2014～2017年四川省主要城市飲用水源地放射性變化趨勢

龐榮華

(四川省輻射環(huán)境管理監(jiān)測中心站,成都 611139)

1 前 言

水是人類賴以生存不可或缺的自然資源，然而人類的生產和生活卻對水產生了不同程度的污染。2015年，四川省河流水質為輕度污染，9個湖庫水質達標率為66.7%，21個市(州)所在地39個集中式飲用水水源地取水總量155 038.20萬t，達標水量153 952.93萬t，水質達標率99.3%。[1]

根據(jù)《四川省飲用水水源保護條例》的相關規(guī)定，全省各級人民政府相繼劃定了本轄區(qū)的飲用水水源地保護區(qū)，各級環(huán)境監(jiān)測部門針對其特點開展了相應的水質監(jiān)測工作，對加強飲用水水源地保護和管理提供了有力的技術支持。在“十二五”早期的監(jiān)測工作中，未包含相關的放射性指標。為了填補這一空白，科學實施飲用水水源地環(huán)境保護監(jiān)督管理，有效防范飲用水源地放射性污染事件的發(fā)生，切實保障廣大人民群眾的飲用水環(huán)境質量安全，隨著四川省輻射環(huán)境質量監(jiān)測點位的不斷優(yōu)化，從2014年開始，四川省開展了對21個市(州)政府所在地的集中式飲用水水源地水中總α和總β 放射性水平監(jiān)測。

本文利用2014～2017年四川省輻射環(huán)境質量監(jiān)測資料，采用秩相關分析方法，對全省21個市(州)政府所在地集中式飲用水水源地水中總α、總β放射性水平與變化趨勢進行分析評價，以期為加強全省飲用水水源地保護和合理利用提供參考。

2 監(jiān)測方案與評價方法

2.1 監(jiān)測方案

四川省飲用水水源地監(jiān)測覆蓋全省21個市(州)政府所在地，共設有21個監(jiān)測斷面(點位)，其中地表水型監(jiān)測斷面(點)17個，水庫型監(jiān)測斷面(點)4個，上下半年各取樣一次，進行總α、總β活度濃度監(jiān)測。監(jiān)測方案見表1，各市(州)監(jiān)測斷面(點)具體名稱見表2。

表1 四川省飲用水水源地監(jiān)測方案Tab.1 Monitoring plan of drinking water sources in Sichuan province

表2 四川省飲用水水源地監(jiān)測斷面(點)名稱Tab.2 The monitoring section (point) name of drinking water source in Sichuan province

2.2 評價因子與標準

采用《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB5749-2006)放射性指標指導值[2]，即總α活度濃度小于0.5Bq/L，總β活度濃度小于1.0 Bq/L，評價飲用水水源地水中總α活度濃度和總β活度濃度。

2.3 評價方法

為了解全省21個市(州)政府所在地集中式飲用水水源地水中總α活度濃度和總β活度濃度隨時間變化規(guī)律，采用spearman秩相關系數(shù)法，計算的數(shù)學公式如下：

式中：rs—秩相關系數(shù)；

di—變量Xi和變量Yi的差值，di=Xi-Yi

N—時間周期；

Xi—周期1到周期N按監(jiān)測結果從小到大排列的序號；

Yi—按時間排列的序號。

將秩相關系數(shù)rs的絕對值與秩相關臨界值Wp進行比較，若rs絕對值大于或等于Wp，則表示變化顯著，rs如果是正值，則表明為上升趨勢，rs如果是負值，則表明為下降趨勢。當N=4時，Wp=1.0。

3 結果與分析

3.1 監(jiān)測結果

2014～2017年四川省21個市(州)政府所在集中式飲用水水源地水中總α、總β活度濃度監(jiān)測結果見表3。

從表3可以得知：2014～2017年4年間，全省21個市(州)政府所在地集中式飲用水水源地水中的總α和總β活度濃度均符合《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB5749-2006)放射性指標指導值的限值要求。

表3 2014～2017年四川省飲用水水源地水中總α、總β放射性活度濃度Tab.3 The total α and total β activity concentration in the drinking water sources in Sichuan Province from 2014 to 2017 (Bq/L)

續(xù)表2

監(jiān)測點所在市(州)年份總α總β測量值范圍平均值測量值范圍平均值2015年0018～00200190061～009500782016年0035～004100380088～009300902017年0010～001700140081～00890085攀枝花市2014年0022～002400230066～007400702015年0022～005600390038～01300862016年0013～004900310036～007200542017年0041～009400670071～00910081廣安市2014年0021～002500230065～007300692015年0017～00180018008～00990092016年0018～002200200038～005900492017年0045～004700460097～015013康定市2014年0011～002700190024～006100422015年0016～002700220028～004700382016年0031～003400320049～005900542017年0046～004700470068～00810075雅安市2014年00084～004400260035～007400542015年0012～001400130029～003400322016年0015～003500300026～004400352017年0011～002100160024～00490036宜賓市2014年0018～007700480029～007800542015年0013～003900260037～007900582016年0034～004000370069～007200712017年0021～002500230043～00820062瀘州市2014年0064～006700660087～009800922015年0013～002200180064～006900672016年0017～002200190067～009600812017年0016～001800170040～00620051內江市2014年00053～00074000640061～007700692015年0018～002400210011～007200932016年0022～003000260105～0180142017年0011～003300220100～019015達州市2014年0014～001900160055～008100682015年0008～002800160032～006800502016年0009～001700130043～004500442017年0015～002600200050～00620056馬爾康市2014年0042～004400430043～006000522015年0006～001500110017～001900182016年00077～003500210011～005600342017年0016～003000230018～00740046巴中市2014年0014～002000170055～00600058

續(xù)表2

監(jiān)測點所在市(州)年份總α總β測量值范圍平均值測量值范圍平均值2015年0010～001700140055～006200592016年00200020008～0090092017年0016～002800220058～00690063西昌市2014年00140014008～01000902015年0016～00200180077～0100892016年0012～00160014009200922017年0016～00250020082～0097009眉山市2014年00058～00062000600065～008100732015年0015～002800220082～008900862016年0017～004600310074～008500792017年0018～002100190069～00960083資陽市2014年00078～001300100068～01100892015年0012～002500190088～01130102016年0011～002800190088～009900942017年0015～003600250097～01260112自貢市2014年0013～003600240061～008900752015年0007～003300200071～009700842016年0017～003000230070～007100702017年0011～001800150069～0132010021個市(州)地表水飲用水源地河流型2014年平均值范圍00053～0066平均值范圍0040～0112015年平均值范圍0010～0039平均值范圍0018～0102016年平均值范圍0013～0047平均值范圍0034～0142017年平均值范圍0011～0067平均值范圍0036～013水庫型2014年平均值范圍0006～0024平均值范圍0073～00912015年平均值范圍0018～0022平均值范圍0084～0102016年平均值范圍0019～0031平均值范圍0071～00942017年平均值范圍0015～0025平均值范圍0083～011

注：來源于“2014～2017年(2，4季度)全國輻射環(huán)境質量監(jiān)測報告(四川)”

3.2 全省飲用水水源地水中總α、總β活度濃度隨時間變化

2014～2017年四川省21個市(州)政府所在地集中式飲用水水源地水中總α、總β活度濃度隨時間變化分別見圖1和圖2。

圖1 四川省21個市(州)飲用水水源地水中總α活度濃度隨時間的變化Fig.1 Changes of the total α activity concentration over time in 21 cities(states) of Sichuan

圖2 四川省21個市(州)飲用水水源地水中總β活度濃度隨時間的變化Fig.2 Changes of the total β activity concentration in drinkingwater sources over time in Sichuan 21 cities(states)

從圖1可以看出：2014～2017年4年間，全省21個市(州)政府所在地集中式飲用水源地水中的總α活度濃度均有不同程度的變化，其中以綿陽市監(jiān)測點位上總α活度濃度值變化程度最大，2014年該點的總α活度濃度平均值為0.005 3Bq/L，2017年平均值為0.024 Bq/L，2017年平均值是2014年平均值的4.5倍，且呈現(xiàn)逐年上升趨勢。

從圖2中可以看出：2014～2017年四年間，全省21個市(州)政府所在地集中式飲用水源地水中的總β活度濃度也有不同程度的變化，其中以內江市監(jiān)測點位上總β活度濃度值變化程度最大，2014年該點位上總β活度濃度平均值為0.069Bq/L，2017年該點位總β活度濃度均值為0.15Bq/L，是2014年值的2.2倍，并呈現(xiàn)逐年上升趨勢。

3.3 全省飲用水水源地水中總α、總β活度濃度變化趨勢分析

根據(jù)上述計算公式，分別計算全省21個市(州)政府所在地集中式飲用水水源地水中總α和總β活度濃度的秩相關系數(shù)rs，結果見表4。

表4 全省飲用水水源地水中總α、總β活度濃度變化趨勢統(tǒng)計表Tab.4 Variation trend of total α and total β activity concentration in water source in the whole province

從表4中可以得知：成都市、樂山市、廣元市、德陽市、遂寧市、攀枝花市、廣安市、內江市、達州市、巴中市、西昌市、眉山市、資陽市等十三個城市的集中式飲用水水源地水中，總α活度濃度的秩相關系數(shù)在0.4～0.9之間，為正值，絕對值小于秩相關系數(shù)的臨界值，表明四年來，這十三個城市的飲用水水源地水中總α活度濃度呈上升的趨勢，但變化程度不顯著，呈現(xiàn)這種變化趨勢的占所有監(jiān)測斷面(點)位61.9%；南充市、宜賓市、遂寧市、馬爾康市和自貢市等五個城市的集中式飲用水水源地水中，總α活度濃度的秩相關系數(shù)在-0.8～-0.1之間，為負值，絕對值小于秩相關系數(shù)的臨界值，表明四年來這五個城市飲用水水源地水中的總α活度濃度呈下降的趨勢，但變化程度不顯著，呈現(xiàn)這種變化趨勢的斷面(點)占所有監(jiān)測斷面(點)的23.8%；而康定市和綿陽市這二個城市的集中式飲用水水源地水中，總α活度濃度的秩相關系數(shù)為1，絕對值等于秩相關系數(shù)的臨界值，表明四年來這兩個城市的飲用水水源地水中的總α活度濃度呈上升的趨勢，且變化程度顯著，呈現(xiàn)這種變化趨勢的斷面(點)占所有監(jiān)測斷面(點)的9.5%；雅安市集中式飲用水水源地水中，總α活度濃度的秩相關系數(shù)為0，表明四年來，該監(jiān)測點位上的總α活度濃度與時間沒有明顯關系, 占所有監(jiān)測斷面(點)的4.8%?？傮w而言，2014年～2017年四年來，全省21個市(州)政府所在地的集中式飲用水源地水中總α活度濃度呈現(xiàn)上升趨勢的點位多于下降的點位，少量點位上升趨勢顯著。

成都市、樂山市、廣安市、康定市、宜賓市、巴中市、西昌市、眉山市、資陽市、自貢市10個城市的集中式飲用水水源地水中，總β活度濃度的秩相關系數(shù)在0.3～0.8之間，為正值，絕對值小于秩相關系數(shù)的臨界值，表明四年來，這十個城市的飲用水源地中水中總β活度濃度呈上升的趨勢，但變化程度不顯著，呈現(xiàn)這種變化趨勢的斷面(點)占所有監(jiān)測斷面(點)的47.6%；綿陽市、德陽市、雅安市、瀘州市、達州市和馬爾康市6個市集中式飲用水源地中總β活度濃度的秩相關系數(shù)在-0.8～-0.2之間，為負值，絕對值小于秩相關系數(shù)的臨界值，表明四年來這6個城市的飲用水水源地水中的總β活度濃度呈下降的趨勢，但變化程度不顯著，呈現(xiàn)這種變化趨勢的斷面(點)占所有監(jiān)測斷面(點)的28.6%；南充市飲用水水源地水中，總β活度濃度的秩相關系數(shù)為-1.3，為負值，絕對值大于臨界值，表明4年來，該市飲用水水源地水中總β活度濃度呈現(xiàn)明顯下降的變化趨勢，呈現(xiàn)這種變化趨勢的斷面(點)占所有監(jiān)測斷面(點)的4.8%；廣元市和內江市二個城市的集中式飲用水水源地水中，總β活度濃度的秩相關系數(shù)為1，等于秩相關系數(shù)的臨界值，表明4年來這兩個城市的飲用水水源地水中的總β活度濃度呈上升的趨勢，且變化程度顯著，呈現(xiàn)這種變化趨勢的斷面(點)占所有監(jiān)測斷面(點)的9.5%；遂寧市和攀枝花市的飲用水水源地水中，總β活度濃度的秩相關系數(shù)為0，表明4年來這兩個城市的集中式飲用水水源地水中的總β活度濃度隨時間變化趨勢不明顯，與監(jiān)測時間沒有明顯相關性，占所有監(jiān)測斷面(點)的9.5%?？傮w來說，2014～2017年4年間，全省21個市(州)政府與在地集中式飲用水水源地水中總β活度濃度呈現(xiàn)上升趨勢的點位多于下降的點位，部分上升趨勢顯著。

水中的總α和總β分別由存在于水中產生α衰變和產生β衰變的放射性核素引起。一般而言，水中的放射性核素主要來源以鈾-238、釷-232和鈾-235為起始核素的3個天然放射系列和獨立存在的長壽命放射性核素鉀-40和銣-87等，以及人為活動所產生的各種人工放射性核素。天然放射性系列中，產生α衰變的包括鈾-238、釷-232、鐳-226等21個放射性核素，鉀-40和銣-87產生β衰變。人為活動如核試驗、核電運行等產生的人工放射性核素經(jīng)不同途徑進入環(huán)境水體后，也是其中總α和總β活度的來源之一。人工放射核素產生α衰變且對環(huán)境產生影響的主要是一些超鈾核素，它們的半衰期很短，而鍶-90、銫-137等裂變產額大且長壽的裂變產物會對水中的總β活度產生一定程度的貢獻。正常條件下，天然放射性核素和人工放射性核素在環(huán)境各種介質中的存在相對穩(wěn)定，因此，水中的總α和總β活度濃度也趨于穩(wěn)定，在一定范圍內波動。當在水中或其它環(huán)境介質中總α和總β活度濃度有明顯增高時，應引起特別注意，除了關注取樣點周圍是否有明顯的環(huán)境改變或與核相關的人為活動外，還應對樣品進行放射性核素分析，以查明是何種放射性核素所產生的影響。

從水中總α和總β活度濃度的計算公式中不難看出，水中總α和總β活度濃度與水樣蒸干后的殘渣成正比。在大量的實驗室分析中，我們也發(fā)現(xiàn)一些水樣測量時，兩個水樣品經(jīng)處理后采用同樣的質量厚度進行測量，得到總α和總β計數(shù)率相近，但殘渣量不同，計算后兩個水樣的總α和總β可以相差數(shù)倍，其倍數(shù)直接與殘渣量呈正相關。水中的殘渣是水中可溶性固體物而來，也就是說，水樣的殘渣量與水樣的礦化度直接相關。張瑞菊等曾對蘇州地區(qū)不同水樣的殘渣量與總α和總β 放射性水平之間的關系進行了統(tǒng)計學分析，證實“水體的放射性隨著其礦化度的增大而增大”[3]。因此，在變化趨勢比較顯著的監(jiān)測斷面(點)上，除了關注采樣點周圍環(huán)境與污染源是否有明顯變化，還應注意采樣時的水質，包括水中懸浮物、泥沙含量的多少。

4 結 論

4.1 2014～2017年4年間，全省21個市(州)政府所在地的集中式飲用水水源地水中，總α活度濃度和總β活度濃度均滿足《生活飲用水衛(wèi)生標準》(GB5749-2006)放射性指標指導值的要求，總α活度濃度均低于0.5Bq/L,總β活度濃度均低于1.0Bq/L。

4.2 2014～2017年四年來，全省21個市(州)政府所在地的集中式飲用水水源地水中的總α活度濃度和總β活度濃度呈現(xiàn)上升趨勢的監(jiān)測斷面(點位)較呈現(xiàn)下降趨勢的為多，尤其是康定市和綿陽市的飲用水水源地水中總α活度濃度增大的變化趨勢明顯，廣元市和內江市的飲用水水源地水中總β活度濃度增大的變化趨勢明顯，應該引起足夠的重視。

參考文獻：

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[2] GB5749-2006，生活飲用水衛(wèi)生標準[S] .

[3] 張瑞菊,涂 彧.水樣殘渣量與總放射性水平之間的關系分析[J].中國輻射衛(wèi)生，2008,17(2):155-156.