水是人类摄入天然放射性核素的主要途径之一,因此水源是否受到放射性污染,历来是人们普遍关心的问题,而水中总α/β放射性水平能够基本反映出水体中放射性总体水平,可作为水质放射性污染监测的一个重要指标[1]。因此,世界卫生组织(World Health Organization, WHO)给出了生活饮用水中总α和总β活度的推荐限值,分别为0.5Bq/L和1Bq/L,而我国《生活饮用水标准》中的总α和总β放射性也沿用了WHO推荐的限值[2]。近年来,全国很多省市已经开展了饮用水中放射性水平的监测工作,并很好地建立起了饮用水中放射性指标的监测网络和数据库[3-6]。然而,2014年以前常州地区生活饮用水中总放射性数据却始终是空白。本次监测通过在常州地区5个辖市区对水源水和出厂水中总α/β放射性水平的监测,致力于建立常州市饮用水中放射性指标的监测网络和数据库,为江苏省以及国家食品饮用水放射性风险监测提供基础数据,同时也为常州广大居民生活饮用水安全以及身体健康提供保障。
1 材料与方法 1.1 样品的采集2014-2016年每年丰水期(7-9月)和枯水期(1-3月)采集常州地区5辖市区供居民饮用的水源水和出厂水各1次,每次2500 mL,按1L水样加入20 mL硝酸(1.42 g/mL)的比例,将相应量硝酸加入采样的聚乙烯扁桶中,共采集水样32份。见表 1。
根据《生活饮用水标准检验方法放射性指标》GB/T 5750.13-2006要求[7],取1000 mL的水样,分次加入2000 mL烧杯中,在可调温电热板上加热,于微沸条件下蒸发浓缩,直至约50 mL,将冷却的浓缩液转入瓷蒸发皿中,加入1 mL硫酸(1.84 g/mL),充分混合后,置于红外灯下加热蒸干,待硫酸冒烟后移至电炉上继续加热蒸干,直至将烟雾赶尽,转置高温炉内,在350 ℃下灼烧灰化1 h,冷却后称总灰重(g),然后研细称取测量所需样品灰重(g)于测量盘中,铺成厚薄均匀的样品源,本次监测所采用的样品盘面积均为16 cm2, 所有样品测量时间均为600 min,32份测量样品灰重均值为160.8 mg,范围为158.0~166.0 mg,然后再使用PΑB-6000低本底α/β测量仪对制备好的样品进行测量(水样中的总α放射性用标准曲线法进行测量,水样中的总β放射性用薄样法进行测量)。
1.3 样品质量控制本监测使用的PΑB-6000低本底α/β测量仪定期由中国计量科学研究院检定,同时本单位实验室每年都参加中国疾病预防控制中心的实验室比对,结果均合格。采用SPSS18.0对测量结果进行录入与统计学分析。
2 结果与分析 2.1 总α和总β放射性水平2014-2016年采集常州地区5辖市水源水和出厂水样共32份,分别对采集水中的总α和总β进行了测量。由表 2可见,其中总α活度浓度在0.010~0.087 Bq/L,均数为0.038 Bq/L,而总β活度浓度在0.051~0.250 Bq/L,均数为0.116 Bq/L。
在丰水期,采集的所有水样中检测出总α的活度平均值范围从(0.025±0.005)Bq/L(金坛区)到(0.058±0.041)Bq/L(武进区),具体顺序是:武进>钟楼>新北>溧阳>金坛(详细结果见表 3),另外,除金坛区外,其余四个地区的总α活度平均值都在0.050 Bq/L左右;而总β的活度平均值范围从(0.081±0.011)Bq/L(钟楼区)到(0.145±0.079)Bq/L(金坛区),具体顺序是:金坛>新北>溧阳>武进>钟楼。所有水样的总α与总β放射性活度都低于WHO推荐的最大限值(总α为0.5 Bq/L,总β为1 Bq/L)。
在枯水期,采集的所有水样中检测出总α的活度平均值范围从(0.024±0.022)Bq/ L(金坛区)到(0.050±0.030)Bq/L(溧阳市),具体顺序是:溧阳>钟楼>新北>武进>金坛(详细结果见表 3);而总β的活度平均值范围从(0.079±0.011)Bq/L(钟楼区)到(0.124±0.064)Bq/L(新北区),具体顺序是:新北>武进>金坛>溧阳>钟楼。同样所有水样的总α与总β放射性活度也都低于WHO推荐的最大限值。从丰水期和枯水期的检测结果可以看出,金坛区总α活度平均值在两个季节都是最低的,而钟楼区总β活度平均值在两个季节也是最低的。
2.3 监测辖市区水源水和出厂水中总α和总β放射性水平对于水源水,采集的水样中总α放射性活度平均值最高的是新北区和钟楼区, 最低的是金坛区。而总β放射性活度平均值最高的是新北区,最低的是钟楼区。然而对于出厂水而言,采样的水样中总α放射性活度平均值最高的是武进区, 最低的是金坛区和新北区。而总β放射性活度平均值最高的是金坛区,最低的是钟楼区。分别对水源水和出厂水两者之间的总α和总β放射性水平进行统计学分析,结果表明总α/β放射性指标在水源水和出厂水之间均无统计学差异(P>0.05)。
2.4 丰水期和枯水期每个监测辖市区通过饮水所致辐射暴露为了评估人群通过饮水所致的辐射暴露,WHO在《饮用水水质准则》第四版中给出了饮用水所致辐射暴露的年均有效剂量的计算公式[1]:
$ AED = A \times V \times C $ |
其中式中AED表示年有效剂量;Α为核素的放射性活度;V是成年人的年均饮水量(WHO推荐的成人年均饮水量为730 L /a);C表示为成人摄入某种放射性核素的剂量转换系数(成人通过饮用水摄入总α的剂量转换系数为3.58×10-4 mSv /Bq)。通过上述公式,计算出2014-2016年常州市5个辖市区居民在丰水期和枯水期通过饮用水所致辐射暴露的年均有效剂量(0.012~0.027 mSv),详细结果见表 5,低于WHO推荐的通过饮用水所致辐射暴露的年均有效剂量0.1 mSv的限值。
自2011年日本福岛核事故发生以来,全国各省市尤其是东南沿海城市对于生活饮用水中放射性水平的关注越来越多,也相继发布了有关各自的饮用水中的放射性监测数据[3-6]。然而,2014年以前常州地区生活饮用水中总放射性数据却始终是处于空白,因此,通过对常州市5辖市区部分水源水和出厂水中总α和总β放射性水平的监测,从而建立常州市饮用水中放射性指标的监测网络和数据库。监测结果表明,2014-2016年间常州市居民生活饮用水总α和总β放射性水平均低于世界卫生组织给出的生活饮用水中总α和总β放射性活度的推荐限值(总α:0.5 Bq/L;总β:1 Bq/L);同时,水源水和出厂水中的总α和总β放射性水平也都无统计学差异;而且各区丰水期和枯水期的总α和总β放射性水平也比较接近。另外,常州市5个辖市区居民在丰水期和枯水期分别通过饮用水所致辐射暴露的年均有效剂量也都低于WHO的参考水平(0.1 mSv/a)。对比全国和江苏前期有关居民生活饮用水中总α和总β放射性水平的文献报道[8-12]发现,常州地区与全国和江苏其他邻近市居民生活饮用水中总α和总β放射性水平也基本一致,符合GB 5749-2006《生活饮用水卫生标准》和WHO《饮用水水质准则》第四版对生活饮用水的要求。
然而影响生活饮用水中总α和总β放射性水平的因素繁多,本监测仅对两种水源和两个季节中总α和总β放射性水平做了简单的监测分析,而这些影响因素之间是否存在相互关联以及这些影响因素对饮用水放射性水平的贡献如何[13-14],还需进一步研究和探讨;另外,本次监测结果显示常州地区居民通过饮用水所致辐射暴露的年均有效剂量也低于国家和WHO的参考值,但是,这并不意味着通过饮用水所致辐射暴露对人群的健康就无影响[15],进一步探索生活饮用水中总α和总β放射性对于人群长期健康的影响将成为我们日后研究的方向。
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