臺兒莊城區飲用水水源地水質放射性水平分析

馬 坤 孫 乾 劉 沖

(棗莊市生態環境局臺兒莊分局，山東 棗莊 277400)

水在環境研究中具有重要的意義，它不僅用于人類消費，而且具有運輸污染物的能力[1]。水流若接觸放射性物質，就會融入放射性物質，可通過飲水等途徑進入人體產生內照射，因此確定飲用水中的放射性水平對維護公眾的健康有著重要的意義。天然的和人工的放射性核素都能夠發射α射線或β射線，當放射性濃度很低時，不需要對特定放射性核素進行鑒定分析，測定總α、β放射性活度就能確定放射性水平[2]。我國于20世紀80年代進行了大范圍的飲用水的監測和評估，全國30%水源水中天然鈾的平均水平高于0.1 Bq/L，50%地下水總α放射性濃度高于0.10Bq/L[3-4]。近年來，經濟發展及人類活動的加劇對地下水水質影響越來越大[3,5]。為了保障臺兒莊居民群眾的飲用水安全，本研究對臺兒莊城區水源地水質總α、β放射性水平進行監測，分析其動態變化，可為研究區地下水的環境質量提供參考資料，并為水源地的保護和管理提供決策依據。

1 研究區域

臺兒莊位于山東省的南部，蘇魯交界處，由于地表水資源豐富，素有“江北水鄉”之美譽，是山東省重要的旅游地。研究區是暖溫帶季風型大陸性氣候，四季分明，冷熱、干熱季節差異明顯，雨熱同期，降水集中，光照充足，6—8月高溫多雨，9月至翌年5月為枯水季節，少雨而干燥。年相對濕度為67%，平均蒸發量為1748.8mm,常年主導風向為東北風。西南部為碳酸鹽含水巖組，東南部為第四系孔隙水含水巖組與碳酸鹽含水鹽組疊置結構，上下水力聯系密切，北部局部為第三系裂隙含水巖組。地下水主要接受地表水、大氣降水及徑流水的補給，流向為從北偏西到南偏東。境內礦產資源豐富，有煤炭、石膏、石灰石等礦藏，分布有造紙、化工、水泥等大型企業，農作物以種植小麥、玉米為主。礦山開采、工業、農業等人類活動加劇了地下水的污染。近年來，為解決城區人口飲水問題，臺兒莊政府先后投資建設了張莊和小龔莊兩處水源地。水源地的基本情況見表1，張莊水源地和小龔莊水源地監測采樣點見圖1。

表1 水源地基本情況

圖1 臺兒莊城區飲用水源地監測點示意圖

2 方法和測定

2019年，對張莊和小龔莊水源地每月取樣一次，水樣采集、保存、運輸和檢測按照《生活飲用水標準檢驗方法》(GB/T 5750-2006)要求進行。依據《生活飲用水衛生標準》(GB 5749-2006)評定水源地水質，其中總α放射性活度濃度限值為不大于0.5Bq/L，總β放射性活度濃度限值為不大于1.0Bq/L。

3 結 果

3.1 水源地水質中總放射性監測結果

兩處水源地水質中總α、β放射性檢出率為100%，總α、β放射性質量濃度均低于標準限值，平均含量均在限值以下的低水平，未發現超標月份，符合我國規定的飲用水指導值，詳見表2。張莊水源地和小龔莊水源地水質中總α放射性平均質量濃度基本相近，而總β放射性平均質量濃度相差很大，前者約為后者的6.88倍。

表2 臺兒莊城區飲用水水源地水質總α、β放射性監測結果

3.2 水源地水質中總α、β放射性在不同季節的變化

通過T2檢驗發現，總α、β放射性在水源地和季節變化中質量濃度差異不顯著(P>0.05)。圖2(a)顯示：總α放射性質量濃度季節變化在張莊水源地表現為春季最高、冬季最低、夏秋基本持平，小龔莊水源地為春冬季最高、夏季次之、秋季最低；總β放射性質量濃度季節變化在張莊水源地表現為夏季最高、冬季最小、春秋季居中，小龔莊水源地為春季最高、冬季最小、夏秋居中。圖2(b)顯示：水源地水質中總放射性的質量濃度為總α放射性小于總β放射性；張莊水源地水質中總放射性質量濃度在各季節中均大于小龔莊水源地，占總比例的60%以上，季節濃度排序為冬<春<夏<秋。

圖2 張莊水源地和小龔莊水源地水質中總α、β放射性

4 討 論

本次研究發現，臺兒莊城區飲用水源地水質中總α、β放射性質量濃度均低于標準限值。總α、β放射性質量濃度處于0.01～0.1Bq/L間，屬于低水平放射。水源地中總α放射性質量濃度均大于0.01Bq/L，說明放射性來源于天然放射性物質，符合我國的天然放射性背景值[4]。研究表明水質中總放射性水平與水質中殘渣、溶解性固體呈線性關系，即隨著殘渣或溶解性總固體增加而增高[5-8]，本文的研究結果也符合規律。世界公認總β外照射主要來源于巖石和土壤中的鉀元素[9]，而臺兒莊土壤富含鉀元素，這也解釋了臺兒莊水源地中總β放射性質量濃度較高的原因。監測結果顯示，張莊水源地水質中總β放射性質量濃度高于小龔莊水源地6.76倍，這與京杭運河(韓莊運河)地表水的補給有關。據文獻[9]，地表水比例提高是總β放射性水平增加的原因。

總α、β放射性在水源地和季節變化中質量濃度差異不顯著，這與許多文獻等研究一致。水體受放射性污染較少，地質穩定可能是總α無差異的原因。另外，人類活動的增加和水質中離子、溶解性固體質量濃度的差異是造成張莊水源地和小龔莊水源地水質中差異的主要原因。本研究的張莊水源地和小龔莊水源地水質中總α、β放射性在豐水期的質量濃度高于枯水期，與水源地所處位置、地表徑流、地下水的補給等有關。