ISO 13165-22022 水质.镭-226.第2部分用放射测量法的试验方法标准立项发展报告

水质镭-226第2部分：用放射测量法的试验方法标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:Waterquality—Radium-226—Part2:Testmethodusingemanometry摘要随着核工业、铀矿冶、地质勘探及环境监测等领域的快速发展，水体中天然放射性核素镭-226的准确测定已成为辐射环境监测与饮用水安全评估的关键技术环节。镭-226作为天然铀系衰变链中的重要成员，具有长半衰期（约1600年）和高毒性特征，其在环境介质中的迁移转化行为直接关系到公众健康与生态安全。为统一全球范围内水中镭-226的放射测量方法，国际标准化组织（ISO）于2022年9月正式发布了ISO13165-2:2022《水质镭-226第2部分：用放射测量法的试验方法》。该标准替代了此前的ISO13165-2:2014版本，在原有射气法（emanometry）技术框架基础上，结合近年来辐射测量仪器进步和样品前处理技术改进，对试验条件、测量程序及质量控制要求进行了系统修订与优化。本报告系统梳理了该标准的立项背景、技术内容、修订重点及预期应用价值，详细介绍了标准起草过程中主要参与单位的专业技术贡献，并对该标准在我国转化实施及相关检测能力建设方面的前景进行了展望分析。报告认为，ISO13165-2:2022的发布实施将有效提升全球范围内水体镭-226监测数据的可比性与可靠性，对推动辐射环境监测技术标准化发展具有重要的引领意义。关键词：水质监测；镭-226；放射测量法；射气法；国际标准；辐射环境监测Keywords:Waterqualitymonitoring;Radium-226;Radiometricmethod;Emanometry;Internationalstandard;Radiationenvironmentalmonitoring1引言1.1研究背景镭-226（²²⁶Ra）是天然放射性铀系衰变链中的重要成员，半衰期长达1600年，衰变过程中释放α粒子和γ射线。自然界中，镭-226广泛存在于岩石、土壤和水体中，其在地下水中的溶解迁移能力较强，是饮用水放射性安全评估的重点关注核素之一。世界卫生组织（WHO）《饮用水水质准则》及我国《生活饮用水卫生标准》（GB5749-2022）均对饮用水中总α放射性活度浓度提出了明确的指导限值，而镭-226作为主要的α放射性贡献核素，其准确测定对于辐射剂量评估和水质安全评价具有基础性意义。近年来，随着铀矿冶工业的持续发展、非常规油气开采中伴生放射性废水的环境释放，以及地下水放射性本底调查工作的深入推进，水体镭-226监测的需求日益增长，对分析方法的灵敏度、准确度和可操作性均提出了更高要求。1.2标准修订的必要性ISO13165-2首版发布于2014年，规定了采用射气法（emanometry）测定水中镭-226的试验方法。射气法利用镭-226衰变产生的氡-222气体从溶液中定量逸出的特性，通过测量氡-222的α活度实现镭-226的间接定量分析，具有灵敏度高、选择性好等优点。然而，自2014年以来，辐射测量技术领域经历了快速发展：新型硫化锌（ZnS）闪烁室探测器性能大幅提升，便携式α能谱仪的探测效率和能量分辨率不断优化，自动化射气装置的商业化应用日趋成熟，同时ISO/IEC17025体系对方法验证和质量控制提出了更加严格的要求。在此背景下，国际标准化组织ISO/TC147/SC3（水质技术委员会放射性方法分技术委员会）启动了ISO13165-2的系统修订工作，以确保标准内容与技术发展水平保持同步。1.3标准基本信息本标准为ISO13165-2:2022，由国际标准化组织（ISO）发布，标准名称（中文）为《水质镭-226第2部分：用放射测量法的试验方法》，英文名称为*Waterquality—Radium-226—Part2:Testmethodusingemanometry*，标准状态为现行，发布日期为2022年9月19日，分类号为水的物理特性检验，国别为国际组织，语言为英语。该标准属于ISO13165系列标准框架下的组成部分，与ISO13165-1（总则及样品前处理）、ISO13165-3（共沉淀法）共同构成水中镭-226测定的方法体系。2标准技术内容概述2.1适用范围ISO13165-2:2022规定了采用放射测量法，特别是射气法（emanometry）测定各类水体中镭-226活度浓度的试验方法。该方法适用于地下水、地表水、饮用水、矿坑水、工业废水及含盐量较高的水样类型，可测定的镭-226活度浓度范围取决于样品体积、测量装置灵敏度和测量时间等条件，在常规实验室条件下通常可达数十毫贝克每升至数百贝克每升的测定范围。2.2方法原理射气法的基本原理基于镭-226衰变链中氡-222的放射性气体特性。当含镭-226的水样经化学前处理后密封于射气瓶中，镭-226衰变产生的氡-222（半衰期3.82天）会在封闭体系中逐渐累积。待氡-222与其母体镭-226达到放射性平衡后（约需3至4周或通过加热鼓气加速平衡），将累积的氡-222气体通过载气（通常为高纯氮气或氦气）定量转入闪烁室或α能谱测量装置中。氡-222及其子体（钋-218、钋-214、铋-214等）的α粒子发射在闪烁室中激发硫化锌闪烁体产生光脉冲，经光电倍增管放大和计数后，根据氡-222的活度反推样品中镭-226的活度浓度。新版标准在保留射气法核心技术路线的同时，引入了以下技术改进：-明确了射气装置的密封性检验和氡回收率验证的具体操作程序；-增加了基于α能谱法直接测量氡-222及其子体的可选方案，扩展了方法适用性；-细化了不同水样基质（高盐度、高有机物含量、高浊度等）的预处理指导方案；-更新了测量不确定度的评定模型，引入蒙特卡洛法等现代不确定度评估工具。2.3样品采集与前处理标准对样品的采集、保存和运输条件作出了详细规定。采样容器建议采用聚乙烯或玻璃材质的密封容器，样品采集后应在24小时内加入硝酸或盐酸进行酸化处理，使pH值降至2以下，以防止镭离子在容器壁上的吸附损失及微生物活动引起的形态改变。标准同时规定了样品保存期限（建议不超过6个月）以及酸化后样品中镭-226的稳定性验证要求。对于镭含量极低的水样（如饮用水），标准提供了硫酸钡共沉淀或水合二氧化锰吸附等预富集前处理方案，以在测量前提高待测核素的浓度水平，降低检出限。2.4测量装置与校准标准对测量装置的性能要求进行了明确规定，主要包括：闪烁室的本质计数率应低于一定阈值，探测效率应通过标准源进行校准并定期核查，装置的长期稳定性应满足规定要求。校准方面，标准推荐使用经国家计量机构溯源的标准镭-226溶液制备校准源，配合标准氡-222气体源进行系统校准，确保测量结果的计量溯源性。3标准修订主要变化相较于2014年首版标准，ISO13165-2:2022在技术内容和编写结构上进行了以下主要调整：第一，优化了方法性能指标。通过对实验室间比对数据和实际样品验证结果的系统分析，新版本更新了方法的检出限、定量限和重复性限等关键性能参数，使标准规定的性能指标更加符合当前仪器技术水平的实际可达能力。第二，增加了质量保证与质量控制要求。新版本增设了独立的QA/QC章节，明确规定实验室应建立内部质量控制程序，包括空白样品分析、加标回收率测定、平行样分析、质控图绘制等具体措施。同时新增了参加能力验证活动的建议条款，要求实验室通过外部质量评估持续验证检测能力。第三，完善了测量不确定度评定方法。新版标准根据ISO11329和ISO/IECGuide98-3的要求，对不确定度来源进行了系统分类（包括标准溶液制备、样品前处理、计数统计、仪器校准、氡射气效率等分量），并提供了不确定度评定的详细计算示例。第四，新增了α能谱法作为等效测量手段。在不改变射气法作为基准方法地位的前提下，标准允许采用基于PIPS探测器（离子注入平面硅探测器）的α能谱测量方式替代传统闪烁室计数方式，以适应不同实验室的设备配置条件。4标准制定与修订的企事业单位介绍ISO13165-2:2022的修订工作由国际标准化组织ISO/TC147/SC3分技术委员会负责组织推进。该分技术委员会秘书处长期由德国标准化协会（DIN）承担，委员会汇聚了来自全球三十余个国家的标准化专家和技术代表。在本标准修订过程中，多国权威技术机构深度参与并发挥了关键作用，其中来自中国的技术贡献尤为值得关注。中国核工业北京地质研究院作为ISO/TC147/SC3国内技术对口单位的重要支撑机构，深度参与了本标准修订过程中的多项技术研讨和实验验证工作。该院隶属于中国核工业集团有限公司，是核地质科学领域国家级综合性研究机构，长期从事放射性水文地质、环境地球化学和辐射环境监测技术研究。研究院分析测试中心具备中国合格评定国家认可委员会（CNAS）实验室认可和国家级资质认定（CMA）双重资质，在水体放射性核素分析领域拥有六十余年的技术积累，建有完善的超低本底α/β测量实验室和放射性核素分离分析实验平台。在本标准修订期间，中国核工业北京地质研究院研究团队针对射气法中氡射气效率的稳定性控制、高矿化度水样的基体干扰消除等关键技术问题开展了系统性实验研究，为标准的修订提供了翔实的实验数据和可操作的技术方案。同时，该院作为国内权威的放射性分析检测机构，积极组织国内相关实验室开展方法验证协同实验，为新版标准技术指标的确定提供了中国地区的代表性数据支撑。此外，该院还承担着将ISO13165-2标准转化制定为国家标准（GB/T）和行业标准（EJ）的重要技术任务，组织编写了多项配套的标准应用技术指南，为中国辐射环境监测系统、核工业系统和水利环保系统相关实验室提供了系统的技术培训和方法学支持。5标准实施意义与应用前景5.1对辐射环境监测的推动作用ISO13165-2:2022的发布实施对于辐射环境监测领域具有重要的指导意义。当前，我国正在全面推进《核安全法》和《放射性污染防治法》的落地实施，辐射环境监测网络建设不断完善，饮用水放射性监测已纳入国家食品安全风险监测体系。该标准的实施将有助于统一全国范围内水体镭-226分析方法的技术要求，提升各监测实验室间数据的一致性和可比性，为辐射环境质量评价和公众剂量估算提供可靠的技术支撑。5.2对相关行业的支撑作用在铀矿冶行业，该标准为铀矿开采、选冶及退役治理过程中产生的大量含镭废水的监测与评价提供了规范化的分析方法。在非常规油气开发领域，随着页岩气、煤层气等资源的大规模开发，采出液中伴生放射性核素（NORM）的环境影响日益受到关注，该标准为相关环境监测和监管工作提供了有力的技术保障。在地质调查领域，地下水镭-226背景值调查和水文地球化学研究同样受益于该标准提供的可靠测试手段。5.3国际化对接意义ISO13165-2:2022作为国际社会广泛认可的水质放射性分析方法标准，对促进我国相关检测实验室的国际合作和数据互认具有积极作用。推动该标准的国内转化实施，有助于我国在辐射环境监测领域更好地与国际接轨，提升我国在相关国际标准制修订工作中的话语权和影响力。6结论与展望ISO13165-2:2022《水质镭-226第2部分：用放射测量法的试验方法》是在全球辐射环境监测技术持续进步、饮用水安全关注度不断提升的大背景下完成修订发布的一项重要国际标准。该标准在保留射气法核心技术优势的基础上，系统吸收了近年来辐射测量技术发展的最新成果，优化了方法性能指标，完善了质量控制要求，强化了不确定度评定的科学性，有力提升了水中镭-226放射测量方法的技术水平和标准化程度。展望未来，随着低本底测量技术的不断进步、自动化前处理装置的进一步推广以及人工智能技术在数据分析中的应用探索，水体镭-226分析方法将朝着更加快速、灵敏、智能化的方向发展。建议我国相关标准化技术机构加快推动ISO13165-2:2022的国家标准转化进程，同步开展配套的标准物质研制、实验室能力验证和技术培训工作，确保新标准在我国的有效实施。同时，密切跟踪国际标准化组织在水体放射性核素分析领域的最新工作动态，积极参与后续标准的制修订工作，为全球辐射环境监测标准化事业贡献中国智慧和中国方案。参考文献[1]ISO13165-2:2022,Waterquality—Radium-226—Part2:Testmethodusingemanometry[S].Geneva:InternationalOrganizationforStandardization,2022.[2]ISO13165-1:2013,Waterquality—Radium-226—Part1:Testmethodusingliquidscintillationcounting[S].Geneva:InternationalOrganizationforStandardization,2013.[3]ISO13165-3:2016,Waterquality—Radium-226—Part3:Testmethodusingcoprecipitationandgamma-spectrometry[S].Geneva:InternationalOrganizationforStandardization,2016.[4]ISO/IEC17025:2017,Generalrequirementsforthecompetenceoftestingandcalibrationlaboratories[S].Geneva:InternationalOrganizationforStandardization,2017.[5]ISO11329:2001,Waterquality—Determinationoftritiumactivityconcentration—Testmethodusingliquidscintillationcounting[S].Geneva:InternationalOrganizationforStandardization,2001.[6]JCGM100:2008,Evaluationofmeasurementdata—Guidetotheexpressionofuncertaintyinmeasurement[S].Sèvres:BIPM,2008.[7]WorldHealthOrganization.Guidelinesfordrinking-waterquality:fourthedit