Dávila R J I等对墨西哥市场上21家国产和国际品牌的瓶装水(纯净水和矿泉水)的总α和总β活度进行了分析, 发现放射性活度和矿物盐含量之间有一定的联系, 而矿物盐含量却与水源及水的工艺处理相关, 普遍的规律是:溶解固体的总量(传导性)越低, 放射性的水平就越低, 在可信度为95%时, 传导性与总α、总β放射性活度之间的相关系数分别为0.74和0.70。谭汉云通过对水源水和出厂水的矿化度和总放射性水平的分析中也发现随着矿化度的增大, 放射性有增大的趋势。为了解水的矿化度与总放射性水平之间的关系, 我们对苏州地区不同水样的残渣量与总α和总β放射性水平之间的关系进行了统计学分析。

1 材料与方法 1.1 主要仪器和试剂

可调温的电热板, 电阻箱, 分析天平, 干燥器, 样品盘, 1 000mL烧杯, 50mL坩锅。北京核仪器厂生产的BH1216型低本底α、β放射性测量装置。

以中国计量科学研究院提供的²⁴¹Am (活度浓度为12.6Bq·g^-1)作为α标准源, 以中国计量科学研究院提供的KCl (比活度为14.3Bq·g^-1)作为β标准源。

1.2 实验方法 1.2.1 水样处理

取5L已酸化的水样分次加入到1 000ml烧杯中, 使水样体积不超过烧杯容积的1/2, 在电砂浴上加热蒸发, 浓缩至约20ml, 然后将其全部转移至恒重的50ml坩埚内。烧杯用稀硝酸清洗数次, 洗液一并转入坩埚内, 蒸干坩埚中水样。将坩埚转入干燥器内, 冷却至室温, 再次称重坩埚, 算出干渣的重量。所得干渣研细混匀, 放于样品盘中铺成均匀厚样。

1.2.2 样品测量

将样品盘放在预先用α、β标准源刻度过并测定了本底的BH1216低本底放射性测量装置中进行测量。

1.2.3 计算

总α放射性活度采用下式计算:

式中:C_α为总α放射性活度浓度(Bq· L^-1); 12.6为转换系数(Bq· kg^-1); N_241Am为²⁴¹ Am标准源的计数率(cpm); N_本为仪器的本底计数率(cpm); N_样为样品的计数率(cpm); m为干渣的重量(g); V为水样体积(L)。

总β放射性活度采用下式计算:

式中, C_β为总β放射性活度浓度(Bq·L^-1); 14.3为转换系数(Bq·kg^-1); NKCl为氯化钾标准源的计数率(cpm); N_本为仪器的本底计数率(cpm); N_样为样品的计数率(cpm); m为干渣的重量(g); V为水样体积(L)

2 结果与讨论 2.1 结果

水样残渣量与总α总β的测量结果见表 1。

本研究探索了28个水样残渣量与总α、总β放射性活度之间的关系。水样残渣量与总α放射性活度之间相关性较好(r=0.517, P﹤ 0.01)(图 1), 而残渣量与总β放射性活度之间的相关性相对较差(r=0.435, 0.01 < P < 0.05)(图 2)。由残渣量估算总α放射性活度的直线回归方程式为:

式中, X为残渣量(g·L^-1); Y为总α放射性活度(Bq·L^-1); R2=0.267。

由残渣量估算总β放射性活度的直线回归方程式为:

式中, X为残渣量(g·L^-1); Y为总β放射性活度(Bq·L^-1); R²=0.189。

2.2 讨论

由于水体的放射性水平与水中融解固体的总量(残渣量)有关系, 故我们对30个水样的残渣量与总α、总β放射性活度浓度之间关系进行了分析, 结果发现随着残渣量的增多总α和总β均有增大的趋势, 残渣量与总α总β放射性活度之间均有直线相关性, 所以应提倡居民在生活中尽量使用经过处理的去除了部分残渣和其他有害物质的饮用水。但有研究发现, 普通的水纯化技术可以通过下列措施稍加调整:①始终控制pH值在7.1~7.8之间, 这有利于降低铀, 但对²²⁶Ra、²³⁹Pu和²⁴⁰Pu的降低无影响。②在水的纯化过程中添加石灰、碳酸钠、硫酸盐等常规的化学反应剂提高水的矿化, 使出厂水的矿化度达到如下水平:传导性=150μs· cm^-1, [Ca²⁺]=10mg·L^-1, [Mg²⁺]=1.2mg·L^-1, 干渣=150mg·L^-1, 可以成功地去除²²⁶Ra, 使其降为原来的70%。③为降低溶液中²³⁹Pu和²⁴⁰Pu的浓度, 必须在纯化过程中去除铁。由此可见, 为进一步减少居民每年由于饮水而接受的年有效剂量, 我们应当对水处理过程中降低放射性核素浓度的措施尚需进一步探讨和规范化, 确保饮用水中核素的水平保持在可合理达到的尽可能低的水平。