2021年海陽(yáng)核電站周邊飲用水中 總α、β放射性水平分析

李 莉，崔祖文，王科霖，遲 欣，孫英超，閻西革

（煙臺(tái)市疾病預(yù)防控制中心，山東煙臺(tái) 264003）

海陽(yáng)核電站工程總投資預(yù)計(jì)超過(guò)1000億元，是全國(guó)最大的核電站之一，作為首批國(guó)家第三代核電技術(shù)的自主化依托項(xiàng)目，一期工程建設(shè)2臺(tái)核電機(jī)組，1號(hào)、2號(hào)機(jī)組先后于2018年10月和2019年1月投入商業(yè)運(yùn)行，二期工程3號(hào)、4號(hào)機(jī)組于2022年4月獲得國(guó)家核準(zhǔn)即將開(kāi)工，2021年海陽(yáng)市建成區(qū)供暖改為核能供暖[1]。核電站的運(yùn)行能有效保證電力供應(yīng)、減少由傳統(tǒng)能源產(chǎn)生的污染、降低地方取暖消耗，對(duì)國(guó)家“雙碳戰(zhàn)略”的實(shí)施有著十分重要的意義。但同時(shí)也增加了對(duì)人們生活環(huán)境造成放射性污染的危險(xiǎn)，有對(duì)周?chē)用窠】诞a(chǎn)生危害的 風(fēng)險(xiǎn)。

生活中的居民飲用水是放射性核素進(jìn)入人體的重要途徑之一，水源是否存在放射性污染問(wèn)題是人們普遍關(guān)心的問(wèn)題。水中放射性主要由α、β射線產(chǎn)生，通常用水中總α、總β放射性作為水質(zhì)放射性污染監(jiān)測(cè)的一個(gè)重要指標(biāo)[2]。海陽(yáng)市城鎮(zhèn)居民飲用水以地面水為水源的自來(lái)水為主，農(nóng)村居民大多飲用自制井水。為了解海陽(yáng)核電是否對(duì)周邊地區(qū)飲用水造成放射性污染，本文對(duì)2021年海陽(yáng)核電站周?chē)嬘盟目偡派湫运竭M(jìn)行調(diào)查。

1 材料與方法

1.1 調(diào)查對(duì)象

根據(jù)核電站的源項(xiàng)特征和放射性三廢排放的主要特點(diǎn)及地區(qū)可能受污染的情況，參考?xì)庀髼l件及人口分布等因素確定采樣點(diǎn)。核電站周邊10 km內(nèi)9個(gè)采樣點(diǎn)，每個(gè)采樣點(diǎn)采集1個(gè)樣品；10～30 km 內(nèi)7個(gè)采樣點(diǎn)，每個(gè)采樣點(diǎn)采集1個(gè)樣品；每年豐水期和枯水期各采集1次。水體采樣包含水源水、出廠水、末梢水和水井水4種類(lèi)型飲用水。

1.2 方法

1.2.1 水樣的采集與處理

用塑料桶采集5 L采樣點(diǎn)水樣，采樣前均先用擬采集的水樣蕩洗采樣器、容器和塞子2～3次，在樣品采集后，將100 mL濃硝酸溶液加入桶內(nèi)，然后蓋嚴(yán)保存[3]。飲用水水樣的處理方法參照《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法 放射性指標(biāo)》（GB/T 5750.13—2006）[4]。

1.2.2 檢測(cè)儀器與檢測(cè)方法

實(shí)驗(yàn)使用的儀器為中核（北京）核儀器廠生產(chǎn)的BH1216Ⅲ型二路低本底α、β測(cè)量?jī)x，依據(jù)《生活飲用水標(biāo)準(zhǔn)檢驗(yàn)方法 放射性指標(biāo)》（GB/T 5750.13—2006）中飽和厚度相對(duì)測(cè)量法檢測(cè)水樣的總放 射性。

1.3 質(zhì)量控制

使用的總α、總β放射性標(biāo)準(zhǔn)源均為中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院提供的一級(jí)標(biāo)準(zhǔn)物質(zhì)；檢測(cè)儀器經(jīng)過(guò)中國(guó)計(jì)量科學(xué)研究院檢定合格，并且在檢定有效期范圍內(nèi)使用。

2 結(jié)果與分析

2.1 飲用水采樣點(diǎn)信息

核電站周?chē)嬘盟蓸狱c(diǎn)信息見(jiàn)表1。

表1 采樣點(diǎn)信息

2.2 4種水樣中的總放射性水平

出廠水的總α比活度為0.01～0.06 Bq/L、總β比活度為0.01～0.28 Bq/L，末梢水的總α比活度為0.01～0.08 Bq/L、總β比活度為0.01～0.21 Bq/L， 水 源 水 的 總α比 活 度 為0.02～0.04 Bq/L、總β比活度為0.05～0.21 Bq/L，水井水的總α比活度為0.01～0.17 Bq/L、總β比活度為0.07～0.40 Bq/L。 2021年4種不同類(lèi)型飲用水總α、總β的檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。

表2 2021年不同類(lèi)型生活飲用水總α、總β的放射性監(jiān)測(cè)結(jié)果

2.3 豐、枯水期4種生活飲用水中的總α、總β放射性

由表3可知，在豐水期，生活飲用水中的總比活度為0.054 Bq/L，總β比活度為0.180 Bq/L；在枯水期，生活飲用水中的總α比活度為0.034 Bq/L，總β比活度為0.144 Bq/L。這可能是豐水期的雨水豐富，放射性物質(zhì)被沖刷至水中，引起放射性活度升高。對(duì)2021年豐、枯水期的生活飲用水總α、β比活度經(jīng)單因素方差分析（LSD多重比較），比活度水平差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

表3 豐、枯水期飲用水總α、總β放射性監(jiān)測(cè)結(jié)果

由表4可知，在豐水期，出廠水的總α比活度為0.050 Bq/L、總β比活度為0.217 Bq/L，在枯水期，出廠水總α比活度為0.019 Bq/L、總β比活度為0.090 Bq/L； 末梢水豐水期總α比活度為0.060 Bq/L、總β比活度為0.197 Bq/L，末梢水枯水期總α比活度為0.017 Bq/L、 總β比活度為0.083 Bq/L；水源水豐水期總α比活度為0.018 Bq/L、總β比活度為0.130 Bq/L，水源水枯水期總α比活度為0.029 Bq/L、總β比活度為 0.129 Bq/L；水井水豐水期總α比活度為0.062 Bq/L、 總β比活度為0.178 Bq/L，水井水枯水期總α比活度為0.044 Bq/L、總β比活度為0.180 Bq/L。

對(duì)2021年豐、枯水期中4種類(lèi)型飲用水中總α、總β放射性進(jìn)行單因素方差分析（LSD多重比較）。4種水樣枯水期的總α比活度經(jīng)單因素方差分析（LSD多重比較），在比活度上存在井水＞水源水＞出廠水＞末梢水，其中出廠水與末梢水的比活度相近，比活度水平差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），具體見(jiàn)表4；4種水樣枯水期的總β比活度經(jīng)單因素方差分析（LSD多重比較）在比活度上存在井水＞水源水＞出廠水＞末梢水，其中出廠水與末梢水的比活度相近，比活度水平差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；4種水樣豐水期的總α比活度經(jīng)單因素方差分析（LSD多重比較），比活度水平差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；4種水樣豐水期的總β比活度經(jīng)單因素方差分析（LSD多重比較），比活度水平差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

表4 豐、枯水期、4種類(lèi)型飲用水總α、總β放射性 監(jiān)測(cè)結(jié)果

2.4 距核電站不同距離的飲用水中總α、總β放射性

對(duì)距離海陽(yáng)核電站0～10 km、10～30 km采集的飲用水樣進(jìn)行總放射性水平分析，結(jié)果見(jiàn)表5。

表5 不同距離生活飲用水水源水總 α、總 β放射性水平

由表5可知，隨著飲用水水樣距核電站距離的減小，總α、總β放射性水平無(wú)明顯變化。對(duì)距海陽(yáng)核電站0～10 km、10～30 km采集的飲用水樣總α、總β放射性與距離之間進(jìn)行單因素方差分析（LSD多重比較），放射性水平差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。

3 結(jié)論與討論

世界衛(wèi)生組織（World Health Organization，WHO） 關(guān)于生活飲用水中總α和總β的放射性活度的推薦限值分別為0.5 Bq/L和1 Bq/L[5]。這個(gè)水平是基于WHO推薦的0.1 mSv飲用水年劑量照射制定的，WHO指出經(jīng)飲用水?dāng)z入放射性核素所致的0.1 mSv年劑量照射對(duì)健康的附加危險(xiǎn)較低[6]。在我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)中，生活飲用水中的總α、總β放射性沿用了WHO推薦限值[4]。本次研究顯示海陽(yáng)核電站周?chē)铒嬘盟偊?、總β放射性均符合?guó)家飲用水放射性水平的標(biāo)準(zhǔn)，核電站的運(yùn)行未對(duì)周?chē)嬘盟派湫运疆a(chǎn)生顯著影響[5]。

比較枯、豐水期距離核島不同距離（10 km內(nèi)和10～30 km）的飲用水中總α、總β放射性活度水平差異，無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），結(jié)果表明飲用水中總放射性水平與其距核電站的遠(yuǎn)近無(wú)關(guān)。豐、枯水期飲用水中總放射性水平差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 （P＞0.05），但從監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)看，飲用水中總α、總β放射性水平均是豐水期略高于枯水期，考慮海陽(yáng)市色金屬礦產(chǎn)豐富，有色金屬礦大多伴生一些放射性物質(zhì)，在降雨頻繁的豐水期，放射性物質(zhì)會(huì)被雨水、河水等沖刷，最終引起豐水期飲用水放射性活度水平的增加，因而豐水期水中總α、總β放射性水平高于枯水期。本次調(diào)查結(jié)果顯示，枯水期4種類(lèi)型生活飲用水總α放射性水平和總β放射性水平差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），但檢測(cè)數(shù)據(jù)呈現(xiàn)井水＞水源水＞出廠水＞末梢水的規(guī)律，不同類(lèi)型飲用水中的總放射性水平情況與國(guó)內(nèi)外同類(lèi)研究[7-8]報(bào)道的結(jié)果基本一致。一般認(rèn)為，水中總α放射性主要來(lái)自天然放射性核素U、Th、226Ra，總β放射性主要來(lái)自40K，地下水在其形成過(guò)程中，可能溶入上述天然放射性物質(zhì)，因此同一地區(qū)井水、泉水等地下水的總放射性水平要高于水庫(kù)、河水等地表水[2]。水源水的總放射性平均值高于出廠水和末梢水，則考慮是由于出廠水、末梢水與水源水相比，經(jīng)過(guò)自來(lái)水廠凝集、沉淀、過(guò)濾等多重前處理過(guò)程，使得水中較重的放射性物質(zhì)被過(guò)濾、篩除，導(dǎo)致水中總放射性降低。

2021年海陽(yáng)核電站周邊飲用水中總放射性水平與距離山東省較近的天津、江蘇的常州、無(wú)錫及南通4市調(diào)查結(jié)果相一致[9-12]，較2011年海陽(yáng)核電站運(yùn)行前監(jiān)測(cè)結(jié)果[13]明顯下降，考慮除了選擇的采樣點(diǎn)差異、抽樣隨機(jī)性效應(yīng)外，兩次研究采樣數(shù)量較少可能對(duì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果有一定的影響，此次研究說(shuō)明海陽(yáng)核電站的運(yùn)行沒(méi)有對(duì)周?chē)h(huán)境水體產(chǎn)生放射性影響，這與秦山核電周?chē)恼{(diào)查結(jié)果是一致的[14]。核能是地球上儲(chǔ)量最豐富的能源，是清潔、低碳能源，大力發(fā)展核電事業(yè)是我國(guó)經(jīng)濟(jì)高速發(fā)展的要求。開(kāi)展核電站周?chē)派湫猿掷m(xù)監(jiān)測(cè)，擴(kuò)大樣本數(shù)量，提升監(jiān)測(cè)質(zhì)量和水平，并在此基礎(chǔ)上開(kāi)展放射性核素分析等研究，對(duì)科學(xué)評(píng)價(jià)核電站所致的環(huán)境污染及做好核事故應(yīng)急響應(yīng)具有重要意義。