臺(tái)兒莊城區(qū)飲用水水源地水質(zhì)放射性水平分析

馬 坤 孫 乾 劉 沖

(棗莊市生態(tài)環(huán)境局臺(tái)兒莊分局，山東 棗莊 277400)

水在環(huán)境研究中具有重要的意義，它不僅用于人類消費(fèi)，而且具有運(yùn)輸污染物的能力[1]。水流若接觸放射性物質(zhì)，就會(huì)融入放射性物質(zhì)，可通過飲水等途徑進(jìn)入人體產(chǎn)生內(nèi)照射，因此確定飲用水中的放射性水平對(duì)維護(hù)公眾的健康有著重要的意義。天然的和人工的放射性核素都能夠發(fā)射α射線或β射線，當(dāng)放射性濃度很低時(shí)，不需要對(duì)特定放射性核素進(jìn)行鑒定分析，測定總α、β放射性活度就能確定放射性水平[2]。我國于20世紀(jì)80年代進(jìn)行了大范圍的飲用水的監(jiān)測和評(píng)估，全國30%水源水中天然鈾的平均水平高于0.1 Bq/L，50%地下水總α放射性濃度高于0.10Bq/L[3-4]。近年來，經(jīng)濟(jì)發(fā)展及人類活動(dòng)的加劇對(duì)地下水水質(zhì)影響越來越大[3,5]。為了保障臺(tái)兒莊居民群眾的飲用水安全，本研究對(duì)臺(tái)兒莊城區(qū)水源地水質(zhì)總α、β放射性水平進(jìn)行監(jiān)測，分析其動(dòng)態(tài)變化，可為研究區(qū)地下水的環(huán)境質(zhì)量提供參考資料，并為水源地的保護(hù)和管理提供決策依據(jù)。

1 研究區(qū)域

臺(tái)兒莊位于山東省的南部，蘇魯交界處，由于地表水資源豐富，素有“江北水鄉(xiāng)”之美譽(yù)，是山東省重要的旅游地。研究區(qū)是暖溫帶季風(fēng)型大陸性氣候，四季分明，冷熱、干熱季節(jié)差異明顯，雨熱同期，降水集中，光照充足，6—8月高溫多雨，9月至翌年5月為枯水季節(jié)，少雨而干燥。年相對(duì)濕度為67%，平均蒸發(fā)量為1748.8mm,常年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|北風(fēng)。西南部為碳酸鹽含水巖組，東南部為第四系孔隙水含水巖組與碳酸鹽含水鹽組疊置結(jié)構(gòu)，上下水力聯(lián)系密切，北部局部為第三系裂隙含水巖組。地下水主要接受地表水、大氣降水及徑流水的補(bǔ)給，流向?yàn)閺谋逼鞯侥掀珫|。境內(nèi)礦產(chǎn)資源豐富，有煤炭、石膏、石灰石等礦藏，分布有造紙、化工、水泥等大型企業(yè)，農(nóng)作物以種植小麥、玉米為主。礦山開采、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等人類活動(dòng)加劇了地下水的污染。近年來，為解決城區(qū)人口飲水問題，臺(tái)兒莊政府先后投資建設(shè)了張莊和小龔莊兩處水源地。水源地的基本情況見表1，張莊水源地和小龔莊水源地監(jiān)測采樣點(diǎn)見圖1。

表1 水源地基本情況

圖1 臺(tái)兒莊城區(qū)飲用水源地監(jiān)測點(diǎn)示意圖

2 方法和測定

2019年，對(duì)張莊和小龔莊水源地每月取樣一次，水樣采集、保存、運(yùn)輸和檢測按照《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法》(GB/T 5750-2006)要求進(jìn)行。依據(jù)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》(GB 5749-2006)評(píng)定水源地水質(zhì)，其中總α放射性活度濃度限值為不大于0.5Bq/L，總β放射性活度濃度限值為不大于1.0Bq/L。

3 結(jié) 果

3.1 水源地水質(zhì)中總放射性監(jiān)測結(jié)果

兩處水源地水質(zhì)中總α、β放射性檢出率為100%，總α、β放射性質(zhì)量濃度均低于標(biāo)準(zhǔn)限值，平均含量均在限值以下的低水平，未發(fā)現(xiàn)超標(biāo)月份，符合我國規(guī)定的飲用水指導(dǎo)值，詳見表2。張莊水源地和小龔莊水源地水質(zhì)中總α放射性平均質(zhì)量濃度基本相近，而總β放射性平均質(zhì)量濃度相差很大，前者約為后者的6.88倍。

表2 臺(tái)兒莊城區(qū)飲用水水源地水質(zhì)總α、β放射性監(jiān)測結(jié)果

3.2 水源地水質(zhì)中總α、β放射性在不同季節(jié)的變化

通過T2檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，總α、β放射性在水源地和季節(jié)變化中質(zhì)量濃度差異不顯著(P>0.05)。圖2(a)顯示：總α放射性質(zhì)量濃度季節(jié)變化在張莊水源地表現(xiàn)為春季最高、冬季最低、夏秋基本持平，小龔莊水源地為春冬季最高、夏季次之、秋季最低；總β放射性質(zhì)量濃度季節(jié)變化在張莊水源地表現(xiàn)為夏季最高、冬季最小、春秋季居中，小龔莊水源地為春季最高、冬季最小、夏秋居中。圖2(b)顯示：水源地水質(zhì)中總放射性的質(zhì)量濃度為總α放射性小于總β放射性；張莊水源地水質(zhì)中總放射性質(zhì)量濃度在各季節(jié)中均大于小龔莊水源地，占總比例的60%以上，季節(jié)濃度排序?yàn)槎?春<夏<秋。

圖2 張莊水源地和小龔莊水源地水質(zhì)中總α、β放射性

4 討 論

本次研究發(fā)現(xiàn)，臺(tái)兒莊城區(qū)飲用水源地水質(zhì)中總α、β放射性質(zhì)量濃度均低于標(biāo)準(zhǔn)限值?？偊?、β放射性質(zhì)量濃度處于0.01～0.1Bq/L間，屬于低水平放射。水源地中總α放射性質(zhì)量濃度均大于0.01Bq/L，說明放射性來源于天然放射性物質(zhì)，符合我國的天然放射性背景值[4]。研究表明水質(zhì)中總放射性水平與水質(zhì)中殘?jiān)?、溶解性固體呈線性關(guān)系，即隨著殘?jiān)蛉芙庑钥偣腆w增加而增高[5-8]，本文的研究結(jié)果也符合規(guī)律。世界公認(rèn)總β外照射主要來源于巖石和土壤中的鉀元素[9]，而臺(tái)兒莊土壤富含鉀元素，這也解釋了臺(tái)兒莊水源地中總β放射性質(zhì)量濃度較高的原因。監(jiān)測結(jié)果顯示，張莊水源地水質(zhì)中總β放射性質(zhì)量濃度高于小龔莊水源地6.76倍，這與京杭運(yùn)河(韓莊運(yùn)河)地表水的補(bǔ)給有關(guān)。據(jù)文獻(xiàn)[9]，地表水比例提高是總β放射性水平增加的原因。

總α、β放射性在水源地和季節(jié)變化中質(zhì)量濃度差異不顯著，這與許多文獻(xiàn)等研究一致。水體受放射性污染較少，地質(zhì)穩(wěn)定可能是總α無差異的原因。另外，人類活動(dòng)的增加和水質(zhì)中離子、溶解性固體質(zhì)量濃度的差異是造成張莊水源地和小龔莊水源地水質(zhì)中差異的主要原因。本研究的張莊水源地和小龔莊水源地水質(zhì)中總α、β放射性在豐水期的質(zhì)量濃度高于枯水期，與水源地所處位置、地表徑流、地下水的補(bǔ)給等有關(guān)。