上海地區(qū)飲用天然礦泉水放射性水平的調(diào)查與衛(wèi)生學(xué)評價(jià)

李金柱

（上海市地質(zhì)調(diào)查研究院，上海 200072）

飲用天然礦泉水因其含有多種有益于人體健康的微量元素，經(jīng)常飲用可補(bǔ)充人體所需的微量元素和宏量元素，對人體有一定的保健作用。對水質(zhì)型缺水城市而言，上海地下蘊(yùn)藏著豐富的礦泉水資源，開發(fā)利用以清潔、衛(wèi)生、具綠色環(huán)保概念的深層優(yōu)質(zhì)地下水——飲用天然礦泉水，無疑對提高人民生活質(zhì)量水平起到重要的作用。但礦泉水在形成運(yùn)移過程中，不可避免的會(huì)溶解溶濾周圍地層和含水層介質(zhì)中的部分放射性組分，而放射性指標(biāo)不僅是飲用天然礦泉水資源勘查評價(jià)過程中的必檢指標(biāo)，也是后期開發(fā)利用過程中須開展監(jiān)測的重要指標(biāo)之一。有鑒于此，國內(nèi)礦泉水開發(fā)利用的省份相繼開展了飲用天然礦泉水的放射性水平評價(jià)和人體健康衛(wèi)生學(xué)評價(jià)工作，國外也針對瓶裝礦泉水開展了飲用水放射性水平危險(xiǎn)性評估和適宜性評價(jià)。為全面了解上海市域礦泉水中放射性物質(zhì)的含量變化范圍、層次分布及在開發(fā)利用過程中對人體健康的影響，維護(hù)上海市居民的飲水安全，以原國土資源部2001年發(fā)布的在全國各省市開展礦泉水資源綜合勘查評價(jià)文件基礎(chǔ)，本文收集整理了上海市1987～2006年間經(jīng)國家儲(chǔ)委和上海市儲(chǔ)委評審?fù)ㄟ^的80余份飲用天然礦泉水勘察評價(jià)報(bào)告中的放射性數(shù)據(jù)以及部分礦泉水井的歷年監(jiān)測數(shù)據(jù)，綜合分析評價(jià)不同含水層次礦泉水中放射性指標(biāo)含量的分布狀況和衛(wèi)生學(xué)影響因素，估算長期飲用對人體所產(chǎn)生的有效劑量。評價(jià)結(jié)果對開展上海市域礦泉水資源的放射性衛(wèi)生監(jiān)測與評價(jià)、環(huán)境保護(hù)與合理開發(fā)利用具有極為重要的意義。

1 礦泉水資源分布特征

上海地區(qū)礦泉水水源主要賦存于第四紀(jì)松散巖類孔隙介質(zhì)中的第二承壓含水層至第五承壓含水層中，礦泉水井?dāng)?shù)量分布最多的為井深在160～220 m的第四承壓含水層，井?dāng)?shù)最少的為井深在70～90 m的第二承壓含水層（見圖1）；其次賦存于碳酸鹽巖類裂隙溶洞中，井深在240～1000 m不等，該巖溶裂隙含水層礦泉水目前僅在金山區(qū)有少量開采。

圖1 上海市各礦泉水含水層分布圖Fig.1 The distribution map of every mineral water confined aquifers in Shanghai

上海地區(qū)礦泉水多為低溫低礦化度礦泉水，水化學(xué)類型較多，但主要以重碳酸型和重碳酸氯型水為主，礦泉水界限指標(biāo)較單一，以鍶、偏硅酸為主，個(gè)別井同時(shí)還含有溴、礦化度等界限指標(biāo)。礦泉水中常含有鋅、鋰、硒、銀、鋇、鉬、溴、碘、氟等微量元素和鈾、釷、鐳等痕量放射性元素。

2 研究方法

2.1 樣品采集

各礦泉水井的勘察評價(jià)采樣均是依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《飲用天然礦泉水檢驗(yàn)方法》（GB/T 8538）要求，采用2個(gè)20L聚乙烯塑料桶采集水樣，采樣時(shí)間均是在抽水試驗(yàn)結(jié)束前采取?？偊?、總β和226鐳水樣采集前，用礦泉水沖洗已清潔處理過的采樣桶3次及以上，裝滿水樣的采樣桶襯上內(nèi)襯擰緊蓋子。氡水樣采用真空擴(kuò)散器負(fù)壓采樣，采樣時(shí)盡量減小出水量以降低出水流速，防止出水量太大而產(chǎn)生水流震蕩，水樣瓶裝滿水不留孔隙并及時(shí)擰緊蓋子。所有水樣于采樣當(dāng)天送至測試單位。

2.2 樣品分析

總α、總β的測定系采用國家標(biāo)準(zhǔn)《飲用天然礦泉水中總α /總β放射性的測定方法》（GB 8538.56-87）中的蒸發(fā)濃縮法制源飽和厚度法測定總α活度，蒸發(fā)濃縮法制源相對測量法測定總β活度，226鐳放射性測量采用鋇鐳共沉淀—射氣法，F(xiàn)D-125氡釷測量儀測量，上述放射性指標(biāo)由上海市衛(wèi)生防疫站和復(fù)旦大學(xué)放射醫(yī)學(xué)研究所進(jìn)行測量。鈾釷含量測試由國家地質(zhì)實(shí)驗(yàn)測試中心采用等離子光譜加分離富集法進(jìn)行測定。氡指標(biāo)由上海市地震局測定，是在標(biāo)準(zhǔn)觀測實(shí)驗(yàn)內(nèi)進(jìn)行脫氡觀測，閃爍測氧儀測量水氡含量。氚采用濃縮法液體閃爍計(jì)測量，由北京市水文地質(zhì)工程地質(zhì)公司測定。

3 結(jié)果與分析

3.1 總α、總β和226Ra的檢出狀況

各含水層礦泉水中的總α、總β和226Ra放射性測量結(jié)果匯總見表1。由表1中可見，各含水層礦泉水中放射性檢出數(shù)據(jù)變化范圍大，最大值與最小值相比，總α相差達(dá)68倍，總β相差為8倍，226Ra相差27.5倍，但均處于上海地區(qū)深層地下水放射性水平檢出范圍之內(nèi)?？偊翙z出范圍0.01～0.68 Bq/L，總β檢出范圍0.03～0.48 Bq/L，226Ra檢出范圍0.004～0.090 Bq/L。表1中檢出數(shù)據(jù)表明上海所有含水層礦泉水的放射性檢出結(jié)果均符合飲用天然礦泉水國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

表1 上海市飲用天然礦泉水源水放射性水平檢出狀況Table 1 The tested results of radioactive level for drinking natural mineral water in Shanghai area

與上海以地表水為源水的自來水中放射性指標(biāo)的檢測結(jié)果相比較，自來水中的總α與總β檢出均值高于淺部含水層（即第二、三承壓含水層）礦泉水但低于深部含水層（即第四、五承壓含水層和巖溶裂隙含水層）礦泉水，自來水中226Ra檢出均值普遍低于礦泉水。長江水、黃浦江水和淀山湖水的總α檢出均值高于各含水層礦泉水；長江水的總β檢出均值高于淺部承壓含水層礦泉水、低于深部含水層礦泉水，黃浦江水和淀山湖水的總β檢出均值普遍高于各含水層礦泉水。

礦泉水中總α、總β和226Ra檢出結(jié)果表現(xiàn)出隨承壓含水層深度的增加，檢出含量均值呈同步增高的趨勢。其原因在于不同深度的承壓含水層形成時(shí)間各不相同，承壓含水層越深、其形成時(shí)間越早，含水層中的地下水年齡也越大，導(dǎo)致地下水與含水層介質(zhì)及圍巖的作用時(shí)間也較長，以致溶解溶濾出的礦物質(zhì)成分相對較多，體現(xiàn)在總?cè)芙夤腆w含量（包括放射性指標(biāo)相關(guān)元素）的同步增加，同體積蒸發(fā)濃縮后的灰分重量也隨之增加。

上海礦泉水開發(fā)利用初期是作為飲水水源開采（2000年后主要作為啤酒生產(chǎn)的基液使用）。從表1中也可看出,幾乎99%以上礦泉水的總α檢出值均符合國家標(biāo)準(zhǔn)《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB 5749-2006），僅有第四承壓含水層位于閔行區(qū)的海89-1和北新涇巖溶裂隙含水層的普94-7礦泉水井勘察評價(jià)時(shí)各有一次總α檢出值超過標(biāo)準(zhǔn)（總α放射性≤0.5 Bq/L）。依據(jù)礦泉水勘察評價(jià)時(shí)不少于3次/年的礦泉水質(zhì)采樣測試要求，海89-1的其他次總α檢出值均小于0.10 Bq/L，且閔行區(qū)其余礦泉水井勘察評價(jià)數(shù)據(jù)均低于0.50 Bq/L；位于北新涇巖溶體中的普94-7的其他次總α檢出值均小于0.23 Bq/L，且北新涇巖溶體的其他礦泉水井勘察評價(jià)數(shù)據(jù)也均顯著低于0.50Bq/L。在后期礦泉水資源開采利用過程中的礦泉水質(zhì)監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，所有礦泉水井的總α檢出值均未超過《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》國家標(biāo)準(zhǔn)。由此認(rèn)為該兩次超標(biāo)數(shù)據(jù)的檢出可能受采樣環(huán)境或放射性測量環(huán)境的影響所致，不能代表該兩含水層礦泉水水源環(huán)境的實(shí)際狀況。

3.2 其他放射性指標(biāo)的檢出狀況

勘察評價(jià)和歷年采樣監(jiān)測數(shù)據(jù)表明（詳見表1），第二、三承壓含水層礦泉水中的鈾、釷均未檢出，第四、五承壓含水層與巖溶裂隙含水層的鈾檢出含量普遍較低為0.54～3.0 μg/L，釷檢出含量范圍變化較大為0.7～32.3 μg/L。鈾、釷元素的檢出與含量高低不僅與含水層次有關(guān)，也與監(jiān)測井的數(shù)量相關(guān)。含水層越深，地下水年齡越大，礦泉水與圍巖/含水層介質(zhì)作用時(shí)間越長，溶解溶濾出的組分及含量相對較多；監(jiān)測井?dāng)?shù)量越多，分布范圍越廣，越能充分說明區(qū)域含水層中放射性指標(biāo)的分布狀況。

為了解不同含水層礦泉水的形成年齡及拓展礦泉水的應(yīng)用方向，在上世紀(jì)80年代末、90年代初曾對上海市個(gè)別含水層礦泉水井開展了氡和氚的采樣檢測分析。檢測結(jié)果表明，第四含水層的氚檢出含量均小于2TU，氡的檢出含量為22.5 Bq/L；第五含水層的氚檢出含量均小于2TU，氡的檢出含量陸域?yàn)?8.6～28.7 Bq/L，長江三島為18.6～19.8 Bq/L；巖溶裂隙含水層的氚檢出含量3.4～14.0TU，氡的檢出含量為0.305～2.034 Bq/L。氡的檢出值未達(dá)到中國醫(yī)療礦泉水和醫(yī)療熱礦水水質(zhì)標(biāo)準(zhǔn)的定名要求。

3.3 礦泉水質(zhì)的衛(wèi)生學(xué)評價(jià)

根據(jù)1984年WHO制定的標(biāo)準(zhǔn)要求，若總α超標(biāo)則須測226Ra含量。依據(jù)ICRP30號報(bào)告的劑量估算公式，以每人每天飲用2.2 L水，一年365天飲水入體的226Ra含量，該年劑量貢獻(xiàn)值低于22μSv的均屬于合格水。衛(wèi)生學(xué)評價(jià)結(jié)果表明（見表2），若以礦泉水作為全年生活飲水，第二至第五承壓含水層礦泉水對上海地區(qū)居民年所受到的內(nèi)照射劑量普遍低于22μSv，不會(huì)對身體健康造成危害，均可作為生活飲用水使用。值得注意的是，個(gè)別巖溶裂隙礦泉水井如普94-7在勘察評價(jià)階段及后續(xù)近二十多年的開發(fā)利用過程中，226Ra檢出含量有過數(shù)次大于0.090 Bq/L（檢出范圍0.09～0.10 Bq/L），若長期飲用有可能因內(nèi)照射劑量偏高而給居民的身體帶來潛在的影響，建議對該井在開發(fā)利用過程中做好礦泉水質(zhì)的定期檢測并采取適當(dāng)?shù)姆揽卮胧?，以合理有效地?shí)現(xiàn)礦泉水資源的最大利用價(jià)值。

表2 不同含水層放射性指標(biāo)衛(wèi)生學(xué)估算結(jié)果Table 2 The estimated results on residents' internal exposure of radioactive level in different confined aquifers

4 結(jié)論

（1）匯總整理已通過評審的上海市80余份飲用天然礦泉水勘察評價(jià)報(bào)告中的放射性數(shù)據(jù)表明，上海地區(qū)各含水層的礦泉水放射性指標(biāo)檢出值均低于國家標(biāo)準(zhǔn)《飲用天然礦泉水標(biāo)準(zhǔn)》（GB 8537-1987/1995）的限值，符合安全飲用的要求。衛(wèi)生學(xué)評價(jià)結(jié)果表明承壓含水層礦泉水的飲用不會(huì)對身體健康造成危害，評價(jià)結(jié)果對上海市礦泉水資源的環(huán)境保護(hù)與合理開發(fā)利用具有極為重要的意義。

（2）通過對各含水層礦泉水勘察評價(jià)和年度監(jiān)測數(shù)據(jù)的匯總和分析和評價(jià)，不僅查明了上海市域各含水層礦泉水的放射性指標(biāo)含量變化特征，全面掌握了各含水層地下水中放射性指標(biāo)的放射性水平波動(dòng)變化及其衛(wèi)生學(xué)影響特點(diǎn)，也為礦泉水資源的合理開發(fā)利用和放射性衛(wèi)生監(jiān)督提供了可信依據(jù)。