مرجع تخصصی آب و فاضلاب

۱. نکات و خطرات رادیوم‑۲۲۶ (²²⁶Ra) در آب آشامیدنی

• منشأ محیطی:

  • ²²⁶Ra در زنجیره پرتوزایی اورانیوم‑۲۳۸ قرار دارد و از حل شدن مواد معدنی حاوی اورانینیت و هماتیت در آب‌های زیرزمینی سرچشمه می‌گیرد.

• پرتوگیری و سمیت:

  • ²²⁶Ra یک منشأ آلفاپرتوز است؛ در بدن انسان به‌ویژه در استخوان‌ها رسوب می‌کند و با ارسال ذرات آلفا به سلول‌های استخوانی آسیب می‌رساند.

  • خطر سرطان استخوان و مغز استخوان: افزایش ریسک لوکمیا و سرطان استخوان پس از مواجهه بلندمدت.

  • حد مجاز EPA آمریکا: مجموع رادیوم‑۲۲۶ و ‑۲۲۸ ≤ 5 pCi/L (~ 0.185 Bq/L) (MCLG و MCL)

  • WHO: مجموع آلفا ترشح‌شده ≤ 0.5 Bq/L

۲. شیوه‌های تصفیه و حذف رادیوم‑۲۲۶

1. تبادل یونی (Ion Exchange)

   • رزین‌های کاتیونی قوی (–SO₃H) جایگزین Ra²⁺ با Na⁺ یا H⁺.

   • شارژ مجدد رزین با محلول نمک اشباع.

2. اسمز معکوس (RO)

   • حذف ~ 90–99 ٪ ²²⁶Ra؛ نیاز به پیش‌تصفیه برای حذف ذرات معلق.

3. لایم سافتنینگ (Lime Softening)

   • افزودن Ca(OH)₂ و Na₂CO₃ → بالا بردن pH → رسوب RaCO₃ و CaCO₃ → فیلتراسیون.

4. رسوب‌دهی و فیلتراسیون آهسته

   • افزودن سولفات باریم (BaSO₄) برای هم‌رسوبی RaSO₄ → جداسازی توسط شنی یا کربنی.

5. آب شیرین‌کن خورشیدی + تقطیر

   • تقطیر خورشیدی یا الکترودیزاین (electrodialysis) برای جداسازی یون‌های سنگین.

۳. روش‌های اندازه‌گیری آزمایشگاهی

1. Alpha Spectrometry

   • نمونه‌برداری، ته‌نشینی رسوب، پلاتینوم کردن، اندازه‌گیری طیف انرژی آلفا → تفکیک ²²۶Ra از ²۲۲۸Ra.

   • حساسیت ~ 0.1 mBq/L.

2. Liquid Scintillation Counting (LSC)

   • استخراج رادیوم با کریپتون یا لیچیت → مخلوط با فاز آلی → شمارش آلفا/بتا.

3. Gamma Spectrometry

   • مستقیم در ظروف Marinelli برای پیک 186 keV (²۲۶Ra → ²۱۴Pb).

   • مناسب برای غلظت‌های بالاتر (> 0.1 Bq/L).

4. Gross Alpha Screening

   • شمارش کلی ذرات آلفا برای غربالگری اولیه؛ نمونه‌های با > 0.5 Bq/L نیازمند آنالیز تفصیلی.

۴. روش‌های سنتی حسی و چشمی

• بو و طعم:

  • ²۲۶Ra شیمی‌اً بی‌اثر است و در غلظت‌های محیطی هیچ طعم یا بوی قابل‌تشخیصی ایجاد نمی‌کند.

• رنگ و کدورت:

  • آب حاوی رادیوم شفاف و بی‌رنگ باقی می‌ماند.

• آزمون میدان ساده

  • استفاده از شمارش‌گر پرتابل گایگر–مولر برای شناسایی افزایش سطح دز با مقایسه آب خام و تصفیه‌شده.

۵. سایر روش‌های ساده و پیشرفته

1. Test Kits میدانی برای Gross Alpha/Beta

   • کیت‌های سریع با ورق رسوب‌دهی آلفا؛ تعیین تقریب غلظت با شمارشگر میدانی.

2. دستگاه پرتابل Gamma Probe

   • آشکارساز NaI(Tl) یا HPGe پرتابل برای شناسایی پیک 186 keV در محل.

3. روش انالیز بالععدی (Sequential Extraction)

   • تفکیک شیمیایی ²۲۶Ra همراه با Ca/Mg برای جداسازی جزء محلول و جزء رسوب.

4. Passive Samplers (Diffusive Collectors)

   • جمع‌آوری یون‌های محلول Ra²⁺ روی رزین کاتیونی در بازه زمانی چند روزه → ارسال به آزمایشگاه.

۶. علائم و نشانه‌های محیطی وجود رادیوم‑۲۲۶

• سرچشمه‌های طبیعی

  • مناطق سنگ‌های رسوبی پورفیری و ماسه‌سنگ‌های غنی از اورانینیت (مانند ناحیه‌های معدن اورانیوم).

• شاخص‌های هیدروژئوشیمیایی

  • نسبت بالای Ra²⁺ به Ca²⁺ و Mg²⁺ در آب‌های زیرزمینی سخت

  • همبستگی مثبت بین TDS بالا و فعالیت آلفای Gross

• اثرات بیولوژیکی

  • تجمع ²۲۶Ra در استخوان‌های ماهی‌های بومی مناطق آلوده → افزایش شکستگی و توده استخوانی غیرطبیعی

• نمایه‌های پرتویی

  • افزایش دز چشمی و دز هسته‌ای پرسنل تصفیه‌خانه یا ساکنان مجاور (اندازه‌گیری شخصی)

جمع‌بندی مهندسی:
به‌دلیل فقدان علائم حسی، آگاهانه‌ترین روش «پایش دوره‌ای با Alpha Spectrometry یا LSC» است؛ و برای حذف مؤثر ²۲۶Ra، به‌کارگیری «Ion Exchange + RO یا Lime Softening + Filtration» توصیه می‌شود. در میدانی، استفاده از «Gross Alpha Test Kits + Gamma Probe پرتابل» می‌تواند برای غربالگری اولیه مفید باشد و نمونه‌های مشکوک را برای آنالیز دقیق به آزمایشگاه ارسال نمایید.

مرجع تخصصی آب و فاضلاب