某地區(qū)環(huán)境樣品中90Sr的放射性水平測量及該地區(qū)成人劑量評價

馬 麗，王震濤，任 鑫，楊翊方，張 凱

·論著·

某地區(qū)環(huán)境樣品中90Sr的放射性水平測量及該地區(qū)成人劑量評價

馬 麗，王震濤，任 鑫，楊翊方，張 凱

目的 探討某地區(qū)環(huán)境樣品中90Sr的放射性水平，評價該地區(qū)成人因90Sr所致個人年有效劑量。方法 根據(jù)國家標準采集水體、土壤、生物樣品，經(jīng)前處理后利用放化方法對其進行90Sr測量分析，進而評價駐地居民所受年有效劑量。結果 該地區(qū)水樣、土壤樣、生物樣中90Sr比活度均較低，所致該地區(qū)成人的年有效劑量為1μSv，僅為國家標準規(guī)定的年劑量限值的1‰。結論 該地區(qū)90Sr引起的對公眾的照射微乎其微。

環(huán)境;90Sr;人工放射性核素;劑量;公眾

自20紀60年代起，國家衛(wèi)生部在全國范圍內建立了環(huán)境放射性監(jiān)測網(wǎng)，積累了我國環(huán)境放射性水平的寶貴資料，為評價歷次核試驗及國外重大核事故對我國各地區(qū)的影響發(fā)揮了重要作用［1］。隨著我國核電事業(yè)的發(fā)展，周邊區(qū)域的輻射環(huán)境現(xiàn)狀也納入了常規(guī)監(jiān)測。放射性鍶(Sr)是環(huán)境中的人工放射性核素，共有17種同位素(從81Sr到97Sr)，都是β輻射源，其中毒理學意義最大的為89Sr和90Sr［2］。90Sr的半衰期較長，對農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)的危害較大，可通過食物鏈進入人體并沉積，因而90Sr污染備受人們關注。根據(jù)環(huán)境保護工作的要求，2003年以來，本單位開展了大量環(huán)境介質中放射性核素的本底調查與評價研究［3－5］;2012年，開展了某地區(qū)核設施輻射環(huán)境現(xiàn)狀調查與評價工作，監(jiān)測了評價范圍內水體、土壤及生物樣品中90Sr的放射性水平，利用國際輻射防護委員會(International Commission on Radiological Protection，ICRP)推薦的劑量轉換系數(shù)計算出待積有效劑量，并與劑量限值進行比較［6］，評價該地區(qū)因90Sr所致成人年有效劑量。

1 儀器與方法

1.1 儀器設備

F6000－60型灰化爐(美國Thermo Fisher公司)、BH1216Ⅲ型二路低本底αβ測量儀(北京核儀器廠)、XDB030301型土壤原狀采樣器(卡迪諾科技貿(mào)易有限公司)。

1.2 布點原則和區(qū)域

以核設施為中心的20 km區(qū)域(重點調查10 km區(qū)域)。在評價范圍內采用同心圓不同方位布點，并結合周圍的地形、地貌特征及人口分布情況制定布點方案和測點。

1.3 樣品采集與測量

共采集了4份水樣、12份生物樣、7份土壤樣，檢測結果以均數(shù)±標準差(±s)表示。(1)水樣:主要采集居民飲用水，包括水庫水、自來水，采樣方法參照《HJ/T 61－2001輻射環(huán)境監(jiān)測技術規(guī)范》;測量方法采用GB 6766－86《水中鍶－90的放射化學分析方法:二－(2－乙基己基)磷酸酯萃取色層法》。(2)土壤:土壤采樣點設在相對開闊、未耕種、牲畜活動較少的地帶，采取表層10 cm以下土壤，采樣方法參照《HJ/T 61－2001輻射環(huán)境監(jiān)測技術規(guī)范》和《EJ 428－1989環(huán)境核輻射監(jiān)測中土壤樣品采集與制備的一般規(guī)定》;測量方法采用EJ/T 1035－1996《土壤中鍶－90分析方法》。(3)生物樣:采集當?shù)赜写硇缘男←湣⒓t薯、豬肉、菠菜、扇貝、面條魚、海帶等樣品，采樣方法參照《HJ/T 61－2001輻射環(huán)境監(jiān)測技術規(guī)范》和《EJ 527－1990環(huán)境輻射監(jiān)測中生物采樣的基本規(guī)定》;測量方法采用《GB 11222.1－89生物樣品中鍶－90的放射化學分析方法:二－(2－乙基己基)磷酸酯萃取色層法》。

1.490Sr所致成人年有效劑量評價

1.4.1 轉移系數(shù) 用以描述核素的環(huán)境運移和進行劑量計算的模式中基本的參數(shù)是轉移系數(shù)Pij。轉移系數(shù)用來表述在一系列環(huán)境隔室中累計濃度或劑量的關系，如由隔室 i向隔室 j的轉移關系。UNSCEAR評價劑量時常用的放射性核素在陸生環(huán)境中的遷移途徑和轉移系數(shù)如圖1所示。例如，P34是體內某核素的時間積分活度濃度除以該核素在食物中的時間積分濃度［7］。

1.4.2 食入途徑照射劑量 由90Sr所致居民的有效劑量主要是通過飲食(水)攝入貢獻的，因此計算時必須考慮到該地區(qū)居民對飲水及各類食物的年攝入量:成人年飲水量取平均值730 L/年，年平均食物消費量和自給率見表1。

圖1 放射性核素陸生轉移途徑及其在人體中的劑量

表1 某地區(qū)成人年平均食物消費量和自給率

基于生物樣品(含水)核素監(jiān)測數(shù)據(jù)，采用以下公式評價食入途徑照射劑量:

其中，Da為成人食入途徑年受照劑量(Sv);Dai為成人食入食物i產(chǎn)生的年受照劑量(Sv);Cai，j為食物i中核素j的質量活度(Bq/kg);υai為食物i的年食入量(kg);paj45為食入單位活度核素j所造成的劑量(Sv/Bq)，對于90Sr取28 nSv/Bq。

基于室外土壤核素監(jiān)測數(shù)據(jù)，采用以下公式評價食入陸上食物途徑的照射劑量:

其中，Da為成人食入途徑受年照劑量(nSv); Dai為成人食入核素i產(chǎn)生的年受照劑量(nSv);Ai為土壤中核素i的質量活度(Bq/kg);pi2345為攝入單位活度核素i造成的劑量(nSv/Bq ·m2)，對于90Sr取53 nSv/Bq·m2;δ為土壤含水量(%)。

2 結果

2.1 水樣測量結果

該地區(qū)飲用水(水庫水、自來水、井水)樣品中90Sr的測量結果見表2。可見，該地區(qū)水樣中90Sr的活度范圍為2.7～5.1 mBq/L，平均為(4.1±0.2) mBq/L，最大值為對照點的1.5倍左右。

2.2 生物樣品測量

該地區(qū)成人食用生物樣品中90Sr的測量結果見表3。可見，該地區(qū)的扇貝、豬肉、茶葉、小麥、雞肉中90Sr的活度相對較高，牛奶、海帶、菠菜、紅薯中90Sr的活度其次，面條魚、鯽魚、蘋果中90Sr的活度最低。但上述生物樣中90Sr的含量均低于國家標準的限值［4］。

表2 某地區(qū)水樣中90Sr的測量結果(m Bq/L，±s)

表2 某地區(qū)水樣中90Sr的測量結果(m Bq/L，±s)

樣品名稱 測量值 樣品名稱 測量值1號水庫水 2.7±0.1 1號井水4.2±0.2 1號自來水 4.5±0.2 對照點13.0±0.1 2號自來水5.1±0.3

表3 某地區(qū)生物樣品中90Sr的測量結果(mBq/kg·鮮，±s)

表3 某地區(qū)生物樣品中90Sr的測量結果(mBq/kg·鮮，±s)

樣品名稱 測量值 樣品名稱 測量值小麥 108.3±2.8 豬肉155.3±5.8蘋果 13.8±3.0 雞肉107.8±2.6紅薯 68.1±2.4 海帶92.5±6.6菠菜 81.5±4.7 牛奶94.0±4.6扇貝 129.0±3.0 茶葉128.1±6.1面條魚 21.2±5.0 鯽魚35.0±5.2

2.3 生物樣品測量結果

該地區(qū)土壤樣品中90Sr的測量結果見表4。可見，該地區(qū)土壤樣中90Sr的活度范圍為0.70～2.43 mBq/kg·鮮，平均為(1.57±0.05)mBq/kg·鮮，最大值約為對照點的4倍。

表4 某地區(qū)土壤樣品中90Sr的測量結果(mBq/kg·鮮，±s)

表4 某地區(qū)土壤樣品中90Sr的測量結果(mBq/kg·鮮，±s)

樣品來源 測量值 樣品來源 測量值點位1 1.31±0.05 點位51.02±0.05點位2 1.77±0.06 點位60.70±0.05點位3 2.43±0.06 點位71.72±0.05點位42.04±0.05

2.4 成人年有效劑量評價

考慮到減少放射性核素90Sr在環(huán)境和人體中的遷移環(huán)節(jié)可有效降低劑量評價的不確定度，因此在充分獲取生物樣品中90Sr濃度監(jiān)測數(shù)據(jù)的情況下，采用基于攝入食物量的食入照射劑量評價值。根據(jù)圖1的劑量計算模式及表3的該地區(qū)成人年平均食物消費量及飲水量，計算得該地成人90Sr年攝入量約為38.7 Bq，遠低于國家標準攝入劑量限值3.80 ×104Bq;按照公式(1)計算90Sr所致該地區(qū)成人年有效劑量為1μSv，僅為國家標準規(guī)定的年劑量限值的1‰。

3 討論

本次環(huán)境放射性水平調查測量了某地區(qū)水體、土壤及生物樣品中90Sr的放射性含量，其中生物樣品中90Sr的含量均低于國家標準的限值［8］，水樣和土壤樣品中雖較對照點略高，但計算結果表明90Sr所致的該地區(qū)成人年有效劑量僅占國家標準規(guī)定的年劑量限值的1‰，說明該地區(qū)人為活動中，由于90Sr引起的對公眾的照射微乎其微，本次調查為科學評價核設施周邊環(huán)境90Sr的放射性水平及該地區(qū)公眾所受的90Sr照射個人有效劑量提供了有效依據(jù)。

由于90Sr是通過β射線對人體產(chǎn)生照射，所以本次調查中90Sr成人年有效劑量的估算數(shù)據(jù)主要來源于飲用水和食物的測量結果，土壤所致的外照射未予考慮。

［1］ 謝詠梅，莊振明，宋永忠.南京市郊區(qū)縣環(huán)境電磁輻射水平調查［J］.中國輻射衛(wèi)生，2009，18(4):461－462.

［2］ 朱茂祥.放射性核素的健康影響及促排措施［J］.癌變畸變突變，2011，23(6):468－472.

［3］ 魯永杰，范正平，楊翊方，等.環(huán)境γ輻射本底調查的準備與實施［J］.海軍醫(yī)學雜志，2006，27(1):5－8.

［4］ 王海軍，楊翊方，魯永杰.熱釋光在環(huán)境γ輻射水平調查中的應用［J］.海軍醫(yī)學雜志，2006，27(2):110－112.

［5］ 秦思昌，范正平，雷呈祥，等.環(huán)境介質放射性本底調查方法探討［J］.海軍醫(yī)學雜志，2006，27(1):8－10.

［6］ 潘自強.電離輻射環(huán)境監(jiān)測與評價［M］.北京:原子能出版社，2007:54.

［7］ UNSCEAR.電離輻射源與效應［M］.太原:山西科學技術出版社，2002:27.

［8］ GB 14882－1994食物中放射性物質限制濃度標準［S］.

Measurement of90Sr radioactivity in a certain environmental samp le and evaluation of dosage in local residents in the area

Ma Li，Wang Zhentao，Ren Xin，Yang Yifang，Zhang Kai

(Naval Medical Research Institute，Shanghai200433，China)

Objective To investigate the90Sr radioactivity in a certain environmental sample，and also to evaluate annual individual effective dose in local residents.Methods Water，surface soil and biologic sampleswere collected in accordancewith related national standards，then，after pretreatment，radiochemistry was used to detectand analyze90Sr radioactivity in the samples，and annual effective dose in local residents was evaluated based on the detected data.Results The90Sr specific activity in water，surface soil and biologic samples in the region was relatively low，annual effective dose rate of90Sr in local residentswas 1μSv yearly，just1‰of the annual limit specified by national standards.Conclusion The annual effective dose rate of90Sr in the local people could be termed as negligible.

Environmental;90Sr;Artificial radionuclide;Dosage;Public

R144.1

A

10.3969/j.issn.1009－0754.2015.01.014

2014－07－28)

(本文編輯:施 莼)

200433 上海，海軍醫(yī)學研究所防護醫(yī)學研究室