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Ricerca di radionuclidi: Sr-90, Cs-137

Ricerca di radionuclidi: Sr-90, Cs-137 per l’esportazione di alimenti verso la Federazione Russa e le reti di sorveglianza nazionali e regionali ai sensi del Decreto Legislativo n° 230 del 17 Marzo 1995 e successive modifiche.

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Ricerca di radionuclidi: Sr-90, Cs-137

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Presentation Transcript

  1. Ricerca di radionuclidi: Sr-90, Cs-137 per l’esportazione di alimenti verso la Federazione Russa e le reti di sorveglianza nazionali e regionali ai sensi del Decreto Legislativo n° 230 del 17 Marzo 1995 e successive modifiche Centro di Referenza Nazionale per la Ricerca della Radioattività nel Settore Zootecnico-Veterinario Istituto Zooprofilattico Sperimentale della Puglia e della Basilicata - Foggia Dott. A. Eugenio Chiaravalle INCONTRI SU PROBLEMATICHE SANITARIE DELL’ESPORTAZIONE DI PRODOTTI ALIMENTARI VERSO LA FEDERAZIONE RUSSA

  2. Raggi a Raggi b Raggi g Radioattività Radioattività Processo di decadimento o di disintegrazione di un nucleo atomico mediante emissioni di particelle α, β e/o di radiazione elettromagnetica. Decadimento radioattivo Trasformazione spontanea di un nucleo atomico in un altro nucleo atomico o in un altro stato di energia di uno stesso nucleo atomico con emissione di radiazioni ionizzanti di natura sia corpuscolare che ondulatoria. α β γ

  3. Definizioni e Unità di misura • Attività (A): n° di disintegrazioni nucleari spontanee (dN) nell’unità di tempo (dt): dove l (s-1) è la costante di decadimento. Bequerel (Bq), definito come 1 disintegrazione per secondo (SI); Curie (Ci), definito come 3,7∙1010 disintegrazioni per secondo (non SI). • Vita media (t): intervallo di tempo in cui l’attività del radionuclide si riduce di fattore e rispetto al suo valore iniziale. • Tempo di dimezzamento (T1/2): intervallo di tempo in cui l’attività del radionuclide si riduce di un fattore 2 rispetto al suo valore iniziale. • Es. T1/2Sr-90 = 28,15 y T1/2Cs-137= 30 y T1/2 Y-90 = 64,1 h T1/2Cs-134= 3 y

  4. Radionuclidi Naturali Artificiali K-40 Pb-214 Cs-134 Cs-137 Tl-208 Bi-214 Radionuclidi • Artificiali: • Attività antropiche • Test nucleari • (Produzione di energia elettrica) • Naturali: • Radiazionicosmiche • (sole, corpistellari) • Radiazioniterrestri • (acqua, suolo, aria, rocce) Sr-90

  5. Sorgenti di esposizione

  6. CHERNOBYL CHERNOBYL: 26 Aprile 1986

  7. I principali radionuclidi implicati • Cesio 137 emivita 30 anni • Cesio 134 emivita 3 anni • Stronzio 90 emivita 28 anni • Iodio 131 emivita 8 giorni • Plutonio 239 emivita 25.000 anni • Bario 140, Molibdeno 99, Rutenio 103-106, Zirconio 95, Xenon 133, Kripton, etc.

  8. Regolamento CE n° 733/2008(GUCE L 201 del 30-07-2008) Versione codificata dell’abrogato Regolamento (CEE) N. 737/90 del 22 marzo 1990 prorogato al 31 marzo 2020 dal Regolamento (CE) N. 1048/2009 del 23 ottobre 2009

  9. Regolamento (Euratom) n. 2218/89 e n. 770/90 I livelli massimi ammissibili di radioattività per i prodotti alimentari e per gli alimenti per animali in caso di livelli anormali di radioattività a seguito di un incidente nucleare o in qualsiasi altro caso di emergenza radioattiva sono:

  10. Armonizzazione normativa COMMISSIONE EUROPEA Proposta COM (2010) 184 - 27/04/2010 REGOLAMENTO (EURATOM) DEL CONSIGLIO che fissa i livelli massimi ammissibili di radioattività per i prodotti alimentari e per gli alimenti per animali in caso di livelli anormali di radioattività a seguito di un incidente nucleare o in qualsiasi altro caso di emergenza radioattiva

  11. Decreto Legislativo n. 230 del 17-3-1995 e s.m.i.

  12. Reti di sorveglianza

  13. Reti di sorveglianza Il D. Lgs. n.230/1995 stabilisce che la gestione delle reti regionali è affidata alle singole regioni, mentre all’ISPRA è affidato il compito del coordinamento tecnico delle reti. L’ISPRAcoordina le misure effettuate dagli istituti, enti o organismi della rete, riguardanti la radioattività dell'atmosfera, delle acque, del suolo, delle sostanze alimentari e bevande e delle altre matrici rilevanti, seguendo le modalità di esecuzione e promuovendo criteri di normalizzazione e di intercalibrazione. L’ISPRA è deputato come Punto Focale Nazionale alla trasmissione dei dati alla banca dati REM (Radiactivity Enviromental Monitoring) tenuta dal Joint Reserche Centre di Ispra (Punto Focale Europeo).

  14. Reti:funzioni e flussi di dati ROUTINE M O N I T O R A G G I O Nazionale RESORAD Regionale Locale REMRAD (particolato atmosferico) Rete gamma (dose gamma in aria) A L L A R M E EMERGENZA

  15. Organizzazione Rete • Per l’Italia sono individuate tre aree macroregionali: • Italia settentrionale: Emilia Romagna, Friuli Venezia Giulia, Liguria, Lombardia, Piemonte, Province Autonome di Trento e Bolzano, Val d’Aosta e Veneto; • Italia centrale: Abruzzo, Lazio, Marche, Molise, Toscana, Umbria e Sardegna; • Italia meridionale: Basilicata, Campania, Calabria, Puglia e Sicilia. • Sono individuate, inoltre, due tipologie di reti: • una “rete di monitoraggio diradata”comprendente per ciascuna area macroregionale e per ogni matrice almeno un punto rappresentativo della area macroregionale, con misure d’alta sensibilità tali da fornire una rappresentazione dei livelli e degli andamenti dei radionuclidi; • una “rete di monitoraggio fitta” che comprende punti di campionamento distribuiti sul territorio in modo di consentire alla Commissione di calcolare le medie dei livelli di radioattività delle aree macroregionali.

  16. Centraline di misura della rete GAMMA e REMRAD dell'ISPRA Le reti GAMMA e REMRAD sono reti di allarme non predisposte per la valutazione della dose alla popolazione, bensì per segnalare eventuali anomalie dovute a rilasci in atmosfera.

  17. Rete RESORAD L’Unione Europea con la Raccomandazione 2000/473/Euratom ha definito le matrici sulle quali effettuare i controlli e le periodicità e tipologie di misurazioni. I contenuti della raccomandazione in questione sono alla base dei programmi delle reti nazionali e regionali. La Raccomandazione 2003/274/Euratom impegna gli stati membri a garantire il controllo dei livelli di Cs-134 e Cs-137 per l’immissione al consumo dei seguenti prodotti: selvaggina, pesci carnivori di lago, bacche e funghi selvatici. La rete RESORAD analizza l’andamento spazio/temporale delle concentrazioni di radioelementi in matrici provenienti da diversi comparti ambientali e alimentari interessati dalla diffusione e dal trasferimento all’uomo della radioattività. Alla rete di monitoraggio concorrono molti soggetti istituzionali tra cui, oltre alle Agenzie per la Protezione Ambientale delle Regioni e delle Provincie Autonome, l’ENEA, la Croce Rossa ed il Servizio Meteorologico dell’Aeronautica, i Dipartimenti di Prevenzione delle Aziende USL e gli Istituti Zooprofilattici Sperimentali.

  18. Schema di campionamento e misura della rete RESORAD

  19. Laboratori accreditati che effettuano l’analisi di Cs-137

  20. Laboratori accreditati che effettuano l’analisi di Sr-90

  21. Laboratori che effettuanoAnalisi Sr-90 In collaborazione con i rispettivi CRR: Centri Regionali di riferimento per il Rilevamento della Radioattività *Laboratorio Non accreditato

  22. CRNR – IZS PB Il Centro di Referenza Nazionale per la Ricerca della Radioattività nel Settore Zootecnico Veterinario è stato istituito con Decreto del Ministero della Salute del 27 agosto 2004 (G.U. N° 43 del 22 febbraio 2005) ed è sorto grazie all’esperienza ed alla professionalità maturate a partire dal disastro di Chernobyl del 1986.

  23. CRNR – IZS PB Determinazione di γ emettitori (Spettrometro γ con rivelatore a stato solido) Determinazione di α/β emettitori (Contatore α/β, Scintillatore liquido a conteggi ultra-bassi ) Determinazione di α emettitori (Spettrometro α e ICP-MS) Food-irradiation (Spettrometro ESR, Lettore PSL, TL, DNA CometAssay e GC/MS)

  24. Alimenti irradiati:metodi accreditati • Metodi fisici: • ESR: ricerca di alimenti irradiati contenenti ossa secondo UNI/EN 1786:1997 • ESR: ricerca di alimenti irradiati contenenti zucchero cristallino UNI/EN 13708:2002 • ESR: ricerca di alimenti irradiati contenenti cellulosa secondo la UNI/EN 1787:2000 • TL: ricerca di alimenti irradiati dai quali possono essere isolati minerali silicati UNI/EN 1788:2002 • PSL: ricerca di alimenti irradiati con utilizzo di fluorescenza fotostimolata UNI/EN 13751:2009 • Metodi biologici e microbilogici • Alimenti irraggiati (Screening con COMET ASSAY): UNI/EN 13784:2002 (elettroforesi in microgel)

  25. g Emettitori: Cs-137 Radionuclide artificiale Periodo di dimezzamento: ~ 30 anni

  26. Determinazione di Cs-137UNI 10136/92 e UNI 9882/91 Alimenti e mangimi: I campioni (freschi o essiccati in stufa fino a 110°C per max 24 h) vengono triturati o tagliati per rendere il campione omogeneo e posti in beakerMarinelli Latte I campioni vengono travasati in Beaker Marinelli di varie geometrie: 0,1, 0,5 ed 1 l Conteggio: I campioni sono posti poi a diretto contatto con il rivelatore e conteggiati per la durata minima di 3600 secondi. TEMPI DI ANALISI: 2h – 30h

  27. Catena spettrometricaγ Determinazione di Cs-137UNI 10136/92 e UNI9882/91 • Spettrometro ad altarisoluzione • Rivelatore a semiconduttoreHPGetipo P • Efficienzarelativa25÷70% • Intervallodienergia: 40 keV ÷ 2 MeV

  28. Procedura • Taratura in energia • Taratura in efficienza diconteggio • Verificadistabilità in energiaedefficienza • MisureSpettroBianco • MisureSpettrocampione Spettrometro g Determinazione di Cs-137UNI 10136/92 e UNI 9882/91 Radiazione Rivelatore Amplificatore Analisi dell’ampiezza d’impulso Uscita dati

  29. β emettitori: Sr-90 • E’ un isotopo radioattivo artificiale prodotto da esplosioni nucleari • Lo Sr-90 ed il figlio Y-90 sono tra i maggiori prodotti di fissione del U235. • Ha un’affinità chimica con il calcio • Può essere presente in tutti gli alimenti che contengono calcio, soprattutto latte e prodotti lattiero caseari • Nell’organismo si fissa nelle ossa determinando una irradiazione interna

  30. Determinazione di Sr-90 UNI 9882/91: Determinazione dei principali radionuclidi (I-131, Cs-134, Cs-137, Sr-90) nel latte UNI 9888/91: Determinazione radiochimica dello Sr-90 (in alcune matrici ambientali quali terreno, sedimenti, fanghi, vegetali, pesci, carni, ecc.) UNI 10374/94: Metodo rapido per la determinazione di Sr-90 e Sr-89 nel latte e in matrici similari

  31. ANALISI DI Sr-90: ~1 MESE

  32. INCENERIMENTO Determinazione di Sr-90 UNI 9888/91 Carne e pesce Vegetali Triturazione del campione Lavaggio del campione Essiccamento in stufa a 110 °C Essiccamento lento in stufa fino a 110 °C Aggiunta a freddo di acetone per sciogliere il grasso Macinazione del campione secco tramite mulino Separazione parte magra Essiccamento in stufa a 110 °C Incenerimento in muffola fino a 250 °C in 8 h fino a 500 °C per 16 h Incenerimento in muffola a 600 °C per 16 h

  33. Determinazione di Sr-90 UNI 9888/91 ATTACCO CHIMICO Carne, pesce e vegetali 500 ml di HNO3 conc + 10 ml di SrCl2 (10 mg/ml) 10-20 g di Ceneri 6 h all’ebollizione Concentrare a ~ 100 ml + 30 ml di H2O2 al 30% v/v Concentrare a piccolo volume e riprendere a caldo con HNO3 conc. Filtrare su filtro di fibra di vetro e portare a volume con 500 ml di H2O

  34. Determinazione di Sr-90 UNI 9888/91 PURIFICAZIONE Precipitare i solfati, lavare e recuperare il precipitato Soluzione purificata + 200 ml di Acido (2 etil,esil) ortofosforico (HDEHP) al 20% in toluene pre-equilibrato con HCl 0.1 M Precipitare i carbonati, lavare e recuperare il precipitato Aggiungere HClconc + BaCl2 pH 5.5 con NH4OH Travasare la fase acquosa sottostante e aggiungere 0,1 ml di YCl3 trascinatore Aggiungere CH3COOH + CH3COONH4 a 90°C Na2CrO4 10 min 90°C – filtrazione Prelevare 2 ml per analisi spettrofotometrica AA e calcolare la resa dello Sr-90 Recuperare il liquido filtrato + Na2CO3 bollire per 1 h Filtrazione carbonati + HClconc Aspettare 15-20 giorni in attesa della ricrescita dell’Y-90 Aggiustare il pH a 1 con NaOH e portare a volume di 200 ml con HCl 0.1 M

  35. Determinazione di Sr-90 UNI 9888/91 • Contatore Beta • a basso fondo proporzionale a flusso di gas : • fondo strumentale < 1 cpm • efficienza conteggio Y = 38% Conteggio della piastra per 1000 min Conteggio della piastra dopo 15 giorni per 1000 min

  36. Determinazione di Sr-90 nel latte e in matrici similari: UNI 10374/94 Essiccamento in stufa a 105 °C Incenerimento in muffola a 500 °C Si solubilizzano le ceneri in HCl 0,1M Si fa percolare il campione addizionato con un complessante su resina a scambio cationico Lavaggi successivi della resina per eliminare le terre rare e il bario Si purifica l’eluato con una serie di coprecipitazioni per eliminare il bario rimanente e l’Y-90 Si fa precipitare lo Sr come carbonato di stronzio Si essicca il precipitato Si deposita sull’apposito piattello per il conteggio beta

  37. Metodica alternativa per la determinazione di Sr-90 nel latte: 4 gg Incenerimento in muffola con un profilo di Temperatura 5 g ceneri + 50 ml HNO3 8M + 5 ml H2O2 12 vol + 1 ml ittrio carrier Si evapora la soluzione fino a secchezza Si aggiungono 40 ml HCl 0,1 M Incenerimento Si estrae l’Y-90 in un imbuto separatore con 10 ml di liquido scintillante (due volte) Carbonizzazione Fusione Si misura l’estratto Per conteggio in LSC

  38. PMT Guardia Vial PMT Campione Scintillatore Liquido (LSC) QUANTULUS WALLAC 1220

  39. Incenerimento ed estrazione Metodica Alternativa IZS PB Metodica Ufficiale UNI 10374/94 Fase di incenerimento Fase di incenerimento 72 ore 26 ore Fase di estrazione Fase di estrazione 8 ore 1 ora 80 ore 27 ore Guadagno di tempo percentuale  200%

  40. Rivelatori per il Conteggio Contatore proporzionale a gas Scintillatore Liquido M.A.R. = 100 mBq kg-1 M.A.R. = 8 mBq kg-1 Vantaggi dello Scintillatore Liquido • Maggiore efficienza • Minor tempo di conteggio • Maggiore sensibilità

  41. PRINCIPALI RISULTATI RETE NAZIONALE

  42. Andamentodellaconcentrazione media di Cs-137 in aria I due picchirappresentanorispettivamentel’incidentedi Chernobyl e la fusioneaccidentalediunasorgentedicesionellafonderiaspagnoladi Algeciras nelgiugno 1998 con unaconseguenteemissionedi Cs -137 in atmosferacheinteressòilnord Italia.

  43. AndamentodellaCmediadi Cs-137 nelledeposizioni al suolo Nellafigura è presentata la seriestoricadeidatimedidideposizionedi Cs-137 a livellonazionale. E' interessantenotareglieventidiricadutaassociatiai test in atmosferadeglianni 60 e l’episodiodell’incidentedellacentraledi Chernobyl del 1986 a partiredalqualel’andamentodeivaloridicontaminazionesegnaunasistematicadiminuzione.

  44. Dati ISPRA relativi all’anno 2005

  45. Dati ISPRA relativi all’anno 2005

  46. Dati ISPRA relativi all’anno 2005

  47. Dati ISPRA relativi all’anno 2005

  48. Dati ISPRA relativi all’anno 2005

  49. Dati ISPRA relativi all’anno 2005

  50. PRINCIPALI RISULTATI Centro di Referenza Nazionale per la Ricerca della Radioattività nel Settore Zootecnico Veterinario IZS Puglia e Basilicata - Foggia

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