上海地区饮用天然矿泉水放射性水平的调查与卫生学评价

李金柱

（上海市地质调查研究院，上海 200072）

饮用天然矿泉水因其含有多种有益于人体健康的微量元素，经常饮用可补充人体所需的微量元素和宏量元素，对人体有一定的保健作用。对水质型缺水城市而言，上海地下蕴藏着丰富的矿泉水资源，开发利用以清洁、卫生、具绿色环保概念的深层优质地下水——饮用天然矿泉水，无疑对提高人民生活质量水平起到重要的作用。但矿泉水在形成运移过程中，不可避免的会溶解溶滤周围地层和含水层介质中的部分放射性组分，而放射性指标不仅是饮用天然矿泉水资源勘查评价过程中的必检指标，也是后期开发利用过程中须开展监测的重要指标之一。有鉴于此，国内矿泉水开发利用的省份相继开展了饮用天然矿泉水的放射性水平评价和人体健康卫生学评价工作，国外也针对瓶装矿泉水开展了饮用水放射性水平危险性评估和适宜性评价。为全面了解上海市域矿泉水中放射性物质的含量变化范围、层次分布及在开发利用过程中对人体健康的影响，维护上海市居民的饮水安全，以原国土资源部2001年发布的在全国各省市开展矿泉水资源综合勘查评价文件基础，本文收集整理了上海市1987～2006年间经国家储委和上海市储委评审通过的80余份饮用天然矿泉水勘察评价报告中的放射性数据以及部分矿泉水井的历年监测数据，综合分析评价不同含水层次矿泉水中放射性指标含量的分布状况和卫生学影响因素，估算长期饮用对人体所产生的有效剂量。评价结果对开展上海市域矿泉水资源的放射性卫生监测与评价、环境保护与合理开发利用具有极为重要的意义。

1 矿泉水资源分布特征

上海地区矿泉水水源主要赋存于第四纪松散岩类孔隙介质中的第二承压含水层至第五承压含水层中，矿泉水井数量分布最多的为井深在160～220 m的第四承压含水层，井数最少的为井深在70～90 m的第二承压含水层（见图1）；其次赋存于碳酸盐岩类裂隙溶洞中，井深在240～1000 m不等，该岩溶裂隙含水层矿泉水目前仅在金山区有少量开采。

图1 上海市各矿泉水含水层分布图Fig.1 The distribution map of every mineral water confined aquifers in Shanghai

上海地区矿泉水多为低温低矿化度矿泉水，水化学类型较多，但主要以重碳酸型和重碳酸氯型水为主，矿泉水界限指标较单一，以锶、偏硅酸为主，个别井同时还含有溴、矿化度等界限指标。矿泉水中常含有锌、锂、硒、银、钡、钼、溴、碘、氟等微量元素和铀、钍、镭等痕量放射性元素。

2 研究方法

2.1 样品采集

各矿泉水井的勘察评价采样均是依据国家标准《饮用天然矿泉水检验方法》（GB/T 8538）要求，采用2个20L聚乙烯塑料桶采集水样，采样时间均是在抽水试验结束前采取。总α、总β和226镭水样采集前，用矿泉水冲洗已清洁处理过的采样桶3次及以上，装满水样的采样桶衬上内衬拧紧盖子。氡水样采用真空扩散器负压采样，采样时尽量减小出水量以降低出水流速，防止出水量太大而产生水流震荡，水样瓶装满水不留孔隙并及时拧紧盖子。所有水样于采样当天送至测试单位。

2.2 样品分析

总α、总β的测定系采用国家标准《饮用天然矿泉水中总α /总β放射性的测定方法》（GB 8538.56-87）中的蒸发浓缩法制源饱和厚度法测定总α活度，蒸发浓缩法制源相对测量法测定总β活度，226镭放射性测量采用钡镭共沉淀—射气法，FD-125氡钍测量仪测量，上述放射性指标由上海市卫生防疫站和复旦大学放射医学研究所进行测量。铀钍含量测试由国家地质实验测试中心采用等离子光谱加分离富集法进行测定。氡指标由上海市地震局测定，是在标准观测实验内进行脱氡观测，闪烁测氧仪测量水氡含量。氚采用浓缩法液体闪烁计测量，由北京市水文地质工程地质公司测定。

3 结果与分析

3.1 总α、总β和226Ra的检出状况

各含水层矿泉水中的总α、总β和226Ra放射性测量结果汇总见表1。由表1中可见，各含水层矿泉水中放射性检出数据变化范围大，最大值与最小值相比，总α相差达68倍，总β相差为8倍，226Ra相差27.5倍，但均处于上海地区深层地下水放射性水平检出范围之内。总α检出范围0.01～0.68 Bq/L，总β检出范围0.03～0.48 Bq/L，226Ra检出范围0.004～0.090 Bq/L。表1中检出数据表明上海所有含水层矿泉水的放射性检出结果均符合饮用天然矿泉水国家标准要求。

表1 上海市饮用天然矿泉水源水放射性水平检出状况Table 1 The tested results of radioactive level for drinking natural mineral water in Shanghai area

与上海以地表水为源水的自来水中放射性指标的检测结果相比较，自来水中的总α与总β检出均值高于浅部含水层（即第二、三承压含水层）矿泉水但低于深部含水层（即第四、五承压含水层和岩溶裂隙含水层）矿泉水，自来水中226Ra检出均值普遍低于矿泉水。长江水、黄浦江水和淀山湖水的总α检出均值高于各含水层矿泉水；长江水的总β检出均值高于浅部承压含水层矿泉水、低于深部含水层矿泉水，黄浦江水和淀山湖水的总β检出均值普遍高于各含水层矿泉水。

矿泉水中总α、总β和226Ra检出结果表现出随承压含水层深度的增加，检出含量均值呈同步增高的趋势。其原因在于不同深度的承压含水层形成时间各不相同，承压含水层越深、其形成时间越早，含水层中的地下水年龄也越大，导致地下水与含水层介质及围岩的作用时间也较长，以致溶解溶滤出的矿物质成分相对较多，体现在总溶解固体含量（包括放射性指标相关元素）的同步增加，同体积蒸发浓缩后的灰分重量也随之增加。

上海矿泉水开发利用初期是作为饮水水源开采（2000年后主要作为啤酒生产的基液使用）。从表1中也可看出,几乎99%以上矿泉水的总α检出值均符合国家标准《生活饮用水卫生标准》（GB 5749-2006），仅有第四承压含水层位于闵行区的海89-1和北新泾岩溶裂隙含水层的普94-7矿泉水井勘察评价时各有一次总α检出值超过标准（总α放射性≤0.5 Bq/L）。依据矿泉水勘察评价时不少于3次/年的矿泉水质采样测试要求，海89-1的其他次总α检出值均小于0.10 Bq/L，且闵行区其余矿泉水井勘察评价数据均低于0.50 Bq/L；位于北新泾岩溶体中的普94-7的其他次总α检出值均小于0.23 Bq/L，且北新泾岩溶体的其他矿泉水井勘察评价数据也均显著低于0.50Bq/L。在后期矿泉水资源开采利用过程中的矿泉水质监测数据表明，所有矿泉水井的总α检出值均未超过《生活饮用水卫生标准》国家标准。由此认为该两次超标数据的检出可能受采样环境或放射性测量环境的影响所致，不能代表该两含水层矿泉水水源环境的实际状况。

3.2 其他放射性指标的检出状况

勘察评价和历年采样监测数据表明（详见表1），第二、三承压含水层矿泉水中的铀、钍均未检出，第四、五承压含水层与岩溶裂隙含水层的铀检出含量普遍较低为0.54～3.0 μg/L，钍检出含量范围变化较大为0.7～32.3 μg/L。铀、钍元素的检出与含量高低不仅与含水层次有关，也与监测井的数量相关。含水层越深，地下水年龄越大，矿泉水与围岩/含水层介质作用时间越长，溶解溶滤出的组分及含量相对较多；监测井数量越多，分布范围越广，越能充分说明区域含水层中放射性指标的分布状况。

为了解不同含水层矿泉水的形成年龄及拓展矿泉水的应用方向，在上世纪80年代末、90年代初曾对上海市个别含水层矿泉水井开展了氡和氚的采样检测分析。检测结果表明，第四含水层的氚检出含量均小于2TU，氡的检出含量为22.5 Bq/L；第五含水层的氚检出含量均小于2TU，氡的检出含量陆域为18.6～28.7 Bq/L，长江三岛为18.6～19.8 Bq/L；岩溶裂隙含水层的氚检出含量3.4～14.0TU，氡的检出含量为0.305～2.034 Bq/L。氡的检出值未达到中国医疗矿泉水和医疗热矿水水质标准的定名要求。

3.3 矿泉水质的卫生学评价

根据1984年WHO制定的标准要求，若总α超标则须测226Ra含量。依据ICRP30号报告的剂量估算公式，以每人每天饮用2.2 L水，一年365天饮水入体的226Ra含量，该年剂量贡献值低于22μSv的均属于合格水。卫生学评价结果表明（见表2），若以矿泉水作为全年生活饮水，第二至第五承压含水层矿泉水对上海地区居民年所受到的内照射剂量普遍低于22μSv，不会对身体健康造成危害，均可作为生活饮用水使用。值得注意的是，个别岩溶裂隙矿泉水井如普94-7在勘察评价阶段及后续近二十多年的开发利用过程中，226Ra检出含量有过数次大于0.090 Bq/L（检出范围0.09～0.10 Bq/L），若长期饮用有可能因内照射剂量偏高而给居民的身体带来潜在的影响，建议对该井在开发利用过程中做好矿泉水质的定期检测并采取适当的防控措施，以合理有效地实现矿泉水资源的最大利用价值。

表2 不同含水层放射性指标卫生学估算结果Table 2 The estimated results on residents' internal exposure of radioactive level in different confined aquifers

4 结论

（1）汇总整理已通过评审的上海市80余份饮用天然矿泉水勘察评价报告中的放射性数据表明，上海地区各含水层的矿泉水放射性指标检出值均低于国家标准《饮用天然矿泉水标准》（GB 8537-1987/1995）的限值，符合安全饮用的要求。卫生学评价结果表明承压含水层矿泉水的饮用不会对身体健康造成危害，评价结果对上海市矿泉水资源的环境保护与合理开发利用具有极为重要的意义。

（2）通过对各含水层矿泉水勘察评价和年度监测数据的汇总和分析和评价，不仅查明了上海市域各含水层矿泉水的放射性指标含量变化特征，全面掌握了各含水层地下水中放射性指标的放射性水平波动变化及其卫生学影响特点，也为矿泉水资源的合理开发利用和放射性卫生监督提供了可信依据。