铀是核工业最基本的原料，放射性半衰期长，是最为重要的天然放射性元素之一^[1]。天然环境中铀的组成为²³⁸U、²³⁵U和²³⁴U，分别占99.274%、0.7204%和0.0054%^[2-3]。天然铀广泛分布于地壳和水体中，饮用水水源地水中溶解一些含铀的矿物质后，铀就进入了饮用水中，如果进入人体内，会产生内照射，影响身体健康^[4-5]。本文对2012—2018年不同类型的饮用水水源地水样中的总铀浓度进行监测，分析饮用水水源地水体中总铀含量的变化情况，计算水中总铀所致内照射剂量，研究饮用水水源地水中总铀对人体可能产生的影响，以便为辐射环境保护提供科学依据，供辐射安全监管决策参考。

1 材料与方法 1.1 监测水样

水样的采集参照《环境影响评价技术导则 地表水环境》（HJ 2.3—2018）、《环境影响评价技术导则 地下水环境》（HJ 610—2016）、《辐射环境监测技术规范》（HJ/T61—2001），水样采集后用浓硝酸酸化，送回实验室，采用激光荧光法分析总铀浓度。

实验水样取自浙江省内饮用水水源地中较有代表性的3个地表水、2个湖库水和1个地下水。其中1号地表水采样点位于京杭运河杭州段，2号地表水采样点位于台州灵江，靠近出海口，3号地表水采样点位于钱塘江水系杭州市区，靠近杭州湾出海口；1号湖库水采样点位于杭州市区风景区内，2号湖库水采样点位于杭州千岛湖；1号地下水采样点位于杭州市区风景区内，监测水样为井水，采集时间从2015年开始。考虑到沿海地区可能采用淡化后的海水作为饮用水补充使用，因此选取了2个近岸海水采样点，分别位于杭州湾和乐清湾。

1.2 试剂和仪器

水样总铀的分析采用微量铀分析仪，荧光增强剂的荧光增强倍数不小于100倍；微量铀分析仪和荧光增强剂均购于杭州大吉光电仪器有限公司，最低检出限0.02 μg/L。铀标准溶液由八氧化三铀（U₃O₈）配置，浓度1.00 μg/mL；调节pH值采用实验室用硝酸和氨水^[6]。

1.3 分析程序

采用标准铀加入法测量水样中铀浓度，首先调节水样pH值至3.0～5.0，取5.00 mL水样于石英比色皿内，放入仪器测量位，测定荧光强度N₀，再向水样中加入荧光增强剂，使之于水样中铀酰离子生成一种简单的络合物，测定荧光强度N₁，再向样品内加5 μL的铀标准溶液，测定荧光强度为N₂，计算水样中总铀浓度^[7-8]。

1.4 结果计算

水样中总铀的浓度计算见公式1）。

$C = \frac{{({N_1} - {N_0}){C_1}{V_1}K}}{{({N_2} - {N_1}){V_0}}} \times 1\;000$

(1)

式中：C—水样中铀的浓度，μg/L；C₁—加入标准铀溶液的浓度，μg/mL；V₁—加入标准铀溶液的体积，mL；V₀—分析用水样的体积，mL；K—水样稀释倍数。

1.5 质量控制

以空白水样，分别加入不同浓度的铀标准溶液并测定记录荧光强度。以荧光强度为纵坐标，铀浓度为横坐标，绘制荧光强度-铀浓度标准曲线，确定荧光强度-铀浓度线性范围（r > 0.995）。实际水样采用标准加入法进行测量，在线性范围内进行，采用加标测量法的总铀回收率 > 90% ^[9]。实验采取超纯水作为对照实验，使用Excel 2007对数据进行t检验。

2 结　果 2.1 饮用水水源地水中总铀浓度分析

对2010—2018年各采样点水样中总铀的浓度进行分析，监测结果见表1。

2.1.1 地表水总铀浓度分析

2010—2018年，地表水水样的总铀浓度为0.14～4.50 μg/L，平均浓度为（0.81 ± 0.99）μg/L。其中，1号地表水水样的总铀浓度为0.19～0.66 μg/L，平均浓度为（0.57 ± 0.25）μg/L，与对照组（浓度为 < 0.02～0.28 μg/L）相比有显著性差异（ P < 0.05）；2号地表水水样的总铀浓度为0.24～4.50 μg/L，平均浓度为（1.22 ± 1.61）μg/L，与对照组相比没有显著性差异（ P > 0.05）；3号地表水水样的总铀浓度为0.14～1.58 μg/L，平均浓度为（0.63 ± 0.50） μg/L，与对照组相比有显著性差异（ P < 0.05）。

2号和3号地表水样的总铀浓度波动较大，其中2号地表水在2011年和2016年，3号地表水在2010年和2012年的监测值较其他年份明显要高。在排除异常升高的该4个监测样品后，本次三个地表水采样点2010—2018年的总铀浓度与以往文献报道的江河水总铀浓度（江浙沪地区0.29～0. 68 μg/L）处于一个水平^[1,5,7]。

2.1.2 湖库水总铀浓度分析

2010—2018年，湖库水水样的总铀浓度为0.06～0.54 μg/L，平均浓度为（0.22 ± 0.14）μg/L。1号湖库水水样的总铀浓度为0.09～0.54 μg/L，平均浓度为（0.29 ± 0.15） μg/L，与对照组相比有显著性差异（P< 0.05）；2号湖库水水样的总铀浓度为0.06～0.30 μg/L，平均浓度为（0.15 ± 0.07）μg/L，与对照组相比没有显著性差异（P > 0.05）。

湖库水的总铀浓度均保持稳定，且在较低的浓度范围内，与文献报道的湖水总铀浓度（江浙沪地区0.27～0. 48 μg/L）处于一个水平^[5,7]。

2.1.3 地下水总铀浓度分析

地下水仅在2015—2018年开展了水中总铀监测，浓度范围为0.50～1.30 μg/L，平均浓度为（0.93 ± 0.43）μg/L，与对照组相比有显著性差异（P < 0.05）。

地下水的总铀浓度报道较少，有文献报道江浙沪地区的井水总铀浓度为0.40～0. 54 μg/L，也有农村井水总铀浓度为0.12～17. 4 μg/L的报道^[5,7]。地下水的总铀浓度受当地土壤、地质等因素影响较大，这是由于铀的化合物在长期溶滤、迁移过程中，逐渐进入深层的含水层内，随着地层深度增加而不断累积，水中铀含量的相对丰度也逐渐增大。总体来看，本次地下水监测点的历年监测结果未见明显异常。

2.1.4 近岸海水总铀浓度分析

2010—2018年，近岸海水水样的总铀浓度为1.40～4.30 μg/L，平均浓度为（2.86 ± 0.86）μg/L。1号近岸海水水样的总铀浓度为1.70～4.02 μg/L，平均浓度为（2.89 ± 0.73） μg/L，与对照组相比有极其显著差异（P < 0.01）；2号近岸海水水样的总铀浓度为1.40～4.30 μg/L，平均浓度为（2.82 ± 1.01）μg/L，与对照组相比有极其显著差异（ P< 0.01）。

近岸海水的总铀浓度相比其他水体明显偏高，与文献报道海水中总铀的平均浓度（3.3 μg/L）^[10-12]处于一个浓度水平范围。

2.1.5 饮用水水源地水中总铀浓度变化情况

根据对饮用水水源地水样的分析，2010—2018年间各监测点位的总铀浓度为0.06～4.50 μg/L，平均浓度为（1.19 ± 1.28） μg/L，各年份之间相互均没有显著差异（P > 0.05）。各类饮用水水源地水中总铀的平均浓度：近岸海水 > 地下水 > 地表水 > 湖库水。

2.2 饮用水水源地水中总铀内照射剂量分析

通过饮用水所致公众总铀年摄入量及年待积有效剂量E_u可由下式估算：

$ {{{E}}_{\rm{u}}} = {{C}}\cdot{{V}}\cdot{{t}}\cdot{{f}} $

(2)

式中：C—水样中铀的浓度，μg/L；V—每天的饮水量，儿童取1.5 L/d，成人取3.0 L/d；t—长期摄入时间，365 d；f—待积有效剂量系数，Sv/Bq，根据USCEAR2000报告，转换系数取儿童0.074 Sv/Bq，成人0.049 Sv/Bq^[13-14]。

计算可得本次实验样品中，地表水水样的总铀年摄入量儿童为1.95～62.58 Bq，年待积有效剂量0.14～4.63 μSv；成人年摄入量为3.89～125.16 Bq，年待积有效剂量0.19～6.13 μSv。

湖库水水样的总铀年摄入量儿童为0.83～6.67 Bq，年待积有效剂量0.06～0.49 μSv；成人年摄入量为1.67～13.35 Bq，年待积有效剂量0.08～0.65 μSv。

地下水水样的总铀年摄入量儿童为6.95～18.08 Bq，年待积有效剂量0.51～1.34 μSv；成人年摄入量为13.91～36.16 Bq，年待积有效剂量0.68～1.77 μSv。

本次实验样品的海水如淡化后作为饮用水水源时，海水水样的总铀年摄入量儿童为19.47～59.80 Bq，年待积有效剂量1.44～4.42 μSv；成人年摄入量为38.94～119.60 Bq，年待积有效剂量1.91～5.86 μSv。

3 讨　论

铀元素既有化学毒性，又具有辐射损伤，摄入过量的放射性铀会对人体产生危害^[14]。饮用水水源地的水经处理后作为人体饮用水，与人体健康直接相关，对饮用水水源地的总铀进行长期连续监测非常有必要，可以掌握水体中总铀的污染水平和发展趋势，为辐射环境质量评价和辐射环境保护决策提供科学依据。本研究中各类饮用水水源地的总铀浓度与相关报道基本保持一致，未见明显异常，主要来源于天然环境中的铀。

近岸海水中总铀浓度较高，这也是海水提铀的前提。但是作为饮用水水源地，将海水淡化后作为饮用水时，要对总铀的摄入量进行科学的分析和控制。

2号和3号地表水若干年份的总铀浓度比其它年份要高。影响总铀浓度异常升高的因素主要是人工开采铀矿或者伴生矿、放射性废物的处理和处置等，经排查，2号和3号地表水采样点周围没有各类可能导致总铀浓度升高的核设施，上游也没有铀矿或者伴生矿。在排除各种因素后，考虑到2号、3号地表水采样点靠近入海口，最大可能还是受到海水潮汐的影响，海水倒流到地表水，导致水中总铀浓度升高。以后对近岸海口的地表水进行采样时，要考虑涨落潮时，海水倒灌带来的影响，可能导致地表水的总铀浓度升高。同时，应在铀矿或者伴生矿等排放口定期开展总铀等放射性核素的监测，监控污染物排放情况，及时掌握污染动态，防止污染下游饮用水水源地。

《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》规定了公众5年平均剂量限值为1 mSv，如果水中总铀所致年有效剂量限值取限值的十分之一^[15-18]，即0.1 mSv的年有效剂量限值，则本研究中的各类饮用水水源地水中总铀所致的公众年摄入量及所致待积有效剂量均满足相应的限值要求。根据该剂量限值，可以根据公式2）反推计算得水中总铀的导出浓度限值儿童为97.17 μg/L，成人为73.38 μg/L，本次各水样中总铀的最大值为4.50 μg/L，仅分别占儿童和成人浓度限值的4.63%和6.13%。

除了《铀矿冶辐射防护和环境保护规定》对铀矿冶排放的总铀提出第一取水点处0.05 mg/L的浓度限值要求^[15,17]，目前我国的《地表水环境质量标准》《海水水质标准》《地下水质量标准》《生活饮用水卫生标准》都没有规定水环境中总铀的浓度限值，为确保公众健康，应综合考虑饮用水、食物、空气吸入等途径的总体影响，进一步细化铀元素的具体浓度限值。