Радиоактивность природных вод

Радиоактивность природных вод

В питьевом водоснабжении преимущественно используются поверхностные воды из
рек, озер, водохранилищ, а также грунтовые воды из колодцев, родников и
подземные воды (артезианские скважины, глубокие скважины для извлечения так
называемых трещинных вод из зон кристаллических массивов). Радиоактивность
вод обусловлена переходом радионуклидов из вмещающих пород в воду в
результате растворения неустойчивых минералов или выщелачивания (переход
элемента из минерала без нарушения его кристаллической структуры).

При оценках радиационного качества питьевых вод принято учитывать из ЕРН – ⁴⁰К,
радионуклиды рядов ²³⁸U и ²³²Th.

Не рассматриваются ЕРН ряда ²³⁵U (его содержание в природном
уране в ~22 раза меньше, чем ²³⁸U). Удельные активности
космогенных радионуклидов малы и при рассмотрении радиационной безопасности
питьевой воды вкладом от облучения этими радионуклидами можно пренебречь
(кроме особых случаев, связанных с ЕРН ³Н, ¹⁴С).

Радиоактивность вод изменяется в очень широких пределах в зависимости от
радиоактивности вмещающих пород, интенсивности их выветривания, механизма
выноса радионуклидов из этих пород водой, гидрогеологических условий,
химического состава воды, формы нахождения ЕРН в воде, близости берегов и
глубины водоема и даже климатических условий Вариации содержаний ЕРН в
водах даже одного типа в данной климатической зоне могут достигать одного
порядка, а в разных климатических зонах 2-3 порядков и более. Установить
какие-либо фоновые значения содержаний ЕРН в природных водах
затруднительно.

В северных широтах (осадки преобладают над испарением) преобладают
гидрокарбонатно-кальциевые воды с минерализацией 0,1¸0,2 г/л, а в южных
засушливых районах (испарения преобладают над осадками) преобладают
сульфатно-хлоридно-натриево-кальциевые воды с минерализацией 2¸5 г/л. В
соответствии с этим изменяется и радионуклидный состав вод. Так, средние
содержания ²³⁸U в речных водах изменяется от ~1 Бк/м³
в северных широтах до 600 Бк/м³ в южных аридных областях,
достигая (1¸5)´10⁵ Бк/м³ в водах озер засушливых
районов, как и в артезианских водах и водах минеральных источников.

Содержание ЕРH в поверхностных водах широко варьирует даже для вод
конкретного водоема и зависит от многих факторов, в том числе от количества
взвешенного тонкодисперсного материала в воде, которое само по себе
изменчиво и зависит от времени и места отбора проб воды для анализа. На
мелководье, например, содержание ЕРН в 1,5¸3,0 раза выше среднего из-за
большого содержания взвеси в воде.super clone watcheshave a peek at this sitenavigate here

Радиоактивность вод обусловлена прежде всего присутствием в них^238,234U, ^226,228,224Ra, ²²²Rn,²²⁰Th и ⁴⁰К. Значительно меньше удельные активности ²¹⁰ Pb и ²¹⁰Pо. Содержания ²³²Th очень
низки, но в редких случаях могут встречаться значительные содержания
долгоживущих радионуклидов ^228,230Th.

В отличие от горных пород и илов в природных водах, как правило, нарушено
радиоактивное равновесие в рядах урана и тория. Это связано с различием
химических свойств и миграционных способностей радиоактивных элементов и их
изотопов. Так, миграционная способность радионуклидов урана много больше
миграционной способности радионуклидов тория, а из двух изотопов более
подвижным будет наиболее короткоживущий, так как он при выщелачивании не
связан с кристаллической решеткой и не успевает диффундировать из раствора
в кристаллическую структуру вмещающих пород. Типичные соотношения
активностей ЕРН в природных водах приведены в таблице.

В подземных водах содержание ²³⁸U больше, чем в поверхностных;
так, содержание урана в грунтовых водах выше содержания его в поверхностных
водах США до 4 раз

Степень нарушения радиоактивного равновесного отношения ²²²Rn/ ²²⁶Ra в подземных водах больше, чем в поверхностных в результате
эманирования ²²²Rn из горных пород и растворения его в воде
Содержание ²²²Rn в воде из глубоких скважин может превышать 100
кБк/м³, в то время как для большинства потребителей питьевой
воды из поверхностных источников и из водоносных горизонтов содержание ²²²Rn не превышает 1 кБк/м³.

Согласно данным таблицы в наибольшей степени радиоактивное равновесие
нарушается в ряду ²³⁸U®²³⁰Th для любых природных вод.

Имеющиеся в литературе данные о содержаниях ЕРН в природных водах сведены в
таблице.

Кроме данных о содержаниях ЕРН в поверхностных водах внесены данные и для
подземных вод, так как около 10% населения земного шара используют для
водоснабжения воду из подземных горизонтов, а в отдельных районах подземные
воды являются единственными источниками водоснабжения.

Содержания урана в большинстве вод в среднем не более 2,5 Бк/м³,
но в урановых провинциях в общем на порядок выше – (12¸120 Бк/м³
), а в отдельных случаях может превышать 600 Бк/м³, особенно
если в воде имеет место повышенное содержание сульфидов, хлоридов,
карбонатов, фосфатов, нитратов или гумусного материала.

Подземные и родниковые воды содержат уран в количестве, в общем на порядок
большем, чем поверхностные. Океанские воды содержат уран в количестве 12¸73
Бк/м³. В большинстве природных вод содержание урана существенно
выше, чем содержание тория: Th/U @ 0,05.

Содержание урана в речных водах изменяется в пределах 1,2¸1200 Бк/м ³. Такие вариации содержаний, как указывалось выше, связаны со
значительными различиями содержания урана в горных породах, интенсивности
их выветривания, с многообразием форм нахождения урана в речных водах.
Большая часть урана содержится в речных водах в растворимых формах.
Содержание урана во взвешенном материале меньше и подвержено сильному
влиянию климатических условий. Радионуклиды радия в воде находятся главным
образом в ионной форме и характеризуются высокой миграционной способностью.
Известна способность радия концентрироваться в известковых раковинах и
водорослях – отмечен значительный перенос радия на дно водоемов.

В воде концентрация радия ниже, чем можно ожидать из условия радиоактивного
равновесия с ураном, вследствие эффективного удаления радия из водной фазы.

Миграционная способность тория в водной фазе и интенсивность его выноса из
коры выветривания меньше, чем у урана (торий сохраняется преимущественно в
коре выветривания). Основная часть тория мигрирует в реках с обломочным
материалом во взвешенном и коллоидном состояниях и быстро осаждается из
водной толщи из-за склонности к гидролизу и адсорбции на взвеси, частицах и
коллоидах.

В ряде случаев содержания тория возрастают по мере приближения к береговой
линии (как следствие увеличения содержаний его во взвеси и повышенного
содержания самой взвеси). Наиболее четко это прослеживается в Азовском
море, где содержание тория в воде изменяется в пределах 0,16¸8,80 Бк/м ³.

Питьевые воды имеют сравнительно низкие содержания ²¹⁰Pb, ²¹⁰Bi и ²¹⁰Po и имеется очень большой разброс в
содержаниях ²¹⁰Ро (до 4-х порядков).

Наиболее подробно изучена радиоактивность поверхностных и подземных
питьевых вод средней полосы Европейской России. Данные об удельных
активностях ЕРН включены в следующие таблицы.В этой статье предлагается бесплатная доставка квалифицированных Face mask продукты или купите онлайн и заберите их в магазине сегодня в Медицинском отделе.

Суммарные a- и b-активности этих вод варьируют в пределах:

Фоновая b-активность природных вод на 50-90% обусловлена ⁴⁰К, а
в a-активность наибольший вклад дают ^234,238U, ^224,226Ra (если не учитывать ²²²Rn и ²²⁰Th
и продуктов их распада).

Вода из колодцев характеризуется 40% избытком ²³⁴U по отношению
к ²³⁸U. Изотопные отношения: ²³⁴U / ²³⁸U =
1,4; ²²⁶Ra / ²³⁰U =6; ²²⁶Ra / ²²⁸Ra = 2,4; ²²⁴Ra \ ²²⁸Ra = 4,1.
радиоактивность гидросфера торий

Вода артезианских скважин (из водоносных горизонтов зоны известковых пород)
отличается относительно более высокими удельными активностями радионуклидов
радия, особенно ²²⁴Ra и высокими суммарными активностями.

Воды из трещиноватых водоносных зон кристаллических пород обычно имеют
очень высокие изотопные отношения (²³⁴U / ²³⁸U =17) и
высокие суммарные активности.

Подземные питьевые воды по радионуклидному составу классифицируются на три
типа: урановые, радиевые и смешанные.

Воды радиевого типа имеют высокие изотопные отношения ²²⁶Ra /²³⁸U = 10¸18 при относительно небольших отношениях ²³⁴U / ²³⁸U = 1,4 и ²¹⁰Pо / Г = 0,12¸1,2.
Суммарные активности этих вод изменяются в широких пределах: А_Sa = 120¸3500; А_Sb = 170¸2550 Бк/м ³. Радионуклидный состав вод этого типа можно иллюстрировать
данными для источников в Тверской области (№1) и и Московской области
(№2,3).

Воды уранового типа характеризуются низким изотопным отношением ²²⁶Ra / ²³⁸U = 0,04¸1,0, близким к 1 изотопным
отношением ²³⁴U / ²³⁸U = 1,1¸2,6 и низким отношением ²¹⁰Pо / ²³⁸U = 0,01¸0,08. Суммарные активности этих
вод относительно невелики: А_Sa = 150¸1160; А _Sb = 110¸1100 Бк/м³.

Радионуклидный состав вод уранового типа иллюстрируется данными для
источников в Белгородской области (№1, №2) и Московской области (№3).

Для вод смешанного уран-радиевого типа характерно изотопное отношение ²²⁶Ra / ²³⁸U @ 1 и относительно низкие суммарные
активности А_Sa = 260¸840; А_Sb =
160¸590 Бк/м³.

Примеры радионуклидного состава для 3-х источников этого типа (Московская
область):

Для этих вод характерно близкое к 1 изотопное отношение ²²⁴Ra /²³⁸U = 1,2¸2,1 и низкое изотопное отношение ²¹⁰Pо / ²³⁸U = 0,08¸0,2.

Среди подземных источников иногда встречаются источники с высоким
содержанием ²¹⁰Pо. Это объясняется тем, что водозаборная
скважина попадает в зону тектонической структуры с усиленной эманирующей
способностью. Примерами таких источников являются 2 водозаборные скважины
(Московская область).

Для этих источников изотопное отношение ²³⁴U / ²³⁸U
близко к 1 (1,4¸2,1), а изотопные отношения ²²⁶Ra / ²³⁸U и ²¹⁰Pо / ²³⁸U высоки (4¸12).