Stanovení distribučního koeficientu radionuklidů v systému sediment povrchová voda a nerozpuštěné látky povrchová voda CERTIFIKOVANÁ METODIKA Eva Juranová a Eduard Hanslík Praha, 2014
CERTIFIKOVANÁ METODIKA Stanovení distribučního koeficientu radionuklidů v systému sediment povrchová voda a nerozpuštěné látky povrchová voda Autoři: Ing. Eva Juranová Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka, veřejná výzkumná instituce, Podbabská 30, 160 00 Praha 6 Univerzita Karlova v Praze, Přírodovědecká fakulta, Ústav pro životní prostředí, Albertov 6, 128 43 Praha 2 tel.: +420 220 197 335, email: eva_juranova@vuv.cz Ing. Eduard Hanslík, CSc. Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka, veřejná výzkumná instituce, Podbabská 30, 160 00 Praha 6 tel.: +420 220 197 269, email: eduard_hanslik@vuv.cz Oponenti: Ing. Jan Horyna, CSc. Státní úřad pro jadernou bezpečnost, Senovážné nám. 9, 110 00 Praha 1 tel.: +420 221 624 448, email: jan.horyna@sujb.cz Ing. Petr Pecha, CSc. Ústav teorie a automatizace, AVČR, v.v.i., Pod vodárenskou věží 4, 182 08 Praha 8 tel.: +420 266 052 009, email: pecha@utia.cas.cz Dedikace: Certifikovaná metodika vznikla za finanční podpory Ministerstva vnitra České republiky v rámci řešení projektu č. VG20122015088. Rok uplatnění: 2014 Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka, veřejná výzkumná instituce, Praha, 2014
OBSAH 1 CÍL METODIKY... 1 2 TEORETICKÝ ÚVOD... 2 3 VLASTNÍ POPIS METODIKY... 3 3.1 Použitelnost metody... 3 3.2 Princip metody... 3 3.3 Bezpečnost práce... 3 3.4 Odběr a uchování vzorků... 3 3.5 Chemikálie sledované radionuklidy... 4 3.6 Přístroje a zařízení... 4 3.7 Pracovní postup... 4 3.7.1 Pracovní postup pro systém sediment-voda... 4 3.7.2 Pracovní postup pro systém nerozpuštěné látky-voda... 5 3.8 Vyhodnocení dat... 5 3.8.1 Vyhodnocení vlivu přídavku pracovních roztoků... 5 3.8.2 Vyhodnocení slepého stanovení... 6 3.8.3 Vyhodnocení distribučního koeficientu... 6 3.9 Ověření metodiky... 6 3.9.1 Použité radionuklidy... 6 3.9.2 Vzorky sedimentů a povrchových vod... 6 3.9.3 Parametry postupu stanovení... 8 3.9.4 Analýza sledovaných radionuklidů... 8 3.9.5 Výpočet distribučního koeficientu... 8 3.10 Pracovní charakteristiky metody... 9 3.10.1 Správnost metody... 9 3.10.2 Rozsah metody a mez stanovitelnosti... 9 3.10.3 Opakovatelnost metody... 9 4 SROVNÁNÍ NOVOSTI POSTUPU... 10 5 POPIS UPLATNĚNÍ CERTIFIKOVANÉ METODIKY... 11 6 SEZNAM SOUVISEJÍCÍ POUŽITÉ LITERATURY... 12 7 SEZNAM PUBLIKACÍ, KTERÉ PŘEDCHÁZELY METODICE... 13
1 CÍL METODIKY Dílčím cílem projektu č. VG20122015088 podporovaného Ministerstvem vnitra České republiky bylo vyvinout a optimalizovat metodu pro stanovení distribučního koeficientu, parametru pro popis sorpce radioaktivních látek na pevnou fázi v hydrosféře. Metodika je zaměřena na sorpci umělých radionuklidů v systému sediment-povrchová voda a nerozpuštěné látky-povrchová voda. Vypracovaná metodika má za cíl určení jednotného postupu stanovení distribučních koeficientů tak, aby získané výsledky byly srovnatelné a reprezentativní. Takto získaná data mohou být využita pro odhad dopadů lidské činnosti na životní prostředí a pro modelování migrace radioaktivního znečištění v hydrosféře. 1
2 TEORETICKÝ ÚVOD Při kontaminaci hydrosféry radioaktivními látkami hraje jejich sorpce na pevnou fázi důležitou roli. Způsob migrace radionuklidů ve vodním toku je ovlivněn především jejich schopností sorbovat se na dnové sedimenty a na nerozpuštěné látky obsažené ve vodě, a také na biomasu vodní flóry a fauny. Při pohybu vodních mas dochází ke změnám typu proudění vody. V oblasti vodních nádrží dochází ke zpomalení toku a zvýšení míry sedimentace nerozpuštěných látek unášených vodou. Spolu s nimi se usazují i látky na nich sorbované a stávají se součástí dnových sedimentů. Dochází tak k jejich fixaci a vyřazení z potravních řetězců. Za určitých podmínek může dojít k jejich desorpci a opětovnému uvolnění do vodné fáze. V časné fázi kontaminace hydrosféry tedy sorpce znečišťujících látek na nerozpuštěné látky a sedimenty působí snížení kontaminace toku, později je případně možné očekávat postupné (částečné) uvolnění znečištění zpět do toku remobilizaci radioaktivních látek. Sorpce je složitý a komplexní proces, obecně závislý na množství faktorů. Významný vliv na sorpční vlastnosti sedimentů má především zrnitost a chemické složení sedimentu a také jeho množství ve směsi. Vlastnosti sorbované látky také značně ovlivňují její sorpční schopnosti, především je to chemická forma látky a velikost a náboj iontů. Forma výskytu látky i vlastnosti sedimentů závisí na okolním prostředí: na hodnotě ph nebo na přítomnosti dalších látek v roztoku. Významný vliv může mít i teplota. Sorpční proces zpočátku probíhá poměrně rychle, postupem času se zpomaluje a po určité době je dosaženo stavu dynamické rovnováhy, kdy se již množství radionuklidu sorbovaného na pevné fázi a jeho koncentrace v roztoku nemění. V rovnovážném stavu bývá rozdělení radionuklidu mezi vodnou a pevnou fázi vyjadřováno distribučním koeficientem: K D = a e c e kde K D je distribuční koeficient [l kg -1 ] a e rovnovážná hmotnostní aktivita radionuklidu adsorbovaná na pevné fázi [Bq kg -1 ] c e rovnovážná objemová aktivita radionuklidu ve vodné fázi [Bq l -1 ] Jedná se o jednoduchý ukazatel, který je specifický pro sorpci dané látky na daný sorbent za určitých podmínek. Jeho hodnota může být ovlivněna podmínkami laboratorního stanovení. Následující postup by měl stanovit podmínky tak, aby výsledky byly nejen porovnatelné, ale také co nejblíže k reálnému přírodnímu prostředí. (1) 2
3 VLASTNÍ POPIS METODIKY 3.1 Použitelnost metody Metoda je především určena pro popis sorpce umělých radionuklidů na rozhraní sedimentpovrchová voda a nerozpuštěné látky-povrchová voda. Metodu lze použít pro různé radioizotopy v případě vhodné analytické koncovky. Metoda může být použitelná i pro jiné (neradioaktivní) látky v případě, že budou pokusně ověřeny podmínky stanovení (především kinetika doba, která je nutná pro dosažení rovnovážného stavu). 3.2 Princip metody Distribuční koeficient je stanovován certifikovanou metodikou pomocí vsádkových pokusů. Do pokusných nádob je dávkován sediment a povrchová voda (případně povrchová voda s obsahem nerozpuštěných látek) a sledované radionuklidy. Tato směs je promíchávána do dosažení sorpční rovnováhy. Poté jsou jednotlivé fáze odděleny a je v nich změřen obsah sledovaných radionuklidů. Rozdělení radionuklidů mezi pevnou a vodnou fázi je experimentálně stanoveno pro několik úrovní aktivit sledovaných radionuklidů. Distribuční koeficient je vypočítán jako směrnice závislosti množství radionuklidu sorbovaného na pevné fázi na koncentraci radionuklidu rozpuštěného ve vodné fázi pomocí lineární regrese naměřených dat. 3.3 Bezpečnost práce Při práci je nutné dbát všech principů bezpečnosti práce v laboratoři a principů radiační ochrany. Doporučuje se využití osobních ochranných prostředků, zvláště rukavic. Při likvidaci zbytkových materiálů po stanovení a změřených vzorků, je nutno posoudit obsah radioaktivních látek v nich z hlediska Vyhlášky SÚJB č. 307/2002 Sb. o radiační ochraně, ve znění pozdějších předpisů [1] a případně s nimi nakládat jako s radioaktivním odpadem. 3.4 Odběr a uchování vzorků Pro experimenty v systému sediment voda je použit vzorek sedimentu vždy s příslušným vzorkem povrchové vody, odebraným ve stejném profilu za podmínek, které se výrazně neliší. Pro stanovení sorpčních vlastností nerozpuštěných látek je nezbytné provést odběr vzorku povrchové vody (s nerozpuštěnými látkami) za normálních podmínek v toku, tj. nikoliv za zvýšených nebo naopak extrémně nízkých průtoků, které by významně mohly ovlivnit obsah nerozpuštěných látek ve vodě. Ideálně by měla odebraná voda mít obsah nerozpuštěných látek blízký k obvyklé hodnotě v daném profilu. Pokud vzorky sedimentů a povrchových vod nejsou zpracovány ihned po převozu do laboratoře, je potřeba je uchovávat v chladničce, nejdéle však po dobu jednoho měsíce. Pokud je nezbytně nutné uchovávat sedimenty delší dobu, je možno je zmrazit. Před použitím je nutné je zvolna rozmrazit v chladničce. 3
3.5 Chemikálie sledované radionuklidy K pokusným vzorkům jsou přidávány zájmové radionuklidy. Výběr i aktivita sledovaných radionuklidů by měl být určen s ohledem na účel stanovení distribučního koeficientu. Dávkované množství radionuklidů by mělo vycházet z předpokládaných objemových aktivit v systému a série experimentů by nejlépe měla obsahovat pokusné nádoby s několika počátečními aktivitami podle očekávaného rozsahu hodnot, pokud je to možné. Stanovení distribučního koeficientu na základě pouze jedné počáteční aktivity je nutno považovat pouze za odhad tohoto parametru. Pracovní roztoky přidávaných radionuklidů mají být připraveny tak, aby jejich přídavek k pokusné směsi neznamenal významnou změnu objemu směsi nebo jejích vlastností (ph, obsah iontů). 3.6 Přístroje a zařízení P-1. Chladnička pro uchování vzorků P-2. Váhy analytické P-3. Předvážky odpovídajícího rozsahu P-4. Třepačka překlopná P-5. Měřidlo času P-6. Teploměr se záznamníkem naměřených hodnot P-7. ph metr P-8. Konduktometr P-9. Laboratorní skleněné zařízení pro vakuovou filtraci P-10. Zařízení pro analýzu oddělených fází, vhodné pro stanovení sledovaných radionuklidů. 1 P-11. Centrifuga P-12. Laboratorní sušárna P-13. Běžné laboratorní sklo a vybavení 3.7 Pracovní postup Experimenty jsou prováděny za laboratorní teploty v oxických podmínkách. Celkový objem pokusných vzorků je volen s ohledem na množství vzorku potřebné pro analýzu při stanovení obsahu sledovaných radionuklidů v oddělených fázích. Pro každý vzorek (sediment nebo povrchovou vodu) je v sérii testů provedeno také slepé stanovení, tj. pokusný vzorek je připraven podle příslušného postupu s vynecháním přídavku radionuklidů. 3.7.1 Pracovní postup pro systém sediment-voda 1) Stanovení obsahu sušiny odebraného sedimentu podle [2] nebo [3]. 2) Dávkování sedimentu (ve vlhkém stavu) do uzavíratelných nádob v takovém množství, které odpovídá 100 g sušiny na jeden litr povrchové vody. Množství vlhkého sedimentu, které je potřeba dávkovat do pokusných vzorků se vypočítá jako: m = m s w dm 100 (2) kde m je dávkovaná hmotnost sedimentu ve vlhkém stavu [g], m s požadovaná hmotnost sušiny sedimentu v pokusném vzorku [g], w dm podíl sušiny sedimentu [%]. 1 Pro ověření metodiky byly použity gamaspektrometry Canberra s germaniovým detektorem. 4
3) Dávkování povrchové vody. Množství povrchové vody, které je potřeba přidat do pokusné směsi se vypočítá jako: m w = m l m + m s (3) kde m w je m l dávkovaná hmotnost povrchové vody [g], požadovaná hmotnost vody v pokusném vzorku [g]. Ostatní symboly mají stejný význam jako v rovnici (2). 4) Přídavek radionuklidů (viz kapitola 3.5) 5) Promíchávání pokusných vzorků v uzavřených nádobách po dobu 24 h (± 2 h). V okamžiku započetí promíchávání se zapne měření teploty prostředí v laboratoři a jeho zaznamenávání. 6) Centrifugace pokusných vzorků. 7) Vakuová filtrace pokusných vzorků. Filtrační koláč se po přefiltrování směsi nepromývá, jen se vodná fáze co nejlépe odfiltruje. 8) Stanovení ph a vodivosti ve vodné fázi 9) Příprava vzorků pro měření. Z oddělené pevné i vodné fáze se připraví vzorek o známé hmotnosti, vhodný pro zvolenou analytickou koncovku. Sedimenty se usuší v laboratorní sušárně za podmínky, že se tím nezmění aktivita sledovaných radionuklidů (pozor např. u izotopů jódu). 10) Stanovení sledovaných radionuklidů v obou oddělených fázích. 11) Vyhodnocení naměřených dat (viz kapitola 3.8). 3.7.2 Pracovní postup pro systém nerozpuštěné látky-voda 1) Stanovení obsahu nerozpuštěných látek v odebrané povrchové vodě [4]. Pro stanovení se použijí stejné filtry, které se budou používat pro separaci fází (krok 5). 2) Dávkování povrchové vody. Do uzavíratelných lahví se nadávkuje povrchová voda s přirozeným obsahem nerozpuštěných látek bez dalších úprav. V průběhu dávkování je nutné povrchovou vodu průběžně promíchávat, aby byl zajištěn homogenní obsah nerozpuštěných látek ve všech pokusných vzorcích. 3) Přídavek radionuklidů (viz kapitola 3.5) 4) Promíchávání pokusných vzorků v uzavřených nádobách po dobu 24 h (± 2 h). V okamžiku započetí promíchávání se zapne měření a zaznamenávání teploty prostředí v laboratoři a jeho zaznamenávání. 5) Vakuová filtrace pokusných vzorků. Filtrační koláč se po přefiltrování směsi nepromývá, jen se vodná fáze co nejlépe odfiltruje. 6) Stanovení ph a vodivosti ve vodné fázi 7) Příprava vzorků pro měření. Z oddělené pevné i vodné fáze se připraví vzorek o známé hmotnosti, vhodný pro zvolenou analytickou koncovku. Nerozpuštěné látky se usuší na vzduchu nebo v laboratorní sušárně za podmínky, že se tím nezmění aktivita sledovaných radionuklidů (pozor např. u izotopů jódu). 8) Stanovení sledovaných radionuklidů v obou oddělených fázích. 9) Vyhodnocení naměřených dat (viz kapitola 3.8). 3.8 Vyhodnocení dat 3.8.1 Vyhodnocení vlivu přídavku pracovních roztoků Pro kontrolu vlivu přídavku radionuklidů na zachování přírodních podmínek při laboratorním stanovení je statisticky vyhodnocena změna hodnoty ph a vodivosti v pokusných vzorcích ve srovnání se slepým pokusem. Hodnoty by neměly být významně rozdílné. 5
Tab. 1 Radionuklidy vybrané pro ověření metodiky. Radionuklid T 1/2 60 Co 5,27 let 85 Sr 64,84 dní 131 I 8,040 dní 133 Ba 10,520 let 134 Cs 2,062 let 139 Ce 137,64 dní 241 Am 432 let 3.8.2 Vyhodnocení slepého stanovení Slepý vzorek je také vyhodnocen z hlediska obsahu sledovaných radionuklidů. Aktivity sledovaných radionuklidů ve slepých vzorcích by měly být zanedbatelné. Odezva sledovaných radionuklidů ve slepém vzorku se od jejich odezvy v pokusných vzorcích neodečítá. 3.8.3 Vyhodnocení distribučního koeficientu Pokud byl stanovován odhad distribučního koeficientu na základě jedné počáteční aktivity, je možno jej vypočítat na základě aktivit naměřených v pevné a vodné fázi z rovnice (1). Nejistota stanovené hodnoty distribučního koeficientu se vypočítá jako kombinovaná nejistota stanovení radionuklidu v obou fázích. Při stanovení distribučního koeficientu na základě hodnot zjištěných pro několik počátečních aktivit je distribuční koeficient roven směrnici přímky lineární regrese dat, kdy regresní přímka prochází počátkem soustavy souřadnic. Nejistota hodnoty distribučního koeficientu pak odpovídá nejistotě regresního koeficientu, nalezeného lineární regresí. Pro vyhodnocení dat lze využít programu MS Excel, případně jiných programů pro statistickou analýzu dat. 3.9 Ověření metodiky 3.9.1 Použité radionuklidy Radionuklidy, které byly použity pro ověření této metody, jsou uvedeny v tab. 1. Směs pokusných radionuklidů byla vybrána tak, aby reprezentovala zdrojový člen jaderné havárie [5]. Pro přípravu pracovních roztoků těchto radionuklidů byly použity etalony dodané Českým metrologickým institutem, Inspektorátem pro ionizující záření. Pracovní roztoky byly do pokusných směsí dávkovány tak, aby počáteční aktivity odpovídala čtyřem úrovním v rozsazích, uvedených v tab. 2. 3.9.2 Vzorky sedimentů a povrchových vod Pro ověřování metody byly odebrány vzorky sedimentů a povrchových vod v profilech na řece Vltavě. Pro ověření postupu v systému sediment- voda a nerozpuštěné látky-voda byly odebrány vzorky v jedenácti profilech: Vltava Hladá Vltava Podolsko 6
Vltava Zvíkov Vltava Chrást Vltava Orlík hráz Vltava Solenice Vltava Kamýk Vltava Slapy Vltava Štěchovice Vltava Vrané Vltava Podolí Uvedené profily jsou zobrazeny v mapce na obr. 1. Obr. 1 Profily odběru vzorků povrchové vody a sedimentů pro ověření metodiky. 7
3.9.3 Parametry postupu stanovení Parametry metody, které byly použity při práci v laboratoři VÚV TGM, v.v.i. při ověřování metodiky, jsou uvedené v tab. 2. 3.9.4 Analýza sledovaných radionuklidů Vzorky oddělených fází byly připraveny do měřících nádob a obsah sledovaných radionuklidů v nich byl změřen pomocí gamaspektrometrie. Byly použity gamaspektrometry Canberra s germaniovým detektorem. Vodné vzorky byly měřeny v Marinelliho nádobách o objemu 450 ml, vzorky sedimentů v plastových uzavíratelných nádobách o objemu 80 ml a filtry s nerozpuštěnými látkami byly uzavřeny do Pertiho misek. Měřidla byla kalibrována etalony příslušné geometrie dodanými Českým metrologickým institutem, Inspektorátem pro ionizující záření. Doba měření byla volena s ohledem na aktivitu sledovaných radionuklidů ve vzorku tak, aby bylo dosaženo přijatelných hodnot nejistot stanovení a nejmenších detekovatelných aktivit. Pohybovala se od dvou hodin do dvou dnů. 3.9.5 Výpočet distribučního koeficientu Pro zjištění hodnoty distribučního koeficientu v daném profilu byla provedena lineární regrese naměřených hmotnostních aktivit na pevné fázi v závislosti na rovnovážné objemové aktivitě ve vodné fázi. Pro výpočet byl použit program MS Excel, funkce LINREGRESE za podmínky, že absolutní člen je roven nule. Tato funkce využívá pro výpočet metodu nejmenších čtverců. Distribuční koeficient je pak roven zjištěnému regresnímu koeficientu, jeho nejistota byla pak určena na základě standartní chyby, vypočítané funkcí LINREGRESE. Tab. 2 Parametry metody použité v laboratoři VÚV TGM, v.v.i, pro ověření metodiky. Sediment-voda Nerozpuštěné l.-voda Uchování vzorku V chladničce Čerstvý, v chladničce Množství sedimentu (sušina) [g] 75 - Množství vody [ml] 750 2000 60 Co (1,5-5,0) 60 Co (1,0-5,0) Dávkované radionuklidy (přibližná počáteční objemová aktivita [Bq l -1 ]) 85 Sr (1,5-5,0) 131 I (30-100) 133 Ba (30-100) 134 Cs (15-50) 139 Ce (1,5-5,0) 241 Am (1,5-5,0) 85 Sr (1,0-5,0) 131 I (20-100) 133 Ba (20-100) 134 Cs (10-50) 139 Ce (1,0-5,0) 241 Am (1,0-5,0) Počet úrovní počátečních objemových aktivit 4 4 Počet opakování jedné úrovně 2 2 Doba promíchávání [h] 24 24 Centrifugace: doba [min], otáčky [min -1 ] 30, 8000 - Vakuová filtrace: velikost pórů filtru [μm] 1,5 0,45 Analytická metoda Gamaspektrometrie Gamaspektrometrie Vyhodnocovací program MS Excel MS Excel 8
Tab. 3 Relativní opakovatelnost metody stanovení distribučního koeficientu pro sledované radionuklidy v systémech sediment-voda a nerozpuštěné látky-voda. Rel. opakovatelnost [%] Sediment-voda Nerozpuštěné l.-voda 60 Co 16,3 18,3 85 Sr 9,9 131 I 24,3 8,5 133 Ba 8,8 11,4 134 Cs 7,2 9,6 139 Ce 17,2 9,2 241 Am 36,7 15,8 3.10 Pracovní charakteristiky metody 3.10.1 Správnost metody Správnost metody nemohla být ověřena, protože není dostupný příslušný standard. 3.10.2 Rozsah metody a mez stanovitelnosti Rozsah metody závisí na zvolené analytické koncovce: na metodě měření radionuklidů a jeho podmínkách. Dolní mez stanovitelnosti se odvíjí od nejmenší detekovatelné aktivity sledovaného radionuklidu v pevné fázi, horní mez stanovitelnosti od nejmenší detekovatelné aktivity sledovaného radionuklidu ve vodné fázi. 3.10.3 Opakovatelnost metody Opakovatelnost metody byla stanovena pomocí dvou paralelních stanovení stejného materiálu. Výsledky stanovení opakovatelnosti pro systémy sediment-voda a nerozpuštěné látky-voda pro sledované radionuklidy jsou uvedeny v tab. 3. Pro stanovení distribučního koeficientu 85 Sr v systému nerozpuštěné látky voda nebyla opakovatelnost zjištěna. Vzhledem k nízké míře sorpce 85 Sr, byla jeho aktivita, sorbovaná na nerozpuštěných látkách, za podmínek stanovení pod mezí detekce. 9
4 SROVNÁNÍ NOVOSTI POSTUPU V distribuční koeficienty jsou pro popis sorpce látek v hydrosféře používány v mnohých studiích [5]. Tato sorpční charakteristika je v laboratoři často stanovována pomocí vsádkových testů, ale podmínky těchto experimentů se obvykle značně liší, a to i v parametrech, které mohou výsledky ovlivnit velmi zásadně, např. doba kontaktu fází nebo poměr pevné a kapalné fáze dávkovaný do směsi. Proto výsledky zjištěné v různých studiích bývají jen obtížně srovnatelné. Postup stanovení distribučního koeficientu není v České republice standardizován. Procesu sorpce, či spíše procesu opačného desorpce, využívají některé postupy, stanovené českými normami. Desorpci v systému pevná - kapalná fáze uplatňují normy zabývající se vyluhovacími zkouškami odpadů [6] a vyluhováním pro zkoušení půd [7]. Stanovení distribučního koeficientu pro sorpci bylo popsáno v dokumentu americké agentury pro ochranu prostředí (EPA) [8] a v normě ASTM C1733 10 [9]. Obě tyto metody však nejsou specifické pro stanovení parametrů sorpce ve složkách hydrosféry. Jsou spíše obecnými návody, které nezohledňují specifika dnových sedimentů, sorpcí na nerozpuštěné látky se nezabývají vůbec. Výše uvedená metodika zohledňuje specifika pevných matric v hydrosféře, především pak přirozený poměr pevná vodná fáze u systému nerozpuštěné látky voda, který bývá řádově nižší než u sedimentů. Za těchto podmínek se může projevovat vliv sorpce sledovaných radionuklidů na experimentální aparaturu, který se tato metodika snaží eliminovat. Metodika specifikuje podmínky stanovení tak, aby získané výsledky byly nejen srovnatelné, ale také reprezentativní. To znamená, že podmínky stanovení distribučního koeficientu pro sorpci radioaktivních látek v hydrosféře by měly odrážet podmínky ve vodním prostředí při zachování jednoduchosti metody a její nenáročnosti na laboratorní vybavení. Metoda také nově zavádí vyhodnocení experimentálních dat pomocí lineární regrese naměřených hodnot. Tento postup zajišťuje vyšší spolehlivost výsledku v celém posuzovaném rozsahu aktivit radionuklidů. Zároveň ověřuje linearitu závislosti rovnovážného sorbovaného množství radionuklidu a e na jeho rovnovážné objemové aktivitě v roztoku c e., která je nutnou podmínkou pro to, aby distribuční koeficient výstižně popisoval sorpci radionuklidů. 10
5 POPIS UPLATNĚNÍ CERTIFIKOVANÉ METODIKY Výše uvedená metodika je vhodná pro stanovení distribučních koeficientů pro sorpci radionuklidů ve vodním prostředí. Pomocí těchto ukazatelů lze popsat rozdělení radionuklidů v hydrosféře mezi vodu, sedimenty a nerozpuštěné látky dispergované ve vodě. Tyto znalosti lze uplatnit při studiu chování radioaktivních látek v hydrosféře a modelování jejich transportu v tocích, zejména při popisu vlivů lidské činnosti na hydrosféru a při odhadování havarijního znečištění vodního prostředí. Předpokládá se, že stanovení dle uvedené metodiky by mohly provádět laboratoře státní, soukromé nebo výzkumné. Díky nenáročnosti na vybavení bude metodika dostupná široké škále pracovišť. 11
6 SEZNAM SOUVISEJÍCÍ POUŽITÉ LITERATURY [1] 307/2002 Sb.Vyhláška SÚJB o radiační ochraně. Ve znění vyhlášky č. 499/2005 Sb. a vyhlášky 389/2012 Sb., 2002. [2] ČSN ISO 11465 (83 6635) Kvality půdy - Stanovení hmotnostního podílu sušiny a hmotnostní vlhkosti půdy - Gravimetrická metoda, 1998. [3] ČSN EN 15934 (838125): Kaly, upravený bioodpad, půdy a odpady Výpočet podílu sušiny po stanovení zbytku po sušení nebo obsahu vody, 2013. [4] ČSN EN 872 (757349). Jakost vod - Stanovení nerozpuštěných látek - Metoda filtrace filtrem ze skleněných vláken, 2005. [5] V. Horák, Předběžné posouzení závažnosti radiačních důsledků těžké havárie z hlediska možné kontaminace povrchových vod, ÚJV Řež, ENERGOPROJEKT, Praha, 2011. [6] P. Ciffroy, G. Durrieu a J.-M. Garnier, Probabilistic distribution coefficients (Kds) in freshwater for radioisotopes of Ag, Am, Ba, Be, Ce, Co, Cs, I, Mn, Pu, Ra, Ru, Sb, Sr and Th implications for uncertainty analysis of models simulating the transport of radionuclides in rivers, Journal of Radiecology, sv. 100, pp. 785-794, 2009. [7] ČSN EN 12457 Charakterizace odpadů - Vyluhování - Ověřovací zkouška vyluhovatelnosti zrnitých odpadů a kalů., 2003. [8] ČSN P CEN ISO/TS 21268 Kvalita půdy - Postupy vyluhování pro následné chemické a ekotoxikologické zkoušení půd a půdních materiálů, 2010. [9] EPA, Batch-type procedures for estimating soil adsorption for chemicals, 1991. [10] ASTM C1733-10. Standard Test Method for Distribution Coefficients of Inorganic Species by the Batch Method, ASTM International, West Conshohocken, PA, USA, 2002. 12
7 SEZNAM PUBLIKACÍ, KTERÉ PŘEDCHÁZELY METODICE E. Juranová a E. Hanslík, Kinetika sorpce radioaktivních látek v systému kapalná - pevná fáze, v XXI. Konzultačné dni pre pracovníkov vodohospodárskych rádiologických laboratórií, Bratislava, 2013. E. Juranová, E. Hanslík a L. Ramešová, Chování radioaktivních látek v hydrosféře - podmínky pro laboratorní stanovení distribučního koeficientu, v Sborník konference Radiologické metody v hydrosféře 13, Semtín, 2013. E. Juranová a E. Hanslík, Stanovení distribučního koeficientu pro sorpci umělých radionuklidů ve vodním prostředí, VTEI, sv. 56, č. 2, 2014. E. Juranová a E. Hanslík, Metoda stanovení sorpční charakteristiky pro umělé radionuklidy v hydrosféře, v XXIII. konference Radionuklidy a ionizující záření ve vodním hospodářství, České Budějovice, 2014. E. Juranová a E. Hanslík, DETERMINATION OF SORPTION CHARACTERISTICS OF ARTIFICIAL RADIONUCLIDES IN THE HYDROSPHERE, v 17th Radiochemical Conference, Booklet of Abstracts, Praha, 2014. dostupné online: http://www.radchem.cz/babstr/babstr14.pdf Dále byla metodika prezentována na konferenci IASWS14, která se konala v Grahamstownu v Jižní Africe 14.7. 19. 7. 2014. 13
Eva Juranová a Eduard Hanslík CERTIFIKOVANÁ METODIKA Stanovení distribučního koeficientu radionuklidů v systému sediment povrchová voda a nerozpuštěné látky povrchová voda Vydal: Výzkumný ústav vodohospodářský T. G. Masaryka, veřejná výzkumná instituce, Podbabská 30, 160 00 Praha 6 Oponenti: Ing. Jan Horyna, CSc., Ing. Petr Pecha, CSc. Rok vydání: 2014