Resina Sr: Determinación de Sr-89 y Sr-90 en muestras ... ?· Preparación de muestras Ø Aerosol/filtros…

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  • UGM - Madrid 09/05/08 1

    Resina Sr:Determinacin de Sr-89 y Sr-90

    en muestras ambientales y biolgicas

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    Resina Sr Determinacin de la produccin Preparacin de muestras Separacin Preparacin de muestras para recuento Recuento Basado en su mayor parte en una publicacin

    de FS-AKU Moderne Routine- und Schnellmethoden zur Bestimmung von Sr-89 und Sr-90 bei

    der Umweltberwachung

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    Resina Sr

    1,0 M 4,4'(5')-di-t-butilciclohexano 18-corona-6 en 1-octanol. 40% (w/w) cargado sobre un soporte cromatogrfico inerte. Densidad de lecho de la resina SR, de 0,35 g/ml aproximadamente. Capacidad mxima de Sr: lecho de resina de 21 mg / 2ml, Capacidad de trabajo aconsejada: lecho de resina de 8 mg / 2ml mx.

    (pt.: 5 mg)

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    Resina Sr

    Buena captacin de Sr con niveles elevados de HNO3 ; fcil elucin con niveles bajos de HNO3

    Buena selectividad frente a alcalinos y alcalinotrreos Muy buena selectividad para Pb (la elucin es problemtica, y resulta preferible la

    resina Pb)

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    Resina Sr

    Elevado impacto de K/NH4; es necesaria su eliminacin cuando estpresente en concentraciones elevadas (intercambio o coprecipitacin de iones: por ejemplo, carbonato, fosfato, oxalato)

    Impacto moderado de Ca, pero problemtico cuando est presente en concentraciones elevadas (se necesita adaptar el tamao de la columna)

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    Determinacin de la produccin Sr estable

    Puede que sea necesario determinar desde el principio el contenido natural de Sr

    Ajustar la masa de Sr introducida al tamao o capacidad de la columna

    Gravimetra AAS / ICP-AES / ICP-MS ( espectrometra)

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    Determinacin de la produccin

    Y estable cuando se mide Y-90 tras el crecimiento de Y y la elucin

    Pb-210/Bi-210 !

    Sr-85 Vida media 50,5 das Medicin por LSC (mtodo de tres ventanas) Clculo Menor contribucin a segundo plano

    Medicin mediante espectrometra Normalmente varios Bq Contribucin al segundo plano (LSC)

    Comparacin: Segundo plano frente a Sr-85

    FS-08-147-AKU

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    Preparacin de muestras

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    Preparacin de muestras

    Aerosol/filtros Secado en horno o al aire Incineracin (300C y luego 450C)

    en funcin del tipo de filtro y del volumen eliminacin de la matriz / concentracin

    Extraccin con HCl 6M Evaporacin y redisolucin con HNO3 8 M

    Agua potable y agua de superficie limpia Volumen hasta 300 l (en funcin de la concentracin de Ca) Preconcentracin por evaporacin Precipitacin en forma de carbonatos

    Redisolucin en HNO3 8 M Tambin es posible: preconcentracin mediante intercambio de cationes

    Elucin con HNO3 8 M

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    Preparacin de muestras Agua residual (opcin 1)

    Incineracin hmeda con H2SO4 y HNO3 Sr/CaSO4 se precipita durante la dilucin

    Los sulfatos se convierten en carbonatos Los carbonatos se disuelven en HNO38 M

    Agua residual (opcin 2) Extraccin de alcalinotrreos con Chelite P

    En batch experiment (2 3 h)

    Transferencia de Chelite P a la columna, bandolo con agua desionizada

    Elucin de alcalinotrreos con HNO3 5 M Reduccin del volumen por evaporacin Precipitacin de carbonato Los carbonatos se disuelven en HNO3 8 M

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    Preparacin de muestras Orina

    Adicin de Ca y HNO3 conc., hervir durante 2 h Opcional: primero secado y mineralizacin, a continuacin

    precipitacin Adicin de HPO42- (y fenolftalena) Ajuste a pH 9 mediante NH4OH , precipitacin Redisolucin de precipitado de fosfato de calcio en HNO3 8M / 0,5M

    Al (NO3)3 Vegetacin

    Secado y homogenizacin Incineracin a 500 Lixiviacin con HNO3 1 M Precipitacin de Ca/Sr-oxalato a pH 5-6 Destruccin de oxalato (incineracin hmeda u horno) Disolucin en HNO3 8M

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    Preparacin de muestras

    Leche (precipitacin) 1 - 5 l de leche fresca, secado e incineracin (600 C) Lixiviacin con HNO3 8 M (o HCl 6 M), filtrado Precipitacin de fosfato de calcio a pH10 Redisolucin del precipitado de fosfato de calcio en HNO 3 8 M

    Leche (intercambio inico) Extraccin de alcalinotrreos con Chelite P o resina de intercambio catinico en "batch experiment" (2 3 h)

    Transferencia de la resina a la columna, bandola con agua desionizada Eliminacin de la leche y la grasa lctea, puede que sea necesario

    hacerlo a temperatura elevada Elucin de alcalinotrreos con HNO3 5M (Chelite P) o solucin NaCl (CEX) Reduccin del volumen por evaporacin Precipitacin de carbonatos, seguida de disolucin en HNO3 8 M

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    Preparacin de muestras

    Suelo/Sedimento/Lodo (opcin 1) muestra seca de 100 g secado e incineracin (400 C) Lixiviacin con HCl 6 M , T Dilucin Filtracin para eliminar el cido siclico precipitado Precipitacin de oxalato de calcio a pH 5,5 Destruccin de oxalato a 400C y, a continuacin, a 700C Redisolucin en HNO3/HCl Precipitacin de carbonato Redisolucin en HNO3 8 M

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    Preparacin de muestras

    Suelo/Sedimento/Lodo (opcin 2) muestra seca de 30 g secado e incineracin (400 C) Lixiviacin con HNO3 1 M, T Dilucin Precipitacin de oxalato de calcio a pH 5,5 en presencia de citrato de

    sodio Destruccin del oxalato mediante incineracin hmeda (HNO3 conc.,

    H2O2) Redisolucin en HNO3 3 M

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    Separacin Cargar la solucin en general en HNO3 8 M o HNO3 3 M

    En funcin de la matriz y la concentracin de fosfato, tambin 0,5 M en Al(NO3)3

    El volumen de la solucin de carga depende de Tamao de columna Contenido de Sr Matrix (contenido de Ca)

    Tamaos de columnas generalmente utilizados: 2 ml preempaquetada (0,65 g de resina); por ejemplo, muestras de agua,

    muestras de orina 5 ml preempaquetada (1,6g de resina); por ejemplo, aguas residuales y

    algunas comidas 8 ml preempaquetada (2,6 g de resina); por ejemplo, leche y suelo Hasta 10 - 15 mL (3 - 5 g de resina) todas las matrices

    paquete propio de resina Sr a granel modelos MPLC (cromatografa lquida de media presin)

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    MPLC

    Separacin automatizada Se necesita una buena caracterizacin del sistema (por

    ejemplo, volmenes de elucin)

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    Separacin: columna de ejemplo de 2 ml

    10 20 ml de solucin de carga Contenido Sr: 5 mg (capacidad de trabajo) Bao de 10 ml con HNO3 8 M (elimina matrix, Ba, Y, K) En caso de presencia de Pu(IV), Np(IV) o Ce(IV), baar con

    10 ml de HNO3 3 M/ cido oxlico 0,05 M Bao de 5 ml con HNO3 8 M (elimina rastros de Ba y K) Elucin de Sr con 10 ml de H2O o HNO3 0,05 M

  • UGM - Madrid 09/05/08 18

    Separacin columna de ejemplo de 2 ml Opcin elucin Y-90

    En caso de que se prefiera determinar mediante Y-90 (por ejemplo, mediante el recuento Cerenkov)

    Posibilidad: no aplicar elucin Sr-90, dejar reposar la columna, permitir el crecimiento de Y-90 y eluir Y

    Problema: es necesario asegurarse de la ausencia de Pb-210

    crecimiento de Bi-210 (emisor beta de alta energa: E,max = 1,2 meV) Coeluido con Y-90

    Mejor: eluir Sr-90 y permitir el crecimiento de Y-90; a continuacin, volver a cargar en una nueva columna de Sr

    Ventajas adicionales: Determinacin de Sr-89 en eluato de Sr mediante el recuento Cerenkov Determinacin de la produccin de Y mediante Y estable

  • UGM - Madrid 09/05/08 19

    Separacin: columna de ejemplo de 10 ml

    50 100 ml de solucin de carga Contenido Sr de 20 mg (capacidad de trabajo) Bao de 50 - 80 ml con HNO3 8 M (elimina matrix, Ba, Y, K) En caso de presencia de Pu(IV), Np(IV) o Ce(IV), baar con

    40 - 50 ml de HNO3 3 M/ cido oxlico 0,05 M Bao de 20 ml con HNO3 8 M (elimina rastros de Ba y K) Elucin de Sr con 100 ml de H2O o HNO3 0,05 M Evaporacin o precipitacin de carbonato de Sr

  • UGM - Madrid 09/05/08 20

    Preparacin de muestras para recuento Recuento por LSC - volumen de elucin de 10 ml

    (columna de 2 ml) Marcador Sr-85: medcn directa o LSC Sr estable mediante espectrometra: alcuota para la produccin, el resto LSC (se puede

    elegir el cctel) Sr estable mediante gravimetra: precipitacin de carbonato, determinacin de peso,

    redisolucin en cido toluensulfnico acuoso 12,5% (1 -2 ml) y cctel de centelleo (18 19 ml) baja extincin, LSC

    Recuento por LSC - volmenes de elucin mayores (columnas de 5 - 15 ml)

    Preconcentracin por precipitacin de carbonato de Sr Produccin mediante espetrometra: redisolucin en cido, divisin en alcuotas para

    espectrometra/LSC Produccin mediante gravimetra: determinacin de peso, redisolucin en cido

    toluensulfnico acuoso 12,5% (1 -2 ml) y cctel de centelleo (18 19 ml), LSC Produccin mediante marcador Sr-85: recuento de filtro o muestra LSC (redisolucin en

    cido toluensulfnico acuoso 12,5% (1 -2 ml) y cctel de centelleo (18 19 ml)

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    Preparacin de muestras para recuento Recuento Cerenkov

    Medicin directa de la muestra Produccin: Mediante Sr-85: espectrometra de la muestra o por LSC tras la adicin

    del cctel de centelleo Mediante espectrometra: divisin en alcuotas Medicin Y-90: 100% de la produccin de elucin o Y mediante

    espectrometra

    Recuento GPC En gravimetra general Evaporacin del eluato de Sr Oxalato de Sr o precipitacin de carbonato Oxalato Y o precipitacin de hidrxido / conversin en general a xido Opcional para determinacin de produccin: redisolucin de origen y