Skuteczność konwencjonalnych procesów uzdatniania wód powierzchniowych w redukcji naturalnych radionuklidów w wodzie pitnej z rzeki Nil

Dlaczego oczyszczanie wody rzecznej ma znaczenie

Dla Egipcjan Nil to nie tylko symbol; to główne źródło wody pitnej w kraju. Oprócz mułu i drobnoustrojów, woda rzeczna naturalnie zawiera niewielkie ilości radioaktywnych atomów pochodzących z skał i gleby. Z reguły stężenia te są niskie, ale ludzie piją tę wodę codziennie, przez lata. Celem tego badania było ustalenie, jak skutecznie zwykłe zakłady uzdatniania wody wzdłuż Nilu w Górnym Egipcie usuwają te naturalne substancje promieniotwórcze oraz czy woda po uzdatnieniu mieści się bezpiecznie poniżej międzynarodowych limitów zdrowotnych.

Niewidoczni goście w naszej wodzie pitnej

Naukowcy skupili się na czterech naturalnie występujących substancjach promieniotwórczych, które często pojawiają się w wodach powierzchniowych. Trzy z nich wiążą się z długowiecznymi pierwiastkami w skałach: dwie formy radu i jedna forma potasu. Czwarty, radon, to gaz, który ulatnia się ze skał i rozpuszcza w wodzie. Gdy ludzie używają wody w domu, radon może przechodzić do powietrza wewnętrznego i być wdychany, podczas gdy rad i inne cząstki są głównie połykane. Chociaż ilości w rzekach są znikome, długotrwała ekspozycja wiązana jest z niewielkim dodatkowym ryzykiem nowotworów, szczególnie płuc i układu pokarmowego. Dlatego organizacje międzynarodowe zalecają uważne monitorowanie tych substancji w wodzie pitnej.

Jak działają zakłady uzdatniania

Aby sprawdzić, jak te radioaktywne atomy zmieniają się podczas oczyszczania, zespół pobrał próbki wody z dziesięciu dużych zakładów uzdatniania w regionach Qena i Luksor w Górnym Egipcie. Wszystkie stosują podobny, czterostopniowy cykl: pobór surowej wody z Nilu, dodawanie chemikaliów, aby zanieczyszczenia zbiły się w grudki i osiadały, przepuszczanie przez filtry piaskowe oraz wreszcie magazynowanie i dezynfekcja przed dostarczeniem do domów. Naukowcy zbierali wodę na każdym z tych etapów — od poboru z rzeki po wodę kranową — łącznie czterdzieści próbek. Następnie użyli wyspecjalizowanych detektorów do pomiaru ilości gazowego radonu i trzech pierwiastków promieniotwórczych emitujących promieniowanie gamma.

Co dzieje się z promieniowaniem podczas oczyszczania

Badanie wykazało, że poszczególne etapy uzdatniania nie wpływają jednakowo na wszystkie substancje promieniotwórcze. Radon, jako gaz, najłatwiej ulatnia się z wody zawsze, gdy jest ona mieszana, rozpylana lub pozostawiona w otwartych zbiornikach. Łącznie na wszystkich etapach około trzech czwartych początkowego radonu znikało zanim woda dotarła do konsumentów. Dwie formy radu zachowywały się inaczej, ponieważ mają skłonność do przyłączania się do drobnych cząstek zawieszonych w wodzie. Gdy w basenach koagulacyjnych dodawano środki chemiczne, te cząstki zlepiały się w większe „floki”, które opadały i później były zatrzymywane w filtrach piaskowych. Dzięki tej kombinacji sedymentacji i filtrowania zakłady usunęły niemal połowę jednego rodzaju radu i około jedną trzecią drugiego. Potas zachowywał się bardziej jak zwykła rozpuszczona sól, więc tylko około jednej piątej jego ilości usuwano w standardowym procesie.

Jak bezpieczna jest woda po uzdatnieniu?

Na podstawie zmierzonych wartości w wodzie po uzdatnieniu badacze oszacowali dawki promieniowania, które dorośli, dzieci i niemowlęta otrzymywaliby w ciągu roku z picia wody kranowej pochodzącej z Nilu. Połączyli typowe lokalne spożycie wody z modelami zdrowotnymi stosowanymi przez organizacje międzynarodowe. Dla wszystkich grup wiekowych obliczone roczne dawki po uzdatnieniu były zdecydowanie poniżej powszechnie stosowanej wytycznej zdrowotnej wynoszącej 100 mikrosiwertów rocznie od pojedynczego źródła wody pitnej. W istocie uzdatnianie zmniejszyło dawkę promieniowania od tych substancji o więcej niż połowę dla dorosłych i dzieci oraz o około siedemdziesiąt procent dla niemowląt, które są bardziej wrażliwe i ogólnie piją mniej wody.

Co to oznacza dla codziennego życia

Wyniki pokazują, że istniejące wieloetapowe zakłady uzdatniania wód wzdłuż Nilu w Górnym Egipcie wykonują swoją pracę, redukując naturalną radioaktywność do poziomów uznawanych za bezpieczne według światowych standardów. Mieszanie, sedymentacja, filtrowanie i magazynowanie razem tworzą skuteczną barierę przeciw najbardziej niepokojącym substancjom, szczególnie radonowi i jednej z postaci radu. Jednocześnie badanie podkreśla, że niektóre rozpuszczone pierwiastki, jak potas, trudniej usunąć standardowymi metodami. Choć obecnie nie ma powodu do alarmu, autorzy zaznaczają, że jeśli naturalne tło rzeki kiedykolwiek wzrośnie, mogą być potrzebne bardziej zaawansowane metody. Na teraz ich praca dostarcza uspokajających dowodów, że woda kranowa pobierana z tego odcinka Nilu stanowi jedynie bardzo niewielkie ryzyko radiologiczne dla milionów ludzi, którzy codziennie na niej polegają.

Cytowanie: Ali, K., Matar, Z.S., Harb, S. et al. Effectiveness of conventional surface water treatment processes in reducing natural radionuclides in Nile River drinking water. Sci Rep 16, 9802 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36428-y

Słowa kluczowe: bezpieczeństwo wody pitnej, rzeka Nil, uzdatnianie wody, naturalna radioaktywność, radon i rad