淄博市位于山东省中部,北临黄河,地理坐标在东经117°32'~118°31'、北纬35°56'~37°18'之间,辖张店、淄川、博山、临淄、周村五区和桓台、高青、沂源三县及高新技术产业开发区、文昌湖旅游度假区,总面积5938km2。辖区内有淄博肿瘤医院、淄博万杰医院等使用碘-131、钴-60用源单位。淄博市生活饮用水源地分为地表水源地和地下水源地,其中地表水水源地为新城水库(黄河水)和大芦湖水库(黄河水)等; 地下水水源地为大武、北下册、源泉、南阎、沂源城西、唐山水源地等地下水源地; 淄博市生活饮用水主要分为集中式供水末梢水。饮用水中通常分布有天然放射性核素226Ra、232Th、40K和238U等、以及人工核素,主要是核爆裂变产物137Cs、90Sr等,核医学等用源单位使用131I等因管理不善还会造成地下水等的污染。《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)对生活饮用水中总α、总β提供了放射性指标有关指导值[1]。本文依据《生活饮用水标准检验方法:放射性指标》(GB/T5750.13 -2006)[2]、《水中放射性核素的γ能谱分析方法》 (GB/T16140-1995)[3]和《水中锶-90放射化学分析方法二—(2-乙基己基)磷酸酯萃取色层法》(GB 6766-86)[4],测量了淄博市生活饮用水中总α、总β、铯-137、锶-90、碘-131、镭-226、钍-232、钾-40和铀-238等等的活度浓度。通过本次调查研究,摸清了当地居民生活饮用水的放射性水平,深入分析淄博市生活饮用水中天然和人工核素的种类及放射性水平,并对淄博市生活饮用水的剂量估算的主要放射性核素进行探究。
1 实验材料和方法 1.1 主要仪器① LB-4四路低本底α、β测量装置一台,仪器对于90Sr-90Y β源的2π探测效率比≥ 50%时,本底≤0.15cm-2min-1; 仪器对于239Pu源的2πα探测效率比≥80%时,本底≤0.005cm-2min-1; α/β交叉性能:3%的α进入β道,0.5%的β进入α道。②HPGe-γ谱仪GMX40P4-76型高纯锗γ谱仪(美国ORTEC公司),能量分辨率(对1.33MeV),FWHM=1.90keV; 探测效率(相对“3×3”NaI(T1))η =40%。③FJ2603G型低本底β测量仪一台(国营二六二厂)一台。
1.2 采样布点采样点的选择要求饮用水水样取自自来水出口处,水源地水样在水量较多的地方采集。
采集大芦湖水库(黄河水)、新城水库(黄河水)、桓台第一水源地、南阎水源地、大武水源地、北下册水源地、源泉水源地、沂源城西水源地共8个水源地采样点; 采集高青一中、唐山居民区、晨报制业、凯瑞园、世纪康城、胜辛社区、黒旺东苑社区、八陡居民区、历山社区共9个管网末梢水采样点。水源地水与管网末梢水对应关系见表 1。
饮用水中总α、总β活度浓度测量分别使用《生活饮用水标准检验方法:放射性指标》(GB/ T5750.13-2006)中的比较测量法、薄样法; 碘-131、镭-226等放射性核素采用《水中放射性核素的γ能谱分析方法》(GB/T16140-1995);锶-90采用《水中锶-90放射化学分析方法二—(2-乙基己基)磷酸酯萃取色层法》(GB6766-86)。
1.4 数据统计使用SPSS16.0进行枯水期和丰水期比较的t检验,P < 0.05为差异有统计学意义。
2 实验结果及分析于2014年12月和2015年8月分别对淄博市生活饮用水进行了枯水期和丰水期的样品采集,采集了水源地水与管网末梢水,共设置17个采样点,水源地水与管网末梢水的对应关系见表 1。
淄博市生活饮用水枯水期和丰水期的总α、总β活度浓度测量结果见表 2,总α活度浓度范围为59~ 168mBq/L,算数平均数为98mBq/L,标准误为7 mBq/L。总β活度浓度范围为67~255mBq/L,算数平均数为149mBq/L,标准误为13mBq/L。
经t检验(α=0.05),P总α < 0.05,P总β < 0.05,因此,可认为淄博市饮用水总α、总β丰水期的放射性水平均高于枯水期的放射性水平。
淄博市有碘-131等开放性核素使用单位,还有使用钴-60等其他用源单位,钴-60一般为密封放射源,一般不会造成水体污染,在检测水样中均未检出,在此主要关心碘-131是否造成地下水体污染,因此进行了分析,其结果均小于该方法的探测下限1.5~ 1.9mBq/L水平; 同时对核爆、核事故产生的铯-137和锶-90进行了检测,以便于为将来工作提供本底数据,因此也进行了分析,经检测,铯-137均小于该方法的探测下限2.4~2.8mBq/L; 锶-90基本处在该方法的探测下限3.5mBq/L水平,见表 3。
根据《生活饮用水标准检验方法:放射性指标》(GB/ T5750.13-2006)要求,上述淄博市生活饮用水枯水期和丰水期的总α、总β活度浓度不要求进一步进行核素分析; 但为将来应急监测估算饮用水的受照剂量提供方案,我们进一步分析了饮用水中的放射性核素,得到主要影响其放射水平的主要核素,见表 3,为将来储备必要的技术储备与基础数据。从表 3可见,90Sr活度浓度范围为3.5~4.5mBq/L,算数平均数为3.9mBq/L,标准误为0.1 mBq/L; 226Ra活度浓度范围为6.0~10.2mBq/L,算数平均数为7.9mBq/L,标准误为0.3mBq/L; 232Th活度浓度范围为4.3~7.2mBq/L,算数平均数为5.4mBq/L,标准误为0.2mBq/L; 40K活度浓度范围为65~154mBq/L,算数平均数为118mBq/L,标准误为7mBq/L; 238U活度浓度范围为51~92mBq/L,算数平均数为71mBq/L,标准误为3mBq/L。其他人工核素如134Cs、58Co、60Co、54Mn、103Ru和110mAg等均未检出。
3 讨论淄博市生活饮用水主要水源地为地下水,有桓台第一水源地、南阎水源地、大武水源地、北下册水源地、源泉水源地、沂源城西水源地共6个地下水水源地; 还有大芦湖水库、新城水库2个来自黄河水的水源地; 分别在市区采集高青一中、唐山居民区、晨报制业、凯瑞园、世纪康城、胜辛社区、黒旺东苑社区、八陡居民区、历山社区共9个管网末梢水作为采样点,其中因大武水源地主要供应张店、临淄市区生活饮用水,也是淄博市最重要的生活饮用水水源地,因此对大武水源地布了张店的凯瑞园、临淄市区的胜辛社区2个采样点。淄博市生活饮用水中总α、总β活度浓度均低于《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)放射性指标有关指导值[1],处于国内正常天然本底辐射水平[5],可以正常饮用。
淄博市区淄博市第一医院、淄博市中心医院、淄博矿务局中心医院、桓台县人民医院、临淄区人民医院等单位使用碘-131开展核医学甲亢、甲癌放射治疗,产生放射性废水,均经放射性污水池存放达标排放,淄博市区淄博市民康医院等单位使用钴-60开展相关工作,钴-60为密封放射源,一般不会造成水体污染。淄博市生活饮用水未检测到碘-131,淄博市饮下水等未受到碘-131等核素等人工核素的污染; 铯-137、锶-90处在黄河水的正常本底水平[6]。
以每人日饮水量1.2L估算,根据《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》(GB18871-2002) [7]提供的公众成员食入单位摄入量所致的待积有效剂量参数,得出淄博市生活饮用水中锶-90、镭-226、钍-232、钾-40和铀-238等核素核素所致居民年有效剂量分别为4.8×10-5、9.7×10-4、5.5×10-4、3.2×10-4和1.4 ×10-3mSv,不会对居民造成过高的剂量负担。
[1] |
中华人民共和国卫生部.GB5749-2006生活饮用水卫生标准[S].北京: 中国标准出版社, 2007.
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[2] |
中华人民共和国卫生部.GB/T5750.13-2006生活饮用水标准检验方法: 放射性指标[S].北京: 中国标准出版社, 2007.
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[3] |
国家技术监督局.GB/T16140-1995水中放射性核素的γ能谱分析方法[S].北京: 中国标准出版社, 1995.
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[4] |
国家环境保护局.GB6766-86水中锶-90放射化学分析方法二-(2-乙基己基)磷酸酯萃取色层法[S].北京: 中国标准出版社, 1987.
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[5] |
何振芸, 罗国桢, 黄家矩, 等. 全国环境天然放射性水平调查研究(1983-1990年)概况[J]. 辐射防护, 1992, 12(2): 81-95. |
[6] |
程杰, 张连平. 黄河水系放射性水平调查与卫生学评价[M]. 济南: 黄河出版社, 1999.
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[7] |
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB18871-2002电离辐射防护与辐射源安全基本标准[S].北京: 中国标准出版社, 2002.
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