2 Campo de Aplicação Aplica-se ao Laboratório de Radiometria Ambiental do Centro de Metrologia das Radiações do ipen.

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1 1 Objetivo Deterinar as concentrações de atividade de 10 e aostras abientais de água, epregando a contage beta de u precipitado de CrO 4 e u detector proporcional de fluxo gasoso de baixa radiação de fundo, odelo Berthold LB 770. Capo de Aplicação Aplica-se ao Laboratório de Radioetria Abiental do Centro de Metrologia das Radiações do ipen. 3 Definições e Abreviaturas 3.1 Aostra Abiental Parte de u conteúdo de interesse que vai ser subetido à análise, proveniente de u processo de aostrage no eio abiente. A aostra abiental pode ser solo, sediento, água de superfície, água subterrânea, água de chuva, ar, alientos e geral e vegetação. 3. Análise Radioquíica Conjunto de operações técnicas que visa a quantificação de u ou ais radionuclídeos e u deterinado tipo de aostra. Este eprega pré-trataento físico e quíico, adição de radiotraçador e/ou carregadores, separação radioquíica do radionuclídeo de interesse por interédio de técnicas de coprecipitação, troca-iônica ou extração co solvente, disposição e geoetria adequada e quantificação final epregando étodo radioétrico (espectroetria alfa, edida alfa e beta ), fluoriétrico ou espectrofotoétrico, e conforidade co u procediento operacional especificado. 4 Docuentos de Referência IT-LRA : Quantificação de 10. Calibração e eficiência para a geoetria de precipitado sobre papel de filtro para detector proporcional de fluxo gasoso. FM-LRA : Instruções para a coleta de aostras de água para análise de radioatividade alfa e beta, 6 Ra, 8 Ra e Procediento 5.1 Princípio do étodo As aostras abientais de água, após pré-trataento físico e quíico, são subetidas ao procediento radioquíico de deterinação de 10. Este procediento consiste e ua precipitação inicial do chubo coo sulfato co H SO 4 3M, dissolução do precipitado co ácido nitrilo tri-acético e ph básico e ua precipitação final coo CrO 4 co croato de 1 de7

2 sódio 30%. O precipitado obtido é edido e u detector proporcional de fluxo gasoso após 10 dias da precipitação. 5. Equipaentos e Acessórios - Detector Proporcional de Fluxo Gasoso de baixa radiação de fundo, arca Berthold, odelo LB Balança analítica. - Chapa aquecedora. - Agitador agnético co aqueciento. - Estufa de secage e esterilização. - Boba de vácuo. - Centrífuga co rotor para 1 tubos de capacidade de 100 L. - Balança granatária. - Micropipetador autoático de 1000µL de capacidade. - Barra agnética de agitação. - Medidor de ph. - Plaqueta de aço inox de 5c de diâetro. - Sistea de Filtração Milipore 5,0 c de diâetro. - Papel de filtro pré filtro AP0047 Milipore. - Papel de filtro qualitativo de filtrage rápida, faixa preta Reagentes e Soluções - Hidróxido de aônio concentrado. - Ácido cítrico 1M dissolver 1,15 g de ácido cítrico e água destilada e quantidade suficiente para 100L de solução. - Ácido acético glacial. - Verelho de etila dissolver 0, g de verelho de etila e 80L de álcool etílico e diluir a 100L co água destilada. - Carregador de bário - 0 g + Ba/L dissolver 3.56 g de BaCl.H O e água destilada e quantidade suficiente para 100L de solução. - Ácido nitrilo tri-acético - Titriplex I. - Ácido etileno di aino tretracético -sal dissódico (EDTA) - Titriplex III. - Ácido Nítrico 65%. de7

3 - Carregador de Chubo - 0 g + /L dissolver g de etálico e 10l de HNO 3 concentrado e H O destilada e quantidade suficiente para 100L de solução. - Ácido sulfúrico 3M diluir 166,7L de H SO 4 concentrado co H O destilada para 1 litro de solução. - Ácido sulfúrico 0,1M - diluir 5,6L de H SO 4 concentrado co H O destilada para 1 litro de solução. - Sulfato de Aônio 5 g/l - dissolver,5 g de (NH 4 ) SO 4 e H O destilada e quantidade suficiente para 100 L de solução. - Croato de sódio 30% - dissolver 30,00 g de Na CrO 4 e H O destilada e quantidade suficiente para 100L de solução. - Sulfeto de sódio 1M dissolver 7,8 g de Na S e H O destilada e quantidade suficiente para 100L de solução. - Acetato de aônio 0% - dissolver 0,00 g de acetato de aônio e H O destilada e quantidade suficiente para 100L de solução. - Acetato de aônio 40% - dissolver 40,00 g de acetato de aônio e H O destilada e quantidade suficiente para 100L de solução. - Hidróxido de sódio 6N - dissolver 4,00 g de NaOH e H O destilada e quantidade suficiente para 100L de solução. - Álcool etílico PA 50% - diluir 500,00L de álcool etílico co H O destilada para 1 litro de solução Pré-trataento das aostras - As aostras de água enviadas pelo cliente ao LRA deve estar arazenadas e galões de polietileno e aciduladas co HNO 3 de odo a anter o ph,0. O volue ínio solicitado ao cliente depende de ua análise crítica preliinar, realizada caso a caso, dependendo da concentração prevista nas aostras. - As aostras de água aceitas sob estas condições são filtradas e papel de filtro de fibra de vidro co 0,45 µ de diâetro de poro, sendo analisados apenas os constituintes solúveis. O aterial particulado e suspensão é apenas ensaiado quando solicitado expressaente pelo solicitante. - E alguns casos, devido às baixas concentrações, as aostras são pré-concentradas e chapa aquecedora, para redução do volue. De u odo geral, os volues préconcentrados são reduzidos de L para 1 L, quando inicia-se a etapa de separação radioquíica. As análises são realizadas e duplicata Procediento Radioquíico - Transferir 1 L da aostra para béquer de L e adicionar co icropipetador 1 l de carregador de Ba + e 1 L de carregador de +. 3 de7

4 - Adicionar gotas de verelho de etila e 7 L de ácido cítrico 1 M. Adicionar NH 4 OH conc. lentaente até a virada do indicador, sob agitação forte. - Aquecer a solução até a ebulição, adicionar 50 L de H SO 4 3 M sob agitação vigorosa. Deixar decantar até o dia seguinte. - Decantar o sobrenadante, transferir o precipitado para u tubo de centrifuga de 100 L co auxílio de água destilada. Centrifugar a 000 rp por 10 inutos e descartar a solução. Lavar o precipitado co H SO 4 0,1 M e repetir a centrifugação e o descarte da solução. - Adicionar ao precipitado,0 g de titriplex, 40L de H O destilada e 7L de NaOH 6 M. Aquecer e banho-aria para dissolver ente o precipitado. - Adicionar ainda e banho-aria 3 gotas de verelho de etila, 5 L de (NH 4 ) SO 4 e ácido acético glacial lentaente sob agitação até a virada do indicador. - Deixar e banho-aria por aproxiadaente 30 inutos e deixar decantar até o dia seguinte. - Centrifugar a 000 rp por 10 inutos, a solução é reservada para a deterinação de 10 e o precipitado para deterinação de 6 Ra e 8 Ra. Lavar o precipitado co acetato de aônio 0% e centrifugar novaente. Juntar esta solução de lavage à prieira reservada para a deterinação de Aquecer a solução obtida no ite anterior a ebulição e banho-aria e adicionar 1 L de Na S 1 M. Deixar e aqueciento por ais 10 inutos. - Centrifugar a 000 rp por 30 inutos e descartar a solução. Lavar o precipitado co água destilada e repetir a centrifugação e o descarte da solução. - Adicionar ao precipitado a quente, gotas de HNO 3 conc. até dissolver o sulfeto de chubo. - Filtrar a solução e papel de filtro qualitativo faixa preta para béquer de 50 L e ajustar o ph entre 4,5 e 5,0 co acetato de aônio 40%. - Aquecer a solução a ebulição e adicionar,5 L de Na CrO 4 30%. Anotar o dia da precipitação. - Filtrar e sistea de filtração a vácuo Milipore co pré-filtro de fibra de vidro AP0047. Lavar as paredes do béquer e do filtro Milipore co solução de álcool etílico PA 50%. - Deterinar o rendiento quíico do procediento gravietricaente pesando prieiro o papel de filtro se o precipitado e depois co o precipitado após o eso ter sido secado por 30 inutos a 100 o C e estufa de secage e esterilização, onde 100% de rendiento quíico corresponderão a 31,4 g de CrO 4. - Após a deterinação do rendiento quíico o precipitado é colocado e plaqueta de aço inox, coberto co folha de ylar e após dez dias da precipitação a atividade beta de seu produto de decaiento, 10 Bi, é edida e detector proporcional de fluxo gasoso por 400 inutos. 4 de7

5 5.6.Cálculos A concentração de atividade de 10 nas aostras é calculada pela equação: C Rn 60 Rq Ef Bg ( 10 ) λt β V (1 e ) Onde C concentração da aostra e Bq L -1 Rn taxa de contage beta da aostra (cp). Bg taxa de contage da radiação de fundo beta (cp). 60 fator de conversão co dps -1. Rq rendiento quíico. Efβ eficiência de contage beta (cps dps -1 ). V volue da aostra (L). λ 10 0,138 d -1. t tepo desde a precipitação até a contage (d). 5.7.Estiativa das Incertezas A incerteza da concentração é calculada pela fórula: Rn + Bg Rq EF C C + ( ) + ( ) + V ( ) ( Rn Bg) Rq Ef V onde: a) Contribuição da incerteza da edida da aostra: Rn b) Contribuição da incerteza da edida da radiação de fundo: Bg 5 de7

6 c) Contribuição da incerteza do rendiento quíico: Rq A contribuição da incerteza dos coponentes nos procedientos de pesage é: calibração da balança, flutuações das condições abientais e as incertezas associadas a assas. Assue-se que a incerteza rão na deterinação da assa é: x10-4 g (Eurache, 1995). Rq Rq rec carr rec carr ( ) + ( ) rec carr d) Contribuição da incerteza da eficiência: Ef Rn Bg 60 A Rq A Rq ( ) ( Rn Bg) A Rq Rn + Bg Ef + ( ) + d.1) Incerteza na contage do rão: Rn d.) Incerteza na contage da radiação de fundo: Bg BG BG d.3) Incerteza na atividade do rão: A ( ) + ( pesagens) certificado ( pesagens) n ( édia) d.4) Incerteza do rendiento quíico: Rq rec carr Rq Rq rec carr ( ) + ( ) rec carr e) Contribuição da incerteza do volue: 6 de7

7 V ( proveta) + ( edidas) ( proveta ) certificad o ( edidas) ( édia) n 5.8.Deterinação da atividade ínia detectável A atividade ínia detectável (AMD) é dada por: Onde: AMD AMD atividade ínia detectável (Bq L -1 ). Rn contage de u branco do processo. Tc tepo de edida (s). EF eficiência de contage (cps dps -1 ). RQ rendiento quíico Q quantidade de aostra (L).,71 + 4,66 x Tc x EF x RQ 4,66 valor tabelado que corresponde a u risco pré-selecionado de que existe u certo nível de atividade na aostra, quando na realidade não existe e de que não existe atividade presente na aostra quando na realidade existe, considerando-se u nível de confiança de 95%.,71 fator de correção da distribuição Rn x Q 5.9. Reprodutibilidade do Método A precisão e exatidão do étodo foi calculada co o rão da Agência Internacional de Energia Atôica IAEA-307 Sea Plant. A precisão do étodo encontrada foi de 18% e exatidão de 13%. O cáculo da precisão e exatidão do étodo é feita seestralente. O étodo é validado participando três vezes por ano do Prograa Nacional de Intercoporação PNI, coordenado pelo IRD CNEN/RJ. 6. Referências Quantifying Uncertainty in Analytical Measureents, 1 st edn. EURACHEM Guide, LGG Inforation Services, Teddington, Middlesex (1995). Revisão Elaborado Aprovado Data 09 Sandra R. Daatto Moreira Barbara P. Mazzilli Responsável pelo LRA 03/11/008 7 de7