Радіоактивне забруднення водних ресурсів: ризики та методи контролю

Забруднення води радіонуклідами є серйозною проблемою, адже воно має безліч негативних наслідків для підприємств АПК. Важливе завдання сільськогосподарських виробників в умовах радіаційного забруднення території – оцінити ступінь ризику в разі потрапляння радіонуклідів у природні об’єкти, а також визначити оптимальні варіанти, як зменшити згубний вплив радіації на них, на сільськогосподарських тварин і рослини, на населення. Без виявлення цих забруднювачів неможливо забезпечити громадське здоров’я та безпеку. 

Звідки йде забруднення 

Радіонукліди потрапляють у воду двома шляхами: з природних та штучних джерел. У підземні води можуть просочуватися природні речовини, такі як уран із гірських порід. А штучним шляхом радіоактивні елементи потрапляють у воду в місцях розташування промислових об’єктів, де радіація є як прямою діючою речовиною (вироблення електроенергії), так і побічною – видобуток корисних копалин, виробництво будматеріалів на основі каміння, видобутого з кар’єрів, тощо. Навіть певні медичні й дослідницькі роботи почасти спричиняють радіоактивне забруднення води. А в нинішніх умовах це ще й наслідки воєнних дій, коли продукти розпаду вибухових речовин і залишків зброї опиняються у водоймах України.  

Належний радіологічний аналіз води надзвичайно важливий для виявлення й кількісного визначення радіоактивних ізотопів та параметрів іонізувального випромінення, також це спосіб уберегтися від проблем зі здоров’ям і гарантувати дотримання норм з охорони навколишнього середовища.

Нормативи щодо контролю радіоактивності питної води

Допустимі рівні радіоактивності в питній воді регламентуються правилами, які встановлюють Агентство з охорони довкілля США (EPA) та Всесвітня організація охорони здоров’я (ВООЗ).

Регульовані значення:

• Бета-фотонні ізотопи – 4 мЗв / рік 
• Загальні альфа-частинки – 15 пКі / дм³
• Комбінований радій (²²⁶Ra / ²²⁸Ra) – пКі / дм³
• Уран –  30 мкг / дм³ 

В Україні визначення сумарної альфа-активності й сумарної бета-активності регулюють норми ДСанПіН 2.2.4-171-10 «Гігієнічні вимоги до питної води, призначеної для споживання людиною».

У разі перевищення нормативних показників питомої сумарної альфа-активності в питній воді з підземних джерел водопостачання потрібно визначати питому сумарну активність природної суміші ізотопів урану (U), питому активність радію (²²⁶Ra, ²²⁸Ra) і радону (²²²Rn), а коли перевищено нормативні показники питомої сумарної бета-активності в питній воді з поверхневих та підземних джерел водопостачання – питому активність цезію (¹³⁷Cs) та стронцію (⁹⁰Sr).

Методи визначення сумарної активності радіонуклідів у воді

Основним методом вимірювання сумарної кількості імпульсів і сумарної активності альфа- й бета-випромінювальних радіонуклідів у зразках води є радіометрія. Різні типи радіометричних детекторів працюють із різними категоріями випромінювання.

Альфа-частинки – це енергетичні ядра гелію, які випромінюються деякими радіонуклідами й виникають у процесі радіоактивного розпаду атомних ядер, а також різних ядерних реакцій. Альфа-розпад характерний для важких елементів (уран, торій, полоній, плутоній і продукти їх розпаду) із зарядом ядра Z > 82 та низькою проникною здатністю, здебільшого розташованих у кінці періодичної системи елементів.

Бета-частинки – це високоенергетичні електрони, що випромінюються з ядер нестабільних атомів (наприклад, ¹³⁷Cs,¹³¹I). Бета-випромінювання складається з електронів або позитронів, вони випромінюються в процесі бета-розпаду радіоактивних ізотопів і мають більш високу проникну здатність порівняно з альфа-частинками.

Використовуючи радіометри з твердотільним сцинтиляційним детектором, можна визначати параметри іонізувального випромінення з високою чутливістю. Цей метод особливо ефективний у виявленні низьких рівнів альфа- й бета-випромінювальних радіонуклідів. Сцинтиляційні детектори виконують дві функції: конвертують збудження прозорого матеріалу детектора у світло, що викликається іонізувальним випромінюванням, і проводять це світло до фотокатода фотоелектронного помножувача. Детектор виготовляється з альфа- та/або бета-сцинтиляційного матеріалу. Завдяки різній проникній здатності альфа- й бета-частинок можна по-різному генерувати процес сцинтиляції. Сигнали альфа- та бета-частинок потрапляють у фотоелектронний помножувач і опрацьовуються спеціалізованим програмним забезпеченням

Результати аналізу води представляють у таких одиницях, як беккерелі (Бк) і пікокюрі (pCi). Розуміння цих даних допоможе ефективно оцінити рівень забруднення.

FYFS-400X – ідеальний аналізатор альфа- й бета-радіонуклідів 

Сумарна альфа- та бета-активність води в Україні визначається згідно з ДСТУ EN ISO 9696:2022 «Захист від радіації. Вимірювання альфа-активності у прісній воді. Метод концентрованого джерела» і ДСТУ EN ISO 9697:2022 «Захист від радіації. Вимірювання бета-активності у прісній воді. Метод концентрованого джерела».

Рекомендуємо найкраще рішення для виконання умов цих стандартів – низькофоновий альфа-, бета-радіометр FYFS-400X від компанії Hubei Fangyuan Scientific Instruments Co., Ltd. Прилад пройшов процедуру оцінювання відповідності Технічному регламенту ЗВТ і повністю відповідає вимогам чинного законодавства України.

Радіометр вимірює сумарне альфа- й бета-випромінення одночасно або за кожним каналом окремо. Фонове випромінення обчислюється і враховується для підрахунку результату альфа- й бета-випромінювання. Перевірити точність вимірювання та калібрувати прилад можна, використовуючи робочі (металеві) або стандартні (порошкоподібні) джерела радіонуклідного альфа- й бета-випромінювання. 

Коефіцієнт ефективності виявлення 2π радіометра для бета-джерела ⁹⁰Sr - ⁹⁰Y становить ≥ 58 %, швидкість лічення: ≤ 0,1 імпульсу/см‾² • хв‾¹. Коефіцієнт ефективності 2π приладу для джерела ²³⁹Pu альфа-джерела становить ≥ 85%, швидкість лічення: ≤ 0,002 імпульсу/см‾² • хв‾¹.

Процес вимірювання й отримані дані відображаються на дисплеї радіометра, для друку результатів є вбудований принтер.

Звертайтеся до спеціалістів ХЛР, щоб обрати оптимальне рішення для аналізу води відповідно до сучасних вимог.

Детальніше про роботу лабораторного радіометра FYFS-400X дивіться у відео:

Ірина Кіріна, 

керівник відділу галузевих експертів ХЛР