Determination of 137Сs in natural water and waste streams using ferrocyanide sorbents based on various supports: a comparative analysis

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The possibility of using ferrocyanide sorbents NPF-HTD, NPF-C, and T-35 for cesium concentration in the method of determination of 137Cs in natural and waste waters has been investigated. Differences in sorption characteristics of sorbents and conditions of cesium concentration to achieve a chemical yield of 98–99% in the concentrate have been revealed. A variable method for determination of 137Cs in natural and waste waters has been developed, taking into account the ratio of sample volume and sorbent mass in the column, the efficiency of 137Cs detection, and the time of concentrate measurement to achieve the minimum detectable activity of 137Cs in the sample of 0.001–0.01 Bq/L. The method was tested for determination of 137Cs in waters of natural reservoirs and rivers in the territories of Sverdlovsk and Chelyabinsk regions, as well as waters of monitoring wells in the territories of long-term storage and disposal of radioactive waste. The data on the composition of river and reservoir waters are presented, and the dependence of the cesium chemical yield in the concentrate on the concentration of macrocomponents in samples is shown.

Full Text

Restricted Access

About the authors

A. V. Voronina

Yeltsin Ural Federal University

Author for correspondence.
Email: av.voronina@mail.ru
Russian Federation, Yekaterinburg, 620002

A. K. Suetina

Yeltsin Ural Federal University

Email: av.voronina@mail.ru
Russian Federation, Yekaterinburg, 620002

References

  1. Трапезникова В.Н., Коржавин А.В., Трапезников А.В., Платаев А.П. // Медико-биологические и социально-психологические проблемы безопасности в чрезвычайных ситуациях. 2017. № 1. С. 84–94.
  2. Радиационная обстановка на территории России и сопредельных государств в 2021 году. Ежегодник. Обнинск: НПО «Тайфун», Росгидромет, 2022. 342 с.
  3. Duran E.B., Povinec P.P., Fowler S.W., Airey P.L., Hong G.H. // J. Environ. Radioact. 2004. Vol. 76. P. 139–160.
  4. Daraoui A., Tosch L., Gorny M., Michel R., Goroncy I., Herrmann J., Nies H., Synal H.-A., Alfimov V., Walther C. // J. Environ. Radioact. 2016. Vol. 162–163. P. 289–299.
  5. Трапезников А.В., Коржавин А.В., Трапезникова В.Н. // Вопр. радиац. безопасности. 2010. № 3(59). С. 34–47.
  6. Трапезников А.В., Коржавин А.В.,. Трапезникова В.Н., Николкин В.Н. // Радиац. биология. Радиоэкология. 2016. Т. 56. № 2. С. 197–207.
  7. IAEA Preliminary Report 2021: Interlaboratory Comparisons 2017–2020: Determination of Radionuclides in Seawater, Sediment and Fish Marine Monitoring: Confidence Building and Data Quality Assurance. https://www.iaea.org/sites/default/files/21/07/preliminary-report-2021-interlaboratory-comparison-2017-2020-determination-of-radionuclides-in-seawater-sediment-and-fish.pdf
  8. Pike S.M., Buesseler K.O., Breier C.F., Dulaiova H., Stastna K., Sebesta F. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2013. Vol. 296. P. 369–374.
  9. Pike S.M., Buesseler K.O., Breier C.F., Dulaiova H., Stastna K., Sebesta F. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2013. Vol. 296. P. 369–374.
  10. Kamenik J., Dulaiova H., Sebesta F., St’astna K. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2013. Vol. 296. P. 841–846.
  11. Egorin A., Palamarchuk M., Tokar E., Tutov M., Marinin D., Avramenko V. // Radiochim. Acta. 2017. Vol. 105. N 2. P. 121–127.
  12. Лисовских В.Г., Трапезников А.В. // Вестн. НЦБЖД. 2012. С. 105–108.
  13. Nakanishi T., Aono T., Yamada M., Kusakabe M. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2010. Vol. 283. P. 831–838.
  14. Johnson B.E., Santschi P.H., Addleman R.S., Douglas M, Davidson J., Fryxell G.E., Schwantes J.M. // Anal. Chim. Acta. 2011. Vol. 708. P. 52–60. https://doi.org/10.1016/j.aca.2011.08.017.
  15. Bandong B.B., Volpe A.M., Esser B.K., Bianchini G.M. // Appl. Radiat. Isot. 2001. Vol. 55. P. 653–665.
  16. Ноговицына Е.В., Воронина А.В., Бетенеков Н.Д., Никифоров А.Ф. // Водное хозяйство России. 2015. № 3. С. 98.
  17. Semenishchev V.S., Voronina A.V., Gupta D.K. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2019. Vol. 321. P. 133. https://doi.org/10.1007/s10967-019-06555-0
  18. Бежин Н.А., Тананаев И.Г. // Вопр. радиац. безопасности. 2022. № 4 (108). С. 30–38.
  19. Шарыгин Л.М., Моисеев В.Е., Муромский А.Ю., Барыбин В.И. Пат. RU 2113024. Заявл. 20.02.1996; опубл. 10.06.1998.
  20. Воронина А.В., Ноговицына Е.В., Семенищев В.С., Блинова М.О. Пат. RU 2746194. Заявл. 12.07.2019; опубл. 08.04.2021.
  21. Voronina A.V., Semenischev V.S., Nogovitsyna E.V., Betenekov N.D. J. Radioanal. Nucl. Chem. 2013. Vol. 298. P. 67–75.
  22. СанПин 2.6.1.2523-09. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009): Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы // М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2009. 225 с.
  23. Суетина А.К., Воронина А.В. // Бутлеровские сообщения. 2024. Т. 7. № 2. ID 5. https://doi.org/10.37952/ROI-jbc-01/24-78-4-103/ROI-jbc-RB/24-7-2-5

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Formula (2)

Download (16KB)
Indexing metadata
3. Fig. 1. Isotherms of cesium sorption from low-mineralized water by sorbents T-35 (a), NKF-Ts (b) and NKF-GDT (c). Cesium concentration: Cst – in the solid phase, Cp – in solution.

Download (122KB)
Indexing metadata
4. Formula 8

Download (13KB)
Indexing metadata
5. Fig. 2. Dependences of the distribution coefficient of cesium by sorbents T-35 (a), NKF-Ts (b), NKF-GDT (c) on the concentration of sodium in the solution.

Download (102KB)
Indexing metadata
6. Fig. 3. The ratio of sample volumes, concentrate measurement time and relative error of the concentrate measurement result when determining the specific activity of 137Cs with MOA = 0.01 Bq/l: a – T-35 sorbent, mс = 3 g; b – NKF-Ts sorbent, mс = 0.5 g; c – NKF-GDT sorbent, mс = 2 g.

Download (171KB)
Indexing metadata
7. Fig. 4. The ratio of sample volumes, concentrate measurement time and relative error of the concentrate measurement result when determining the specific activity of 137Cs with MOA = 0.001 Bq/l: a – T-35 sorbent, mс = 5 g; b – NKF-Ts sorbent, mс = 1 g; c – NKF-GDT sorbent, mс = 3 g.

Download (157KB)
Indexing metadata
8. Fig. 5. Dependences of the cesium yield on the concentration of calcium (a), magnesium (b), sodium (c), potassium (d), iron (d) and strontium (e) in natural waters.

Download (204KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».