X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Радон (Rn) представляет собой без вкуса и запаха, бесцветный инертный газ, непрерывно вырабатываемый в ходе распада естественных радионуклидов, таких как ²³⁸U, ²³⁵U и ²³²Th. Изотопы являются альфа излучателями.

Данная работа посвящена исследованию содержания ²²²Rn в различных водных пробах стран мира и причин его появления. Объектами исследования были пробы питьевых, колодезных, родниковых и подземных вод, вод для орошения, а также вод из подземных бассейнов и скважин.

В целом исследования по измерению содержания Rn в разных водных пробах (грунтовой (подземной), питьевой, речной, рудниковой и т.д.) проводятся для изучения риска для здоровья человека от концентрации радона и токсичных элементов в различных водных пробах, для изучения различных причин высокого содержания радона в воде. К примеру, такими причинами может быть особенность геологического расположения (наличие мионитовых гнейсовых пород, залежей ^235,238U или ²³²Th вблизи подземных или рудниковых вод и т.д.), длительный процесс аэрации радона в атмосферу и, следовательно, контакт воды с минеральным материалом, который выделяет ²²²Rn, и количество, и частота осадков на той или иной местности. Первая и последняя могут создавать разницу в измерениях как в различный временные промежутки, так и в разных местах одной и той же местности. Ниже в таблицах 1-4 приведены ряды средних значений концентрации ²²²Rn в различных пробах водной среды в регионах исследования.

Таблица 1 – Удельная активность ²²²Rn в поверхностных водах

Страна	Объект	Образец	Средняя удельная активность 222Rn, Бк/л	Ссылка
Судай Петани, Кеда, Малазия	Kampong Pulau Tiga Sungai Layar	Колодезная вода	17.0 ± 1.67	[1]
	Kampong Guar Station	Колодезная вода	12.4 ± 1.29
	Kampong Keda Che Bema	Колодезная вода	14.7 ± 1.36
	Sungai Sembiling	Вода для орошения	9.4 ± 0.88
	Sungai Muda	Вода для орошения	8.4 ± 0.80
	Kampong Bukit Lembu, Suangil Lalang	Вода для орошения	6.7 ± 0.86
	Kampong Jelatang	Вода для орошения	7.1 ± 0.91
Пакистан	Balakot and Mansehra cities	Поверхностные воды	0,00831	[7]
Китай	Baoji	Колодезная вода	0,041	[8]
Италия	Mt. Etna	Колодезная вода	6,2 ± 1,3	[9]

К поверхностным водам, как правило, относят речную, озёрную воду. ²²²Rn в поверхностные воды может поступать с подземными водами, из осадков, из донных отложений или из минерального материала в составе воды. В целом, удельная активность радона в поверхностных водах находится в пределах 10-20 Бк/л вне зависимости от региона исследования. Такие показатели может быть обусловлены отражением процесса длительной аэрации, проводимого водой в процессе обработки и из-за аэрации газа радона в атмосферу, а также из-за отсутствия значительного контакта с минеральным материалом, из которого выделяется ²²²Rn.

Таблица 2 – Удельная активность ²²²Rn в родниковых водах

Страна	Объект	Образец	Средняя удельная активность 222Rn, Бк/л	Ссылка
Венгрия, Горы Сопрон	Csalo'ka Spring	Родниковая вода	227 ± 10	[5]
Франция	Lez spring	Родниковая вода	0,96 ± 0,05	[6]
	Restinclières spring	Родниковая вода	1,59 ± 0,09
	Fleurette spring	Родниковая вода	2,16 ± 0,08
	Lauret spring	Родниковая вода	0,27 ± 0,02
	Jurassic spring and well: Lirou spring	Родниковая вода	0,96 ± 0,07
Пакистан	Balakot and Mansehra cities	Родниковая вода	0,01794	[7]
Италия	Mt. Etna	Родниковая вода	5,2 ± 0,5	[9]

Уровень ²²²Rn в родниковых водах может объясняться геологическим и тектоническим строением, наличием радиоактивных месторождений, уровнем эманаций данного газа, химическим составом воды, скоростью потока грунтовых вод, уровнем её кислотности, а также количеством и частотой осадков. Кислотность воды влияет на растворимость радона. Обычно, активность ²²²Rn в родниках варьируется в промежутке 0,2 – 5 Бк/л, исключением могут служить родники, расположенные в горной местности. К примеру, исследования, проводимые в горах Сопрон [4], показали, что родник Csalo'ka имеет самую высокую концентрацию водного радона локально вокруг этих гор. Удельная активность радона в других источниках колеблется от 10 до 160 Бк/л. В ходе исследования авторы [4] пришли к выводу, что удельная активность радона в воде зависит от нескольких факторов, в первую очередь от свойств эманации радона из горной породы. Также изменение времени прохождения воды в порах породы и сезонных изменений качества и количества осадков может приводить к изменениям концентрации радона [4].

Таблица 3 – Удельная активность ²²²Rn в питьевой воде

Страна	Объект	Образец	Средняя удельная активность 222Rn, Бк/л	Ссылка
Судай Петани, Кеда, Малазия	Kampong Kilang Maku	Питьевая вода	3.9 ± 0.51	[4]
	Kampong Keda Che Bema	Питьевая вода	4.9 ± 0.58
	Kampong Bakar Kapor	Питьевая вода	2.7 ± 0.31
	Kampong Patai Cicak	Питьевая вода	6.0 ± 0.63
	Kampong Sinar Permata	Питьевая вода	6.7 ± 0.68
	Kampong Teroi Sung	Питьевая вода	6.4 ± 0.63
	Kampung Raja	Питьевая вода	7.0 ± 0.71
	Kampong Pengkalan Lebai Man	Питьевая вода	6.7 ± 0.83
	Kampong Serukam	Питьевая вода	4.1 ± 0.42
Китай	Baoji	Питьевая вода	0,012	[8]
Италия	Mt. Etna	Питьевая вода	4,6 ± 0,8	[9]
Португалия	Covilhã's county	Питьевая вода	352,79 ± 15,61	[12]

Уровень ²²²Rn в питьевой воде можно объяснить особенностями геологической обстановки, использованием скважин для индивидуального водоснабжения домов, вырытых вблизи пород, содержащих ^235,238U или ²³²Th, или отсутствием на водоочистительных станциях, необходимого очистительного оборудования, например механизма аэрирования воды. Обычно в питьевой воде активность ²²²Rn варьируется в промежутке от 2 – 7 Бк/л, но при превышении активности радона, вода признаётся пригодной только при условии обязательной термической обработки. Так, к примеру, в исследованиях, проводимых в Covilhã's county [12], в ходе изучения источников питьевой воды было обнаружено сильное отклонение от нормы, которое объяснялось наличием больших залежей гранита вблизи источников питьевой воды. В итоге, исследователями [12] было предложено оптимальное решение, согласно которому воду можно было использовать, если заранее прокипятить её.

Таблица 4 – Коэффициент ²²²Rn в подземных водах

Страна	Объект	Образец		Средняя Удельная активность 222Rn, Бк/л		Ссылка
Пакистан	Balakot and Mansehra cities	Вода из скважины		0,02043		[7]
Италия	Mt. Etna	Вода из подземного собирающего бассейна		1,8 ± 0,5		[9]
Тунис	Jerba Island	Подземные воды		866,64		[10]
Южная Корея			Подземные воды		131,66 ± 49,9		[11]
Юго-Восточная Бразилия			Подземные воды		141		[13]

Подземные воды, быстро восходящие по сбросам или сдвигам земной коры, и воды термальных источников также могут содержать значительные количества радона. К примеру, в исследованиях, проведённых в Jerba Island, Тунис [10], в свободном водоносном горизонте Jerba Island, ²²²Rn проявляет высокую активность, объяснённую его структурой и притоком морской воды, обогащенной ²²²Rn в результате распада U, полученного из месторождений фосфогипса в заливе Gabes.

Подводя итог можно сказать, что самой главной причиной высокого содержания радона в водных пробах является геологическое и тектоническое строение местности, а также наличие пород с высоким содержанием урана.

Списоклитературы

1. N. Ahmad. Study of radon concentration and toxic elements in drinking and irrigated water and its implications in Sungai Petani, Kedah, Malaysia/ N. Ahmad*, M. Suhaimi Jaafar, M. Saad Alsaffar // Journal of Radiation Research and Applied Sciences.–2015–Vol.8,№3.–P.294-299.

2. Origin of radon concentration of Csalóka Spring in The Sopron Mountains (West Hungary) / Á. Freiler [et al] // Journal of Environmental Radioactivity. Part 1. –2016. –Vol. 151.–P. 174–184.

3 A. Molina-Porras. Radium isotopes, radon and ²¹⁰Pb in karstic waters: Example of The Lez system (South of France) / A. Molina-Porras, M. Condomines, J. Luc Seidel // Chemical Geology.–2017–Vol.466.–P.327-340.

4. Radon monitoring in water sources of Balakot and Mansehra cities lying on a geological fault line/ F. Khan [et al] // Radiation Protection Dosimetry. Issue 2. –2010. –Vol. 138.–P. 174–179.

5. L. Xinwei. Analysis of radon concentration in drinking water in Baoji (China) and The associated health effects/ L. Xinwei. // Radiation Drotection Dosimetry.–2006–Vol.121, №4.–P.30-46.

6. Radioactivity in waters of Mt. Etna (Italy) / B.Kozłowska [et al] // Radiation Measurements. Issue 4.–2009. –Vol. 44.–P. 384–389.

7. Groundwater chemistry and radon-222 distribution in Jerba Island, Tunisia / F. Telahigue [et al] // Journal of Environmental Radioactivity.–2018. –Vol. 182.–P. 74–84.

8. Natural radon reduction rate of the community groundwater system in South Korea / U. Yun // Applied Radiation and Isotopes.–2017. –Vol. 126.–P. 23–25.

9. M.Inácio. Radon concentration assessment in water sources of public drinking of Covilhã's county, Portugal / M.Inácio, S.Soares, P.Almeida // Journal of Radiation Research and Applied Sciences.–2017–Vol.10, №2.–P.135-139.

10. Daniel MarcosBonotto. ²²²Rn, ²²⁰Rn and other dissolved gases in mineral waters of southeast Brazil / Daniel MarcosBonotto // Journal of Environmental Radioactivity.–2014–Vol.132.–P.21-30.

Код для цитирования: Скопировать