水是人体的重要组成部分,人均每天需要的水量约2~3 L。水中所含天然或人工的放射性核素可以通过饮水摄入体内,对人体造成一定的辐射剂量[1]。因此水源是否受到放射性核素污染,历来是人们普遍关心的问题。通过此次调查,基本掌握北京市集中式饮用水水源放射性水平的现状,为北京市今后全面开展饮用水水源放射性监测提供依据和经验。
本次调查选取北京市市级和区级集中式饮用水水源地(包括湖库水和地下水)、核设施最近的饮用水水源地及桶装水取水水源地等不同类型的共17个水源地的饮用水作为调查与监测对象。水中的总α、总β放射性含量,能够基本上反映出水体中放射性总体水平,可作为水中放射性污染监测的一个重要指标[2]。水体中放射性主要来源于地壳中存在的天然放射性物质[3]。核试验和核事故产生的人工放射性核素,通过各种途径进入水体后可能提高其放射性水平,根据不同水源地类型加测放射性核素U、Th、226Ra、210Po、210Pb、90Sr、137Cs、3H等。2017和2018年连续两年对北京市17个点位水样的放射性核素进行了调查与监测,现将结果介绍如下。
1 材料与方法 1.1 材料 1.1.1 样品来源选取市级集中式饮用水水源4个(包括3个地下水水源和1个湖库水水源),区级地下水水源10个(位于10个不同行政区),市场销售规模较大或市场占有率较高的瓶装水、桶装水的取水水源1个,核设施最近饮用水水源2个。具体监测情况见表1。
各监测项目使用的仪器名称及型号见表2,所有仪器均经过检定,并在有效期限内使用。
本次调查选取了不同类型的水源进行监测,包含地下水水源、地表水水源,桶装水取水水源及核设施最近的饮用水水源[4-5],根据不同水源类型选取了不同监测核素,通过多年辐射环境监测结果来看,水中人工放射性核素浓度较低,所以各点位均对总α、总β、U、Th、226Ra进行监测[6]。桶装水水源地加测210Pb、210Po,核设施最近水源地再加测90Sr、137Cs、3H。监测频次均为1次/年,具体见表3。
(1)采样工具
采样工具包括聚乙烯桶、有机玻璃采水器、硬质玻璃瓶和水泵等。
聚乙烯桶、有机玻璃采水器、硬质玻璃瓶,先用洗涤剂除去油污,用自来水冲洗干净,再用10%硝酸或盐酸洗刷,用自来水冲洗至pH ≈ 7,然后用蒸馏水(或去离子水)清洗三次并晾干,贴好标签备用。
水泵,先用洗涤剂除去油污,用自来水冲洗干净,再用蒸馏水(或去离子水)清洗三次并晾干备用。
(2)采样方法
1)自来水采集
用聚乙烯桶采集,采样容器先用要采的水样清洗三次,再将水样装入清洗后的样品容器中,采样时尽量避免空气混入样品,采样容器装至所需水量后加盖。如发现样品中有颗粒物沉淀,尽快分离清液与颗粒物。
2)地下水采集
用专用采样器在预定水深处首先排出原井内滞水,停留一定时间,待扰动平稳后,再开始采样,采样器管道内原有水需清除干净,并将采样容器用要采的地下水清洗三次后再进行采样,如发现有颗粒物,应尽快分离清液与颗粒物。
3)地表水采集
用专用采样器或聚乙烯桶采集水样,但分析3H的样品不能用塑料桶采集,需用不锈钢瓶采集水样。采样时采样设备要用样水洗涤三次后才能采集水样。选择在水流混合均匀段取一断面,在断面中心线上采集。湖泊和水库选择中心部位或多点混合取样。
1.2.3 样品处理对于不含泥沙的测量用水样,除U和3H外,每个点位采集所需要的样品量后直接加入一定量的浓硝酸,使样品的pH< 2;对于测量U的水样,在样品中直接加入一定量的浓硝酸,使样品的pH≈ 3;对于测量水中3H的水样,用不锈钢瓶盛放样品,不酸化。
对于含泥沙的测量用水样,静置24h后取其上清液,再按酸化要求对上清液进行酸化。
1.2.4 监测方法所有监测项目的分析测量方法按照相应国家标准或行业标准进行,具体见表4。
上述2017—2018年北京市所监测的17个集中式饮用水水源地放射性水平监测结果中(表5),市级和区级地下水水源点位总α和总β活度浓度与历年相比无显著变化,且小于《地下水质量标准》(GB/T 14848—2017)中规定的总α、总β标准限值(总α:0.5 Bq/L、总β:1.0 Bq/L)。其他点位总α、总β活度浓度均小于《生活饮用水卫生标准》(GB 5749—2006)中规定的总α、总β标准限值(总α:0.5 Bq/L、总β:1.0 Bq/L),与王欢等调查的2011—2017年北京市地表水与生活饮用水放射性水平调查结果基本一致[7]。其他放射性核素与历年监测数据相比未见异常,“十二五”期间,北京市各类饮用水中天然放射性核素检出范围分别为:U:0.33~8.87 μg/L,Th:0.02~1.24 μg/L,226Ra:1.57~29.7 mBq/L。北京市集中式饮用水水源地放射性水平处于正常本底值。
本次调查选取了不同类型的水源,包含地下水、地表水,桶装水取水水源及核设施最近的饮用水水源,所监测的17个点位的放射性水平结果未见异常,基本表明北京市水辐射环境质量保持正常,没有发生放射性污染。
监测结果一方面是因为核技术利用单位对进入环境的气体进行过滤,我中心历年对气溶胶、降水监测,很少监测到人工放射性核素,结果极低,即便在日本福岛核泄漏期间监测,也是很低,只有很小部分能够进入饮用水中,因此气载条件对水影响很小[8-9];核技术利用单位对产生的废液,有暂存池或桶,经检测才能排放;固体废物的处理受控,没有场所发生过面积较大或浓度较高的污染事件,医疗科研放药生产等产生的固体废物分类收集,短半衰期以普通医疗废物处理、长半衰期的送贮,场所清污等产生的固体废物也是采取经环境主管部门同意的方式处理,清污后场所残留核素浓度很低,满足无限制开放的要求。另一方面可以说明我市放射源和射线装置安全受控,辐射环境状况整体良好。同时说明北京市辐射安全管理监管严格,管理到位,多年来未发生辐射事故。
另外,通过此次调查,基本掌握北京市集中式饮用水水源放射性水平的现状,逐步建立北京市饮用水放射性监测网络,为北京市今后全面开展饮用水水源放射性监测提供依据和经验,向政府执行饮用水水源保护工作提供准确、可靠的监测数据和资料,为科学实施饮用水水源环境保护工作提供技术支持。
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