黄石市集中式饮用水源地和矿冶公园土壤天然放射性核素含量调查研究

郑 杨，曹 阳

(湖北省生态环境厅 黄石生态环境监测中心，湖北 黄石 435000)

0 引言

近年来，随着经济的迅速发展，辐射技术在医疗、工业、通讯等领域广泛应用，在带来了巨大经济利益的同时，也面临着辐射带来的环境安全问题，尤其是放射性核素污染已经成为威胁自然环境和人类健康的重要因素之一[1]。目前我国已开展监测的土壤放射性核素如238U、232Th、226Ra等是半衰期较长的一些核素，它们在土壤中含量相对稳定，不像空气和水容易受外界环境影响容易迁移[2]。土壤被放射性核素污染后，通过放射性衰变，能产生α、β、γ射线，它们能穿透人体组织，使机体受损甚至发生癌变[2，3]。目前，我市仅有1992年全省辐射调查数据，放射性核素分析的环境基础数据缺乏。黄石是一座矿冶名城，具有历史悠久的矿冶文化，两座矿冶公园分别是铁矿和铜矿开采，开采历史悠久，在全国具有代表性。饮用水源保护地土壤辐射环境质量关系着全市城镇居民生活饮水安全。因此，加强集中式饮用水源地和矿冶公园土壤放射性核素含量及其变化规律的研究对制订辐射环境管理规划、促进经济发展、保护城市生态环境具有非常重要的现实意义。

为此，2019年我们对黄石市3家集中式饮用水源地和2家矿冶公园土壤中天然放射性核素238U、232Th、226Ra含量进行调查分析，为评价土壤中天然放射性核素浓度水平，同时也为我市辐射环境变化研究提供参考依据。

1 调查与监测方法

1.1 布点及样品采集

依据《辐射环境监测技术规范》[4]中规定的土壤采样要求，在黄石市水源保护地、矿冶公园等场所中，选择5个调查对象作为采样点，分别为阳新县王英水库水源地、阳新县兴国城区富水水源地、黄石市长江凉亭山水厂水源地、黄石国家矿山公园以及铜绿山古铜矿遗址公园。

本次土壤调查监测点位共有20个。每个土壤采样点采用梅花形布点或蛇形布点进行采样，一般在10m×10m范围内，在相对开阔的区域采取垂直深10cm的表层土，去除石块、草根等杂物，现场混合后取2～3kg样品装入塑料袋中密封，于布袋中保存，贴上标签，做好记录。

1.2 分析方法

各核素含量的分析方法见表1.

表1 土壤核素分析方法

1.3 仪器设备

采用高纯锗γ能谱仪对土壤样品进行检测，仪器分辨率为1.9keV，仪器经过计量部门检定，均在有效期内使用。

2 结果与讨论

2.1 集中式饮用水源地土壤中天然放射性核素调查结果

表2和图1给出了黄石市3家集中式饮用水源地土壤天然放射性核素含量与1992年黄石市、湖北省调查数据比较。黄石市集中式饮用水源地土壤天然放射性核素含量的分析结果见表2.

表2 黄石市土壤天然放射性核素含量

本研究通过调查分析获得了黄石市3家集中式饮用水源地土壤中3种放射性核素238U、232Th、226Ra含量。由表2和图1可知，3家集中式饮用水源地土壤天然放射性核素含量范围分别为238U：27.9～48.4Bq/kg、232Th：42.0～68.5Bq/kg、226Ra：34.5～54.0Bq/kg.与1992年全省辐射调查数据相比，黄石市长江凉亭山水厂水源地、阳新县王英水库水源地、阳新县兴国城区富水水源地土壤中238U、232Th、226Ra含量均在湖北省本底调查结果范围内。与1992年黄石市辐射调查本底值相比，3家集中式饮用水源地土壤中天然放射性核素平均含量无显著变化，总体上处于同一放射性水平。其中，黄石市长江凉亭山水厂水源地土壤中238U、232Th和226Ra平均含量分别比黄石市低28%、1.8%、6.7%；阳新县王英水库水源地土壤中238U、226Ra平均含量比黄石市低23%、21%，232Th比黄石市略高5.3%.阳新县兴国城区富水水源地土壤中238U平均含量比黄石市低19%，232Th和226Ra平均含量比黄石市略高5.1%、5.5%.

图1 黄石市集中式饮用水源地土壤天然放射性核素含量结果对比图

由于土壤中天然放射性核素含量主要受地域或成土母质的影响，不同地区土壤的天然放射性含量有所差异[6]。238U在不同地区饮用水源地的含量顺序是：黄石市长江凉亭山水厂<阳新县王英水库<阳新县兴国城区富水；232Th的含量顺序是：黄石市长江凉亭山水厂<阳新县兴国城区富水<阳新县王英水库；226Ra的含量顺序是：阳新县王英水库<黄石市长江凉亭山水厂<阳新县兴国城区富水。

2.2 矿冶公园土壤中天然放射性核素含量调查结果

铜绿山古铜矿遗址公园和黄石国家矿山公园土壤中天然放射性核素含量的分析结果见表2，与黄石市、湖北省含量的对比分析见图2.

图2 黄石矿冶公园土壤天然放射性核素含量结果对比图

由表2和图2可知，铜绿山古铜矿遗址公园土壤天然放射性核素含量范围分别为238U：41.4～66.4Bq/kg、232Th：58.1～63.3Bq/kg、226Ra：49.8～75.9Bq/kg.黄石国家矿山公园土壤天然放射性核素含量范围分别为238U：36.1～38.7Bq/kg、232Th：49.2～62.9Bq/kg、226Ra：32.1～45.7Bq/kg.与1992年全省辐射调查数据相比，黄石国家矿山公园土壤中238U、232Th、226Ra含量均在湖北省本底调查结果范围内。与1992年黄石市辐射调查本底值相比，处于同一天然放射性水平；铜绿山古铜矿遗址公园土壤中238U、232Th、226Ra平均含量均高于1992年黄石市辐射调查本底值和湖北省平均值，这可能与铜矿蕴藏有关。总体来看，铜绿山古铜矿遗址公园土壤天然放射性核素含量在湖北省本底调查结果范围内涨落。

3 结论

通过对黄石市具有代表性的集中式饮用水源地和矿冶公园的放射性核素进行本底调查，并与1992年湖北省辐射环境调查数据进行比较，分析土壤天然放射性核素含量变化趋势，为辐射环境管理提供数据支撑。目前，黄石市3个城镇集中式饮用水源地、黄石国家矿山公园土壤中天然放射性核素含量均在湖北省本底调查结果范围内，与1992年黄石市辐射调查本底值处于同一天然放射性水平；铜绿山古铜矿遗址公园土壤中天然放射性核素含量略高于1992年黄石市辐射调查本底值，辐射水平在湖北省调查结果本底范围内涨落。综上所述，说明我市的土壤天然放射性核素含量属于正常本底范围，并处于稳定阶段。