《城市供水水质标准》(CJ/T 206—2005)对供水水源水质的放射性指标(总α、总β)提供了标准限值(总α≤0.1 Bq/L、总β≤1 Bq/L)[1]，当水源水质不符合要求时，不宜作为供水水源。若限于条件需加以利用时，水源水质超标项应经自来水厂净化处理，以达到标准要求。我中心在对某地区水源进行监测时，发现其总α浓度偏高。为确保饮水安全，本文对该水源地部分井水总α放射性进行了摄入有效剂量的估算。
1 材料与方法 1.1 试剂及仪器① 镅-241标准粉末源，40KCl标准粉末源，模拟水固体源，模拟土壤源(中国原子能科学研究院提供)；铀、钍标准溶液(美国Spex CertiPrep公司)；钋-209标准溶液(Eckert&Ziegler公司)；硝酸溶液(1+9)，浓硫酸，无水乙醇(分析纯，国药集团化学试剂有限公司)。②LB770低本底α/β检测仪(德国Berthold公司)；GMX60-83-LB-C-C低本底反康普顿高纯锗γ能谱仪(美国ORTEC公司)；ELEMENT2E高分辨电感耦合等离子体质谱仪(美国Thermo Fisher公司)；HR2000B恒温电热板(北京莱伯泰科仪器股份有限公司)；LX0211箱式电阻炉(天津市莱玻特瑞仪器设备有限公司)；MS204TS/01分析天平(Mettler-Toledo公司)；1 000 mL烧杯，50 mL蒸发皿，量筒，不锈钢样品盘(φ60 mm)(国药集团化学试剂有限公司)。
1.2 样品采集与处理按照《辐射环境监测技术规范》(HJ/T 61—2001)、《地下水环境监测技术规范》(HJ/T 164—2004)及《土壤环境监测技术规范》(HJ/T 166—2004)[2]采样相关要求，结合该地水源井基本情况及分布特点进行采样及处理。
1.3 样品分析水样总α浓度测量参照《生活饮用水标准检验方法放射性指标》(GB/T 5750.13—2006)[5]，水样采用蒸发浓缩法进行前处理，总α放射性不包括挥发性核素和氡的贡献；核素分析参照《水质65种元素的测定电感耦合等离子体质谱法》(HJ 700—2014)[6]、《高纯锗γ能谱分析通用方法》(GB/T 11713—2015)[7]、《水中钋-210的分析方法》(HJ 813—2016)[8]。
1.4 剂量估算 1.4.1 放射性总α所致居民的有效剂量摄入饮用水所致辐射暴露的年有效剂量(AED)可以用来评价公众健康风险，
| $AED = A \times V \times C$ | (1) |
式中:A-总α活度，Bq/L；V-世界卫生组织(WHO)推荐成年人年摄入水量，730 L/a，假设居民长期摄入该水源水；C-成年人摄入总α剂量转换系数，3.58×10-4 mSv/Bq[9]。
1.4.2 水中放射性核素所致内照射的有效剂量联合国原子辐射效应科学委员会(UNSCEAR)2008年报告书[10]中根据放射性核素公众摄入量估算内照射剂量的估算方法，核素j经食入途径所致公众内照射剂量为：
| ${E_{ing}} = \sum\limits_j {{e_{j,ing}}{I_{j,ing}}} = = \sum\limits_j {{C_{j,w}}{e_{j,ing}}} V$ | (2) |
式中:Eing-食入放射性核素所致的年待积有效剂量(mSv/a)；ej, ing-食入放射性核素j的有效剂量转换系数(mSv/Bq)；Ij, ing-放射性核素j的年摄入量(Bq/a)；Cj, w-生活用水中放射性核素的浓度(Bq/ L)。
2 结果 2.1 总α放射性检测及评价查阅历史检测资料显示，该区水源总α浓度范围为0.10~0.56 Bq/L，均值为0.26 Bq/L，结果始终超过城市供水水源水质的标准限值。2016-2018年，我中心抽取某供水厂若干眼水源井井水进行总α放射性检测，范围为0.13~0.45 Bq/L，均值为0.35 Bq/L。利用式(1)则可算出AED范围为0.03~0.12 mSv/a，均值为0.09 mSv/a，最大值超过WHO推荐的饮用水剂量指导值(0.1 mSv/a)[11]。
但是不能仅据此就从放射性的角度判断该水质不合格。总放射性指标是为了筛选目的而推荐的参考水平，该测量作为一种筛选测量，不能对其要求过高，该测量不能给出有关放射性核素的资料，所以也就不能得出有剂量学意义的结论，不能直接用来确定是否为可接受的浓度[12]。对于超过建议值的这部分水样，为最终作出合理的判断，对其作进一步核素分析以科学评价其潜在的危害性。
2.2 水样核素分析及评价根据分析方法对水样进行核素浓度调查，调查结果列于表 1。
|
表 1 水中各放射性核素浓度 |
可以从数据看出，井水中天然放射性核素浓度波动范围较大，U和226Ra的平均浓度明显高于我国水源井水调查的平均水平(U：3.38 μg/L；226Ra：6.48 mBq/L)[13]，可能主要受水井所在地的地质结构影响。
由此可见，地下水中总α放射性的贡献主要来自U和226Ra。根据辐射安全手册[14]提供的天然铀的放射性比活度值(238U、235U和234U的放射性比活度分别为1.24×10-8、8.00×10-8和2.30×10-4 TBq/g)及天然铀中238U、235U和234U同位素相对丰度(238U、235U和234U丰度分别为99.27%、0.72%和0.005 4%)，进行单位换算，食入放射性核素j的有效剂量系数参照UNSCEAR 2008年报告书资料取值，利用式(2)，计算结果列入下表：
|
|
表 2 计算参数及各放射性核素所致居民的年待积有效剂量 |
居民摄入该水源水，235U所致的内照射剂量微乎其微，可以忽略不计，238U和234U对人体内照射贡献占小部分(最大约10%)，其结果高于UNSCEAR 2000年报告书[15]中调查报道(238U：0.000 25 mSv/a；234U：0.000 28 mSv/a，对成年人饮水量取500 L/a)。内照射剂量产生主要来源于226Ra，有效剂量为(0.000 9~0.03)mSv/a，均值为0.007 mSv/a，略高于UNSCEAR 2000年报告书中调查报道(0.006 3 mSv/a)，未超过饮用水剂量指导水平0.1 mSv/a。
2.3 固体中核素分析及评价为排除人为污染的可能性，对该水源地周围主要风险源进行了调查，对水源地固体样品(包括土壤、岩石和煤渣)进行了监测。风险源有研究院、医院、探伤企业，涉及α源主要为238U、232Th、226Ra、210Po等放射源以及238U、232Th、239Pu、241Am等非密封放射性物质。根据近年本市辐射环境质量报告书显示[16]，本世纪研究区无辐射事故发生。为作出科学判断，对该地离主要风险源最近水源井周围表层土壤进行核素分析，监测结果见表 3。
|
|
表 3 土壤核素分析结果 |
从分析结果来看，作为环境本底参考物的山地土壤，其238U、234U、232Th、226Ra含量与中国土壤238U、234U、232Th、226Ra的平均含量37.0 Bq/kg、37.3 Bq/kg、56.0 Bq/kg、29.3 Bq/kg[17]相比较，可以认为该地区环境本底不高。所监测井周围表层土壤238U、234U、232Th、226Ra含量也属正常范围。
为最终作出科学的判断，在探明该区域水文地质条件，水源井钻孔综合地质情况[18]的基础上，取水源井蓄水层围岩进行核素分析，监测结果见表 4。
|
|
表 4 水源井蓄水层围岩核素分析结果 |
由表 4可见，围岩样品玄武岩、灰岩和煤渣中238U、234U、232Th、226Ra含量与238U、234U、232Th、226Ra在地壳中的平均含量16.1 Bq/kg、16.2 Bq/kg、22.7 Bq/kg、34.8 Bq/kg相比较，属正常范围。应当引起注意的是，在粘土、砂砾石中的U、232Th、226Ra含量相对较高，尤其U含量超过平均水平约7倍。
由此推测该地区地下水总α放射性偏高的原因可能是与该地区的地域地质结构有关。地下水在其形成过程中，溶入了围岩中的天然放射性核素，最终导致结果偏高。
3 讨论本文在探明研究区水文地质条件、水源地开采现状、往年监测数据等信息的基础上，对该区水源水总α放射性水平进行调查和评价，及时查明原因，给公众一个交代。结果表明，长期饮用该区饮用水不会对居民造成健康危害，该区地下水总α放射性偏高的原因可能与该区的地质结构有关。地下水在其形成过程中，溶入了围岩中的天然放射性核素，最终导致结果偏高。
虽然水源水中天然放射性核素浓度符合标准，但从安全考虑，建议采用各种方法以降低水硬度，保证出厂水达标。
密切监视该区域地下水水质变化。除对水源井进行定期取样监测以外，即在水源地范围内，利用原有供水井建立系统的区域地下水水质监测点，应同时加强水源地上游地区水质监测力度，定期进行水质取样监测。
现行的《城市供水水质标准》(CJ/T 206—2005)放射性指标是以《地下水质量标准》(GB/T 14848—1993)为依据制定的，而《地下水质量标准》(GB/T 14848—1993)是以《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—1985)为依据制定的。根据世界环境变化及污染物质对人体健康的影响，2004年WHO将《饮用水水质准则》更新到了第三版，其中将总α浓度筛查水平由原来的0.1 Bq/L提高到0.5 Bq/L[19]，我国卫生部相应于2006年更新了《生活饮用水卫生标准》(现行标准号为GB 5749—2006)，质量监督检验检疫总局相应于2017年修订了《地下水质量标准》(现行标准号为GB/T 14848—2017)，其中对饮用水水源中总α浓度限值都修订为0.5 Bq/L[20]。建议应尽快修改现行的《城市供水水质标准》(CJ/T 206—2005)中的放射性指标，使之符合国际上辐射防护的基本原则和观点；符合我国的国情；与我国正在修订中的辐射防护基本标准相容。
| [1] |
中华人民共和国建设部.CJ/T 206—2005城市供水水质标准[S].北京: 中国标准出版社, 2005.
|
| [2] |
国家环境保护总局.HJ/T 61—2001辐射环境监测技术规范[S].北京: 中国环境科学出版社, 2001.
|
| [3] |
国家环境保护总局.HJ/T 164—2004地下水环境监测技术规范[S].北京: 中国环境科学出版社, 2005.
|
| [4] |
国家环境保护总局.HJ/T 166—2004土壤环境监测技术规范[S].北京: 中国环境科学出版社, 2005.
|
| [5] |
中华人民共和国卫生部.GB 5750.13—2006生活饮用水标准检验方法[S].北京: 中国标准出版社, 2006.
|
| [6] |
中华人民共和国环境保护部.HJ 700—2014水质65种元素的测定电感耦合等离子体质谱法[S].北京: 中国环境科学出版社, 2014.
|
| [7] |
中华人民共和国环境保护部.GB/T 11713—2015高纯锗γ能谱分析通用方法[S].北京: 中国标准出版社, 2015.
|
| [8] |
中华人民共和国环境保护部.HJ 813—2016水中钋-210的分析方法[S].北京: 中国标准出版社, 2016.
|
| [9] |
赵新春, 马一龙, 雷家杰, 等. 某总α超标井水所致居民年剂量及卫生学评价[J]. 中国辐射卫生, 2016, 25(5): 539-541. |
| [10] |
United Nations. United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation. Sources, Effects and Risks of Ionizing Radiation[R]. UNSCEAR 2008 Report. New York: 2008.
|
| [11] |
World Health Organization. Guidelines for Drinking-Water Quality, 4th ed[M]. World Health Organization: Geneva, Switzerland, 2011.
|
| [12] |
林莲卿, 马永忠. 对我国《生活饮用水卫生标准》GB 5749—85中放射性指标的几点看法[J]. 辐射防护, 1999, 19(3): 190. |
| [13] |
全国环境天然放射性水平调查总结报告编写小组. 全国水体中天然放射性核素浓度调查[J]. 辐射防护, 1992, 12(2): 158-159. |
| [14] |
潘自强. 辐射安全手册[M]. 北京: 科学出版社, 2014.
|
| [15] |
United Nations. United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation. Sources, Effects and Risks of Ionizing Radiation[R].UNSCEAR 2000 Report. New York: 2000.
|
| [16] |
北京市环境保护局.北京市辐射环境质量报告书[R].北京: 2001-2017.
|
| [17] |
迟清华, 鄢明才. 应用地球化学元素丰度数据手册[M]. 北京: 地质出版社, 2007.
|
| [18] |
北京市地质矿产局. 北京市区域地质志(1991年一版一印)[M]. 北京: 地质出版社, 1991.
|
| [19] |
World Health Organization. Guidelines for Drinking-Water Quality, 3rd ed[M]. World Health Organization: Geneva, Switzerland, 2004.
|
| [20] |
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB/T 14848—2017地下水质量标准[S].北京: 中国标准出版社, 2017.
|