黃石市集中式飲用水源地和礦冶公園土壤天然放射性核素含量調(diào)查研究

鄭 楊，曹 陽

(湖北省生態(tài)環(huán)境廳 黃石生態(tài)環(huán)境監(jiān)測中心，湖北 黃石 435000)

0 引言

近年來，隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，輻射技術(shù)在醫(yī)療、工業(yè)、通訊等領(lǐng)域廣泛應(yīng)用，在帶來了巨大經(jīng)濟(jì)利益的同時，也面臨著輻射帶來的環(huán)境安全問題，尤其是放射性核素污染已經(jīng)成為威脅自然環(huán)境和人類健康的重要因素之一[1]。目前我國已開展監(jiān)測的土壤放射性核素如238U、232Th、226Ra等是半衰期較長的一些核素，它們在土壤中含量相對穩(wěn)定，不像空氣和水容易受外界環(huán)境影響容易遷移[2]。土壤被放射性核素污染后，通過放射性衰變，能產(chǎn)生α、β、γ射線，它們能穿透人體組織，使機(jī)體受損甚至發(fā)生癌變[2，3]。目前，我市僅有1992年全省輻射調(diào)查數(shù)據(jù)，放射性核素分析的環(huán)境基礎(chǔ)數(shù)據(jù)缺乏。黃石是一座礦冶名城，具有歷史悠久的礦冶文化，兩座礦冶公園分別是鐵礦和銅礦開采，開采歷史悠久，在全國具有代表性。飲用水源保護(hù)地土壤輻射環(huán)境質(zhì)量關(guān)系著全市城鎮(zhèn)居民生活飲水安全。因此，加強(qiáng)集中式飲用水源地和礦冶公園土壤放射性核素含量及其變化規(guī)律的研究對制訂輻射環(huán)境管理規(guī)劃、促進(jìn)經(jīng)濟(jì)發(fā)展、保護(hù)城市生態(tài)環(huán)境具有非常重要的現(xiàn)實意義。

為此，2019年我們對黃石市3家集中式飲用水源地和2家礦冶公園土壤中天然放射性核素238U、232Th、226Ra含量進(jìn)行調(diào)查分析，為評價土壤中天然放射性核素濃度水平，同時也為我市輻射環(huán)境變化研究提供參考依據(jù)。

1 調(diào)查與監(jiān)測方法

1.1 布點及樣品采集

依據(jù)《輻射環(huán)境監(jiān)測技術(shù)規(guī)范》[4]中規(guī)定的土壤采樣要求，在黃石市水源保護(hù)地、礦冶公園等場所中，選擇5個調(diào)查對象作為采樣點，分別為陽新縣王英水庫水源地、陽新縣興國城區(qū)富水水源地、黃石市長江涼亭山水廠水源地、黃石國家礦山公園以及銅綠山古銅礦遺址公園。

本次土壤調(diào)查監(jiān)測點位共有20個。每個土壤采樣點采用梅花形布點或蛇形布點進(jìn)行采樣，一般在10m×10m范圍內(nèi)，在相對開闊的區(qū)域采取垂直深10cm的表層土，去除石塊、草根等雜物，現(xiàn)場混合后取2～3kg樣品裝入塑料袋中密封，于布袋中保存，貼上標(biāo)簽，做好記錄。

1.2 分析方法

各核素含量的分析方法見表1.

表1 土壤核素分析方法

1.3 儀器設(shè)備

采用高純鍺γ能譜儀對土壤樣品進(jìn)行檢測，儀器分辨率為1.9keV，儀器經(jīng)過計量部門檢定，均在有效期內(nèi)使用。

2 結(jié)果與討論

2.1 集中式飲用水源地土壤中天然放射性核素調(diào)查結(jié)果

表2和圖1給出了黃石市3家集中式飲用水源地土壤天然放射性核素含量與1992年黃石市、湖北省調(diào)查數(shù)據(jù)比較。黃石市集中式飲用水源地土壤天然放射性核素含量的分析結(jié)果見表2.

表2 黃石市土壤天然放射性核素含量

本研究通過調(diào)查分析獲得了黃石市3家集中式飲用水源地土壤中3種放射性核素238U、232Th、226Ra含量。由表2和圖1可知，3家集中式飲用水源地土壤天然放射性核素含量范圍分別為238U：27.9～48.4Bq/kg、232Th：42.0～68.5Bq/kg、226Ra：34.5～54.0Bq/kg.與1992年全省輻射調(diào)查數(shù)據(jù)相比，黃石市長江涼亭山水廠水源地、陽新縣王英水庫水源地、陽新縣興國城區(qū)富水水源地土壤中238U、232Th、226Ra含量均在湖北省本底調(diào)查結(jié)果范圍內(nèi)。與1992年黃石市輻射調(diào)查本底值相比，3家集中式飲用水源地土壤中天然放射性核素平均含量無顯著變化，總體上處于同一放射性水平。其中，黃石市長江涼亭山水廠水源地土壤中238U、232Th和226Ra平均含量分別比黃石市低28%、1.8%、6.7%；陽新縣王英水庫水源地土壤中238U、226Ra平均含量比黃石市低23%、21%，232Th比黃石市略高5.3%.陽新縣興國城區(qū)富水水源地土壤中238U平均含量比黃石市低19%，232Th和226Ra平均含量比黃石市略高5.1%、5.5%.

圖1 黃石市集中式飲用水源地土壤天然放射性核素含量結(jié)果對比圖

由于土壤中天然放射性核素含量主要受地域或成土母質(zhì)的影響，不同地區(qū)土壤的天然放射性含量有所差異[6]。238U在不同地區(qū)飲用水源地的含量順序是：黃石市長江涼亭山水廠<陽新縣王英水庫<陽新縣興國城區(qū)富水；232Th的含量順序是：黃石市長江涼亭山水廠<陽新縣興國城區(qū)富水<陽新縣王英水庫；226Ra的含量順序是：陽新縣王英水庫<黃石市長江涼亭山水廠<陽新縣興國城區(qū)富水。

2.2 礦冶公園土壤中天然放射性核素含量調(diào)查結(jié)果

銅綠山古銅礦遺址公園和黃石國家礦山公園土壤中天然放射性核素含量的分析結(jié)果見表2，與黃石市、湖北省含量的對比分析見圖2.

圖2 黃石礦冶公園土壤天然放射性核素含量結(jié)果對比圖

由表2和圖2可知，銅綠山古銅礦遺址公園土壤天然放射性核素含量范圍分別為238U：41.4～66.4Bq/kg、232Th：58.1～63.3Bq/kg、226Ra：49.8～75.9Bq/kg.黃石國家礦山公園土壤天然放射性核素含量范圍分別為238U：36.1～38.7Bq/kg、232Th：49.2～62.9Bq/kg、226Ra：32.1～45.7Bq/kg.與1992年全省輻射調(diào)查數(shù)據(jù)相比，黃石國家礦山公園土壤中238U、232Th、226Ra含量均在湖北省本底調(diào)查結(jié)果范圍內(nèi)。與1992年黃石市輻射調(diào)查本底值相比，處于同一天然放射性水平；銅綠山古銅礦遺址公園土壤中238U、232Th、226Ra平均含量均高于1992年黃石市輻射調(diào)查本底值和湖北省平均值，這可能與銅礦蘊(yùn)藏有關(guān)?？傮w來看，銅綠山古銅礦遺址公園土壤天然放射性核素含量在湖北省本底調(diào)查結(jié)果范圍內(nèi)漲落。

3 結(jié)論

通過對黃石市具有代表性的集中式飲用水源地和礦冶公園的放射性核素進(jìn)行本底調(diào)查，并與1992年湖北省輻射環(huán)境調(diào)查數(shù)據(jù)進(jìn)行比較，分析土壤天然放射性核素含量變化趨勢，為輻射環(huán)境管理提供數(shù)據(jù)支撐。目前，黃石市3個城鎮(zhèn)集中式飲用水源地、黃石國家礦山公園土壤中天然放射性核素含量均在湖北省本底調(diào)查結(jié)果范圍內(nèi)，與1992年黃石市輻射調(diào)查本底值處于同一天然放射性水平；銅綠山古銅礦遺址公園土壤中天然放射性核素含量略高于1992年黃石市輻射調(diào)查本底值，輻射水平在湖北省調(diào)查結(jié)果本底范圍內(nèi)漲落。綜上所述，說明我市的土壤天然放射性核素含量屬于正常本底范圍，并處于穩(wěn)定階段。