اندازه گیری رادیونوکلیدها در آب آشامیدنی یک جنبه حیاتی برای تضمین سلامت عمومی و ایمنی محیطی است. رادیونوکلیدها عناصر رادیواکتیو هستند که می‌توانند به طور طبیعی در آب‌های زیرزمینی ایجاد شوند یا از طریق فعالیت‌های انسانی مانند معدن کاری، تولید انرژی هسته‌ای یا دفع نامناسب زباله وارد شوند. هنگامی که این مواد در آب آشامیدنی وجود داشته باشند، می‌توانند خطرات جدی برای سلامتی داشته باشند، از جمله افزایش احتمال ابتلا به سرطان و آسیب به اندام‌های داخلی به دلیل قرار گرفتن طولانی مدت در معرض تابش. پایش و اندازه گیری سطوح رادیونوکلئید در منابع آب به تشخیص زودهنگام آلودگی و اطمینان از انطباق با استانداردهای ایمنی ملی و بین المللی کمک می‌کند. این فرآیند نه تنها برای حفاظت از سلامت انسان، بلکه برای حفظ اعتماد به سیستم‌های آب عمومی و حمایت از پایداری بلندمدت منابع آب ضروری است.
رادیونوکلیدها چیستند؟
رادیونوکلیدها که به عنوان ایزوتوپ‌های رادیواکتیو نیز شناخته می‌شوند، اتم‌های ناپایداری هستند که با شکسته شدن به اشکال پایدارتر، تشعشع از خود ساطع می‌کنند. این فرآیند که به عنوان واپاشی رادیواکتیو شناخته می‌شود، انرژی را به شکل تابش آلفا، بتا یا گاما آزاد می‌کند. رادیونوکلیدها می‌توانند به طور طبیعی در محیط مانند اورانیوم، رادیوم و رادون وجود داشته باشند یا به طور مصنوعی از طریق واکنش‌های هسته‌ای در راکتورها یا در طول فعالیت‌های پزشکی و صنعتی تولید شوند. در حالی که برخی از رادیونوکلیدها کاربردهای مفیدی در پزشکی و تحقیقات دارند، وجود آنها در آب آشامیدنی می‌تواند برای سلامتی خطرناک باشد. قرار گرفتن طولانی مدت در معرض رادیونوکلیدها از طریق بلع می‌تواند خطر سرطان را افزایش دهد، به اندام‌ها آسیب برساند و بر توانایی بدن در ترمیم DNA تأثیر بگذارد و تشخیص و کنترل آنها در منابع آب را بسیار مهم می‌کند.
اهمیت اندازه گیری رادیونوکلیدها در آب آشامیدنی
اندازه گیری رادیونوکلیدها در آب آشامیدنی برای حفاظت از سلامت عمومی و اطمینان از ایمنی منابع آب ضروری است. این عناصر رادیواکتیو، اگر بالاتر از سطوح ایمن وجود داشته باشند، می‌توانند خطرات درازمدت سلامتی جدی مانند سرطان، آسیب اندام‌ها و جهش‌های ژنتیکی به دلیل قرار گرفتن در معرض طولانی مدت در معرض پرتوهای یونیزان ایجاد کنند. نظارت منظم به تشخیص زودهنگام آلودگی کمک می‌کند و امکان اقدام به موقع برای کاهش قرار گرفتن در معرض و جلوگیری از خطرات سلامتی را فراهم می‌کند. همچنین مطابقت با استانداردهای نظارتی تعیین شده توسط سازمان‌های بهداشتی و محیطی را تضمین می‌کند و در نتیجه کیفیت آب آشامیدنی را حفظ می‌کند. علاوه بر این، اندازه گیری دقیق رادیونوکلیدها از شفافیت و اعتماد در سیستم‌های آب عمومی پشتیبانی می‌کند، در حالی که شیوه‌های مدیریت زیست محیطی را هدایت می‌کند و از منابع آبی آینده محافظت می‌کند.
روش اندازه گیری رادیونوکلیدها در آب آشامیدنی
در ادامه به روش‌های اندازه گیری رادیونوکلیدها در آب آشامیدنی اشاره می‌کنیم:
غربالگری ذرات آلفا و بتا ناخالص
غربالگری آلفا و بتا ناخالص یک آزمایش اولیه است که برای تشخیص فعالیت تابش آلفا و بتا در یک نمونه آب، بدون شناسایی رادیونوکلیدهای خاص استفاده می‌شود. در این روش، حجم مشخصی از آب تا خشک شدن تبخیر می‌شود و باقیمانده با استفاده از یک شمارنده متناسب جریان گاز تجزیه و تحلیل می‌شود. این دستگاه تابش ساطع شده از ذرات آلفا و بتا را اندازه گیری می‌کند. این غربالگری روشی مقرون به صرفه برای تعیین اینکه آیا آزمایشات بیشتر و خاص تری لازم است یا خیر است. در حالی که رادیونوکلیدهای منفرد را شناسایی نمی کند، برای ارزیابی اولیه و انطباق با مقررات مفید است. اگر فعالیت اندازه گیری شده از حد مطمئن فراتر رود، از تکنیک‌های پیشرفته‌تر برای مشخص کردن عناصر رادیواکتیو خاص موجود در نمونه استفاده می‌شود.
طیف سنجی گاما
طیف سنجی گاما یک روش تحلیلی قدرتمند و غیر مخرب است که برای شناسایی و تعیین کمیت رادیونوکلیدهای ساطع کننده گاما در آب آشامیدنی استفاده می‌شود. نمونه آب معمولاً در یک ظرف تخصصی قرار می‌گیرد و در نزدیکی آشکارساز ژرمانیوم با خلوص بالا (HPGe) قرار می‌گیرد که می‌تواند انرژی و شدت پرتوهای گاما ساطع شده توسط رادیونوکلیدها را تشخیص دهد. هر رادیونوکلئید تابش گاما را در سطوح انرژی خاص ساطع می‌کند که امکان شناسایی و اندازه گیری دقیق را فراهم می‌کند. این روش به ویژه برای شناسایی ایزوتوپ‌هایی مانند سزیم-137، ید-131 و کبالت-60 مفید است. طیف سنجی گاما حساسیت بالا، نتایج دقیق و مزیت تشخیص چند رادیونوکلئید در یک آزمایش را ارائه می‌دهد. با این حال، به تجهیزات پیچیده و پرسنل آموزش دیده نیاز دارد و آن را برای آزمایشگاه‌ها و آژانس‌های نظارتی مناسب‌تر می‌کند.
شمارش سوسوزن مایع (LSC)
شمارش سوسوزن مایع یک روش بسیار حساس است که برای اندازه گیری رادیونوکلیدهای ساطع کننده بتا در آب مانند تریتیوم و کربن 14 استفاده می‌شود. در این روش، یک نمونه آب با یک کوکتل سوسوزن مخلوط می‌شود – مایع خاصی که هنگام تعامل با ذرات رادیواکتیو نور تولید می‌کند. مخلوط در یک ویال سوسوزن قرار داده شده و در یک شمارنده سوسوزن مایع تجزیه و تحلیل می‌شود. از آنجایی که ذرات بتا ساطع می‌شوند، باعث ایجاد فلاش‌های نور می‌شوند که شناسایی و شمارش می‌شوند. این روش به ویژه برای رادیونوکلیدهایی که به راحتی با استفاده از تکنیک‌های دیگر قابل شناسایی نیستند، موثر است. شمارش سوسوزن مایع به طور گسترده‌ای در پایش محیطی، تحقیقات و کنترل کیفیت استفاده می‌شود، اما برای جلوگیری از تداخل شیمیایی یا خواندن نادرست، نیاز به آماده سازی و مدیریت دقیق نمونه دارد.
طیف سنجی آلفا
طیف سنجی آلفا یک تکنیک تحلیلی دقیق است که برای شناسایی و اندازه گیری رادیونوکلیدهای تابش کننده آلفا خاص در آب آشامیدنی مانند اورانیوم، رادیوم-226 یا پلونیوم-210 استفاده می‌شود. این فرآیند با جداسازی شیمیایی و غلظت پرتوزا از نمونه آب آغاز می‌شود. سپس آنها را روی یک پلانچ (یک دیسک فلزی مسطح) قرار داده و خشک می‌کنند. نمونه آماده شده در یک محفظه خلاء قرار می‌گیرد که در آن آشکارساز آلفا انرژی و تعداد ذرات آلفای ساطع شده را ثبت می‌کند. از آنجایی که هر رادیونوکلئید ذرات آلفا را با انرژی منحصر به فرد ساطع می‌کند، این روش امکان شناسایی دقیق و کمی سازی را فراهم می‌کند. طیف سنجی آلفا به دلیل دقت بالای آن ارزشمند است و معمولاً در نظارت و تحقیقات نظارتی استفاده می‌شود، اگرچه زمان بر است و به امکانات آزمایشگاهی نیاز دارد.