卢耀林 (广西百色右江水务股份有限公司，广西 百色 533000)

0 引言

水资源作为生命之源，是人类生存的必要基础资源，由此饮水安全与民众身体健康之间具有直接联系。水资源之中总α放射性以及总β放射性是影响饮用水安全的重要因素之一，近年来我国学者对相关问题的研究力度不断提升，从研究成果来看，降水量对自来水中总放射比活度具有直接影响。因此，学者们不断加强对相关方面的研究力度。文章在实际研究时间跨度较广，2011年到2017年研究中主要采用蒸发法对该地区水体中放射性比活度进行检测，2018年到2020年检测方法采用更加先进，测量精准性更高的高纯锗探测系统进行。

1 自来水总放射水平判定

文章在研究过程中对某地区内选取六个自来水厂，分别对丰水期以及枯水期出厂水进行采样并采用硝酸酸化处理，等待采样完成后进行分析与评定。本次试验以我国颁布的GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》为评定标准，并利用专业SPSS软件对所获得数据进行处理，利用曲线拟合得出样本中最佳曲线方程。考虑到传统蒸发法等方法极有可能对样本造成损伤，进而导致检测结果出现偏差，因此，本文采用较为先进的高纯锗探测系统进行检测[1]。

该系统的优势在于可以脱离实验室环境，对样本进行现场采集、现场检测，有效避免了因放射性核素半衰期导致的检测误差，提升检测结果精准性。通常情况下，高纯锗探测系统主要由以下构件组成：HPGe探测器、电荷灵敏性前置放大器、5 keV高压电源以及γ谱分析软件构成。该系统的运作原理为利用自然水体中天然放射性核素所发出的γ射线与设备内的高纯锗晶体进行反应，并利用采集设备收集反应过程中产生的脉冲电压，并将其放大随后进行记录，将相关数据储存在多道系统之中，设备会利用软件对某一能量中的γ光子在高纯锗晶体中沉淀的计数值得出最后的γ射线能谱。γ 能谱中每一个道址对应一个相应的能量

强度，该能量强度对应相应的放射性核素，通过对γ 能谱的测量可以反映出某种放射性核素的存在与否以及其含量的多少和放射性强度的大小。为确保对自然水体中总α以及总β放射性比活度的测量精准度，本系统设置有规格为外径Φ720mm × 875 mm，内径Φ500 mm × 600 mm 圆形柱体，容积量到117 L的铅室，通过在铅室中进行检测可以有效降低来自宇宙射线以及天然放射性核素的影响，提升检测精准度。本系统在实际运行过程中主要利用两个抽水泵交替运行，将自然水体抽入到设备中的沉淀池之中，水泵设置高度应距离所抽取样本处河床2 m左右。水样在经过沉淀处理后进入铅室进行测量处理，实际监测过程中可以根据实际情况进行调整，实验时对待测水样进行伽马能谱测量。若水样合格则通过水管回路排回河流中，若水样不合格则储存在样品池内等待进行后续化学处理来分析水样中2的元素含量[2]。

通过对某区域内六个自来水厂中采集的2011-2020年的300份样本进行化验分析可得出样本中总α以及总β放射性比活度分别为16.0～96.5 Bq/m3以及16.0～131.0 Bq/m3，均值分别为（45.68±20.34） Bq/m3以及（60.74±14.88） Bq/m3，详细情况如表1所示。通过分析表中数据可知自来水中总α与总β含量与枯水期、丰水期之间关联性较为紧密。总体关系呈现出丰水期总α放射性比活度相对较高，总β放射比活度较低，而枯水期则呈现出相反的关系形式。本文所选取地区自来水主要取自江水，自然水源在经过沉淀、过滤等处理后，总α以及总β物质净化率平均值分别达到51%以及16.1%。

表1 2011-2020年地区自来水总放射性水平比（Bq/m3）

2 自来水中放射性比活度变化情况

通过对2011-2020年丰水期与枯水期自来水中总放射性比活度进行试验对比，根据结合实验数据制作的变化图可知，该地区自来水中总放射性比活度受降雨量的直接影响，总结来看，丰水期降水量较大，总α放射性比活度峰值出现在此阶段，而降水量较少的枯水期则是总α放射性比活度低谷时期；总β放射性比活度峰值与低谷情况正好与总α放射性比活度相反[3]。在此成果基础上，本文利用统计软件对总α与总β放射性比活度与当地降雨量之间的关系进行曲线方程模拟，并得出二者最佳方程。公式（1）为总α放射性比活度最佳三次多项式方程，相关系数R=0.943。

式中：Aα为总α放射性比活度(Bq/m3)；J为该地区降水量（mm）。

总β放射性比活度与总α放射性比活度具有明显差异性，从实验数据来看，总β放射性活度较高的月份分别为1月以及12月，将相关数据输入软件后可得出最佳方程式，如公式（2）所示，相关系数R=0.903。

式中：Aβ为总β放射性比活度（Bq/m3）；J为该地区降水量（mm）。

3 实验结果分析

文章所选取地区地质情况较为复杂，区域内土壤中所含有天然放射性数值较高，且该地区自来水厂生产水源基本来源于流经该区域的江水，其涨落情况直接受当地降水量影响。通过对降水量与自然水体中放射性变化的关系进行深入研究可知，降水量影响水体放射性的原因主要包括以下几点：第一，自然界降水过程中会冲刷空气中的灰尘，将漂浮在空气中的氡子体以及其子体带入江水之中，进而导致水体放射性产生变化；第二，该地区土壤中所含有天然放射性物质含量较高，在雨水的冲刷下，相关物质会随雨水流入到江水之中，进而使得水体中放射性水平提升；第三，降水量提升可以稀释江河水体，进而导致水体中放射性水平产生变化；第四，水蒸发作用、放射性物质的物理衰变期等特性也会导致水体放射性水平产生变化[4]。

通过对相关问题进行进一步探究后可知，自然界中40K是总β放射性的主要来源，该元素比活度达到27.5 Bq/g，半衰期长达1.26×109年，该元素在自然界中的丰度为0.011%，是重要的天然放射性核素之一。该核素广泛地分布在自然界之中，尤其是在地壳部分，丰度达到2.09%。自然界中岩体风华以及浸渍现象都会导致40K进入到土壤以及水体之中。进入水体中的40K在IA族元素化学性质影响下，很快被吸附，如果此时降雨量提升，江河水体会产生稀释作用，进而导致总β放射性比活度会在丰水期降低。

而自然界中总α放射性来源主要出自238U系中的210Po，在雨水冲刷下进入自然水体中，同时，210Po元素半衰期仅为138天，因此，降水量较大的丰水期总α放射性比活度较高[2]。

4 结语

从本次试验结果来看，该地区所选取的六个自来水厂中出厂水的放射性比活度低于我国GB5749-2006《生活饮用水卫生标准》规定的标准，总体来看，饮水安全性有保障。文章对水体中放射性比活度与降水量的关系进行研究，并得出总α放射性比活度在丰水期达到峰值，而总β放射性比活度则在枯水期达到峰值，同时本文在研究过程中利用专业软件对水体中放射性比活度进行曲线模拟，最终得出总α以及总β放射性比活度与降雨量之间的最佳模型均为三次曲线方程。