Радиоактивное загрязнение водных ресурсов: риски и методы контроля

Загрязнение воды радионуклидами является серьезной проблемой, ведь оно имеет множество негативных последствий для предприятий АПК. Важная задача сельскохозяйственных производителей в условиях радиационного загрязнения территории – оценить степень риска в случае попадания радионуклидов в природные объекты, а также определить оптимальные варианты, как уменьшить губительное влияние радиации на них, на сельскохозяйственных животных и растения, на население. Без выявления этих загрязнителей невозможно обеспечить общественное здоровье и безопасность.

Откуда идет загрязнение

Радионуклиды попадают в воду двумя путями: из природных и искусственных источников. В подземные воды могут просачиваться природные вещества, такие как уран из горных пород. А искусственным путем радиоактивные элементы попадают в воду в местах расположения промышленных объектов, где радиация является как прямым действующим веществом (выработка электроэнергии), так и побочным – добыча полезных ископаемых, производство стройматериалов на основе камней, добытых из карьеров, и т. д. Даже определенные медицинские и исследовательские работы отчасти приводят к радиоактивному загрязнению воды. А в нынешних условиях это еще и последствия военных действий, когда продукты распада взрывчатых веществ и остатков оружия оказываются в водоемах Украины.

Надлежащий радиологический анализ воды чрезвычайно важен для выявления и количественного определения радиоактивных изотопов и параметров ионизирующего излучения, также это способ уберечься от проблем со здоровьем и гарантировать соблюдение норм по охране окружающей среды.

Нормативы по контролю радиоактивности питьевой воды

Допустимые уровни радиоактивности в питьевой воде регламентируются правилами, которые устанавливают Агентство по охране окружающей среды США (EPA) и Всемирная организация здравоохранения (ВОЗ).

Регулируемые значения:

• Бета-фотонные изотопы – 4 мЗв / год
• Общие альфа-частицы – 15 пКи / литр
• Комбинированный радий (²²⁶Ra / ²²⁸Ra) – пКи / дм³ 
• Уран – 30 мкг / дм³ 

В Украине определение суммарной альфа-активности и суммарной бета-активности регулируют нормы ГСанПиН 2.2.4-171-10 «Гігієнічні вимоги до питної води, призначеної для споживання людиною». 

Показатели удельной суммарной альфа- и бета-активности питьевой воды

В случае превышения нормативных показателей удельной суммарной альфа-активности в питьевой воде из подземных источников водоснабжения нужно определять удельную суммарную активность природной смеси изотопов урана (U), удельную активность радия (²²⁶Ra, ²²⁸Ra) и радона (²²²Rn), а когда превышены нормативные показатели удельной суммарной бета-активности в питьевой воде из поверхностных и подземных источников водоснабжения – удельную активность цезия (¹³⁷Cs) и стронция (⁹⁰Sr).

Методы определения суммарной активности радионуклидов в воде

Основным методом измерения суммарного количества импульсов и суммарной активности альфа- и бета-излучающих радионуклидов в образцах воды является радиометрия. Различные типы радиометрических детекторов работают с разными категориями излучения.

Альфа-частицы – это энергетические ядра гелия, излучаемые некоторыми радионуклидами и возникающие в процессе радиоактивного распада атомных ядер, а также различных ядерных реакций. Альфа-распад характерен для тяжелых элементов (уран, торий, полоний, плутоний и продукты их распада) с зарядом ядра Z > 82 и низкой проникающей способностью, в большинстве своем расположенных в конце периодической системы элементов.

Бета-частицы – это высокоэнергетические электроны, излучаемые из ядер нестабильных атомов (например, ¹³⁷Cs, ¹³¹I). Бета-излучение состоит из электронов или позитронов, они излучаются в процессе бета-распада радиоактивных изотопов и обладают более высокой проникающей способностью по сравнению с альфа-частицами.

Используя радиометры с твердотельным сцинтилляционным детектором, можно определять параметры ионизирующего излучения с высокой чувствительностью. Этот метод особенно эффективен в выявлении низких уровней альфа- и бета-излучающих радионуклидов. Сцинтилляционные детекторы выполняют две функции: конвертируют возбуждение прозрачного материала детектора в свет, который вызывается ионизирующим излучением, и проводят этот свет к фотокатоду фотоэлектронного умножителя. Детектор изготавливается из альфа- и/или бета-сцинтилляционного материала. Благодаря разной проникающей способности альфа- и бета-частиц можно по-разному генерировать процесс сцинтилляции. Сигналы альфа- и бета-частиц попадают в фотоэлектронный умножитель и обрабатываются специализированным программным обеспечением.

Результаты анализа воды представляют в таких единицах, как беккерели (Бк) и пикокюри (pCi). Понимание этих данных поможет эффективно оценить уровень загрязнения.

FYFS-400X – идеальный анализатор альфа- и бета-радионуклидов

Суммарная альфа- и бета-активность воды в Украине определяется согласно ДСТУ EN ISO 9696:2022 «Захист від радіації. Вимірювання альфа-активності у прісній воді. Метод концентрованого джерела» и ДСТУ EN ISO 9697:2022 «Захист від радіації. Вимірювання бета-активності у прісній воді. Метод концентрованого джерела».

Рекомендуем лучшее решение для выполнения этих стандартов – низкофоновый альфа-, бета-радиометр FYFS-400X от компании Hubei Fangyuan Scientific Instruments Co., Ltd. Прибор прошел процедуру оценки соответствия Техническому регламенту СИТ и полностью отвечает требованиям действующего законодательства Украины.

Радиометр измеряет суммарное альфа- и бета-излучение одновременно или по каждому каналу отдельно. Фоновое излучение вычисляется и учитывается для подсчета результата альфа- и бета-излучения. Проверить точность измерения и калибровать прибор можно, используя рабочие (металлические) или стандартные (порошковидные) источники радионуклидного альфа- и бета-излучения.

Коэффициент эффективности выявления радиометра 2π для бета-источника ⁹⁰Sr -⁹⁰Y составляет ≥ 58 %, скорость подсчета: ≤ 0,1 импульса/см‾² • мин‾¹. Коэффициент эффективности прибора 2π для источника ²³⁹Pu альфа-источника составляет ≥ 85 %, скорость подсчета: ≤ 0,002 импульса/см‾² • мин‾¹.

Процесс измерения и полученные данные отображаются на дисплее радиометра, для печати результатов имеется встроенный принтер.

Обращайтесь к специалистам ХЛР, чтобы выбрать оптимальное решение для анализа воды в соответствии с современными требованиями.

Детальнее о работе лабораторного радиометра FYFS-400X смотрите в видео

Ирина Кирина,

руководитель отдела отраслевых экспертов ХЛР