矿区含氡深井水作饮用水氡污染治理的试验研究

·L4·燃矿环境保护第l2卷第8期：．矿区合一摄并水作饮用jl【■污染治理晌试验研究毫?311卜201孙孚0(煤科总挠杭州环保所，萧山)§l’’一摘要矿区含氡深井水通过实验室小规模除氡试验，结果表明：酿口耻存、曝气和活崔L是嫠主墨关键词查叁竖黄!墨曝气．苎啦饮水)氡是一种无色、无味、易溶于水的天然放射性气体。环境空气中氡浓度的增高会使公众旆癌发病率上升，由此引起的环境氡害问题，近年来在世界范围内倍受关注。对环境中氡的来源、水平、危害及防治的研究巳受到广泛重视，室内氡污染更园其与普通民众的密切相关性而成为全球热点环境问题之一。室内氡污染源于地基、建材、燃气以及自来水等中的氡释放。使用自来水而释放到居民室内的氡对室内氡总量的贡献井不很大，但在某些地质区域，特别是在不经任何处理、取用台氡量很高的探井水作为饮用水源的情况下，自来水将成为室内放射性氡污染的主要污染源，由其引起的居民致肺癌危睑度很高“】。我国煤矿矿区利用深井水(包括钻孔水)作居民饮用水源的情况较多，一般用泵把水从井中打出后就直接进入配水管网，尚未考虑对氡的去除。从我们对一小部分矿区的监测数据看，某些矿区深井水中放射性氡含量还是相当高的，超过美国环保署推荐限值(Rn含量300pCi／L)四、五倍。尽管我国目前仍未建立制定饮用水中氡的限定标准，但从趋势看，开展此项工作是势在必行。因为，无论氡致矿工(铀矿、金属矿)肺癌的流行病学调查资料’以及动物吸氡试验的结果均证明氡致肺癌是确凿无凝的所以，从煤矿矿区居民用水的安全、健康角度出发，我们对深井水中所存在的氡污染问题进待了深入的调查研究工柞。在此基础上，根据氡的理化特性，对适宜于将氡从水中有效、经济地分离除去的几种简单工艺作了初步的试验研究，为今后开展氡污染治理做准备。1氯的理化性质与除氯方法概述氡是天然存在的唯一一种放射性气体。氡有三种放射性同位素，其中Rn和Rn因为半衰期只有数秒钟，在水中很少能监测到。Rn是氡在地下水中存在的最主要的核素形式。在地下水中，Rn的放射性水平一般比其母代核素Ra大三个数量级，这是因为大范围内岩层中Ra衰变所产生的氧气，可以通过孔隙和裂缝扩散迁移而溶人汇集到地下水中。而岩层中Ra本身进入地下水中的量却很有限，从而导致了一般地下水中Rn的放射性水平与其母体Ra放射性水平相比有很大的失衡。地表水扰动频繁，氡半衰期短，且易挥发逸去，一般地表水中氡含量很低。存在于空气中的氡本身并不对人体构成危害，人体吸人肺部的氧实际上叉被呼出。但氡衰变时，会产生一系列的放射性子代核素，见图1所示，这些氡衰变的子代核素属固态物质，且带有电荷，极易吸附在空气中的气溶胶上，而被人体吸人的气溶胶在肺部沉积滞留的比率极高。这些沉积，』，，_If，。A维普资讯http://www.cqvip.com姚立新等矿区含氧深井水作饮用水氧污染治理的试验研究———．1在肺部的氡衰变子体会对肺部组织产生长期不断的辐照，从而引发癌变。司f!!丝生}★司：Ira)]IBi-210日．1)圈1磁Rn相关放射囊变系列田由于氧是气体(沸点一61．8ac)，亨利常数高，曝气是除氡的常用方法。加热升温可使氡在水中的溶解度下降而达到除氡的目的，但并不实用。利用Rn半衰期不长的特性，将含氡水贮放一段时间让其自然衰变而降低水中的含氡量，这在某些条件下，也是一种可行的方法，且基本上不需要什么运行费用。另外，氡是非极性的惰性气体，它易吸附在非极性介质表面，因此可以利用活性炭吸附的工艺来去除水中所含有的放射性氡气。2除氯试验方法根据现有实验设施及试验条件，我们选取了敞口贮存、简单曝气、活性炭吸附三种工艺进行除氧试验。含氡水取自某矿务局的一个供水深井，考虑到含氡水在运输过程中氡的衰变，试验就在该矿务局的实验室中进行。采用FD一30l7型R且A测氡仪，用标准镭溶液标定。测定具体步骤如下：抽取100mL或150mL待测水样进行真空脱气，把水中的氧气赶至气筒中，然后，加高压将气筒中带电荷的氡衰变子悻静电吸引收集到一块金属薄片上，再用探测器测定其衰变计数，从测得的氡子体的放射性推算水中Rn含量。2．1敞口贮存选用一只容量】ooL的敞口塑料桶，往里加人含氡水。之后，每隔数小时用测氡仪抽取桶内中部水样，测定其氧浓度。连续测定约180h，观察桶内水的氡浓度随时问的变化情况整个试验过程中，贮水桶一直敞口，以保持与空气一定的接触。2．2简易曝气此试验采用连续式除氡，氍气除氧在一容积约1．0的贮水箱内进行台氡原水从水箱顶部离水面高度约0．6m处自由下降进入到水箱。水箱底部设置一套简易的鼓泡式曝气装置，进水流量用转子流量计控制，试验时分别用5L／min、10L／rain、20L／rain的流量。出水口设在离箱底约15crn处，出水口前设一缓冲板。出水流量与进水流量保持一致，以维持箱悻内水量基本不变