常规地表水处理工艺在降低尼罗河饮用水天然放射性核素含量方面的有效性

清理河水为何重要

对于埃及人来说，尼罗河不仅是象征；它还是该国的主要饮用水来源。除了淤泥和微生物外，河水还天然携带来自岩石和土壤的微量放射性原子。大多数时候这些含量很低，但人们每天、年复一年地饮用这种水。本研究旨在了解上埃及沿尼罗河的常规水处理厂在去除这些天然放射性物质方面的效果，以及处理后的水是否安全地低于国际卫生限值。

我们饮用水中的无形客人

研究人员关注四种常出现在地表水中的天然放射性物质。其中三种与岩石中长期存在的元素有关：两种形式的镭和一种形式的钾。第四种氡是从岩石中逸出的气体并溶于水中。当人们在家中用水时，氡可以从水中释放到室内空气并被吸入，而镭和其他颗粒主要通过吞咽进入体内。尽管在河水中发现的含量很微小，但长期暴露已与少量额外的癌症风险相关，尤其是肺和消化系统的癌症。因此，国际机构建议对饮用水中的这些物质进行严格监测。

处理厂的工作原理

为了观察这些放射性原子在水处理过程中的变化，团队在上埃及的凯纳和卢克索地区采样了十座大型水厂。它们都遵循类似的四步流程：从尼罗河取水、与化学剂混合使污物絮凝沉降、通过砂滤器过滤，最后储存并消毒然后输送到家庭。科学家在这些阶段的每一步采集了水样，从取水口到出厂自来水共计四十个样本。随后他们使用专用探测器测量氡气和三种发射伽马射线的放射性元素的含量。

清净过程中放射性的去向

研究显示，处理步骤对不同放射性物质的影响并不相同。氡作为气体，在水被搅动、喷洒或暴露于开放水池时最容易从水中逸出。综合各个阶段，大约四分之三的原始氡在水到达消费者前就已消失。两种镭的行为不同，因为它们倾向于附着在水中的细小颗粒上。当在混合池加入化学剂时，这些颗粒会凝聚成更大的“絮凝物”下沉，随后在砂滤器中被截留。通过沉降和过滤的组合，水厂去除了近一半的一种镭和大约三分之一的另一种镭。钾的表现更像普通溶解的盐，因此常规工艺只去除了大约五分之一的钾。

最终出水有多安全吗？

研究者使用处理后自来水的测量值，估算了成人、儿童和婴儿饮用基于尼罗河来源的自来水一年所受的辐射剂量。他们结合当地典型的用水量与国际机构采用的标准健康模型。对所有年龄组而言，处理后计算出的年剂量均远低于广泛采用的饮用水单一来源100微西弗/年的健康指南值。事实上，处理使成人和儿童来自这些物质的辐射剂量减少了一半以上，婴儿（更为敏感且总体饮水量较少）则约减少了七成。

对日常生活的意义

研究结果表明，上埃及沿尼罗河现有的多步骤处理厂在将天然放射性降低到全球标准认为安全的水平方面发挥了作用。搅拌、沉降、过滤和储存共同构成了对最令人担忧物质，尤其是氡和一种镭形式的有力屏障。与此同时，研究也指出某些溶解性元素（如钾）用标准方法较难去除。尽管目前无需惊慌，作者指出一旦河流的天然背景水平上升，可能需要更先进的处理方法。就目前而言，他们的工作提供了令人放心的证据：取自该段尼罗河的自来水对每天依赖它的数百万人构成的放射风险非常小。

引用: 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

关键词: 饮用水安全, 尼罗河, 水处理, 天然放射性, 氡与镭