Removal of radium in a working drinking water treatment plant: Radiological hazard assessment and waste management

Abstract

Occurrence of radium in drinking water may pose a radiological hazard. It is one of the most radiotoxic radionuclides and a major contributor to the Indicative Dose (ID), regulated parameter in UE. Its removal at Drinking Water Treatment Plants (DWTPs) can be considered a preventive action, as it cannot reach the final consumer nor be accumulated in distribution pipes. A filtration system based on greensand designed for radium removal was tested in an actual DWTP. Removal effectiveness depended on the spatial velocity water passed through the filter, range 65–100%. The lower the spatial velocity, the greater contact time, and the longer high removal percentages were achieved. The radium removed from the water was mainly associated to easily reducible fraction in greensand. So radium accumulation in the filter may pose a radiological hazard for the workers in the DWTP. Dose rate was assessed in the worst case scenario for this case study, being about 0.22 mSv/y, significantly lower than reference value 1 mSv/y. Radium accumulated in the greensand filter can be extracted in order to ease waste management, and subsequently, the filtration system can be regenerated showing similar capacity to extract radium as a new one.

La presencia de radio en el agua potable puede suponer un peligro radiológico. Es uno de los radionucleidos más radiotóxicos y uno de los principales contribuyentes a la Dosis Indicativa (ID), parámetro regulado en la UE. Su eliminación en las Estaciones de Tratamiento de Agua Potable (ETAP) puede considerarse una acción preventiva, ya que no puede llegar al consumidor final ni acumularse en las tuberías de distribución. En una ETAP real se ensayó un sistema de filtración basado en arenas verdes diseñado para la eliminación del radio. La eficacia de la eliminación dependía de la velocidad espacial a la que el agua atravesaba el filtro, en un rango del 65-100%. Cuanto menor era la velocidad espacial, mayor era el tiempo de contacto y más tiempo se conseguían altos porcentajes de eliminación. El radio eliminado del agua estaba asociado principalmente a la fracción fácilmente reducible de la arena verde. Así pues, la acumulación de radio en el filtro puede suponer un peligro radiológico para los trabajadores de la ETAP. La tasa de dosis se evaluó en el peor escenario posible para este caso de estudio, siendo de aproximadamente 0,22 mSv/año, significativamente inferior al valor de referencia de 1 mSv/año. El radio acumulado en el filtro de arena verde puede extraerse para facilitar la gestión de residuos y, posteriormente, el sistema de filtración puede regenerarse mostrando una capacidad de extracción de radio similar a la de uno nuevo.