福建省地下水總α、β 放射性水平監(jiān)測與分析

張彩虹

（福建省輻射環(huán)境監(jiān)督站 福建福州 350013）

福建省境內(nèi)河流眾多，是我國水資源蘊藏量豐富的省份之一，水資源總量1 219.62 億m3，占全國水資源總量的4.3%。水環(huán)境質(zhì)量歷來是公眾關(guān)心的問題，生態(tài)環(huán)境部門除根據(jù)《地下水質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB/T14848—1993）規(guī)定對地下水飲用水源地水每年進行1 次39 項水質(zhì)全分析監(jiān)測外，并對水源進行放射性水平監(jiān)測。水中總α、β 濃度是世界衛(wèi)生組織（World Health Organization，WHO）推薦的對水質(zhì)放射性污染監(jiān)測的重要指標(biāo)，能夠反映出水體中放射性的總體水平。總放射性分析通常是指總α 放射性與總β 放射性的分析測量，所分析的不是樣品中某種核素的活度濃度，而是分析樣品中α 放射性核素或β 放射性核素的總活度濃度。由于總放射性測量方法不僅簡便、快速，而且成本低、分析結(jié)果快，因此，總放射性分析測量方法適用于對大量放射性樣品的快速篩選。通過對樣品進行總放射性測量，如果該樣品的總放射性活度濃度處于正常范圍，就可以減少對該樣品進行單種核素的分析測量，不僅可以節(jié)約時間，還可以節(jié)省大量的人力和物力。

本調(diào)查旨在通過對福建省地下水中總α、總β 放射性水平的分析測量，了解福建省地下水放射性水平變化，及時發(fā)現(xiàn)可能的水體放射性污染，并評估其放射性污染程度。同時，也可以建立福建省水體放射性水平基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，為開展水環(huán)境輻射評價積累數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 樣品的采集和保存

采樣前先將采樣設(shè)備清洗干凈，并用原水沖洗3 遍聚乙烯桶。樣品采集后，按每升樣品加入20 mL 硝酸溶液（5.2）酸化樣品，以減少放射性物質(zhì)被器壁吸收所造成的損失。樣品采集后應(yīng)盡快分析測定，樣品保存期一般不得超過2 個月。采樣量不少于6 L。測量澄清的樣品，可通過過濾或靜置使懸浮物下沉后，取上清液［1］。

1.2 樣品預(yù)處理

（1）視水樣中殘渣量而定，取1 L～4 L 水樣倒入燒杯中，緩慢加熱至沸，蒸發(fā)至30 mL 左右。

（2）將燒杯中少量濃縮液連同沉淀一并轉(zhuǎn)入已灼燒稱量的小燒杯中，用少量硝酸或鹽酸（4.3）洗滌燒杯2～3 次，洗滌液一并轉(zhuǎn)入小燒杯中，在電熱板上蒸干。

（3）將小燒杯置于馬福爐450 ℃下烘1 h，取出放入干燥器中冷卻至室溫。準(zhǔn)確稱量，算出殘渣總量。

（4）將殘渣研細，混勻。

1.3 儀器與測量方法

（1）準(zhǔn)確稱取約210 mg（不足210 mg 時將盡可能多取）殘渣，放入測過本底值的不銹鋼測量盤內(nèi)，加入數(shù)滴丙酮均勻鋪樣，制成樣品源。

（2）分別準(zhǔn)確稱取約210 mg的241Amα 源和40Kβ 源且分別放入測過本底值的不銹鋼測量盤內(nèi)，加入數(shù)滴丙酮均勻鋪樣，制成α、β 標(biāo)準(zhǔn)源。

（3）用MPC9604 型低本底αβ 測量儀測量標(biāo)準(zhǔn)源進行標(biāo)準(zhǔn)效率刻度。

（4）用MPC9604 型低本底αβ 測量儀同時測量樣品源的αβ 放射性。

1.4 結(jié)果計算［2-3］

（1）計數(shù)效率計算公式如公式（1）。

式中：E 為計數(shù)效率，%；ns為標(biāo)準(zhǔn)源計數(shù)率，min-1；n0為本底計數(shù)率，min-1；as為標(biāo)準(zhǔn)源的比活度，dpm。

（2）水樣總放射性活度計算公式如公式（2）。

式中：C 為水樣總放射性，Bq/L；n 為樣品源計數(shù)率，min-1；n0為本底計數(shù)率，min-1；W 為灰樣（殘渣）總重量，g；w 為測量灰樣（固體）殘渣重量，g；E 為計數(shù)效率，%；V 為水樣體積，L。

2 監(jiān)測結(jié)果與分析

2.1 總α 和總β 放射性水平監(jiān)測結(jié)果

2015—2019 年采集福建省各地區(qū)地下水樣共44 份，分別對采集水中的總α 和總β 進行了測量，監(jiān)測結(jié)果見表1。

表1 福建省2015—2019 年地下水總α 和總β 放射性水平監(jiān)測結(jié)果 單位：Bq／L

2.2 監(jiān)測結(jié)果分析

（1）由表1 可見，總α 活度濃度在0.01 Bq/L～0.14 Bq/L，均值為0.04 Bq/L，而總β 活度濃度在0.05 Bq/L～1.10 Bq/L，均數(shù)為0.38 Bq/L。每個設(shè)區(qū)市總α的活度平均值范圍從（0.01±0.01）Bq/L（三明）到（0.10±0.03）Bq/L（廈門），具體順序是：廈門＞漳州＞福州＞龍巖＞南平＞莆田＞泉州＞寧德＞三明；而總β的活度平均值范圍從（0.09±0.08）Bq/L（龍巖）到（0.99±0.13）Bq/L（漳州），具體順序是：漳州＞泉州＞福州＞廈門＞三明＞寧德＞南平＞龍巖。

（2）由表1 和表2 可見，所有地下水樣的總α 放射性活度都低于WHO 推薦的最大限值（0.5 Bq/L），與全國環(huán)境水平處于同一水平。漳州市歷年的總β 放射性活度年度均值明顯高于其它設(shè)區(qū)市，個別年度的總β 放射性活度濃度值高于WHO推薦的最大限值（1 Bq/L），具體可見圖1。

表2 福建省2015—2019 年地下水總α 和總β 放射性水平與全國測值范圍對比表 單位：Ba／L

圖1 漳州市2015—2019 年地下水總β 放射性濃度

（3）福建省為有核省份，目前運行的寧德核電廠和福清核電廠分別位于寧德市和福州市。由表1 可知，核設(shè)施所在地寧德市和福州市地下水中總α、總β 放射性活度濃度與其他設(shè)區(qū)市相比未見明顯異常，未監(jiān)測到因核電基地運行引起的異常。

3 結(jié)論

在本次調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，福建省地下水中總α 活度濃度低于《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749—2006）［5］中規(guī)定的放射性指標(biāo)指導(dǎo)值（0.5 Bq/L），處于正常環(huán)境水平。總β 活度濃度高于全國輻射環(huán)境水平，其中漳州市地下水監(jiān)測點的最高值為1.1 Bq/L，高于《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749—2006）［5］中規(guī)定的放射性指標(biāo)指導(dǎo)值（1 Bq/L），這可能與福建省地質(zhì)結(jié)構(gòu)中廣泛分布花崗巖有關(guān)。根據(jù)1983—1990 年全國環(huán)境天然放射性水平調(diào)查結(jié)果顯示，福建省地下水中的鉀-40 活度濃度較高，其中漳州市最高可達1.67 Bq/L，不考慮其余核素，換算為總β活度濃度值至少為1.67 Bq/L。因此，可認為福建省地下水總β活度濃度偏高是由于鉀-40 活度濃度偏高引起的，但仍處于本底漲落范圍內(nèi)。同時，鉀-40 在人體內(nèi)含量是相對恒定的，該地下水即使作為飲用水源，也不會顯著增加人體的內(nèi)照射劑量，從輻射劑量學(xué)角度而言沒有明顯影響。