## N a t i o n a l W a t e r

- Q u a l i t y A s s e s s m e n t ( N A W Q A ) P r o g r a m

G o t o : N A W Q A H o m e N a t i o n a l

- S y n t h e s i s A s s e s s m e n t s



# T r a c e E l e m e n t s N a t i o n a l S y n t h e s i s P r o j e c t

H o m e P u b l i c a t i o n s D a t a S t u d y T e a m M o r e I n f o r m a t i o n

R a d i u m F r e q u e n t l y A s k e d Q u e s t i o n s

W h a t i s r a d i u m ?

R a d i u m i s a n a t u r a l l y o c c u r r i n g r a d i o a c t i v e e l e m e n t ( o r r a d i o n u c l i d e ) t h a t g e n e r a l l y i s p r e s e n t a t

l o w l e v e l s i n a l l s o i l

, w a t e r

, a n d r o c k s

. I t i s d e r i v e d f r o m t h e d e c a y o f t h e c o m m o n a n d l o n g

l i v e d r a d i o a c t i v e e l e m e n t s u r a n i u m a n d t h o r i u m

. T h r e e c o m m o n l y o c c u r r i n g i s o t o p e s o f r a d i u m

a r e r a d i u m

- 2 2 4

, r a d i u m

- 2 2 6

, a n d r a d i u m

- 2 2 8 ( a b b r e v i a t e d a s R a

- 2 2 4

, R a

- 2 2 6

, a n d R a

- 2 2 8

,

r e s p e c t i v e l y )

. E a c h r a d i u m i s o t o p e v a r i e s i n a b u n d a n c e b e c a u s e e a c h d e c a y s a t a d i f f e r e n t r a t e

( k n o w n a s a “ h a l f

- l i f e ” ) t o a d a u g h t e r p r o d u c t o r p r o g e n y ( a d i f f e r e n t e l e m e n t )

. R a d i u m

- 2 2 6 i s

t h e m o s t a b u n d a n t r a d i u m i s o t o p e i n t h e e n v i r o n m e n t

, p r i m a r i l y b e c a u s e o f i t s l o n g h a l f

- l i f e

( a b o u t 1 6 2 2 y e a r s )

. R a

- 2 2 8 h a s a h a l f

- l i f e o f s l i g h t l y l e s s t h a n 6 y e a r s

, a n d R a

- 2 2 4 h a s a v e r y

s h o r t h a l f

- l i f e ( l e s s t h a n 4 d a y s )

. W h e n R a

- 2 2 8 d e c a y s

, i t g i v e s o f f a b e t a p a r t i c l e ( a n e l e c t r o n )

. W h e n R a

- 2 2 4 a n d R a

- 2 2 6 d e c a y

, t h e y g i v e o f f a n a l p h a p a r t i c l e ( a h e l i u m n u c l e u s )

. A l l r a d i u m

i s o t o p e s c a n c o n t r i b u t e t o t h e t o t a l a m o u n t o f r a d i o a c t i v i t y i n a w a t e r s a m p l e

. T h i s t o t a l l e v e l o f

r a d i o a c t i v i t y

, m e a s u r e d a s g r o s s a l p h a

- p a r t i c l e o r b e t a

- p a r t i c l e a c t i v i t y

, o f t e n i s u s e d a s a c o s t

e f f e c t i v e s c r e e n i n g t o o l t o d e t e r m i n e t h e g e n e r a l p r e s e n c e o f m a n y d i f f e r e n t t y p e s o f

r a d i o n u c l i d e s i n w a t e r s a m p l e s

.

H o w d o e s r a d i u m g e t f r o m r o c k s i n t o g r o u n d w a t e r ?

M o s t r o c k s a n d s e d i m e n t c o n t a i n s o m e u r a n i u m a n d t h o r i u m a n d

, t h e r e b y

, c o n t a i n r a d i u m a s

w e l l

, b u t u s u a l l y i n s m a l l q u a n t i t i e s

. U r a n i u m a n d t h o r i u m a r e m o s t c o m m o n i n g r a n i t i c a n d

m e t a m o r p h i c c r y s t a l l i n e r o c k s a n d i n a s s o c i a t e d w e a t h e r e d s e d i m e n t a r y d e p o s i t s i n t h e c e n t r a l

U n i t e d S t a t e s a n d m o u n t a i n o u s r e g i o n s o f t h e E a s t a n d W e s t

. G r o u n d w a t e r s l o w l y f l o w s t h r o u g h

p o r e s

, a q u i f e r s e d i m e n t s

, o r c r a c k s i n u n d e r g r o u n d r o c k s a n d d i s s o l v e s r a d i u m

- b e a r i n g m i n e r a l s

a s i t m o v e s

. C h e m i c a l p r o c e s s e s i n g r o u n d w a t e r a n d o n r o c k s u r f a c e s

, s u c h a s m i n e r a l

d i s s o l u t i o n

, d e s o r p t i o n

, a n d i o n

- e x c h a n g e r e a c t i o n s

, c o n t r o l t h e r e l e a s e o f r a d i u m f r o m a q u i f e r

s o l i d s

. R a d i u m a l s o c a n b e p h y s i c a l l y p u s h e d i n t o p o r e w a t e r d u r i n g i s o t o p e d e c a y

.

W h a t h u m a n

- h e a l t h c o n c e r n s a r e r e l a t e d t o r a d i u m ?

E x p o s u r e t o r a d i u m o v e r l o n g p e r i o d s o f t i m e c a n i n c r e a s e t h e r i s k o f c a n c e r

. R a d i u m c a n e n t e r

t h e b o d y i n d r i n k i n g w a t e r

, f o o d

, o r i n h a l e d d u s t p a r t i c l e s t h a t c o n t a i n r a d i u m

. I t c a n b e s t o r e d

i n t h e b o d y b e c a u s e i t b e h a v e s s i m i l a r l y t o c a l c i u m a n d c a n r e p l a c e c a l c i u m i n t i s s u e s

,

p a r t i c u l a r l y b o n e

. L o n g

- t e r m i n t e r n a l e x p o s u r e t o r a d i u m i n c r e a s e s t h e r i s k o f d e v e l o p i n g

d i s e a s e s s u c h a s b o n e a n d s i n u s c a n c e r

, l y m p h o m a

, a n d l e u k e m i a

. B e c a u s e r a d i u m r e a d i l y

a c c u m u l a t e s i n t h e b o d y

, i t i s c o n s i d e r e d t o p o s e a g r e a t e r c a n c e r r i s k t h a n m o s t o t h e r

r a d i o a c t i v e e l e m e n t s

. R a d i a t i o n e x p o s u r e f r o m r a d i u m r e c e i v e d e x t e r n a l l y t h r o u g h w a s h i n g

,

s h o w e r i n g

, o r o t h e r u s e s o f w a t e r i s l e s s o f a c o n c e r n s i n c e h u m a n s k i n t e n d s t o b l o c k e x p o s u r e

t o a l p h a r a d i a t i o n a n d m i n i m i z e p e n e t r a t i o n o f b e t a r a d i a t i o n

.

W h a t i s t h e m a x i m u m c o n t a m i n a n t l e v e l ( M C L ) f o r r a d i u m i n d r i n k i n g w a t e r ?T h e U S E P A h a s e s t a b l i s h e d a M a x i m u m C o n t a m i n a n t L e v e l ( M C L ) i n d r i n k i n g w a t e r o f 5

p i c o c u r i e s p e r l i t e r ( p C i / L ) f o r c o m b i n e d r a d i u m ( d e f i n e d a s t h e s u m o f t h e c o n c e n t r a t i o n o f R a

2 2 6 a n d R a

- 2 2 8 )

. T h e M C L i s b a s e d o n a n a c c u m u l a t e d l i f e t i m e ( 7 0 y e a r s ) r i s k f r o m d r i n k i n g 2

l i t e r s o f r a d i u m c o n t a m i n a t e d w a t e r p e r d a y

. A l t h o u g h n o t a r e q u i r e m e n t

, t h e U S E P A

e n c o u r a g e s p u b l i c w a t e r

- s u p p l y s y s t e m s t o p e r f o r m s a m p l i n g a n d a n a l y s i s f o r R a

- 2 2 4

, b e c a u s e

t h i s r a d i u m i s o t o p e c a n c o n t r i b u t e s u b s t a n t i a l l y t o g r o s s a l p h a

- p a r t i c l e a c t i v i t y i n s o m e

l o c a t i o n s

. T h e U S E P A h a s e s t a b l i s h e d a n M C L f o r g r o s s

- a l p h a p a r t i c l e a c t i v i t y o f 1 5 p C i / L ( n o t

i n c l u d i n g t h e a c t i v i t y f r o m r a d o n a n d u r a n i u m )

. R a

- 2 2 4 i s o n e o f m a n y r a d i o n u c l i d e a l p h a

e m i t t e r s t h a t c o n t r i b u t e t o t h e g r o s s a l p h a m e a s u r e m e n t

. B e c a u s e R a

- 2 2 4 h a s s u c h a s h o r t h a l f

l i f e

, i t i s r e c o m m e n d e d t h a t s a m p l i n g a n d a n a l y s i s b e c o n d u c t e d w i t h i n 4 8 t o 7 2 h o u r s i n a r e a s

w h e r e R a

- 2 2 4 i s e x p e c t e d t o b e p r e s e n t

. S t u d i e s b y U S E P A a n d U S G S h a v e b e e n w o r k i n g t o

d e f i n e t h e s e r a d i u m

- r i c h a r e a s

.

W h a t i s p i c o c u r i e p e r l i t e r ?

A p i c o c u r i e p e r l i t e r i s a m e a s u r e o f t h e n u m b e r o f r a d i o a c t i v e d e c a y s p e r m i n u t e i n o n e l i t e r o f

w a t e r

. O n e p i c o c u r i e e q u a l s 2

. 2 r a d i o a c t i v e d i s i n t e g r a t i o n s p e r m i n u t e

.

W h a t i s a n M C L ?

A m a x i m u m c o n t a m i n a n t l e v e l ( M C L ) i s a l e g a l l y e n f o r c e a b l e U S E P A d r i n k i n g

- w a t e r s t a n d a r d

. I t

s e t s t h e m a x i m u m p e r m i s s i b l e l e v e l o f a c o n t a m i n a n t i n w a t e r t h a t i s d e l i v e r e d t o u s e r s o f a

p u b l i c w a t e r s y s t e m t h a t p r o v i d e s w a t e r f o r h u m a n c o n s u m p t i o n t h r o u g h a t l e a s t 1 5 s e r v i c e

c o n n e c t i o n s o r r e g u l a r l y s e r v e s a t l e a s t 2 5 i n d i v i d u a l s

. T h e U S E P A s e t s M C L s a s c l o s e a s i s

f e a s i b l e t o t h e m a x i m u m c o n t a m i n a n t l e v e l g o a l ( M C L G )

, w h i c h i s t h e m a x i m u m l e v e l o f a

c o n t a m i n a n t i n d r i n k i n g w a t e r t h a t h a s a n a d e q u a t e m a r g i n o f s a f e t y a n d h a s n o t b e e n s h o w n o r

p r o v e d t o c a u s e a d v e r s e h e a l t h e f f e c t s

. W h e n e s t a b l i s h i n g M C L s

, t h e U S E P A t a k e s i n t o a c c o u n t

t h e b e s t a v a i l a b l e a n a l y t i c a l a n d t r e a t m e n t t e c h n o l o g i e s a n d c o s t c o n s i d e r a t i o n s

. T h e M C L f o r

c o m b i n e d r a d i u m a p p l i e s t o t h e f i n i s h e d d r i n k i n g w a t e r p r o v i d e d b y p u b l i c w a t e r s y s t e m s ( a f t e r

t r e a t m e n t a n d b e f o r e d i s t r i b u t i o n )

. I n t h i s s t u d y

, r a d i u m c o n c e n t r a t i o n s i n u n t r e a t e d s o u r c e

w a t e r f o r p u b l i c

- s u p p l y w e l l s a n d p r i v a t e ( d o m e s t i c ) w e l l s w e r e c o m p a r e d t o t h e M C L s t o p r o v i d e

a n i n i t i a l p e r s p e c t i v e o n t h e p o t e n t i a l s i g n i f i c a n c e o f d e t e c t e d c o n t a m i n a n t s t o h u m a n h e a l t h

. C o n c e n t r a t i o n s m e a s u r e d i n s o u r c e w a t e r d o n o t n e c e s s a r i l y r e f l e c t t h e q u a l i t y o f f i n i s h e d w a t e r

f r o m p u b l i c w a t e r s y s t e m s

.

H o w d o t h e s t u d y r e s u l t s c o m p a r e t o t h e M C L ?

A l t h o u g h r a d i u m i s o t o p e s w e r e p r e s e n t i n r a w w a t e r f r o m s a m p l e d w e l l s t a p p i n g e v e r y p r i n c i p a l

a q u i f e r

, t h e c o m b i n e d r a d i u m c o n c e n t r a t i o n g e n e r a l l y w a s b e l o w t h e e s t a b l i s h e d M C L

. O v e r a l l

, f e w s a m p l e d w e l l s ( a b o u t 3

. 2 p e r c e n t

, o r 4 0 o f 1

, 2 6 6 w e l l s ) c o n t a i n e d i n d i v i d u a l c o n c e n t r a t i o n s

o r c o m b i n e d c o n c e n t r a t i o n s o f R a

- 2 2 6 a n d R a

- 2 2 8 g r e a t e r t h a n t h e M C L

. O f t h e 1 5 p r i n c i p a l

a q u i f e r s s t u d i e d

, 7 h a d c o m b i n e d r a d i u m c o n c e n t r a t i o n s i n a t l e a s t o n e w e l l t h a t w e r e g r e a t e r

t h a n t h e M C L

. T w o p r i n c i p a l a q u i f e r s

, t h e M i d

- C o n t i n e n t a n d O z a r k P l a t e a u C a m b r o

- O r d o v i c i a n

a n d t h e N o r t h e r n A t l a n t i c C o a s t a l P l a i n a q u i f e r s y s t e m s

, h a d d e t e c t i o n s o f c o m b i n e d r a d i u m a t

l e v e l s a b o v e t h e M C L m u c h m o r e f r e q u e n t l y t h a n t h e o t h e r a q u i f e r s

. B o t h t h e s e a q u i f e r s a r e

c o m p o s e d o f m a t e r i a l s l o w i n u r a n i u m a n d t h o r i u m

, t h e p a r e n t c o m p o u n d s f o r r a d i u m

, w h i c h

i n d i c a t e s t h a t o t h e r f a c t o r s

, s u c h a s g e o c h e m i s t r y

, a r e i m p o r t a n t r e l a t i v e t o t h e v a r i a b i l i t y o f

c o n c e n t r a t i o n s o f r a d i u m i n t h e w a t e r

.

W h a t i f I h a v e r a d i u m i n m y d r i n k i n g w a t e r ?

A n u m b e r o f t r e a t m e n t o p t i o n s a r e a v a i l a b l e t o p u b l i c w a t e r s u p p l i e r s a n d h o m e o w n e r s f o r

r e m o v i n g r a d i u m f r o m d r i n k i n g w a t e r

. O n e c o s t e f f e c t i v e m e t h o d f o r h o m e o w n e r s i s t h e u s e o f

w a t e r s o f t e n e r s

, w h i c h c a n r e m o v e r a d i u m f r o m w a t e r ( i n a d d i t i o n t o c a l c i u m a n d m a g n e s i u m )

. R e v e r s e o s m o s i s s y s t e m s a l s o c a n b e u s e d t o r e m o v e r a d i u m ; h o w e v e r

, t h i s t y p e o f t r e a t m e n t

s y s t e m c a n p r o d u c e o n l y s m a l l v o l u m e s o f t r e a t e d w a t e r a n d u s u a l l y j u s t s u p p l i e s a s i n g l e

s o u r c e

, l i k e t h e k i t c h e n s i n k

, n o t t h e w h o l e h o u s e

. P u b l i c w a t e r s u p p l i e s h a v e m a n y o t h e r

c h o i c e s f o r t r e a t i n g t h e w a t e r t o r e m o v e r a d i u m

, i n c l u d i n g i o n e x c h a n g e

, i r o n r e m o v a l

, a n d l i m es o f

t e n i n g

, a m o n g o t h e r s

. I n f o r m a t i o n o n c o m p l i a n c e o p t i o n s f o r p u b l i c s u p p l i e r s c a n b e f o u n d

a t : h t t p : / / w a t e r

. e p a

. g o v / l a w s r e g s / r u l e s r e g s / s d w a / r a d i o n u c l i d e s / c o m p l i a n c e h e l p

. c f m

. P u b l i c

w a t e r s u p p l i e r s a n d p r i v a t e h o m e o w n e r s c a n c o n t a c t t h e N a t i o n a l S a n i t a t i o n F o u n d a t i o n

( h t t p : / / w w w

. n s f

. o r g ) a n d t h e W a t e r Q u a l i t y A s s o c i a t i o n ( h t t p : / / w w w

. w q a

. o r g ) f o r a s s i s t a n c e i n

d e t e r m i n i n g t h e b e s t t r e a t m e n t o p t i o n s f o r r a d i u m

. I n a d d i t i o n

, t h e N a t i o n a l G r o u n d W a t e r

A s s o c i a t i o n ( h t t p : / / w w w

. n g w a

. o r g ) i s d e d i c a t e d t o e d u c a t i o n e f f o r t s a i m e d a t r e d u c i n g

c o n t a m i n a n t r i s k s t o w a t e r s u p p l i e s a n d p r o v i d e s a s u m m a r y o f t r e a t m e n t c o n s i d e r a t i o n s a n d a n

o v e r v i e w o f s t r a t e g i e s f o r w e l l o w n e r s

.

W h a t t h r e e w a t e r t y p e s a r e l i k e l y t o c o n t a i n r a d i u m ?

T h r e e g e o c h e m i c a l c o n d i t i o n s w e r e a s s o c i a t e d w i t h e l e v a t e d c o n c e n t r a t i o n s o f r a d i u m i n

g r o u n d w a t e r

. T h e s e i n c l u d e 1 ) l o w l e v e l s o f d i s s o l v e d o x y g e n ( d i s s o l v e d o x y g e n l e s s t h a n 1

m i l l i g r a m p e r l i t e r

, f i g 2 )

, 2 ) a c i d i c w a t e r ( p H l e s s t h a n 6

, f i g 3 )

, a n d 3 ) w a t e r w i t h h i g h

c o n c e n t r a t i o n s o f d i s s o l v e d s o l i d s ( e s p e c i a l l y c a l c i u m

, b a r i u m

, m a g n e s i u m

, s t r o n t i u m

,

p o t a s s i u m

, s u l f a t e

, o r b i c a r b o n a t e )

. T h e s e w a t e r c o n d i t i o n s c a n p r e v e n t r a d i u m f r o m s t i c k i n g t o

a q u i f e r s e d i m e n t s ( a d s o r b i n g ) a n d i n c r e a s e i t s s o l u b i l i t y i n g r o u n d w a t e r

. L o w

- o x y g e n c o n d i t i o n s

w e r e m o s t p r e v a l e n t n a t i o n a l l y a n d e x p l a i n e d t h e o c c u r r e n c e o f h i g h c o n c e n t r a t i o n s o f r a d i u m i n

m o r e p r i n c i p a l a q u i f e r s t h a n t h e o t h e r t w o w a t e r c o n d i t i o n s

.

W h i c h p r i n c i p a l a q u i f e r s a r e m o s t v u l n e r a b l e t o r a d i u m c o n t a m i n a t i o n ?

T h e g r e a t e s t f r e q u e n c y o f e l e v a t e d r a d i u m i n g r o u n d w a t e r i s f o u n d p r i m a r i l y i n t h e e a s t e r n a n d

c e n t r a l U n i t e d S t a t e s ( f i g

. 1 )

. A b o u t 9 8 p e r c e n t o f t h e s a m p l e d w e l l s t h a t h a d c o m b i n e d r a d i u m

c o n c e n t r a t i o n s g r e a t e r t h a n t h e M C L w e r e l o c a t e d e a s t o f t h e H i g h P l a i n s

. M o r e t h a n 2 0 p e r c e n t

o f w e l l s s a m p l e d i n t h e N o r t h e r n A t l a n t i c C o a s t a l P l a i n a n d M i d

- C o n t i n e n t a n d O z a r k P l a t e a u

C a m b r o

- O r d o v i c i a n a q u i f e r s y s t e m s h a d c o m b i n e d r a d i u m c o n c e n t r a t i o n s g r e a t e r t h a n o r e q u a l

t o t h e M C L

. A m o n g t h e r e m a i n i n g f i v e p r i n c i p a l a q u i f e r s w i t h e l e v a t e d r a d i u m c o n c e n t r a t i o n s

, t h e F l o r i d a n a q u i f e r s y s t e m h a d t h e g r e a t e s t f r e q u e n c y o f s a m p l e d w e l l s w i t h c o m b i n e d r a d i u m

c o n c e n t r a t i o n s g r e a t e r t h a n t h e M C L

, f o l l o w e d b y t h e g r a n i t i c a n d m e t a m o r p h i c c r y s t a l l i n e

- r o c k s

o f t h e N e w E n g l a n d p r o v i n c e

, t h e M e s o z o i c s e d i m e n t a r y b a s i n s i n o r a d j o i n i n g t h e A p p a l a c h i a n

P i e d m o n t

, t h e G u l f C o a s t C o a s t a l P l a i n a q u i f e r s y s t e m s

, a n d g l a c i a l d e p o s i t s

.

U

. S

. D e p a r t m e n t o f t h e I n t e r i o r | U

. S

. G e o l o g i c a l S u r v e y

U R L : h t t p : / / w a t e r

. u s g s

. g o v / n a w q a / t r a c e / r a d i u m / R a

_ F A Q

. h t m l

P a g e C o n t a c t I n f o r m a t i o n : g s

- w

_ n a w q a

_ w h q @ u s g s

. g o v

P a g e L a s t M o d i f i e d : T u e s d a y

, 0 4

- M a r

- 2 0 1 4 1 4 : 4 5 : 3 3 E S T