福建省輻射環(huán)境監(jiān)督站 吳 潔
福建省生活飲用水放射性核素的γ 能譜分析
福建省輻射環(huán)境監(jiān)督站 吳 潔
隨著寧德核電和福清核電多臺(tái)機(jī)組的先后投產(chǎn),福建進(jìn)入了核電大省的行列,核電站周邊生活飲用水的放射性水平受到民眾的廣泛關(guān)注。該文選取福建省核電站周邊具有代表性的4個(gè)生活飲用水點(diǎn)位及福州、連江2個(gè)對(duì)照點(diǎn)進(jìn)行調(diào)查,對(duì)飲用水中錳-54、鈷-58、鈷-60、鋅-65、鋯-95、銀-110m、銻-124、銫-134、銫-137、鈰-144等人工放射性核素進(jìn)行了檢測(cè),結(jié)果表明,6個(gè)生活飲用水點(diǎn)位中,這10種人工放射性核素的活度濃度均低于探測(cè)下限,未檢出,處于正常的環(huán)境水平。
核電站 生活飲用水 人工放射性核素 活度濃度
自然環(huán)境中水的放射性主要來(lái)自土壤、巖石等環(huán)境介質(zhì)中的238U、232Th、222Rn、226Ra、210Po、40K等天然放射性核素。不同環(huán)境中水的放射性水平存在著一定差異,主要與地質(zhì)條件有關(guān)。研究表明,我國(guó)不同地區(qū)生活飲用水中的天然放射性核素的放射性水平均達(dá)到我國(guó)規(guī)定的飲用水限值要求[1-4]。
近年來(lái),福建作為核電大省,先后建設(shè)了寧德核電和福清核電,首臺(tái)機(jī)組分別于2013年和2014年先后投產(chǎn),近兩年又新增多臺(tái)機(jī)組。隨著核電站的運(yùn)行,以及一些核試驗(yàn)、核事故,核醫(yī)學(xué)和核科研單位都會(huì)產(chǎn)生一些人工放射性核素,如54Mn、58Co、60Co、65Zn、95Zr、110mAg、124Sb、134Cs、137Cs、144Ce等。若處理不當(dāng),這些人工放射性核素會(huì)直接進(jìn)入環(huán)境中,造成水體中放射性水平的升高。飲用水與人們的生活飲食息息相關(guān),使得其放射性水平受到民眾的廣泛關(guān)注。因此,定期監(jiān)測(cè)生活飲用水中的放射性水平,有利于及時(shí)發(fā)現(xiàn)和控制飲用水可能受到的污染,避免人體健康受到危害[5,6]。本文主要依據(jù)《輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》(HJ/T61-2001)[7]、《核設(shè)施水質(zhì)監(jiān)測(cè)采樣規(guī)定》(HJ/T21-1998)[8]和《環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測(cè)質(zhì)量保證手冊(cè)》[9],測(cè)量了福建省核電站周邊生活飲用水中錳-54、鈷-58、鈷-60、鋅-65、鋯-95、銀-110m、銻-124、銫-134、銫-137、鈰-144人工放射性核素的活度濃度,現(xiàn)將結(jié)果報(bào)道如下。
2.1 樣品采集
依據(jù)國(guó)家環(huán)境保護(hù)總局編制的《輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》(HJ/T61-2001)、《核設(shè)施水質(zhì)監(jiān)測(cè)采樣規(guī)定》(HJ/T21-1998)和國(guó)家環(huán)境監(jiān)測(cè)總站編制的《環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測(cè)質(zhì)量保證手冊(cè)》,選擇了寧德核電站和福清核電站周邊具有代表性的4個(gè)居民生活飲用水點(diǎn)位,以及1個(gè)連江、1個(gè)福州的對(duì)照點(diǎn)位,共計(jì)6個(gè)點(diǎn)位,分別采集了4個(gè)季度的飲用水樣品,以保證所采集的樣品能真正代表水體屬性。
采樣容器為聚乙烯塑料小口桶(25L)。首先,采樣容器用洗液或洗滌劑清洗、除去油污后,用自來(lái)水沖洗干凈,再用10 %硝酸或鹽酸浸泡8 h后,用自來(lái)水沖洗至pH = 7,最后用蒸餾水或去離子水清洗(至少3次)并晾干,貼好標(biāo)簽備用。
采集水樣時(shí),先用待采水樣清洗3次,再將水樣按采樣量采集于采樣容器中。采樣時(shí)盡量不要將空氣混入樣品中,采樣容器裝滿后必須加蓋(如發(fā)現(xiàn)樣品中有顆粒物或沉淀,應(yīng)盡快分離)。自來(lái)水水樣需取于自來(lái)水管末端,在采集前應(yīng)先打開(kāi)閥門,使管端自來(lái)水排盡后再采集樣品。井水水樣應(yīng)選擇居民常飲用的水井,采樣前先觀察井水中的漂浮物和水體顏色,符合采樣要求后方可采集樣品(如顏色有異常,在采樣單上必須注明樣品狀態(tài),因?yàn)楦缓∮紊锏木畬?duì)結(jié)果有不可忽視的影響)。泉水水樣應(yīng)選擇居民常飲用,且能代表該地區(qū)泉水狀態(tài)的點(diǎn)位。采集前先觀察泉水中的漂浮物和水體顏色,符合采樣要求后方可采集樣品(如顏色有異常,在采樣單上必須注明樣品狀態(tài))。另外,采樣單必須注明泉水類別(如溫泉、冷泉、熱泉等)。
2.2 樣品處理
水樣采集后,用濃硝酸酸化到pH = 1~2(當(dāng)水樣中泥沙含量較高時(shí),應(yīng)立即過(guò)濾,并取上清液再酸化),盡快分析測(cè)定。水樣保存期一般不超過(guò)2個(gè)月。水樣處理的具體實(shí)驗(yàn)步驟如下:
(1)取30 L待測(cè)水樣于40 L桶中,調(diào)節(jié)pH = 2,攪拌中加入30 mL 硝酸銀試劑(載體),攪拌15 min后滴加10 mol/L NaOH溶液,調(diào)節(jié)pH = 9,繼續(xù)攪拌20 min后停止,放置12 h至沉淀完全下沉。
(2)吸出上一步中溶液的上清液待用;將沉淀轉(zhuǎn)移至塑料離心管中高速離心,取上清液,將清液合并;剩余沉淀加濃硝酸至完全溶解后離心,取上清液,將清液合并;用蒸餾水洗滌沉淀1次,攪拌下加濃硝酸至沉淀溶解,稍待靜置至反應(yīng)停止后離心,取上清液,將清液合并。將上清液轉(zhuǎn)入另一離心管中,棄沉淀,用硝酸酸化至白色 AgCl沉淀不再生成,用可拆式玻璃漏斗和已稱重的定量濾紙過(guò)濾,將沉淀置于80℃烘箱中烘干,稱量磨碎,計(jì)算化學(xué)產(chǎn)額,并將沉淀物與下一步沉淀物合并。
(3)在上一步留下的30 L溶液中加入10g高錳酸鉀攪拌10min,再加入100 mL 30% H2O2溶液攪拌10min,最后加入K4CoFe(CN)6沉淀劑繼續(xù)攪拌1h后,放置12h。
(4)用虹吸法吸出上一步中的上清液,用布氏漏斗過(guò)濾,將沉淀物置于80℃烘箱中烘干后,稱量磨碎,與第二步中的AgCl沉淀合并,并裝入75 mm × 35 mm的專用樣品盒中供γ譜測(cè)量。
2.3 測(cè)量方法與儀器
此次測(cè)量采用《用半導(dǎo)體γ譜儀分析低比活度放射性樣品的標(biāo)準(zhǔn)方法》(GB11713—89)、《水中放射性核素的γ能譜分析方法》(GB/T16140—1995)分析方法,測(cè)量?jī)x器為GR8023-N型高純鍺γ譜儀測(cè)量系統(tǒng)。
對(duì)福建省核電站周邊6個(gè)生活飲用水點(diǎn)位4個(gè)季度飲用水樣品中的放射性核素錳-54、鈷-58、鈷-60、鋅-65、鋯-95、銀-110m、銻124、銫-134、銫-137、鈰-144進(jìn)行γ能譜測(cè)量分析,檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表1。
表1 福建省核電站周邊飲用水中放射性核素的γ能譜測(cè)量結(jié)果
測(cè)量結(jié)果表明,在4個(gè)季度中,福建省核電站周邊4個(gè)生活飲用水點(diǎn)位以及2個(gè)對(duì)照點(diǎn)位的生活飲用水中放射性核素的活度濃度均低于探測(cè)下限,未檢出。
本次檢測(cè)選擇了福建省核電站周邊具有代表性的點(diǎn)位,以及作為對(duì)照點(diǎn)的福州、連江,共計(jì)6個(gè)生活飲用水點(diǎn)位,在4個(gè)季度分別對(duì)這些點(diǎn)位的生活飲用水中的54Mn、58Co、60Co、65Zn、95Zr、110mAg、124Sb、134Cs、137Cs、144Ce人工放射性核素進(jìn)行了檢測(cè),測(cè)量結(jié)果表明,這些核素的活度濃度均低于探測(cè)下限,未檢出,處于正常的環(huán)境水平。隨著已建核電廠的繼續(xù)運(yùn)行、后續(xù)機(jī)組的建設(shè)與投運(yùn),以及將建、在建核電廠的投運(yùn),仍將繼續(xù)對(duì)這些點(diǎn)位的生活飲用水進(jìn)行監(jiān)督監(jiān)測(cè),以掌握核電廠周圍生活飲用水中放射性核素的變化,為環(huán)保主管部門監(jiān)督管理提供依據(jù),以保證周圍居民的生活飲用水符合標(biāo)準(zhǔn)。
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[7] 輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范: HJ/T61-2001[S].
[8] 核設(shè)施水質(zhì)監(jiān)測(cè)采樣規(guī)定: HJ/T21-1998[S].
[9] 中國(guó)環(huán)境監(jiān)測(cè)總站《環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測(cè)質(zhì)量保證手冊(cè)》編寫(xiě)組. 環(huán)境水質(zhì)監(jiān)測(cè)質(zhì)量保證手冊(cè)[M]. 2版. 北京: 化學(xué)工業(yè)出版社, 1994.