по глубине или в
— Тип и размер емкости см. выше.
Отбор проб
пространстве.
погружением в
— При необходимости емкость должна
— Располагают пробоотборник навстречу
текущую воду
закрываться под водой
потоку.
— осторожно отбирают пробу.
— Полностью наполняют емкость, чтобы
избежать присутствия в ней воздуха.
— Закрывают емкость.
9
© ISO 2013 – Все права сохраняются
---------------------- Page: 14 ----------------------
ISO 13164-1:2013(R)
7 Подготовка пробы для анализа
7.1 Способы дегазации
Способы дегазации используют для переноса радона, растворенного в водной фазе, в воздушную
фазу, так чтобы можно было применить детекторы и приборы для измерения радона в воздухе.
Поскольку коэффициент Оствальда радона в воде довольно низкий, растворенный радон дегазируется
в воздух естественно, с относительно низкой динамикой (в течение нескольких часов).
Для ускорения процесса дегазации можно использовать ряд способов:
— встряхивание пробы;
— аэрацию пробы с помощью мелких воздушных пузырьков для увеличения площади поверхности
обмена с воздухом;
— снижение давления в воздушной фазе
7.2 Техника проникания
Техника проникания использует физический барьер, например, мембрану с такими физическими и
химическими свойствами, которые позволят перенос радона из воды в воздух на дальней стороне
мембраны (см. Ссылку [11]).
Проникание радона через мембраны включает комплексный процесс, состоящий из нескольких
последовательных с
...
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 13164-1
First edition
2013-09-01
Corrected version
2013-11-15
Water quality — Radon-222 —
Part 1:
General principles
Qualité de l’eau — Radon 222 —
Partie 1: Principes généraux
Reference number
ISO 13164-1:2013(E)
©
ISO 2013
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 13164-1:2013(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2013
All rights reserved. Unless otherwise specified, 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
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2013 – All rights reserved
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 13164-1:2013(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms, definitions, and symbols . 2
3.1 Terms and definitions . 2
3.2 Symbols . 4
4 Principle of the measurement method . 5
5 Sampling . 6
6 Transportation and storage . 6
7 Test sample preparation . 8
7.1 Degassing techniques . 8
7.2 Permeation technique . 9
7.3 Liquid extraction technique . 9
8 Detection techniques . 9
8.1 Gamma-spectrometry . 9
8.2 Silver-activated zinc sulfide ZnS(Ag) scintillation . 9
8.3 Air ionization . 9
8.4 Semiconductor (alpha-detection).10
8.5 Liquid scintillation .10
9 Measurement methods .10
9.1 General .10
9.2 Gamma-spectrometry method .10
9.3 Emanometric method .10
9.4 Liquid scintillation counting methods (LSC) .12
9.5 Permeation method .12
10 Calibration .12
11 Quality assurance and quality control programme .12
11.1 General .12
11.2 Influence quantities .12
11.3 Instrument verification.13
11.4 Method verification .13
11.5 Demonstration of analyst capability .13
12 Expression of results .13
13 Test report .13
Annex A (informative) Radon and its decay products in water .15
Annex B (informative) Examples of data record forms .19
Bibliography .23
© ISO 2013 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 13164-1:2013(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, 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, 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.
The committee responsible for this document is ISO/TC 147, Water quality, Subcommittee SC 3,
Radioactivity measurements.
ISO 13164 consists of the following parts, under the general title Water quality — Radon-222:
— Part 1: General principles
— Part 2: Test method using gamma-ray spectrometry
— Part 3: Test method using emanometry
The following part is under preparation:
— Part 4: Test method using two-phase liquid scintillation counting
This corrected version of ISO 13164-1:2013 incorporates the following corrections:
— Table 2: The check marks which printed out incorrectly in the last two columns have been
changed to X’s. The X’s from the cells “Gamma spectrometry – On-site” and “Liquid scintillation –
On-site” have been removed.
— Annex B: The examples of data record forms for B.2 and B.3 were inversed. They are now in the
right places.
iv © ISO 2013 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 13164-1:2013(E)
Introduction
Radioactivity from several naturally occurring and human-made sources is present throughout the
environment. Thus, water bodies (surface waters, groundwaters, sea waters) can contain radionuclides
of natural and human-made origin.
— Natural radionuclides, including potassium-40, and those of the thorium and uranium decay series,
in particular radium-226, radium-228, uranium-234, uranium-238, lead-210, can be found in water
for natural reasons (e.g. desorption from the soil and wash-off by rain water) or releases from
technological processes involving naturally occurring radioactive materials (e.g. the mining and
processing of mineral sands or phosphate fertilizer production and use).
— Human-made radionuclides such as transuranium elements (americium, plutonium, neptunium,
curium), tritium, carbon-14, strontium-90 and gamma-emitting radionuclides can also be found in
natural waters as they can be authorized to be routinely released into the environment in small
quantities in the effluent discharged from nuclear fuel cycle facilities and following their used in
unsealed form in medicine or industry. They are also found in water due to the past fallout of the
explosion in the atmosphere of nuclear devices and the accidents at Chernobyl and Fukushima.
Drinking-water can thus contain radionuclides at activity concentration which could present a risk to
human health. In order to assess the quality of drinking-water (including mineral waters and spring
waters) with respect to its radionuclide content and to provide guidance on reducing health risks by
taking measures to decrease radionuclide activity concentrations, water resources (groundwater, river,
lake, sea, etc.) and drinking water are monitor for their radioactivity content as recommended by the
World Health Organization (WHO).
Standard test methods for radon-222 activity concentrations in water samples are needed by test
laboratories carrying out such measurements in fulfillment of national authority requirements.
Laboratories may have to obtain a specific accreditation for radionuclide measurement in drinking
water samples.
−1
The radon activity concentration in surface water is very low, usually below 1 Bq l . In groundwater, the
−1 −1 −1
activity concentration varies from 1 Bq l up to 50 Bq l in sedimentary rock aquifers, from 10 Bq l
−1 −1 −1
up to 300 Bq l in wells, and from 100 Bq l up to 1 000 Bq l in crystalline rocks. The highest activity
concentrations are normally measured in rocks with high concentration of uranium (Reference [30]).
High variations in the activity concentrations of radon in aquifers have been observed. Even in a region
with relatively uniform rock types, some well water may exhibit radon activity concentration greatly
higher than the average value for the same region. Significant seasonal variations have also been
recorded (see Annex A).
Water may dissolve chemical substances as it passes from the soil surface to an aquifer or spring waters.
The water may pass through or remain for some time in rock, some formations of which may contain a
high concentration of natural radionuclides. Under favourable geochemical conditions, the water may
selectively dissolve some of these natural radionuclides.
Guidance on radon in drinking-water supplies provided by WHO in 2008 suggests that controls should be
−1
implemented if the radon concentration of drinking-water for public water supplies exceeds 100 Bq l .
It also recommended that any new, especially public, drinking-water supply using groundwater should
be tested prior to being used for general consumption and that if the radon concentration exceeds
−1
100 Bq l , treatment of the water source should be undertaken to reduce the radon levels to well below
that level (Reference [41]).
This International Standard is one of a series dealing with the measurement of the activity concentration
of radionuclides in water samples.
© ISO 2013 – All rights reserved v
---------------------- Page: 5 ----------------------
INTERNATIONAL STANDARD ISO 13164-1:2013(E)
Water quality — Radon-222 —
Part 1:
General principles
WARNING — Persons using this document should be familiar with normal laboratory practice.
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
ensure compliance with any national regulatory conditions.
IMPORTANT — It is absolutely essential that tests conducted in accordance with this document
be carried out by suitably qualified staff.
1 Scope
This part of ISO 13164 gives general guidelines for sampling, packaging, and transporting of all kinds of
water samples, for the measurement of the activity concentration of radon-222.
The test methods fall into two categories:
a) direct measurement of the water sample without any transfer of phase (see ISO 13164-2);
b) indirect measurement involving the transfer of the radon-222 from the aqueous phase to another
phase (see ISO 13164-3).
The test methods can be applied either in the laboratory or on site.
The laboratory is responsible for ensuring the suitability of the test method for the water samples tested.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
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 10703, Water quality — Determination of the activity concentration of radionuclides — Method by high
resolution gamma-ray spectrometry
ISO 13164-2, Water quality — Radon-222 — Part 2: Test method using gamma-ray spectrometry
ISO 13164-3, Water quality — Radon-222 — Part 3: Test method using emanometry
ISO/IEC 17025, General requirements for the competence of testing and calibration laboratories
ISO 80000-10, Quantities and units — Part 10: Atomic and nuclear physics
© ISO 2013 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 6 ----------------------
ISO 13164-1:2013(E)
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 and the following apply.
3.1.1
activity
number of spontaneous nuclear disintegrations occurring in a given quantity of material during a
suitably small interval of time divided by that interval of time
1
23]
[SOURCE: ISO 921:1997,
3.1.2
activity concentration in water
activity per volume of water
Note 1 to entry: The activity concentration in water is expressed in becquerels per litre.
3.1.3
activity concentration in air
activity per volume of air following the degassing phase
Note 1 to entry: The activity concentration in air is expressed in becquerels per cubic metre.
3.1.4
test sample
part of the total sample subjected to analysis
3.1.5
Bunsen coefficient
volume of a gas dissolved at standard temperature (273,15 K) and standard partial pressure (0,1 MPa)
divided by the volume of the solvent at a temperature, T, and standard pressure (0,1 MPa)
Note 1 to entry: Adapted from Reference [10], p. 239.
Note 2 to entry: Modern practice recommends that gas solubility be expressed as molality, mole fraction or
mole ratio (see Reference [10]). However, in many studies dealing with radon measurement in water, the Bunsen
coefficient appears frequently.
Note 3 to entry: The solubility of radon in water increases as the water temperature decreases (see Annex A).
3.1.6
continuous measurement of radon in water
measurement of the radon activity concentration of continuous samples at a given sampling point in the
water environment
Note 1 to entry: This form of analysis is used to monitor variations in the activity concentration of radon in the
water at the sampling point over time.
3.1.7
continuous sampling
process whereby samples are taken continuously from a body of water
3
[SOURCE: ISO 6107-2:2006, 32, modified]
3.1.8
degassing
transfer of dissolved radon from water to air, usually by means of a physical process
2 © ISO 2013 – All rights reserved
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 13164-1:2013(E)
3.1.9
direct in-situ measurement
automatic analysis system in which at least the measurement probe is immersed in the body of water
3.1.10
discrete sample
localized discrete sample
single sample taken from a body of water at a random time or place
3.1.11
dissolution
mixing of two phases with the formation of one new homogeneous phase
3.1.12
drinking water
potable water
water of a quality suitable for drinking purposes
2
[SOURCE: ISO 6107-1:2004, 30]
3.1.13
groundwater
water which is held in, and can usually be recovered from, an underground formation
2
[SOURCE: ISO 6107-1:2004, 41, modified]
3.1.14
intermittent sampling
process whereby discrete samples are taken from a body of water
3.1.15
mains water
water fed from a drinking water treatment station, spring or borehole into a distribution system or reservoir
3.1.16
Ostwald coefficient
volume of a gas dissolved at a given temperature and pressure divided by the volume of the solvent at
the same temperature and pressure
Note 1 to entry: Adapted from Reference [10], p. 1147.
Note 2 to entry: Modern practice recommends that gas solubility be expressed as molality, mole fraction or mole
ratio (see Reference [10]). However, in many studies dealing with radon measurement in water, the Ostwald
coefficient appears frequently.
Note 3 to entry: The solubility of radon in a liquid increases as the liquid temperature decreases (see Annex A).
3.1.17
radon transport by permeation
transfer of radon from one medium to another across a third homogeneous medium (membrane)
3.1.18
raw water
water which has received no treatment whatsoever, or water entering a plant for treatment or
further treatment
2
[SOURCE: ISO 6107-1:2004, 59]
© ISO 2013 – All rights reserved 3
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 13164-1:2013(E)
3.1.19
reservoir
construction, partially or wholly man-made, for storage or regulation and control of water
3
[SOURCE: ISO 6107-2:2006, 107, modified]
3.1.20
surface water
water which flows over, or rests on, the surface of a land mass
2
[SOURCE: ISO 6107-1:2004, 74]
3.1.21
sample
portion, ideally representative, removed from a specified body of water, either discretely or continuously,
for the purpose of examination of various defined characteristics
3
[SOURCE: ISO 6107-2:2006, 111]
3.1.22
sampling
process of removing a portion, intended to be representative, of a body of water for the purpose of
examination of various defined characteristics
3
[SOURCE: ISO 6107-2:2006, 114]
3.1.23
sampling point
precise position within a sampling location from which samples are taken
3
[SOURCE: ISO 6107-2:2006, 117]
3.1.24
sampling zone
extent of a body of water over which samples are taken
3.1.25
222
short-lived Rn decay products
222
radionuclides with a half-life <1 h produced by the decay of radon-222 ( Rn), namely polonium-218
218 214 214 214
( Po), lead-214 ( Pb), bismuth-214 ( Bi), and polonium-214 ( Po)
Note 1 to entry: See Figure 1.
3.1.26
spot measurement of radon in water
measurement of the radon activity concentration in a water discrete sample carried out either
immediately or after a known delay
Note 1 to entry: The result obtained is only representative of the time the sample was taken.
3.1.27
transfer
displacement or transport of radon from one phase to another
3.2 Symbols
For the purpose of this document, the symbols given in ISO 80000-10 and the following apply.
c activity concentration in air following degassing, in becquerels per cubic metre
c activity concentration in water, in becquerels per litre
A
4 © ISO 2013 – All rights reserved
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 13164-1:2013(E)
∗
decision threshold, in becquerels per litre
c
A
#
detection limit, in becquerels per litre
c
A
lower and upper limits of the confidence interval, in becquerels per litre
cc,
AA
c activity concentration in a liquid, in becquerels per litre
l
L Ostwald coefficient
T temperature of water sample, in degrees Celsius
HO
2
U expanded uncertainty calculated by U = k.u( ) with k = 2
u(c ) standard uncertainty associated with the measurement result
A
V volume of the test sample, in litres
α Bunsen coefficient
4 Principle of the measurement method
222 226
Radon-222 ( Rn) is a radioactive gas produced by the decay of radium-226 ( Ra), which is one of the
238
decay products of the uranium-238 ( U) that is naturally present in the Earth’s crust (see Annex A).
The decay of radon-222 proceeds through a series of non-volatile radioactive elements resulting in
stable lead-206 (see Figure 1) (Reference [9]).
Figure 1 — Uranium-238 and its decay products
A large number of methods are available to measure the activity concentration of radon-222 in water.
© ISO 2013 – All rights reserved 5
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 13164-1:2013(E)
The measurement of the activity concentration of radon-222 in water involves the following operations:
— collection of a representative sample of the water at time t in a suitable container;
— storage and the transportation of the sample, when the measurement is carried out in a laboratory;
— test sample preparation by transferring the radon dissolved in the water to another phase, when
needed by the detection techniques (emanometric or a liquid scintillation counting);
— determination of the radon activity concentration in the water using a variety of detection techniques
directly or through its decay products (see Figure 2).
The result of the measurement is expressed in becquerels per litre.
The methods specified in the different parts of this International Standard are applicable to all types
of water (see Table 2), and the method is selected according to the purpose of the measurement,
phenomenological observation or radiological impact assessment taking into account the level of the
radon activity concentration expected in the raw sample.
5 Sampling
Sampling shall be carried out in accordance with ISO 5667-1 and ISO 5667-3.
The sampling conditions shall comply with ISO 5667-1, and shall also satisfy those specified in Table 1
in order to minimize as far as possible any exchange with the atmosphere and to maintain the radon in
solution in the water sample.
The sample container shall be labelled.
The sampling location, date and time shall be recorded.
−1
), avoid any contact between
When measuring very low levels of radon activity concentration (<10 Bq l
the sample and the atmosphere when taking the sample.
When measurement methods require specific precautions, these are listed in the relevant parts of
ISO 13164 (e.g. when using degassing techniques, the temperature of the water shall be recorded).
6 Transportation and storage
The transportation and storage conditions shall be adapted to keep the integrity of the sample.
The temperature of the transportation and storage of the sample shall be below that of the original
water (but above 0 °C). The container shall be protected and sealed to avoid opening during
transportation. The container shall be packed in an appropriate manner, especially around the cap, in
order to prevent any leakage.
The sample shall be measured as soon as possible after sampling. When it is necessary to store the
sample for an extended period of time prior to measurement, it shall be stored at low temperature in a
refrigerator or similar storage facility in accordance with ISO 5667-1 and ISO 5667-3.
The duration of transportation and storage prior to analysis shall be as short as possible given the
half-life of radon-222, the expected activity concentration, and the detection limit of the measurement
method to be used.
Experience indicates that it is essential that the time between sampling and analysis not exceed 48 h.
6 © ISO 2013 – All rights reserved
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 13164-1:2013(E)
Measurement of
radon-222 in water
Direct Indirect
Gaseous Liquid Solid
phase phase phase
Transfer
Activated
Degassing Permeation Mixture Permeation Plastic
charcoal
Gamma- ZnS Alpha Liquid Gamma- ZnS
spectrometry scintillation spectrometry scintillation spectrometry scintillation
Ionization
chamber
Alpha
spectrometry
Detection Electret
Solid-state
nuclear track
detector
Figure 2 — Diagram illustrating the techniques used to measure radon in water
© ISO 2013 – All rights reserved 7
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO 13164-1:2013(E)
Table 1 — Sampling conditions
Sampling type Container Sampling steps
— The container shall be made
from a material that is non-porous to — Prepare the equipment.
radon (e.g. aluminium). Avoid the use of
— Open the tap to obtain a continuous
highly hydrophobic materials in order
flow to avoid turbulence at the outlet of the tap
to minimize the presence of gas bubbles
and on the walls of the container.
on the walls of the container. Avoid the
use of grease and oil because of the high — Take the sample carefully, allowing the
solubility of radon in those substances. stream of water to flow against the walls of the
container.
Sampling from an
— The volume of the container shall
outlet (tap, spring,
be adapted to the test sample size needed
— Fill the container completely in order to
etc.)
for the chosen measurement method
avoid the presence of air in the container, but do
(refer to the relevant parts of this Inter-
not allow the container to overflow with turbu-
national Standard).
lence.
— The sealing of the container shall — Close the container.
be airtight (e.g. a cap with an aluminium
NOTE In some cases, it can be necessary to
cover).
purge the supply system before taking the sam-
— The container shall be resistant ple
to shock and pressure
— Prepare the equipment.
— Ensure that the sampling point is rep-
resentative of the body of water concerned. It is
likely that stratification will make it necessary
— Type and size of container, see
to take several samples at different lateral posi-
Sampling by
above.
tions or depths.
immersion in stag-
— If necessary, the container shall
nant water — Take the sample carefully, minimizing
be closed under water
any turbulence.
— Fill the container completely in order to
avoid the presence of air.
— Close the con
...
SLOVENSKI STANDARD
SIST ISO 13164-1:2013
01-december-2013
.DNRYRVWYRGH5DGRQ5QGHO 6SORãQDQDþHOD
Water quality - Radon-222 - Part 1: General principles
Qualité de l'eau - Radon 222 - Partie 1: Principes généraux
Ta slovenski standard je istoveten z: ISO 13164-1:2013
ICS:
13.060.60 Preiskava fizikalnih lastnosti Examination of physical
vode properties of water
17.240 Merjenje sevanja Radiation measurements
SIST ISO 13164-1:2013 en,fr
2003-01.Slovenski inštitut za standardizacijo. Razmnoževanje celote ali delov tega standarda ni dovoljeno.
---------------------- Page: 1 ----------------------
SIST ISO 13164-1:2013
---------------------- Page: 2 ----------------------
SIST ISO 13164-1:2013
INTERNATIONAL ISO
STANDARD 13164-1
First edition
2013-09-01
Water quality — Radon-222 —
Part 1:
General principles
Qualité de l’eau — Radon 222 —
Partie 1: Principes généraux
Reference number
ISO 13164-1:2013(E)
©
ISO 2013
---------------------- Page: 3 ----------------------
SIST ISO 13164-1:2013
ISO 13164-1:2013(E)
COPYRIGHT PROTECTED DOCUMENT
© ISO 2013
All rights reserved. Unless otherwise specified, 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
Case postale 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 41 22 749 01 11
Fax + 41 22 749 09 47
E-mail copyright@iso.org
Web www.iso.org
Published in Switzerland
ii © ISO 2013 – All rights reserved
---------------------- Page: 4 ----------------------
SIST ISO 13164-1:2013
ISO 13164-1:2013(E)
Contents Page
Foreword .iv
Introduction .v
1 Scope . 1
2 Normative references . 1
3 Terms, definitions, and symbols . 2
3.1 Terms and definitions . 2
3.2 Symbols . 4
4 Principle of the measurement method . 5
5 Sampling . 6
6 Transportation and storage . 6
7 Test sample preparation . 8
7.1 Degassing techniques . 8
7.2 Permeation technique . 9
7.3 Liquid extraction technique . 9
8 Detection techniques . 9
8.1 Gamma-spectrometry . 9
8.2 Silver-activated zinc sulfide ZnS(Ag) scintillation . 9
8.3 Air ionization . 9
8.4 Semiconductor (alpha-detection).10
8.5 Liquid scintillation .10
9 Measurement methods .10
9.1 General .10
9.2 Gamma-spectrometry method .10
9.3 Emanometric method .10
9.4 Liquid scintillation counting methods (LSC) .12
9.5 Permeation method .12
10 Calibration .12
11 Quality assurance and quality control programme .12
11.1 General .12
11.2 Influence quantities .12
11.3 Instrument verification.13
11.4 Method verification .13
11.5 Demonstration of analyst capability .13
12 Expression of results .13
13 Test report .13
Annex A (informative) Radon and its decay products in water .15
Annex B (informative) Examples of data record forms .19
Bibliography .23
© ISO 2013 – All rights reserved iii
---------------------- Page: 5 ----------------------
SIST ISO 13164-1:2013
ISO 13164-1:2013(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, 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, 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.
The committee responsible for this document is ISO/TC 147, Water quality, Subcommittee SC 3,
Radioactivity measurements.
ISO 13164 consists of the following parts, under the general title Water quality — Radon-222:
— Part 1: General principles
— Part 2: Test method using gamma-ray spectrometry
— Part 3: Test method using emanometry
The following part is under preparation:
— Part 4: Test method using two-phase liquid scintillation counting
iv © ISO 2013 – All rights reserved
---------------------- Page: 6 ----------------------
SIST ISO 13164-1:2013
ISO 13164-1:2013(E)
Introduction
Radioactivity from several naturally occurring and human-made sources is present throughout the
environment. Thus, water bodies (surface waters, groundwaters, sea waters) can contain radionuclides
of natural and human-made origin.
— Natural radionuclides, including potassium-40, and those of the thorium and uranium decay series,
in particular radium-226, radium-228, uranium-234, uranium-238, lead-210, can be found in water
for natural reasons (e.g. desorption from the soil and wash-off by rain water) or releases from
technological processes involving naturally occurring radioactive materials (e.g. the mining and
processing of mineral sands or phosphate fertilizer production and use).
— Human-made radionuclides such as transuranium elements (americium, plutonium, neptunium,
curium), tritium, carbon-14, strontium-90 and gamma-emitting radionuclides can also be found in
natural waters as they can be authorized to be routinely released into the environment in small
quantities in the effluent discharged from nuclear fuel cycle facilities and following their used in
unsealed form in medicine or industry. They are also found in water due to the past fallout of the
explosion in the atmosphere of nuclear devices and the accidents at Chernobyl and Fukushima.
Drinking-water can thus contain radionuclides at activity concentration which could present a risk to
human health. In order to assess the quality of drinking-water (including mineral waters and spring
waters) with respect to its radionuclide content and to provide guidance on reducing health risks by
taking measures to decrease radionuclide activity concentrations, water resources (groundwater, river,
lake, sea, etc.) and drinking water are monitor for their radioactivity content as recommended by the
World Health Organization (WHO).
Standard test methods for radon-222 activity concentrations in water samples are needed by test
laboratories carrying out such measurements in fulfillment of national authority requirements.
Laboratories may have to obtain a specific accreditation for radionuclide measurement in drinking
water samples.
−1
The radon activity concentration in surface water is very low, usually below 1 Bq l . In groundwater, the
−1 −1 −1
activity concentration varies from 1 Bq l up to 50 Bq l in sedimentary rock aquifers, from 10 Bq l
−1 −1 −1
up to 300 Bq l in wells, and from 100 Bq l up to 1 000 Bq l in crystalline rocks. The highest activity
concentrations are normally measured in rocks with high concentration of uranium (Reference [30]).
High variations in the activity concentrations of radon in aquifers have been observed. Even in a region
with relatively uniform rock types, some well water may exhibit radon activity concentration greatly
higher than the average value for the same region. Significant seasonal variations have also been
recorded (see Annex A).
Water may dissolve chemical substances as it passes from the soil surface to an aquifer or spring waters.
The water may pass through or remain for some time in rock, some formations of which may contain a
high concentration of natural radionuclides. Under favourable geochemical conditions, the water may
selectively dissolve some of these natural radionuclides.
Guidance on radon in drinking-water supplies provided by WHO in 2008 suggests that controls should be
−1
implemented if the radon concentration of drinking-water for public water supplies exceeds 100 Bq l .
It also recommended that any new, especially public, drinking-water supply using groundwater should
be tested prior to being used for general consumption and that if the radon concentration exceeds
−1
100 Bq l , treatment of the water source should be undertaken to reduce the radon levels to well below
that level (Reference [41]).
This International Standard is one of a series dealing with the measurement of the activity concentration
of radionuclides in water samples.
© ISO 2013 – All rights reserved v
---------------------- Page: 7 ----------------------
SIST ISO 13164-1:2013
---------------------- Page: 8 ----------------------
SIST ISO 13164-1:2013
INTERNATIONAL STANDARD ISO 13164-1:2013(E)
Water quality — Radon-222 —
Part 1:
General principles
WARNING — Persons using this document should be familiar with normal laboratory practice.
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
ensure compliance with any national regulatory conditions.
IMPORTANT — It is absolutely essential that tests conducted in accordance with this document
be carried out by suitably qualified staff.
1 Scope
This part of ISO 13164 gives general guidelines for sampling, packaging, and transporting of all kinds of
water samples, for the measurement of the activity concentration of radon-222.
The test methods fall into two categories:
a) direct measurement of the water sample without any transfer of phase (see ISO 13164-2);
b) indirect measurement involving the transfer of the radon-222 from the aqueous phase to another
phase (see ISO 13164-3).
The test methods can be applied either in the laboratory or on site.
The laboratory is responsible for ensuring the suitability of the test method for the water samples tested.
2 Normative references
The following documents, in whole or in part, are normatively referenced in this document and are
indispensable for its application. For dated references, only the edition cited applies. For undated
references, the latest edition of the referenced document (including any amendments) applies.
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 10703, Water quality — Determination of the activity concentration of radionuclides — Method by high
resolution gamma-ray spectrometry
ISO 13164-2, Water quality — Radon-222 — Part 2: Test method using gamma-ray spectrometry
ISO 13164-3, Water quality — Radon-222 — Part 3: Test method using emanometry
ISO/IEC 17025, General requirements for the competence of testing and calibration laboratories
ISO 80000-10, Quantities and units — Part 10: Atomic and nuclear physics
© ISO 2013 – All rights reserved 1
---------------------- Page: 9 ----------------------
SIST ISO 13164-1:2013
ISO 13164-1:2013(E)
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 and the following apply.
3.1.1
activity
number of spontaneous nuclear disintegrations occurring in a given quantity of material during a
suitably small interval of time divided by that interval of time
1
23]
[SOURCE: ISO 921:1997,
3.1.2
activity concentration in water
activity per volume of water
Note 1 to entry: The activity concentration in water is expressed in becquerels per litre.
3.1.3
activity concentration in air
activity per volume of air following the degassing phase
Note 1 to entry: The activity concentration in air is expressed in becquerels per cubic metre.
3.1.4
test sample
part of the total sample subjected to analysis
3.1.5
Bunsen coefficient
volume of a gas dissolved at standard temperature (273,15 K) and standard partial pressure (0,1 MPa)
divided by the volume of the solvent at a temperature, T, and standard pressure (0,1 MPa)
Note 1 to entry: Adapted from Reference [10], p. 239.
Note 2 to entry: Modern practice recommends that gas solubility be expressed as molality, mole fraction or
mole ratio (see Reference [10]). However, in many studies dealing with radon measurement in water, the Bunsen
coefficient appears frequently.
Note 3 to entry: The solubility of radon in water increases as the water temperature decreases (see Annex A).
3.1.6
continuous measurement of radon in water
measurement of the radon activity concentration of continuous samples at a given sampling point in the
water environment
Note 1 to entry: This form of analysis is used to monitor variations in the activity concentration of radon in the
water at the sampling point over time.
3.1.7
continuous sampling
process whereby samples are taken continuously from a body of water
3
[SOURCE: ISO 6107-2:2006, 32, modified]
3.1.8
degassing
transfer of dissolved radon from water to air, usually by means of a physical process
2 © ISO 2013 – All rights reserved
---------------------- Page: 10 ----------------------
SIST ISO 13164-1:2013
ISO 13164-1:2013(E)
3.1.9
direct in-situ measurement
automatic analysis system in which at least the measurement probe is immersed in the body of water
3.1.10
discrete sample
localized discrete sample
single sample taken from a body of water at a random time or place
3.1.11
dissolution
mixing of two phases with the formation of one new homogeneous phase
3.1.12
drinking water
potable water
water of a quality suitable for drinking purposes
2
[SOURCE: ISO 6107-1:2004, 30]
3.1.13
groundwater
water which is held in, and can usually be recovered from, an underground formation
2
[SOURCE: ISO 6107-1:2004, 41, modified]
3.1.14
intermittent sampling
process whereby discrete samples are taken from a body of water
3.1.15
mains water
water fed from a drinking water treatment station, spring or borehole into a distribution system or reservoir
3.1.16
Ostwald coefficient
volume of a gas dissolved at a given temperature and pressure divided by the volume of the solvent at
the same temperature and pressure
Note 1 to entry: Adapted from Reference [10], p. 1147.
Note 2 to entry: Modern practice recommends that gas solubility be expressed as molality, mole fraction or mole
ratio (see Reference [10]). However, in many studies dealing with radon measurement in water, the Ostwald
coefficient appears frequently.
Note 3 to entry: The solubility of radon in a liquid increases as the liquid temperature decreases (see Annex A).
3.1.17
radon transport by permeation
transfer of radon from one medium to another across a third homogeneous medium (membrane)
3.1.18
raw water
water which has received no treatment whatsoever, or water entering a plant for treatment or
further treatment
2
[SOURCE: ISO 6107-1:2004, 59]
© ISO 2013 – All rights reserved 3
---------------------- Page: 11 ----------------------
SIST ISO 13164-1:2013
ISO 13164-1:2013(E)
3.1.19
reservoir
construction, partially or wholly man-made, for storage or regulation and control of water
3
[SOURCE: ISO 6107-2:2006, 107, modified]
3.1.20
surface water
water which flows over, or rests on, the surface of a land mass
2
[SOURCE: ISO 6107-1:2004, 74]
3.1.21
sample
portion, ideally representative, removed from a specified body of water, either discretely or continuously,
for the purpose of examination of various defined characteristics
3
[SOURCE: ISO 6107-2:2006, 111]
3.1.22
sampling
process of removing a portion, intended to be representative, of a body of water for the purpose of
examination of various defined characteristics
3
[SOURCE: ISO 6107-2:2006, 114]
3.1.23
sampling point
precise position within a sampling location from which samples are taken
3
[SOURCE: ISO 6107-2:2006, 117]
3.1.24
sampling zone
extent of a body of water over which samples are taken
3.1.25
222
short-lived Rn decay products
222
radionuclides with a half-life <1 h produced by the decay of radon-222 ( Rn), namely polonium-218
218 214 214 214
( Po), lead-214 ( Pb), bismuth-214 ( Bi), and polonium-214 ( Po)
Note 1 to entry: See Figure 1.
3.1.26
spot measurement of radon in water
measurement of the radon activity concentration in a water discrete sample carried out either
immediately or after a known delay
Note 1 to entry: The result obtained is only representative of the time the sample was taken.
3.1.27
transfer
displacement or transport of radon from one phase to another
3.2 Symbols
For the purpose of this document, the symbols given in ISO 80000-10 and the following apply.
c activity concentration in air following degassing, in becquerels per cubic metre
c activity concentration in water, in becquerels per litre
A
4 © ISO 2013 – All rights reserved
---------------------- Page: 12 ----------------------
SIST ISO 13164-1:2013
ISO 13164-1:2013(E)
∗
decision threshold, in becquerels per litre
c
A
#
detection limit, in becquerels per litre
c
A
lower and upper limits of the confidence interval, in becquerels per litre
cc,
AA
c activity concentration in a liquid, in becquerels per litre
l
L Ostwald coefficient
T temperature of water sample, in degrees Celsius
HO
2
U expanded uncertainty calculated by U = k.u( ) with k = 2
u(c ) standard uncertainty associated with the measurement result
A
V volume of the test sample, in litres
α Bunsen coefficient
4 Principle of the measurement method
222 226
Radon-222 ( Rn) is a radioactive gas produced by the decay of radium-226 ( Ra), which is one of the
238
decay products of the uranium-238 ( U) that is naturally present in the Earth’s crust (see Annex A).
The decay of radon-222 proceeds through a series of non-volatile radioactive elements resulting in
stable lead-206 (see Figure 1) (Reference [9]).
Figure 1 — Uranium-238 and its decay products
A large number of methods are available to measure the activity concentration of radon-222 in water.
© ISO 2013 – All rights reserved 5
---------------------- Page: 13 ----------------------
SIST ISO 13164-1:2013
ISO 13164-1:2013(E)
The measurement of the activity concentration of radon-222 in water involves the following operations:
— collection of a representative sample of the water at time t in a suitable container;
— storage and the transportation of the sample, when the measurement is carried out in a laboratory;
— test sample preparation by transferring the radon dissolved in the water to another phase, when
needed by the detection techniques (emanometric or a liquid scintillation counting);
— determination of the radon activity concentration in the water using a variety of detection techniques
directly or through its decay products (see Figure 2).
The result of the measurement is expressed in becquerels per litre.
The methods specified in the different parts of this International Standard are applicable to all types
of water (see Table 2), and the method is selected according to the purpose of the measurement,
phenomenological observation or radiological impact assessment taking into account the level of the
radon activity concentration expected in the raw sample.
5 Sampling
Sampling shall be carried out in accordance with ISO 5667-1 and ISO 5667-3.
The sampling conditions shall comply with ISO 5667-1, and shall also satisfy those specified in Table 1
in order to minimize as far as possible any exchange with the atmosphere and to maintain the radon in
solution in the water sample.
The sample container shall be labelled.
The sampling location, date and time shall be recorded.
−1
), avoid any contact between
When measuring very low levels of radon activity concentration (<10 Bq l
the sample and the atmosphere when taking the sample.
When measurement methods require specific precautions, these are listed in the relevant parts of
ISO 13164 (e.g. when using degassing techniques, the temperature of the water shall be recorded).
6 Transportation and storage
The transportation and storage conditions shall be adapted to keep the integrity of the sample.
The temperature of the transportation and storage of the sample shall be below that of the original
water (but above 0 °C). The container shall be protected and sealed to avoid opening during
transportation. The container shall be packed in an appropriate manner, especially around the cap, in
order to prevent any leakage.
The sample shall be measured as soon as possible after sampling. When it is necessary to store the
sample for an extended period of time prior to measurement, it shall be stored at low temperature in a
refrigerator or similar storage facility in accordance with ISO 5667-1 and ISO 5667-3.
The duration of transportation and storage prior to analysis shall be as short as possible given the
half-life of radon-222, the expected activity concentration, and the detection limit of the measurement
method to be used.
Experience indicates that it is essential that the time between sampling and analysis not exceed 48 h.
6 © ISO 2013 – All rights reserved
---------------------- Page: 14 ----------------------
SIST ISO 13164-1:2013
ISO 13164-1:2013(E)
Measurement of
radon-222 in water
Direct Indirect
Gaseous Liquid Solid
phase phase phase
Transfer
Activated
Degassing Permeation Mixture Permeation Plastic
charcoal
Gamma- ZnS Alpha Liquid Gamma- ZnS
spectrometry scintillation spectrometry scintillation spectrometry scintillation
Ionization
chamber
Alpha
spectrometry
Detection Electret
Solid-state
nuclear track
detector
Figure 2 — Diagram illustrating the techniques used to measure radon in water
© ISO 2013 – All rights reserved 7
---------------------- Page: 15 ----------------------
SIST ISO 13164-1:2013
ISO 13164-1:2013(E)
Table 1 — Sampling conditions
Sampling type Container Sampling steps
— The container shall be made
from a material that is non-porous to — Prepare the equipment.
radon (e.g. aluminium). Avoid the use of
— Open the tap to obtain a continuous
highly hydrophobic materials in order
flow to avoid turbulence at the outlet of the tap
to minimize the presence of gas bubbles
and on the walls of the container.
on the walls of the container. Avoid the
use of grease and oil because of the high — Take the sample carefully, allowing the
solubility of radon in those substances. stream of water to flow against the walls of the
container.
Sampling from an
— The volume of the container shall
outlet (tap, spring,
be adapted to the test sample size needed
— Fill the container completely in order to
etc.)
for the chosen measurement method
avoid the presence of air in the container, but do
(refer to the relevant parts of this Inter-
not allow the container to overflow with turbu-
national Standard).
lence.
— The sealing of the container shall — Close the container.
be airtight (e.g. a cap with an aluminium
NOTE In some cases, it can be
...
NORME ISO
INTERNATIONALE 13164-1
Première édition
2013-09-01
Qualité de l’eau — Radon 222 —
Partie 1:
Principes généraux
Water quality — Radon-222 —
Part 1: General principles
Numéro de référence
ISO 13164-1:2013(F)
©
ISO 2013
---------------------- Page: 1 ----------------------
ISO 13164-1:2013(F)
DOCUMENT PROTÉGÉ PAR COPYRIGHT
© ISO 2013
Droits de reproduction réservés. Sauf indication contraire, 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, l’affichage sur
l’internet ou sur un Intranet, sans autorisation écrite préalable. Les demandes d’autorisation peuvent être adressées 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 56 • CH-1211 Geneva 20
Tel. + 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 2013 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 2 ----------------------
ISO 13164-1:2013(F)
Sommaire Page
Avant-propos .iv
Introduction .v
1 Domaine d’application . 1
2 Références normatives . 1
3 Termes, définitions et symboles . 2
3.1 Termes et définitions . 2
3.2 Symboles . 5
4 Principe de la méthode de mesure . 5
5 Échantillonnage . 6
6 Transport et conservation . 7
7 Préparation de la prise d’essai .10
7.1 Techniques par dégazage .10
7.2 Technique par perméation .10
7.3 Technique d’extraction liquide .10
8 Techniques de détection .10
8.1 Spectrométrie gamma .10
8.2 Scintillation au sulfure de zinc activé à l’argent ZnS(Ag) .10
8.3 Ionisation de l’air .11
8.4 Détecteur à semi-conducteur (détection de particules alpha) .11
8.5 Scintillation liquide .11
9 Méthodes de mesure .11
9.1 Généralités .11
9.2 Méthode par spectrométrie gamma .11
9.3 Méthode par émanométrie .13
9.4 Méthodes par comptage des scintillations en milieu liquide (CSL) .13
9.5 Méthode par perméation .13
10 Étalonnage .13
11 Programme d’assurance qualité et de contrôle de la qualité .13
11.1 Généralités .13
11.2 Grandeurs d’influence.14
11.3 Vérification des instruments .14
11.4 Vérification de la méthode .14
11.5 Démonstration de l’aptitude de l’analyste .14
12 Expression des résultats.14
13 Rapport d’essai .14
Annexe A (informative) Le radon et ses descendants dans l’eau .16
Annexe B (informative) Exemples de fiches d’expression des résultats .20
Bibliographie .24
© ISO 2013 – Tous droits réservés iii
---------------------- Page: 3 ----------------------
ISO 13164-1:2013(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 (CEI) 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/CEI, 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/CEI, 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 sur la liste ISO des déclarations de brevets reçues
(voir www.iso.org/brevets).
Les éventuelles appellations commerciales utilisées dans le présent document sont données pour
information à l’intention des utilisateurs et ne constituent pas une approbation ou une recommandation.
Le comité chargé de l’élaboration du présent document est l’ISO/TC 147, Qualité de l’eau, sous-comité
SC 3, Mesurages de la radioactivité.
La présente version française de l’ISO 13164-1:2013 correspond à la version anglaise publiée le
2013-09-01 et corrigée le 2013-11-15.
L’ISO 13164 comprend les parties suivantes, présentées sous le titre général Qualité de l’eau — Radon 222:
— Partie 1: Principes généraux
— Partie 2: Méthode d’essai par spectrométrie gamma
— Partie 3: Méthode d’essai par émanométrie
La partie suivante est en cours d’élaboration:
— Partie 4: Méthode par comptage des scintillations en milieu liquide à deux phases
iv © ISO 2013 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 4 ----------------------
ISO 13164-1:2013(F)
Introduction
La radioactivité provenant de sources d’origine naturelle et artificielle est présente partout dans
l’environnement. Par conséquent, les masses d’eau (eaux de surface, eaux souterraines, eau de mer)
peuvent contenir des radionucléides d’origine naturelle et d’origine artificielle.
— Les radionucléides naturels, y compris le potassium 40, et ceux des chaînes de désintégration du
thorium et de l’uranium, notamment le radium 226, le radium 228, l’uranium 234, l’uranium 238, le
plomb 210, 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 naturellement radioactifs (par exemple extraction minière et traitement
de sables minéraux ou production et utilisation d’engrais phosphatés).
— Les radionucléides artificiels, tels que les transuraniens (américium, plutonium, neptunium,
curium), le tritium, le carbone 14, le strontium 90 et les radionucléides émetteurs gamma peuvent
aussi se trouver dans les eaux naturelles car la réglementation autorise leur libération périodique
dans l’environnement en faibles quantités dans les effluents rejetés par les installations du cycle
du combustible nucléaire et suite à leur utilisation dans le domaine de la médecine nucléaire ou de
l’industrie. Il est également possible de les trouver dans l’eau, en raison des retombées des anciens
essais nucléaires atmosphériques et celles relatives aux accidents de Tchernobyl et de Fukushima.
L’eau potable peut donc contenir des radionucléides à une activité volumique susceptible de présenter un
risque pour la santé humaine. Afin d’évaluer la qualité de l’eau potable (y compris les eaux minérales et les
eaux de source) vis-à-vis de sa teneur en radionucléides et de fournir des lignes directrices pour réduire
les risques pour la santé humaine en prenant des dispositions destinées à réduire les valeurs d’activité
volumique des radionucléides, la teneur en radioactivité des ressources en eau (eaux souterraines,
rivières, lacs, mers, etc.) et des eaux potables est surveillée conformément aux recommandations de
l’Organisation mondiale de la santé (OMS).
Des méthodes d’essai normalisées concernant les valeurs d’activité volumique du radon 222 dans
les échantillons d’eau sont nécessaires pour les laboratoires d’essais réalisant ces mesures dans le
respect des exigences émises par les autorités nationales. Les laboratoires sont parfois tenus d’obtenir
une accréditation spécifique pour la réalisation de mesures concernant les radionucléides dans les
échantillons d’eau potable.
Les valeurs d’activité volumique du radon dans les eaux de surface sont très faibles, généralement
−1 −1 −1
inférieures à 1 Bq l . Dans les eaux souterraines, elles peuvent varier de 1 Bq l à 50 Bq l pour les
−1 −1
aquifères rocheux dans les roches sédimentaires, de 10 Bq l à 300 Bq l pour les puits creusés dans
−1 −1
le sol, et de 100 Bq l à 1 000 Bq l dans les roches cristallines. Les valeurs d’activité volumique les
plus élevées sont généralement mesurées dans le socle rocheux à fortes concentrations en uranium
(Référence [30]).
Les valeurs d’activité volumique du radon dans les aquifères rocheux se caractérisent par leur grande
variabilité. Ainsi dans une région aux types de roches relativement homogènes, certains puits peuvent
présenter des valeurs d’activité volumique du radon largement supérieures à la moyenne de la région.
Des variations saisonnières significatives ont également été enregistrées (voir Annexe A).
Les eaux se chargent en éléments chimiques au cours de leur progression depuis la surface jusqu’à
l’aquifère ou l’émergence. Lors de ce parcours, elles vont rencontrer, voire séjourner, dans des roches
dont certaines formations peuvent avoir des teneurs élevées en radionucléides naturels. Lorsque les
conditions géochimiques sont favorables, les eaux peuvent entraîner préférentiellement certains de ces
radionucléides naturels.
Les lignes directrices relatives au radon dans les réseaux d’alimentation en eau potable, fournies par l’OMS
en 2008, suggèrent qu’il convient que des contrôles soient mis en œuvre dès lors que la concentration en
−1
radon de l’eau potable dans les réseaux publics dépasse 100 Bq l . Elles recommandent également que
tout nouveau réseau (notamment public) d’alimentation en eau potable fasse l’objet d’essais avant qu’il
−1
ne soit utilisé pour la consommation générale et que, si la concentration en radon dépasse 100 Bq l ,
© ISO 2013 – Tous droits réservés v
---------------------- Page: 5 ----------------------
ISO 13164-1:2013(F)
il convient d’entreprendre le traitement de la source d’approvisionnement en eau afin de réduire les
−1
concentrations en radon à des niveaux beaucoup plus faibles que 100 Bq l (Référence [41]).
La présente Norme internationale fait partie d’une série traitant des méthodes d’essai pour le mesurage
de l’activité volumique des radionucléides dans des échantillons d’eau.
vi © ISO 2013 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 6 ----------------------
NORME INTERNATIONALE ISO 13164-1:2013(F)
Qualité de l’eau — Radon 222 —
Partie 1:
Principes généraux
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 d’établir des
pratiques appropriées en matière d’hygiène et de sécurité, et de s’assurer de la conformité à la
réglementation nationale en vigueur.
IMPORTANT — Il est absolument essentiel que les essais réalisés conformément au présent
document soient effectués par un personnel ayant une qualification adéquate.
1 Domaine d’application
La présente partie de l’ISO 13164 fournit des lignes directrices générales pour le prélèvement, le
conditionnement et le transport d’échantillons d’eau de tous types, pour la mesure de l’activité volumique
du radon 222.
Les méthodes de mesure relèvent de deux catégories:
a) mesure directe de l’échantillon d’eau, sans transfert de phase (voir l’ISO 13164-2);
b) mesure indirecte impliquant le transfert du radon 222 de la phase aqueuse vers une autre phase
(voir l’ISO 13164-3).
Les méthodes d’essais peuvent être mises en œuvre en laboratoire ou sur site.
Il est de la responsabilité du laboratoire de s’assurer de l’adéquation de la méthode d’essai aux échantillons
d’eau soumis à essai.
2 Références normatives
Les documents suivants, en tout ou partie, sont référencés de manière normative dans le présent
document et sont indispensables pour son application. 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 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 10703, Qualité de l’eau — Détermination de l’activité volumique des radionucléides — Méthode par
spectrométrie gamma à haute résolution
ISO 13164-2, Qualité de l’eau — Radon 222 — Partie 2: Méthode d’essai par spectrométrie gamma
ISO 13164-3, Qualité de l’eau — Radon 222 — Partie 3: Méthode d’essai par émanométrie
ISO/CEI 17025, Exigences générales concernant la compétence des laboratoires d’étalonnages et d’essais
ISO 80000-10, Grandeurs et unités — Partie 10: Physique atomique et nucléaire
© ISO 2013 – Tous droits réservés 1
---------------------- Page: 7 ----------------------
ISO 13164-1:2013(F)
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 ainsi que les
suivants s’appliquent.
3.1.1
activité
nombre de désintégrations nucléaires spontanées qui se produisent dans une quantité donnée de
matière pendant un intervalle de temps convenablement petit, divisé par cet intervalle de temps
[SOURCE: ISO 921:1997, 23]
3.1.2
activité volumique dans l’eau
activité par volume d’eau
Note 1 à l’article: L’activité volumique dans l’eau est exprimée en becquerels par litre.
3.1.3
activité volumique dans l’air
activité par volume d’air suivant la phase de dégazage
Note 1 à l’article: L’activité volumique dans l’air est exprimée en becquerels par mètre cube.
3.1.4
prise d’essai
partie d’un échantillon total qui est soumise aux analyses
3.1.5
coefficient de Bunsen
volume d’un gaz dissous à la température normale (273,15 K) et à la pression partielle normale (0,1 MPa),
divisé par le volume du solvant à une température T et à la pression normale (0,1 MPa)
Note 1 à l’article: Adaptée de la Référence [10], p. 239.
Note 2 à l’article: La pratique actuelle recommande d’exprimer la solubilité d’un gaz en molalité, fraction molaire
ou rapport molaire (Voir Référence [10]). Toutefois, dans de nombreuses études traitant de l’analyse du radon
dans l’eau, le coefficient de Bunsen apparaît souvent.
Note 3 à l’article: La solubilité du radon dans l’eau augmente lorsque la température de l’eau diminue (voir Annexe A).
3.1.6
mesure en continu du radon dans l’eau
mesure de l’activité volumique du radon effectuée en continu en un point donné du milieu eau
Note 1 à l’article: Cette analyse permet de suivre les variations temporelles de l’activité volumique du radon dans
l’eau au point de prélèvement.
3.1.7
échantillonnage en continu
procédé selon lequel un échantillon est prélevé de façon continue dans une masse d’eau
[SOURCE: ISO 6107-2:2006, 32; modifiée]
3.1.8
dégazage
transfert vers la phase air du radon dissous dans l’eau, généralement au moyen d’un procédé physique
2 © ISO 2013 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 8 ----------------------
ISO 13164-1:2013(F)
3.1.9
mesure directe in situ
système automatique d’analyse dont au moins la sonde de mesure est immergée dans la masse d’eau
3.1.10
échantillon ponctuel
échantillon localisé
échantillon discret prélevé dans une masse d’eau de façon aléatoire (en ce qui concerne le moment ou
l’emplacement)
3.1.11
dissolution
mélange de deux phases avec formation d’une nouvelle phase homogène
3.1.12
eau de boisson
eau potable
eau d’une qualité telle qu’elle peut être destinée à la boisson
[SOURCE: ISO 6107-1:2004, 30]
3.1.13
eau souterraine
eau qui est retenue, et qui peut généralement être récupérée, au sein d’une formation souterraine
[SOURCE: ISO 6107-1:2004, 41; modifiée]
3.1.14
échantillonnage intermittent
procédé selon lequel des échantillons d’eau sont prélevés dans une masse d’eau
3.1.15
eau de distribution
eau qui a généralement subi un traitement et qui passe dans le réseau de distribution ou dans un
réservoir de service
3.1.16
coefficient d’Ostwald
volume d’un gaz dissous à une température et une pression données divisé par le volume du solvant à la
même température et à la même pression
Note 1 à l’article: Adaptée de la Référence [10], p.1147.
Note 2 à l’article: La pratique actuelle recommande d’exprimer la solubilité d’un gaz en molalité, fraction molaire
ou rapport molaire (Voir Référence [10]). Toutefois, dans de nombreuses études traitant de l’analyse du radon
dans l’eau, le coefficient d’Ostwald apparaît souvent.
Note 3 à l’article: La solubilité du radon dans l’eau augmente lorsque la température de l’eau diminue (voir Annexe A).
3.1.17
transport du radon par perméation
transfert du radon d’un milieu vers un autre, au travers d’un milieu homogène (membrane)
3.1.18
eau brute
eau qui n’a subi aucun traitement de quelque sorte que ce soit, ou eau qui entre dans une station afin d’y
subir un traitement ou un traitement supplémentaire
[SOURCE: ISO 6107-1:2004, 59]
© ISO 2013 – Tous droits réservés 3
---------------------- Page: 9 ----------------------
ISO 13164-1:2013(F)
3.1.19
réservoir
construction, de réalisation partiellement ou totalement humaine, destinée au stockage ou à la régulation
et au contrôle de l’eau
[SOURCE: ISO 6107-2:2006, 107; modifiée]
3.1.20
eau de surface
eau qui coule, ou qui stagne, à la surface du sol
[SOURCE: ISO 6107-1:2004, 74]
3.1.21
échantillon
partie, idéalement représentative, prélevée dans une masse d’eau définie, de façon intermittente ou
continue afin d’en examiner diverses caractéristiques définies
[SOURCE: ISO 6107-2:2006, 111]
3.1.22
échantillonnage
action qui consiste à prélever une partie, considérée comme représentative, d’une masse d’eau en vue de
l’examen de diverses caractéristiques définies
[SOURCE: ISO 6107-2:2006, 114]
3.1.23
point d’échantillonnage
position précise dans une zone d’échantillonnage où sont prélevés les échantillons
[SOURCE: ISO 6107-2:2006, 117]
3.1.24
zone d’échantillonnage
étendue d’une masse d’eau où sont prélevés les échantillons
3.1.25
222
descendants à vie courte du Rn
222
radionucléides ayant une période inférieure à l’heure issus de la désintégration du radon 222 ( Rn), à
218 214 214 214
savoir: le polonium 218 ( Po), le plomb 214 ( Pb), le bismuth 214 ( Bi) et le polonium 214 ( Po)
Note 1 à l’article: Voir Figure 1.
3.1.26
mesure ponctuelle du radon dans l’eau
analyse de l’activité volumique du radon dans un échantillon discret d’eau, réalisée immédiatement ou
après un délai déterminé
Note 1 à l’article: Le résultat obtenu n’est représentatif que de l’instant du prélèvement.
3.1.27
transfert
déplacement ou transport du radon d’une phase à une autre
4 © ISO 2013 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 10 ----------------------
ISO 13164-1:2013(F)
3.2 Symboles
Pour les besoins du présent document, les symboles définis dans l’ISO 80000-10 ainsi que les suivants
s’appliquent.
c Activité volumique dans l’air suivant le dégazage, en becquerels par mètre cube
c Activité volumique dans l’eau, en becquerels par litre
A
∗
Seuil de décision, en becquerels par litre
c
A
#
Limite de détection, en becquerels par litre
c
A
Limites inférieure et supérieure de l’intervalle de confiance, en becquerels par litre
cc,
AA
c Activité volumique dans l’eau, en becquerels par litre
l
L
Coefficient d’Ostwald
T Température de l’échantillon d’eau, en degrés Celsius
HO
2
U
Incertitude élargie calculée par U = k.u( ) avec k = 2
u(c ) Incertitude-type associée au résultat de mesure
A
V Volume de la prise d’essai, en litres
α Coefficient de Bunsen
4 Principe de la méthode de mesure
222
L’isotope 222 ( Ra) du radon, est un gaz radioactif produit par la désintégration de l’isotope 226
226 238
du radium ( Ra), qui est l’un des descendants de l’uranium 238 ( U), naturellement présent dans
la croûte terrestre (voir Annexe A). La désintégration du radon 222, par l’intermédiaire d’une série
d’éléments non volatils radioactifs, donne naissance à l’isotope 206 stable du plomb (voir Figure 1)
(Référence [9]).
© ISO 2013 – Tous droits réservés 5
---------------------- Page: 11 ----------------------
ISO 13164-1:2013(F)
Figure 1 — L’uranium 238 et ses descendants
Il existe un grand nombre de méthodes différentes pour mesurer l’activité volumique du radon 222 dans
l’eau.
La mesure de l’activité volumique du radon 222 dans l’eau comprend les opérations suivantes:
— le prélèvement, dans un récipient adapté, d’un échantillon représentatif de l’eau, au temps t;
— la conservation et le transport de l’échantillon, lorsque la mesure est réalisée en laboratoire;
— la préparation de la prise d’essai par transfert du radon dissous dans l’eau vers une autre phase,
lorsqu’elle est exigée par les techniques de détection (méthode par émanométrie ou méthode par
comptage des scintillations en milieu liquide);
— la détermination de l’activité volumique du radon dans l’eau, à l’aide d’une grande variété de
techniques de détection ou à l’aide de ses descendants (voir Figure 2).
Le résultat de la mesure est exprimé en becquerels par litre.
Les méthodes spécifiées dans les différentes parties de la présente Norme internationale sont applicables
à tous les types d’eau (voir Tableau 2), et la méthode est choisie en fonction de l’objectif du mesurage
recherché (observation phénoménologique ou étude à caractère sanitaire), en tenant compte du niveau
attendu d’activité volumique du radon dans l’échantillon brut.
5 Échantillonnage
L’échantillonnage doit être effectué conformément à l’ISO 5667-1 et à l’ISO 5667-3.
Les conditions d’échantillonnage doivent être conformes à l’ISO 5667-1 et doivent également satisfaire
aux conditions spécifiées dans le Tableau 1 afin de limiter autant que possible les échanges avec
l’atmosphère et de maintenir le radon en solution dans l’échantillon d’eau.
Une étiquette doit être apposée sur le récipient pour échantillon.
6 © ISO 2013 – Tous droits réservés
---------------------- Page: 12 ----------------------
ISO 13164-1:2013(F)
Le lieu, la date et l’heure du prélèvement doivent être consignés.
−1
Lors de la mesure de très faibles niveaux d’activité volumique du radon (<10 Bq l ), éviter tout contact
de l’échantillon avec l’atmosphère lors du prélèvement.
Lorsque certaines méthodes de mesure nécessitent des précautions particulières, celles-ci sont
énumérées dans les parties correspondantes de l’ISO 13164 (par exemple lorsque des techniques par
dégazage sont utilisées, la température de l’eau doit être consignée).
6 Transport et conservation
Les conditions de transport et de conservation doivent être adaptées pour assurer l’intégrité de
l’échantillon.
La température de transport et de conservation de l’échantillon doit être inférieure à celle de l’eau au
remplissage (mais toutefois supérieure à 0 °C). Le récipient doit être protégé et bouché de sorte qu’il
ne puisse pas se rouvrir pendant le transport. Le récipient doit être emballé de manière appropriée,
notamment au voisinage de l’ouverture afin d’éviter toute fuite par le bouchage.
L’échantillon doit être analysé dès que possible après le prélèvement. Lorsqu’il est nécessaire de conserver
l’échantillon pendant une longue période avant les mesures, il doit être conservé à basse température
dans un réfrigérateur ou dans un dispositif conformément à l’ISO 5667-1 et à l’ISO 5667-3.
Compte tenu de la période radioactive du radon 222, de l’activité volumique présumée et de la sensibilité
de la méthode de mesure à utiliser, la durée du transport et de la conservation avant analyse doit être
aussi brève que possible.
L’expérience montre qu’il est essentiel que la durée entre la fin de l’échantillonnage et l’analyse ne
dépasse pas 48 h.
© ISO 2013 – Tous droits réservés 7
---------------------- Page: 13 ----------------------
ISO 13164-1:2013(F)
Légende
DSTN détecteur solide de traces nucléaires
Figure 2 — Représentation schématique des techniques de mesure
...
Questions, Comments and Discussion
Ask us and Technical Secretary will try to provide an answer. You can facilitate discussion about the standard in here.