--- title: "\"Методические указания по определению содержания стронция-90 в пробах пресной воды\"" issuer: "Государственный комитет СССР по гидрометеорологии и контролю природной среды" status: действует canonical: "https://bukva.ai/docs/metodicheskie-ukazaniya-po-opredeleniyu-goskomgidromet-sssr-2" --- ## "Методические указания по определению содержания стронция-90 в пробах пресной воды" # "Методические указания по определению содержания стронция-90 в пробах пресной воды" (утв. Госкомгидрометом СССР 17.03.1989)
Утверждаю
Председатель
Межведомственной комиссии
по радиационному контролю
природной среды
**Ю.А.ИЗРАЭЛЬ**
Одобрено
Методической секцией Межведомственной
комиссии по радиационному контролю
природной среды при Госкомгидромете СССР
17 марта 1989 года
**МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ** **ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ СОДЕРЖАНИЯ СТРОНЦИЯ-90 В ПРОБАХ ПРЕСНОЙ ВОДЫ** В составлении и экспертной оценке Методических указаний принимали участие: от Госкомгидромета СССР - НПО "Тайфун", ЛАМ, ИПГ; от АН СССР - ГЕОХИ; от Госагропрома СССР - ЦИНАО, ВНИИПТИХИМ; от Госстандарта СССР - НПО "ВНИИФТРИ". ## ПРИНЦИП МЕТОДА Радиохимическое определение стронция-90 из проб пресной воды основано на осаждении карбонатов щелочноземельных металлов или на сорбции катионов смолой КУ-2-8 чс [[1]](#p100130), очистке от радионуклидов, мешающих определению стронция-90, путем последовательного осаждения гидроокисей. Окончательное определение стронция-90 проводится по дочернему продукту - иттрию-90 после накопления и выделения последнего с носителем стабильного иттрия. Выход носителя стронция определяется пламенно-фотометрическим методом или по естественному стабильному кальцию, находящемуся в воде, трилонометрически титрованием. Одновременное определение выходов кальция стронция в ходе указанных методов концентрирования и последующего радиохимического анализа показали, что выходы этих элементов практически совпадают (расхождение не превышает 15%). ## АППАРАТУРА, ПОСУДА И МАТЕРИАЛЫ Низкофоновая установка для радиометрии бета-излучения <*>. --- <*> В случае отсутствия низкофоновой установки можно использовать приборы типа РКБ4-1е М. Пламенный фотометр любой марки или атомно-абсорбционный спектрофотометр с пламенной ионизацией. Весы лабораторные аналитические по ГОСТ 19491-74. Весы лабораторные технические (ВЛКТ-500). Шкаф сушильный термостатируемый по ГОСТ 3765-55. Плитка электрическая по ГОСТ 14919-83. Лампа зеркальная ЗМ-8, 220 х 500, для сушки проб. Центрифуга ЦЛС-3 или ТУ 5-375-4260-76. Центрифуга ОПН клиническая. 3 Штатив металлический. Эксикатор. Посуда стеклянная термостойкая мерная фарфоровая: стаканы по ГОСТ 10394-72 емкостью 50, 100, 150, 200, 500 и 1000 куб. см; воронки по ГОСТ 8613-75 диаметром 5, 10 см; колбы конические по ГОСТ 1770-74 емкостью 250, 500 и 1000 куб. см. Стеклянные капельницы емкостью 50 куб. см. Бюксы объемом 40 куб. см. Стеклянные палочки длиной 30 см (толстые) и 15 см (тонкие). Капилляры стеклянные диаметром 0,6 см. Посуда мерная лабораторная стеклянная: пипетки - 1, 2, 5 и 10 куб. см; бюретки - 25, 50 и 100 куб. см; колбы мерные - 50, 100, 500 и 1000 куб. см. Центрифужные пробирки на 10 куб. см и 100 куб. см. Тигли фарфоровые N 2, 5 и 6. Реактивы и материалы: Аммоний углекислый по [ГОСТ 3770-75](https://bukva.ai/docs/postanovlenie-gost-3770-75), х.ч., насыщенный раствор. Аммиак водный по ГОСТ 3760-79, ч.д.а., раствор безугольного аммиака. Натрий углекислый по ГОСТ 83-79, ч.д.а., 20-процентный раствор. Кислота соляная по ГОСТ 3118-77, х.ч., растворы 2 и 6 моль/л. Стронций азотнокислый по ГОСТ 5429-74, ч.д.а., растворы 10 и 25 мг/куб. см в расчете на металл. Кальций азотнокислый, 4-водный по ГОСТ 4142-66, ч.д.а., раствор 50 мг/куб. см в расчете на металл. Железо хлорное, 6-водное по [ГОСТ 4147-74](https://bukva.ai/docs/gost-4147-74), ч.д.а., раствор 10 мг/куб. см в расчете на металл. Перекись водорода по ГОСТ 10929-64, х.ч. Барий хлористый по [ГОСТ 4108-72](https://bukva.ai/docs/gost-4108-72), х.ч., раствор 20 мг/куб. см на металл. Кислота уксусная по ГОСТ 61-75, х.ч., раствор 6 моль/л. Аммоний уксуснокислый по ГОСТ 3117-78, ч.д.а., раствор 3 моль/л. Натрий хромовокислый, 4-водный по ТУ 6-09-91-84, ч.д.а., раствор 3 моль/л. Иттрий хлористый, 6-водный по ТУ 6-09-4474, х.ч., раствор 7,5 мг/куб. см в расчете на металл. Кислота щавелевая по ГОСТ 22180-76, х.ч., насыщенный раствор. Бумага индикаторная универсальная. Индикатор метиловый оранжевый. Индикатор хромаген. Индикатор мурексид, ч.д.а. Цинк металлический по ГОСТ 989-62, ч.д.а. Натрий гидроокись по ГОСТ 4328-66, ч.д.а. Аммоний хлористый по ГОСТ 3773-60, ч.д.а. Спирт этиловый по [ГОСТ 18300-72](https://bukva.ai/docs/gost-18300-72-gosstandart-sssr). Бумага индикаторная универсальная. Фильтры бумажные беззольные "белая лента" диаметром 5, 7, 9, 12, 15 см. Бумага фильтровальная лабораторная по ГОСТ 12026-66. Шланг резиновый медицинский с внутренним диаметром 0,5 и 1,0 см. Безугольный аммиак готовят следующим способом: 50 г азотнокислого кальция растворяют в 300 куб. см дистиллированной воды, и добавлением 20-процентного раствора гидроокиси натрия осаждают гидроокись кальция, осадок с раствором оставляют на 24 часа. Затем отфильтровывают осадок на воронке с фильтром "белая лента", промывают 3 - 4 раза по 50 куб. см аммиачной водой (1:10). Осадок переносят в стакан, разбавляют водой до 600 куб. см, взбалтывают 5 раз в течение дня и оставляют отстаиваться. 200 куб. см осветленного раствора приливают к 800 куб. см концентрированного аммиака и оставляют на 4 суток, после чего безугольный аммиак готов к употреблению. Безугольный аммиак можно получить также следующим образом. В эксикатор наливают концентрированный аммиак и на подставку помещают стаканы с прокипяченной водой. Время насыщения воды 3 суток. ## АНАЛИЗ ПРОБ ПРЕСНОЙ ВОДЫ ПОВЫШЕННОЙ АКТИВНОСТИ -10 (SUM бета-активность >= 4 х 10 Ки/л) 1. Пробу воды объемом 1 л переносят в химический термостойкий стакан, приливают по 2 куб. см растворов азотнокислого стронция и кальция (50 мг в расчете на металл каждого), подогревают до температуры 80 - 90 °С и при перемешивании приливают 50 куб. см 20-процентного раствора углекислого натрия, продолжая перемешивать при подогреве 15 - 20 мин. После этого пробу снимают с электроплитки и оставляют для коагуляции и отстоя осадка на 6 - 8 часов, но лучше на ночь. 2. Осветленную часть раствора декантируют, а осадок отфильтровывают на воронке с фильтром "белая лента" или отделяют центрифугированием на центрифуге ЦЛС-3. 3. Осадок карбонатов на фильтре или в центрифужной пробирке, а также в стакане, в котором проводилось осаждение карбонатов, растворяют минимально возможным количеством 6 моль/л соляной кислоты. Фильтр на воронке промывают 30 - 40 куб. см дистиллированной воды. Раствор после растворения осадка в центрифужной пробирке переносят в стакан 30 - 40 куб. см дистиллированной воды. Общий объем раствора должен быть 50 - 60 куб. см. 4. В раствор, полученный после растворения карбонатов, вносят 1 куб. см хлорного железа (10 мг в расчете на металл), <...> куб. см 30-процентной перекиси водорода и кипятят 10 - 15 мин. для удаления CO , добавляют 2 небольшими порциями безугольный аммиак до образования гидроокисей, контролируя реакцию раствора с помощью индикаторной бумаги (рН = 7,5 - 8,0). 5. Из горячего раствора после коагуляции осадок отфильтровывают через фильтр "белая лента, промывают 2 раза по 10 - 15 куб. см горячей дистиллированной воды без CO , содержащей 3 - 4 капли аммиака. Осадок 2 отбрасывают. При анализе проб, загрязненных "свежими" продуктами деления, см. [примечание 1](#p100100). 6. К раствору приливают аммиак до рН = 9 - 10 и затем насыщенный раствор углекислого аммония в количестве, равном объему пробы. Пробу греют при температуре 80 - 90 °С в течение часа, затем охлаждают. Осветленную часть раствора декантируют, осадок отфильтровывают на воронке с фильтром "белая лента", промывают 2 раза по 15 - 20 куб. см дистиллированной воды. Раствор отбрасывают. 7. Осадок на фильтре растворяют минимально возможным количеством 6 моль/л соляной кислоты в стакан, в котором проводилось осаждение карбонатов. Фильтр промывают 50 куб. см дистиллированной воды. 8. В раствор вносят 1 куб. см хлорного железа (10 мг в расчете на металл), 0,5 куб. см 30-процентной перекиси водорода и повторяют операции [пунктов 4](#p100075) и [5](#p100076). Время отделения второго осадка гидроокиси железа записывают и считают за начало накопления иттрия-90. Осадок отбрасывают. 9. Фильтрат подкисляют 1 - 2 куб. см 6 моль/л соляной кислотой, вносят носитель иттрия (15 мг в расчете на металл) и оставляют для накопления иттрия-90. 10. Через 14 суток раствор кипятят 15 - 20 мин. для удаления CO и 2 осаждают гидроокись иттрия безугольным аммиаком при рН = 7,5 - 80 (см. [примечание 2](#p100101)). 11. Горячий раствор с осадком фильтруют через фильтр "белая лента" или центрифугируют, осадок промывают 2 раза по 8 - 9 куб. см горячей дистиллированной воды с добавлением 2 - 3 капель аммиака. Время отделения иттрия от стронция записывают. Фильтрат и промывные воды объединяют и оставляют для определения химического выхода стронция (см. [примечания 3](#p100125), [4](#p100126)). 12. Осадок на фильтре или в центрифужной пробирке растворяют в минимальном объеме 6 моль/л соляной кислоты. Фильтр промывают 2 раза по 3 куб. см подкисленной дистиллированной воды и вносят 1 куб. см раствора хлорида или нитрата стронция (5 - 10 мг в расчете на металл). 13. Раствор нагревают на водяной бане и повторяют осаждение гидроокиси иттрия безугольным аммиаком при рН = 7,5 - 8,0. 14. Раствор с осадком центрифугируют, раствор отбрасывают, осадок промывают 2 раза горячей дистиллированной водой без CO с добавлением 2 - 3 2 капель аммиака. Центрифугируют и промывные воды отбрасывают. 15. Осадок в центрифужной пробирке растворяют в минимальном объеме 1 моль/л соляной кислоты, добавляя кислоту по каплям до полного растворения осадка. 16. К полученному раствору (1 - 1,5 куб. см) добавляют насыщенный раствор щавелевой кислоты до объема 8 - 10 куб. см и ставят на водяную баню для коагуляции осадка оксалата иттрия (10 минут). 17. Осадок оксалата иттрия отделяют центрифугированием, раствор сливают, а осадок промывают 2 раза по 8 - 9 куб. см горячей дистиллированной воды, затем 2 раза по 4 - 5 куб. см этилового спирта. Раствор и промывные воды отбрасывают. 18. К осадку в центрифужной пробирке приливают несколько раз по 0,5 куб. см этилового спирта и количественно с помощью капилляра переносят на предварительно взвешенную алюминиевую подложку (d = 2 см), сушат под зеркальной лампой до постоянного веса при температуре 40 - 50 °С. 19. Осадок с подложкой взвешивают для определения химического выхода стабильного иттрия. 20. Подложку с осадком заклеивают папиросной бумагой или калькой и измеряют на низкофоновой бета-радиометрической установке. 21. Проверка радиохимической чистоты выделенного препарата сводится к определению периода полураспада его и сравнению с периодом полураспада иттрия-90. Схема анализа приведена на рис. 1 (здесь и далее рисунки не приводятся). ## АНАЛИЗ ПРОБ ПРЕСНОЙ ВОДЫ ОБЪЕМОМ 10 - 20 Л -10 (SUM бета-активность < 4 х 10 Ки/л) В соответствии с [[1]](#p100130) для рек и водоемов с содержанием кальция больше 20 мг/л концентрат после первичной обработки представляет собой осадок карбонатов в основном щелочноземельных металлов, для рек и водоемов с содержанием кальция меньше 20 мг/л это ионообменная смола КУ-2-8 чс (см. [примечания 5](#p100128) - 7). В первом случае после отстоя пробы и декантации осветленной части раствора карбонатный осадок отделяют центрифугированием или фильтрованием через фильтр "белая лента" и промывают 200 куб. см дистиллированной воды. Далее пробу анализируют по вышеописанной методике для проб с повышенной активностью, начиная с [п. 3](#p100074). Во втором случае смолу извлекают из ионообменной колонки в фарфоровый тигель (N 6 или N 5), сушат под зеркальной лампой, прокаливают в муфельной печи при температуре 550 - 600 °С в течение 6 - 8 часов. После охлаждения зольный остаток переносят в химический термостойкий стакан объемом 150 куб. см, заливают 100 куб. см насыщенного раствора углекислого аммония и кипятят в течение 2 - 3 часов при периодическом перемешивании. После охлаждения осадок отделяют центрифугированием или фильтрованием через фильтр "белая лента". Осадок промывают 200 куб. см дистиллированной воды. Раствор отбрасывают. Осадок обрабатывают 20 - 30 куб. см моль/л соляной кислоты и анализируют по вышеописанной методике для проб с повышенной активностью, начиная с [п. 4](#p100075). Схема анализа приведена на рис. 2. Примечания: 1. При анализе проб воды, отобранных после "свежих" выпадений (до 4 месяцев), необходима радиохимическая очистка стронция от бария. В раствор, полученный после отделения первого осадка гидроокиси железа [(п. 5)](#p100076), вносят 1 куб. см хлористого бария (20 мг в расчете на металл), 1 - 2 капли индикатора метилового оранжевого, по каплям 2 моль/л раствор соляной кислоты до розового цвета, затем еще 1 - 2 капли этой кислоты и добавляют 10 куб. см буферной смеси (2 куб. см 6 моль/л уксусной кислоты и 8 куб. см 3 моль/л уксуснокислого аммония). Раствор нагревают почти до кипения и добавляют 2 куб. см 3 моль/л раствора хромовокислого натрия. Нагревание продолжают (потирая стеклянной палочкой по стенкам стакана) до образования осадка и осветления раствора (30 - 40 мин.). В пробу еще раз приливают 1 куб. см хлористого бария и нагревают в течение 30 - 40 мин. Пробу охлаждают, осадок отфильтровывают через фильтр "белая лента" и промывают 2 раза по 10 - 15 куб. см 0,6-процентного уксусного аммония. Осадок отбрасывают. Анализ продолжают с [пункта 6](#p100078). 2. При необходимости быстрого получения результатов выделение иттрия-90 можно проводить через 3 - 5 суток, не дожидаясь равновесия стронция-90 и иттрия-90. При расчете содержания стронция-90 следует вносить поправку - коэффициент, учитывающий накопление иттрия-90 (см. табл. 1).
Таблица 1
**ЗНАЧЕНИЯ ПОПРАВОЧНЫХ КОЭФФИЦИЕНТОВ**
**НА РАСПАД И НАКОПЛЕНИЕ ИТТРИЯ-90**
| Время (час.) | Поправка на распад -лямбда t (l ) | Поправка на накопление -лямбда t (1 - l ) | | --- | --- | --- | | 3 | 0,97 | 0,03 | | 6 | 0,93 | 0,07 | | 9 | 0,91 | 0,09 | | 12 | 0,88 | 0,12 | | 24 | 0,77 | 0,23 | | 36 | 0,68 | 0,32 | | 48 | 0,59 | 0,41 | | 64 | 0,5 | 0,5 | | 72 (3 сут.) | 0,47 | 0,53 | | 96 (4 сут.) | 0,35 | 0,65 | | 120 (5 сут.) | 0,27 | 0,73 | | 144 (6 сут.) | 0,20 | 0,80 | | 168 (7 сут.) | 0,17 | 0,84 | | 192 (8 сут.) | 0,12 | 0,88 | | 216 (9 сут.) | 0,09 | 0,91 | | 240 (10 сут.) | 0,07 | 0,93 | | 264 (11 сут.) | 0,06 | 0,94 | | 288 (12 сут.) | 0,04 | 0,96 | | 312 (13 сут.) | 0,03 | 0,97 | | 360 (15 сут.) | 0,02 | 0,98 | 3. Фильтрат, полученный по [п. 8](#p100080), подкисляют 1 куб. см 6 моль/л соляной кислотой, переносят в мерную колбу емкостью 100 куб. см и доводят дистиллированной водой до метки, тщательно перемешивают, отбирают пипеткой 1 куб. см в мерную колбу на 50 куб. см и разбавляют водой до метки. Этот раствор перемешивают и используют для определения выхода стронция пламенно-фотометрическим методом на приборе AAS-1N. 4. Если при предварительной обработке проб объемом 10 - 20 л носитель стабильного стронция не вносился, то выход стронция-90 в ходе анализа определяют по выходу кальция путем титрования раствора из мерной колбы на 50 куб. см (примечание 4) трилоном Б. Данные об исходном содержании кальция в воде в каждой пробе должны быть получены из соответствующей территориальной гидрохимической лаборатории, если первичная обработка проводилась не в спецлаборатории. 5. В случае отсутствия указанной ионообменной смолы концентрирование стронция-90 из воды с содержанием кальция меньше 20 мг/л можно проводить путем осаждения карбонатов, предварительно добавив в пробу кальций в количестве 100 - 200 мг в расчете на металл. При определении выхода трилонометрическим методом в пробу должен добавляться титрованный раствор кальция. 6. При определении выхода радиоактивного стронция в ходе анализа пламенно-фотометрическим методом по предварительно внесенному в пробу стабильному стронцию осаждение карбонатов можно (и это проще) проводить 20-процентным раствором углекислого натрия (400 куб. см на 10 л воды). 7. [1] Инструкция по отбору проб пресной воды и их первичной обработке для определения содержания радионуклидов.
Расчет содержания стронция-90
N K A = ------------------------------, Ки/л, 10 3,7 х 10 a х b х V х f х f 1 2 где: N - скорость счета образца за вычетом фона (имп./сек.); V - объем пробы; K - коэффициент перехода к абсолютной активности, учитывающий эффективность регистрации аппаратуры и самопоглощение излучения в слое образца; a - выход носителя стронция в долях единицы; b - выход носителя иттрия в долях единицы; f - коэффициент, учитывающий накопление иттрия-90 от момента 1 гидроокисной очистки до момента отделения гидроокиси иттрия; f - коэффициент, учитывающий распад иттрия-90 от момента отделения 2 гидроокиси иттрия к моменту измерения бета-излучения. ---