饮用水中总α、总β放射性测量中有关问题的探究--中国期刊网

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饮用水中总α、总β放射性测量中有关问题的探究

发表时间：2021/9/6 来源：《中国科技信息》2021年9月下作者：1.蒋盼盼 2.张萌萌 3.李志浩

[导读] 在当前放射性同位素技术以及核电机组在建规模持续发展的背景下，作为人类生存必要资源的水，其中的放射性核素的浓度和分布可能会出现改变。人们生活质量的持续提高，使其对饮用水中放射性物质的含量水平给予了较高关注。

山东省核与辐射安全监测中心 1.4123231985021****7   2.3706841992043****0    3.3706861985062****2   1.蒋盼盼 2.张萌萌 3.李志浩       济南    250000

摘要:在当前放射性同位素技术以及核电机组在建规模持续发展的背景下，作为人类生存必要资源的水，其中的放射性核素的浓度和分布可能会出现改变。人们生活质量的持续提高，使其对饮用水中放射性物质的含量水平给予了较高关注。因为饮用水中的总α、总β放射性测量能够客观反映出饮用水中的总体放射性水平，本文以此为核心，分析了饮用水中总α、总β放射性测量的实际步骤，并探讨了影响饮用水中总α测量结果偏高的因素。
关键词:饮用水；总α总β；放射性测量；步骤；影响因素
        1、饮用水中总α、总β放射性测量概述
        水源作为人类维持生命机能的必要物质，也是人体摄取天然放射性核素的主要方式。位于自然界岩石、土体中的放射性物质会在长时间地下水的浸润作用影响下进入到水体中，对于地表水而言，其放射性水平除去天然含有的放射性物质之外，废水带来的地表径流污染、大气环境中的气载放射性物质沉积等都会对其放射性物质水平产生影响，238U和226Ra是水体总α放射性的主要来源，40K则是水体总β放射性的主要来源，我国水体中的总α放射性主要来源于238U，这与国内的核电事业的发展有一定的关联[1]。水体中的总α、总β放射性活度基本可以客观反映出饮用水的总体放射性水平，这也是我国当下水质放射性污染监测工作重点关注的指标。但是，饮用水的总α、总β放射性指标测量结果仅能够作为初次筛选的水平，换言之，在水体的总放射性水平低于国内水体放射性限制数值的时候，则认为水体可以作为饮用水，在接下来的监测工作中便可跳过对特定放射性元素监测工作，通过饮用水得到的核素辐射剂量的综合进行估算便可以得到水体适宜饮用与否的最终结论。世界卫生组织认为人们通过饮水获取的放射性核素剂量在小于0.1mSv/年的时候，对人体健康的附加影响较低，这一标准也被世卫组织成员国、欧盟等多个国家、组织广泛应用。
        2、饮用水中总α、总β放射性测量的步骤
        2.1采样点的合理选择及监测样品的采集
        在针对饮用水进行总α、总β放射性测量的时候，通常都是将水库、江河及地下水作为主要研究对象，且需要重点关注位于放射性污染源附近的饮用水水源地。
        在进行饮用水样品采集工作之前，相关的采样工作人员必须经过完善的岗前培训，从而在掌握样品采集技术的前提下，全面了解饮用水样品的固定、保存、运输等多方面的环境要求，同时制定出完善的饮用水样品采集计划。在采集的过程中可以使用有机玻璃的采水器，而分析氚的样品容器则可以选用玻璃瓶，其余项目的饮用水样品容器则可以选择聚乙烯材质的塑料桶。
        在具体采集的过程中，地表水需要在样品采集的断面设置明显标志，样品采集工作人员不得擅自进行改动，在使用船只进行地表水采集的过程中，采样船需要位于下游方向进行逆流采样，避免因为搅动地表水底部的沉积物而产生水样污染问题。同时采样人员需要在船前部进行采样工作，并尽量使采样器保持与船体的最远距离。在同一采样点上进行水源分层采样工作中，需要维持自上而下的顺序[2]。针对饮用水进行采集的过程中，需要从自来水管或者是饮用水井中进行采集。而在从水泵或者是自来水管直接进行取样的过程中，必须进行预先放水处理，在全面排除水管内积水之后，方可进行饮用水的样品采集工作。在采样的时候，需要优先使用样品水对采样器和盛装容器进行三次清洗，最后将水样装入到容器中，并加入对应的固定剂，贴好相应的样本标签。

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        2.2样品保存及运输
        在完成水样采集工作之后，按每升样品加入20mL硝酸溶液(1+1)酸化样品，将其pH数值降低到1～2之间，而在水体中泥沙等杂质含量较多的情况下，需要在静置24小时之后，取样品溶液的上清液进行同样的酸化处理，且水样保存时长不得超过两个月。
        在运输之前需要在填写完成统一送样单的前提下，附赠统一核实的采样现场记录。在运输的过程中，则需要将运输容器的内外盖全部盖紧，并使用泡沫塑料进行分隔，防止出现样品的渗漏、破损等问题，并在箱子上张贴明显的请勿倒置的字样。在运输的时候需要安排专门的工作人员，并严格遵照交接手续，进行样品交接。在样品验收之后，管理人员需要将其转送到样品库内并妥善进行保管，防止出现样品丢失或者交叉污染问题。
        2.3样品前处理操作
        使用多次加入法将2L的水样加入到3000mL的烧杯中，随后使用可调式电热板将其加热处理，直至水分蒸发剩余50mL左右为止，将剩余的水样转入到已恒重过的瓷蒸发皿中，使用少许的80℃以上的热去离子水洗涤烧杯2～3次，将洗液一并倒入蒸发皿中，沿器壁向蒸发皿中缓慢加入1mL（±20%）的浓硫酸，将蒸发皿移到电热恒温水浴锅中加热，直至硫酸冒烟。再把蒸发皿放到可调式电热板上（温度低于350℃），继续加热至烟雾散尽。将装有残渣的蒸发皿置于马弗炉中，在350℃下灼烧1小时，取出放入干燥器中冷却，冷却后准确称量，求得灼烧后残渣的总质量。将残渣全部转移到玛瑙研钵中，研磨成细粉末状，挂壁为佳。准确称取不少于0.1Amg的残渣，铺在已测过α、β放射性本底值的不锈钢测量盘内，加入数滴无水乙醇制成样品源。使用红外灯进行烘干处理，直到其中的无水乙醇全部挥发。
        2.4样品的测量
        整个饮用水样品的总α、总β监测过程和方式完全遵照现行的有关文件要求，同时，因为低水平的饮用水总α、总β放射性测量中，会出现较大的计数统计误差，饮用水样品需实施多次的测量，将饮用水样品置于低本底总α、总β测量仪中进行10次，每次100min，共计1000min的测量，最终得到饮用水测量样品的总α、总β放射性活度监测数据，经过计算便可得出饮用水样品中的总α、总β放射性活度浓度。
        3、致使饮用水中总α放射性结果偏高的因素分析
        从目前的情况看，之所以在监测的过程中有可能会造成饮用水样品中的总α放射性测量结果偏高，主要是因为水中的放射性核素组成相对较为复杂，且比例处于一种状态变化的状态下，从中选择一种代表性的标准也难度相对较大。我国现行的生活饮用水标准检验法是将铀的化合物作为标准源，因为铀的α粒子能量相比于超铀元素的α粒子能量要小，这一标准源的应用将会出现超铀元素值估算过高的问题[3]。针对这种情况，IOS国际标准则是明确规定了需要在饮用水样本的总α、总β放射性测量检验报告中标明用作标准源的放射性核素。对于含有226Ra相对较高的饮用水样品而言，因为在其逐渐衰变的过程中产生的子体放射性能够进一步促进其计数的增加，很有可能会在一个月内出现高于初始计数数值4倍的数值，从而导致整体的样品总α测量值偏高。在这种情况下，ISO国际标准明确规定需要在测量源干燥之后立即进行测量，并将采样、灼烧等环节的时间在检验结果报告中进行详细说明，以此帮助相关人员根据检验报告中的结果，来有效地判断饮用水样品中的总α、总β放射性的实际数量水平。
        4、总结
        综上所述，《我国生活饮用水卫生标准》中的总α、总β放射性标准不是标准限值而是初筛水平。低于此值的水可认为是可以饮用的，不需要再进行放射性核素分析。高于该值本身并不说明该水质不适用于生活饮用，而应进行放射性核素分析，在我国可进行226Ra和238U的分析测定，估算所致剂量，给出卫生学评价。
参考文献
[1]庄大杰,闫峰,王学新,孟东原.我国在放射性物质运输货包辐射监测中存在的问题[J].中国辐射卫生,2016,25(04):480-482.
[2]袁之伦,潘自强,张艳霞,陈晓秋,李宏宇,黄东辉.核电厂流出物低水平放射性核素监测问题的探讨[J].辐射防护,2015,35(01):1-8.
[3]宋月丽,景东山.两种同位素活化产生同一放射性核的核反应截面测量问题研究[J].河南师范大学学报(自然科学版),2011,39(01):90-93.