PROBLEMY EKSPLOATACYJNE UJĘĆ WODOCIĄGOWYCH

Zagrożenie radiologiczne wody na ujęciach infiltracyjnych

Andrzej Pawuła - Instytut Geologii UAM w Poznaniu

Przegląd Komunalny, 1994, nr 11/12 (38/39), s. 6 - 7

Wymagania jakościowe w stosunku do wody pitnej określone w Rozporządzeniu Ministra Zdrowia i Opieki Społecznej z dnia 31 maja 1977 r. (Dz.U. nr 18, poz.72) i uzupenione rozporządzeniem z dnia 4 maja 1990 r. (Dz.U. nr 35, poz. 205) nie uwzględniają skażeń promieniotwórczych. W badaniach sanitarnych wody na ogół nie określa się zawartości izotopów promieniotwórczych, bądź określa się jedynie globalną aktywność beta. Światowa Organizacja Zdrowia (WHO) zaleca jako dopuszczalną dawkę promieniowania jonizującego, pochodzącą z wody pitnej, równoważną dawkę 0,1 mSv/rok. Należy tutaj zwrócić uwagę, że norma powyższa zakłada konsumpcję wody w ilości 2 litrów na dobę i dotyczy osób dorosłych [1].

Przykłady dawki promieniowania jonizującego dla różnych radioizotopów, otrzymywanej przez osobę dorosłą, przy założeniu spożycia wody 2 l/d:

Radioizotop

Typ aktywności

Zawartość w wodzie (Bq/l)

Dawka (mSv/rok)

Tor - 232

alfa

0,1

0,13

Rad - 226

alfa

1

0,16

Rad - 228

alfa

1

0,20

Jod - 131

beta, gamma

10

0,18

Cez - 134

beta, gamma

10

0,14

Cez - 137

beta, gamma

10

0,09

Należy tutaj wyjaśnić, że podane powyżej dopuszczalne ilości radionuklidów w wodzie zależą od typu aktywności i energii rozpadu promieniotwórczego. W obliczeniu dopuszczalnej dawki uwzględnia się ilość inkorporowajego radionuklidu w stosunku do masy ciała człowieka. Wynika stąd, że w przypadku dzieci o mniejszej masie ciała, ta sama ilość skonsumowanego z wodą radionuklidu powoduje przyjęcie znacznie większej dawki promieniowania.

Powyższy wniosek ilustrują obliczenia dawki dla cezu-137: W przypadku osób dorosłych, stosownie do masy ciała, jednorazowa inkorporacja 10 Bq cezu-137 odpowiada dawce 0,00015 - 0,00023 mSv [2]. Zakładając stałą, w ciągu całego roku, konsumpcję 2 litrów wody zawierającej 10 Bq Cs-137/litr otrzymuje się dawkę w przedziale od 0,11 do 0,17 mSv/rok.

wariant 1: 2 litry x 365 dni x 0,00015 mSv = 0,1095 mSv/rok

wariant 2: 2 litry x 365 dni x 0,00023 mSv = 0,1679 mSv/rok

Natomiast w przypadku dziecka, którego masa ciała jest kilkakrotnie mniejsza, inkorporacja tej samej ilości 10 Bq cezu-137 odpowiada dawce w przedziale 0,0012 - 0,0018 mSv. Przy założeniu konsumpcji tylko 1 litra wody, zawierającej 10 Bq cezu-137 na litr, otrzymuje się dawkę od 0,44 do 0,66 mSv/rok, czyli kilkakrotnie większą niż normatywna 0,1 mSv/rok.

wariant 1: 1 litr x 365 dni x 0,0012 mSv = 0,438 mSv/rok

wariant 2: 1 litr x 365 dni x 0,0018 mSv = 0,655 mSv/rok

Tak więc, kryterium normatywnym jest równoważna dawka promieniowania 0,1 mSv/rok wynikająca z ogólnej ilości inkorporowanej energii promieniowania jonizującego a nie wielkość koncentracji jakiegoś radionuklidu w wodzie. Dlatego należy oznaczać w wodzie wszystkie trzy formy aktywności promieniotwórczej alfa, beta i gamma i obliczać łączne ich oddziaływania na organizm. Według procedury francuskiej [3] wykonywany jest pomiar ogólnej aktywność gamma wody a następnie ogólnej aktywności alfa i beta w suchej pozostałości po odparowaniu wody.

Światowa Organizacja Zdrowia zaleca następującą procedurę przy ocenie jakości wody do picia:

Problem skażenia radioaktywnego środowiska, który się pojawił pod koniec lat 50-tych jako konsekwencja doświadczeń z bronią atomową w atmosferze i który był z wiadomych powodów utajniony, odżył ponownie po katastrofie elektrowni atomowej w Czernobylu. Istnieją podstawy aby sądzić, że problem zagrożenia radiologicznego jest istotny dla ujęć wód powierzchniowych a także dla ujęć typu infiltracyjnego. Pomiary radiologiczne wody rzecznej (tylko w zakresie aktywności beta), wykonane na początku maja 1986 r., wykazały skażenie przekraczające 400 Bq/l. W tym samym czasie pomiary wody wodociągowej wykazywały skażenie przekraczające 100 Bq/l [4]. Pomiary skażenia powierzchni terenu promieniotwórczymi izotopami cezu-134 i cezu-137 wykonane w latach 1992-1993, a więc 6 lat po katastrofie, wykazały że średnia koncentracja tych izotopów na obszarze kraju wynosi jeszcze 4.670 Bq/m2. Anomalne skażenia cezem występują w rejonie Radomska (do 20.000 Bq/m2), w rejonie Warszawy - między Rawą Mazowiecką a Wołominem (do 30.000 Bq/m2) a zwłaszcza na obszarze województw - wałbrzyskiego, opolskiego i częstochowskiego, gdzie koncentracje cezu są najwyższe. W rejonie Nysy skażenie powierzchni terenu cezem dochodzi bowiem do 96.000 Bq/m2 [5]. Izotopy cezu charakteryzują się aktywnością typu beta i gamma, przy czym izotop cezu-137 ma długi, bo ponad 30 letni, okres połowicznego rozpadu. Z danych dotyczących obszaru Francji wynika, że w 1986 roku w wodzie rzecznej Rodanu stwierdzono 1.000 Bq/l cezu-137 i 500 Bq/l cezu-134 , natomiast w wodzie Sekwany w Paryżu było cezu-137 aż 1.500 Bq/l. Wykonane ostatnio pomiary skażenia promieniotwórczego na jednym z ujęć typu infiltracyjnego nie wykazały obecności cezu-137 w wodzie wodociągowej natomiast globalna aktywność beta wody była na poziomie 0,2 do 0,4 Bq/l. Pomiarów globalnej aktywności alfa i gamma w wodzie jednak nie wykonano. Wykonano natomiast dodatkowo pomiary skażenia promieniotwórczego złoża filtracyjnego. Pomiary te wykazały dla piasku filtracyjnego globalną aktywność beta na poziomie 5.000 Bq/kg oraz koncentracje cezu-137 rzędu 350 Bq/kg, stwierdzono ponadto obecność potasu K-40 w ilości ok.3.000 Bq/kg oraz radu Ra-226 w ilości ok.300 Bq/kg oraz toru Th-228 (Ra-228) w ilości ok.800 Bq/kg. Dla porównania z pomiarami skażenia powierzchni terenu można przyjąć, że masa piasku w warstwie złoża filtracyjnego o miąższości 10 cm przy gęstości objętościowej 1,6 t/m3 wynosi 160 kg, koncentracja 350 Bq/kg cezu-137 będzie więc odpowiadała skażeniu 56.000 Bq/m2, natomiast koncentracja radu-226 wynosi 48.000 Bq/m2 a toru-228 aż 128.000 Bq/m2.

Ujawnione skażenie promieniotwórcze złoża filtracyjnego stwarza poważny problem dla wodociągu komunalnego, gdyż istnieje prawdopodobieństwo wykrycia w wodzie cząstek alfa, czy to w przypadku przebicia hydraulicznego złoża, czy podczas jego płukania, bądź też w wyniku oddziaływania produktu rozpadu radu-226, jakim jest dobrze rozpuszczalny w wodzie radon-222.

Rangę problemu oraz stopień zagrożenia jaki wynika z koncentracji radionuklidów na złożu filtracyjnym ujęcia wodociągowego ilustruje porównanie tego skażenia ze skażeniem popiołów paleniskowych z elektrociepłowni i dopuszczalną normą dla odpadów przemysłowych wykorzystywanych do niwelacji terenu [6].

Koncentracje radu w różnych ośrodkach [Bq/kg]

 

Ra-226

Ra-228

Złoże filtracyjne

300

800

Popioły paleniskowe

190

150

Norma dla odpadów

350

230

Oba radionuklidy rad-226 i rad-228 są emitorami cząstek alfa i należą do grupy radioizotopów o wysokim stopniu toksyczności.

Ujawnione zagrożenie infiltracyjnych ujęć wody upoważnia do sformułowania następujących wniosków:

Wykorzystane materiały:

1. World Health Organization,1993: Guidelines for drinking-water quality. Geneva.

2. Denis-Lempereure J.,1986: Tchernobyl: l'iode s'en va, le cesium reste. Science & Vie,829. Paris.

3. Bremond R., Vuichard R.,1973: Parametres de la qualité des eaux. Ministere de la Protection de la Nature et de l'Environnement, Paris.

4. Komisja Rządowa d/s Oceny Promieniowania Jądrowego i Działań Profilaktycznych.,1986: Raport, Warszawa (cyt.Pachocki K.A., Majle T.,1992: Następstwa awarii elektrowni jądrowej w Czernobylu, w odniesieniu do terytorium Polski. Post.Fiz.Med.,27, 1-2.

5. Strzelecki R., Wołkowicz S., Lewandowski P.,1994: Koncentracje cezu w Polsce. Przegl. Geolog.,vol.42, 1, 3-8.

6. Aleksadrowicz A., Kozieł J., 1994: Ocena możliwości wykorzystania odpadów paleniskowych Elektrociepłowni Poznań I i II do makroniwelacji i rekultywacji terenów wyrobisk, na podstawie badań popiołów z EC I i EC II. Instytut Gospodarki Odpadami, Katowice.


adres do korespondencji: pawula@main.amu.edu.pl

adres strony www: http://main.amu.edu.pl/~pawula