Radon et eau

Le radon-222 est généré en continu partout où le radium-226 existe dans la roche et le sol. Dans les aquifères, le radon s'échappe des grains minéraux dans l'eau interstitielle par le même mécanisme de recul alpha qui alimente le radon dans le sol.

Les concentrations de radon dans l'eau souterraine varient sur plusieurs ordres de grandeur, de moins de 10 Bq/L dans les aquifères sédimentaires à faible uranium à plus de 100 000 Bq/L dans les eaux souterraines peu profondes circulant à travers des granites ou des formations d'uranium riches. Les valeurs médianes pour les puits privés puisant dans des aquifères rocheux sont de 1 000 à 10 000 Bq/L.

La concentration de radon dans l'eau est déterminée par l'activité du radium dans la roche aquifère, le coefficient d'émanation, le temps de résidence de l'eau (les eaux plus anciennes atteignent l'équilibre séculaire avec le radium, les eaux plus jeunes sont en déséquilibre) et la désintégration radioactive pendant le transit.

Lorsque l'eau contenant du radon est utilisée dans une maison — douches, robinets, toilettes, machines à laver — le radon se dégage de l'eau dans l'air intérieur. Le dégazage se produit en raison de l'agitation physique (éclaboussures, pulvérisation), de l'aération (augmentation de la surface) et de la différence de concentration entre l'eau et l'air.

Le rapport de transfert — le rapport entre la concentration de radon dans l'eau et la contribution à l'air intérieur — est typiquement de 10 000:1 (plage 7 000 à 14 000). C'est-à-dire que 10 000 Bq/L dans l'eau contribuent environ 1 Bq/m³ à l'air intérieur.

Les douches sont les sources de dégazage les plus efficaces en raison de la pulvérisation et de l'aération. Les machines à laver et les lave-vaisselle contribuent également de manière significative. Les robinets et les chasses d'eau contribuent moins mais ne sont pas négligeables.

Pour la plupart des maisons, le sol sous le bâtiment est la source dominante de radon intérieur, contribuant typiquement 70 à 99 % du radon total. L'eau est généralement une source secondaire contribuant 1 à 30 %.

L'eau peut devenir la source dominante dans les cas suivants : puits privés puisant dans des aquifères granitiques ou uranifères riches (radon dans l'eau >10 000 Bq/L), sols à faible radon ou sols imperméables qui limitent l'entrée de radon du sol, et utilisation élevée d'eau (grandes familles, utilisation fréquente de douche).

Les approvisionnements en eau municipale ont rarement des niveaux de radon élevés car l'eau passe par des installations de traitement où le radon se dégage et parce que les temps de résidence dans les réservoirs et les conduites permettent une désintégration significative (demi-vie de 3,82 jours).

Le radon dans l'eau est mesuré par comptage par scintillation liquide (LSC), spectrométrie gamma ou dégazage suivi d'une mesure du radon dans l'air. La méthode LSC est la plus courante : un échantillon d'eau est mélangé avec un cocktail scintillant dans une fiole hermétique, et le radon et ses descendants émettent des photons détectés par un compteur LSC.

Les méthodes de dégazage extraient le radon de l'eau dans l'air (par barbotage ou agitation), puis mesurent le radon dans l'air à l'aide d'un détecteur à scintillation ou d'une chambre d'ionisation. La spectrométrie gamma détecte les rayons gamma émis par les descendants du radon (Pb-214, Bi-214).

L'échantillonnage nécessite un soin : les échantillons doivent être collectés sans aération (pas de bulles), scellés hermétiquement et analysés peu de temps après (dans 1 à 2 jours pour minimiser la désintégration et atteindre l'équilibre radon-descendants).

L'EPA américaine propose un niveau d'action de 11 100 Bq/L (300 pCi/L) pour le radon dans l'eau potable provenant de puits privés, avec un niveau d'action alternatif de 148 Bq/L (4 pCi/L) si l'atténuation du radon dans l'air n'est pas mise en œuvre.

La directive européenne 2013/51/Euratom fixe un niveau de référence de 100 Bq/L pour le radon dans l'eau destinée à la consommation humaine. L'OMS recommande un niveau de référence de 100 Bq/L dans les Lignes directrices pour la qualité de l'eau potable.

Ces niveaux visent à minimiser l'exposition au radon par inhalation (après dégazage) et ingestion (dose stomacale et gastro-intestinale négligeable par rapport à l'inhalation). Le risque principal provient du radon inhalé dégagé dans l'air intérieur, pas du radon ingéré.

Le radon dans l'eau peut être éliminé par deux approches principales : aération (dégazage) et adsorption sur charbon actif granulaire (GAC). L'aération est plus efficace (efficacité de retrait >99 %) et est préférée pour les niveaux élevés de radon (>10 000 Bq/L).

Les systèmes d'aération pulvérisent l'eau dans l'air ou font barboter de l'air à travers l'eau, permettant au radon de se dégazer. Le radon dégagé est évacué à l'extérieur. Les systèmes GAC font passer l'eau à travers un lit de charbon actif, qui adsorbe le radon. Le charbon doit être remplacé périodiquement car il se sature et accumule de la radioactivité.

Le traitement au point d'entrée (toute la maison) est recommandé plutôt que le traitement au point d'utilisation (robinet unique) car le radon se dégage de toute utilisation d'eau, pas seulement de l'eau potable.