黄河全长5464 km, 流域面积79.5万km², 是中国境内仅次于长江的河流, 世界第五大河。发源于青海省巴颜喀拉山, 呈"几"字形流经青海、宁夏、山东等9个省区。黄河由河南兰考进入山东省东明县入境, 呈北偏东流向, 经山东省菏泽、泰安、济南、东营等9市, 在东营垦利注入渤海。目前山东省引黄灌溉面积约占全省的40%, 黄河水资源已成为沿黄地区国民经济和社会发展的命脉。

⁴⁰K是重要的天然放射性核素之一, 是公众天然辐射的主要贡献者, 因此对黄河济南段水资源的⁴⁰K放射性水平进行长期动态监测是非常有必要的。

1 研究方法 1.1 样品采集

选取了泺口及小清河历下亭作为监测断面, 各设置1个采样点。每年于枯水期(3~6月)和丰水期(7~10月)各采样一次。采样器具为聚乙烯塑料桶, 使用前先用待采水样清洗2次以上, 再将水样按采样量采集于清洗后的样品容器中。水样采集后, 用浓硝酸酸化到pH=1~2(每升水样加硝酸1~6 ml)。

1.2 仪器设备

TAS-990型原子吸收分光光度计。

1.3 分析方法 1.3.1 工作曲线的绘制

精密量取浓度为1.00 mg/mL的钾标准溶液5.0 ml, 置于100 ml容量瓶中, 用水稀释至刻度, 摇匀, 制成50 μg/ml的溶液; 精密量取该溶液(50 μg/ml) 0.5、1.0、1.5、2.0、2.5 ml, 分别置于50ml容量瓶中, 各加0.5 ml盐酸、1.0 ml氯化铯溶液, 用水稀释至刻度, 混匀。用原子吸收分光光度法绘制工作曲线。

1.3.2 样品分析

取定量水样于50 ml容量瓶中(如水样有悬浮物需过滤; 或含有有机物, 则加硝酸10 ml和少许硫酸, 将水样蒸发至干, 并生成三氧化硫烟雾, 重复处理一次, 冷却后移入50 ml容量瓶中。如水清澈不含有机物则不必处理), 加0.5 ml盐酸、1.0 ml氯化铯溶液, 用水稀释至刻度, 混匀。

按仪器工作条件进行测量。从工作曲线上查出钾含量。

1.3.3 结果计算

钾-40含量按式(1)计算:

(1)

式中:Ar为试样中钾-40的含量, Bq/L; k为常数, 为31.5; n为试样中测出的钾含量, g/L。

1.4 质量控制

两个采样点均为辐射环境监测网辐射环境质量水体监测点, 也是黄河水系11个监测断面之一, 确保所采水样具有代表性; 监测人员均经过培训持证上岗; 原子吸收分光光度计每年由山东省计量科学研究院进行检定, 检定合格并处于有效期内。

2 结果

2010-2013年黄河水系济南段泺口断面及小清河历下亭断面水体的⁴⁰K放射性活度浓度见表 1和表 2。

由表 1及表 2可以看出, 2010-2013年黄河水系济南段泺口断面水体的⁴⁰K比活度平均为130 mBq/L, 与黄河水系山东段水中⁴⁰K 1.34×10^-1Bq/L^[1]接近, 大约是长江水系水中⁴⁰K比活度0.49×10^-1 Bq/L^[2]的3倍, ⁴⁰K比活度变化范围为(104~149) mBq/L, 与1983 -1990年全国环境天然放射性水平调查⁴⁰K监测值(23 ~2494) mBq/L^[3]相比, 无显著变化; 2010-2013年小清河历下亭断面水体的⁴⁰K比活度平均为62 mBq/L, 约为黄河水系山东段水中⁴⁰K 1.34×10^-1 Bq/L^[1]的0.5倍, 与长江水系水中⁴⁰K比活度0.49×10^-1 Bq/L^[2]接近, ⁴⁰K比活度变化范围为(46~94) mBq/L, 与1983-1990年全国环境天然放射性水平调查⁴⁰K监测值(23~2494) mBq/L相比, 处于同一水平。

3 结论

2010-2013年黄河水系济南段泺口断面及小清河历下亭断面水体的⁴⁰K放射性水平处于正常本底范围内。