Радиация в воде

Высокий уровень загрязнения окружающей среды в значительной мере связан с деятельностью объектов ядерной энергетики и химической промышленности. Наличие радиации в воде, используемой для хозяйственно-бытовых и производственных нужд, определяется множеством природных и техногенных факторов. Существенное превышение нормативных показателей потребляемой жидкости в первую очередь негативно отражается на здоровье человека и может привести к серьезным заболеваниям.

Радиационное загрязнение природных источников водоснабжения связано со способностью некоторых веществ к спонтанному распаду. При естественном уровне содержания радионуклидов в воде это сравнительно безопасно, но при превышении таких показателей существенно увеличивается риск патологий. Допустимые значения концентрации таких примесей устанавливаются действующими нормативами. Контроль качества воды осуществляется с использованием специальных методик. Для очистки ее от опасных и вредных примесей применяются фильтрующие установки, работают на различных физических принципах.

Определение понятия радиации в воде, основные разновидности и причины загрязнения

Источники ионизирующего излучения могут иметь разные характер, но все они обладают способностью ионизировать вещество. Содержание радионуклидов в воде (неустойчивых изотопов) собственно и определяет уровень ее загрязненности. Многочисленными исследованиями установлено, что такие химические элементы могут попадать в подземные и открытые источники водоснабжения, в первую очередь те, что находятся в районах с высокой техногенной нагрузкой на природу.

По уровню облучения природные радионуклиды в воде занимают четвертое место в существующей структуре воздействия на человека. До 14% от накапливаемой дозы составляют изотопы следующих химических элементов:

• свинец-210;
• полоний-210;
• радий;
• радон;
• торий;
• уран.

В последние годы учеными установлено, что наибольшую опасность среди природных радионуклидов воды представляет радон. Это бесцветный газ, не имеющих запаха и вкуса с периодом полураспада в 3,82 суток. Вещество в 7,5 раз тяжелее воздуха и скапливается в подземных пустотах, часто обнаруживается в следующих источниках водоснабжения:

• артезианские скважины;
• глубокие колодцы;
• скважины со средним залеганием водоносных пластов.

Исследования, направленные на выявление радона-222 в таких случаях обязательны. Особенно если вода из таких источников используется потребителями без должной очистки и подготовки. Даже незначительное содержание этого вещества способно изменить к худшему радиационный фон воды, газ при отсутствии нормальной вентиляции может накапливаться в помещениях. Неправильно спроектированные системы воздухообмена приводят к тому, что его содержание может существенно превышать ПДК. Такие значения представляют серьезную угрозу для здоровья.

Нормативы, регламентирующие показатели радиации в воде

Качественные характеристики источников водоснабжения определяются документами, действующими в сфере санэпиднадзора и государственными стандартами. Предельные уровни содержания радионуклидов в водах устанавливаются требованиями СанПиН 2.1.4.2580-10, в которых утверждены следующие показатели:

1. Удельная суммарная α-активность - не более 0,2 Бк/кг; β-активность - не выше 1,0 Бк/кг.
2. ПДК радона-222 - до 60 Бк/кг.
3. Всего радионуклидов - не более 1,0.

Если в исследуемом источнике содержится несколько нестабильных изотопов, определяется активность для каждого из них и устанавливается необходимый уровень вмешательства. Оценка влияния радиологических показателей воды осуществляется в соответствии с НРБ-99/2009 (приложение к СанПиН 2.6.1.2523-09). В случае если это условие не выполняется, оценка качества источника водоснабжения проводится согласно требованиям действующего законодательства.

Влияние воды с повышенными показателями радиации на здоровье человека

Значительная часть дозы облучения население получает в результате воздействия природных факторов. Воздействие на человеческий организм радионуклидов, содержащихся в питьевой воде, достаточно изучено. Наличие долгоживущих изотопов в потребляемой жидкости приводит к постепенному накоплению токсического (отравляющего) агента. Со временем возникает кумулятивный эффект и негативное воздействие изотопов возможно как непосредственно на человека, так и на его потомство.
Высокая активность радионуклидов в воде оказывает повреждающее воздействие, в том числе и на генетику. В результате возникает целая цепочка физико-химических процессов, которые принято разделять на несколько уровней:

1. Пусковые (начальные). Разрушение межмолекулярных связей и образование свободных радикалов. Особенно подвержены такому воздействию растущие и малодифференцированные клетки.
2. Соматические. Изменения, возникающие в отдельных тканях и органах с определенной зависимостью от дозы облучения.
3. Поздние. Существенное повышение риска образования опухолей различной этимологии, обычно обуславливают ухудшение здоровья и уменьшение продолжительности жизни.

Несоблюдение требований радиационной безопасности питьевой воды в отдаленной перспективе ведет к генетическим повреждениям. Существенно повышается опасность передачи наследственных заболеваний и врожденных уродств. Такой эффект называется стохастическим и имеет в своей основе аналогичные нарушения некоторых клеточных структур - семенников и яичников.

Методы определения уровня радиационного загрязнения воды

Исследования источников водоснабжения на предмет содержания радионуклидов проводятся в соответствии с требованиями ГОСТ Р 51730-2001. В рамках существующей системы радиационного контроля воды устанавливаются следующие нормы:

• правила проведения химического анализа;
• методика отбора и доставки проб для исследований;
• подготовки необходимых реагентов и лабораторного оборудования;
• способы обработки и толкования полученных результатов.

Упомянутая методика применяется ри определении радиологических показателей для воды, в частности суммарной альфа-активности в широком диапазоне от 0,05 до 400 Бк/кг. Проведение исследований возможно, как и для открытых, так и для подземных источников при условии, что минимальный объем пробы составляет не менее 1 л (дм³).

Радиологическое исследование воды проводится с использованием радиометров или альфа-спектрометров. Измерения проводятся после предварительной градуировки прибора с последующим определением скорости счета фоновых импульсов. Данный метод имеет небольшую погрешность в различных диапазонах. При оформлении результатов исследования это значение указывается вместе с показателями суммарной удельной активности радионуклидов в воде. Тем самым подтверждается степень точности исследований.

Технологии очистки воды от радиации

Удаление опасных и вредных примесей из жидкости осуществляется путем применения физических методов. Наиболее глубокая очистка воды от радионуклидов обеспечивается путем сорбции или с использованием технологии обратного осмоса. Названные способы демонстрируют максимальную эффективность при вполне приемлемых затратах на приобретение, установку и обслуживание оборудования водоподготовки.

Качественная очистка природных вод от радионуклидов с применением мембранных технологий возможна как на бытовом, так и на промышленном уровне. Одним из преимуществ метода является возможностью удаления помимо радона и других примесей, в том числе солей тяжелых металлов.

Сорбция (угольные фильтры)

Одним из самых простых и доступных методов очистка воды от радиации является применение фильтроустановок с соответствующими загрузками. В качестве последней применяется активированный уголь, получаемый в результате переработки кокосовых орехов. Сорбционная способность этого вещества существенно выше, чем у древесного.

Угольный фильтр воды от радиации обеспечивает надежное поглощение радионуклидов, в том числе радона-222 до насыщения. Жидкость пропускается сквозь неподвижный слой гранулированной загрузки, который может быть один или несколько. Отличительной особенностью кокосового активированного угля является возможность термического восстановления для повторного использования, что существенно снижает затраты на обслуживание.

Технология обратного осмоса: промышленные и бытовые установки

При высоких уровнях загрязнения вод радионуклидам рекомендуется использование мембранных методов очистки. Даже сравнительно простые бытовые установки обратного осмоса, монтируемые под мойкой, обеспечивают удаление солей тяжелых металлов, нестабильных изотопов и радона.

Промышленные мембранные комплексы водоподготовки отличаются высокой производительностью от 250 дм³/ч до 2000 дм³/ч. Существуют и более мощные обратноосмотические установки, обеспечивающие до 30 м³/ч. При этом коэффициент очистки воды от радионуклидов у таких систем приближается к максимальным значениямввв. Основу таких установок составляют мембраны разных производителей южно-корейские - CSM, американские - Dow Chemical, японские - TORAY и российские - РМнанотех.

Коммерческие системы обратного осмоса комплектуются под требования заказчика с учетом решаемых задач. Установки пригодны для получения особо чистой деминерализованной воды для фармацевтических предприятий. Другие могут использоваться для опреснения солоноватых вод из подземных источников водоснабжения.

Чем очистить воду от радиации

Компания Diasel Engineering осуществляет поставки современных систем водоподготовки собственного производства на основе высококачественных компонентов. Предлагаемые установки отвечают требованиям к радиационной безопасности питьевой воды и обеспечивают ее глубокую очистку от всех видов радионуклидов. Предприятие реализует сорбционные фильтры с засыпкой из активированного угля на основе кокосовой кожуры, а также системы обратного осмоса бытовые и промышленные.