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

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(cè)量及該地區(qū)成人劑量評(píng)價(jià)

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(píng)價(jià)該地區(qū)成人因90Sr所致個(gè)人年有效劑量。方法 根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)采集水體、土壤、生物樣品，經(jīng)前處理后利用放化方法對(duì)其進(jìn)行90Sr測(cè)量分析，進(jìn)而評(píng)價(jià)駐地居民所受年有效劑量。結(jié)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的年劑量限值的1‰。結(jié)論 該地區(qū)90Sr引起的對(duì)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(jì)60年代起，國(guó)家衛(wèi)生部在全國(guó)范圍內(nèi)建立了環(huán)境放射性監(jiān)測(cè)網(wǎng)，積累了我國(guó)環(huán)境放射性水平的寶貴資料，為評(píng)價(jià)歷次核試驗(yàn)及國(guó)外重大核事故對(duì)我國(guó)各地區(qū)的影響發(fā)揮了重要作用［1］。隨著我國(guó)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(cè)。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(xué)意義最大的為89Sr和90Sr［2］。90Sr的半衰期較長(zhǎng)，對(duì)農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)的危害較大，可通過(guò)食物鏈進(jìn)入人體并沉積，因而90Sr污染備受人們關(guān)注。根據(jù)環(huán)境保護(hù)工作的要求，2003年以來(lái)，本單位開展了大量環(huán)境介質(zhì)中放射性核素的本底調(diào)查與評(píng)價(jià)研究［3－5］;2012年，開展了某地區(qū)核設(shè)施輻射環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查與評(píng)價(jià)工作，監(jiān)測(cè)了評(píng)價(jià)范圍內(nèi)水體、土壤及生物樣品中90Sr的放射性水平，利用國(guó)際輻射防護(hù)委員會(huì)(International Commission on Radiological Protection，ICRP)推薦的劑量轉(zhuǎn)換系數(shù)計(jì)算出待積有效劑量，并與劑量限值進(jìn)行比較［6］，評(píng)價(jià)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(shè)備

F6000－60型灰化爐(美國(guó)Thermo Fisher公司)、BH1216Ⅲ型二路低本底αβ測(cè)量?jī)x(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(diǎn)原則和區(qū)域

以核設(shè)施為中心的20 km區(qū)域(重點(diǎn)調(diào)查10 km區(qū)域)。在評(píng)價(jià)范圍內(nèi)采用同心圓不同方位布點(diǎn)，并結(jié)合周圍的地形、地貌特征及人口分布情況制定布點(diǎn)方案和測(cè)點(diǎn)。

1.3 樣品采集與測(cè)量

共采集了4份水樣、12份生物樣、7份土壤樣，檢測(cè)結(jié)果以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(±s)表示。(1)水樣:主要采集居民飲用水，包括水庫(kù)水、自來(lái)水，采樣方法參照《HJ/T 61－2001輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范》;測(cè)量方法采用GB 6766－86《水中鍶－90的放射化學(xué)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(diǎn)設(shè)在相對(duì)開闊、未耕種、牲畜活動(dòng)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(cè)技術(shù)規(guī)范》和《EJ 428－1989環(huán)境核輻射監(jiān)測(cè)中土壤樣品采集與制備的一般規(guī)定》;測(cè)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(dāng)?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(cè)技術(shù)規(guī)范》和《EJ 527－1990環(huán)境輻射監(jiān)測(cè)中生物采樣的基本規(guī)定》;測(cè)量方法采用《GB 11222.1－89生物樣品中鍶－90的放射化學(xué)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(píng)價(jià)

1.4.1 轉(zhuǎn)移系數(shù) 用以描述核素的環(huán)境運(yùn)移和進(jìn)行劑量計(jì)算的模式中基本的參數(shù)是轉(zhuǎn)移系數(shù)Pij。轉(zhuǎn)移系數(shù)用來(lái)表述在一系列環(huán)境隔室中累計(jì)濃度或劑量的關(guān)系，如由隔室 i向隔室 j的轉(zhuǎn)移關(guān)系。UNSCEAR評(píng)價(jià)劑量時(shí)常用的放射性核素在陸生環(huán)境中的遷移途徑和轉(zhuǎn)移系數(shù)如圖1所示。例如，P34是體內(nèi)某核素的時(shí)間積分活度濃度除以該核素在食物中的時(shí)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(guò)飲食(水)攝入貢獻(xiàn)的，因此計(jì)算時(shí)必須考慮到該地區(qū)居民對(duì)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(fèi)量和自給率見表1。

圖1 放射性核素陸生轉(zhuǎn)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(fèi)量和自給率

基于生物樣品(含水)核素監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，采用以下公式評(píng)價(jià)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(zhì)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(duì)于90Sr取28 nSv/Bq。

基于室外土壤核素監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，采用以下公式評(píng)價(jià)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(zhì)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(duì)于90Sr取53 nSv/Bq·m2;δ為土壤含水量(%)。

2 結(jié)果

2.1 水樣測(cè)量結(jié)果

該地區(qū)飲用水(水庫(kù)水、自來(lái)水、井水)樣品中90Sr的測(cè)量結(jié)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(duì)照點(diǎn)的1.5倍左右。

2.2 生物樣品測(cè)量

該地區(qū)成人食用生物樣品中90Sr的測(cè)量結(jié)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(duì)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的限值［4］。

表2 某地區(qū)水樣中90Sr的測(cè)量結(jié)果(m Bq/L，±s)

表2 某地區(qū)水樣中90Sr的測(cè)量結(jié)果(m Bq/L，±s)

樣品名稱 測(cè)量值 樣品名稱 測(cè)量值1號(hào)水庫(kù)水 2.7±0.1 1號(hào)井水4.2±0.2 1號(hào)自來(lái)水 4.5±0.2 對(duì)照點(diǎn)13.0±0.1 2號(hào)自來(lái)水5.1±0.3

表3 某地區(qū)生物樣品中90Sr的測(cè)量結(jié)果(mBq/kg·鮮，±s)

表3 某地區(qū)生物樣品中90Sr的測(cè)量結(jié)果(mBq/kg·鮮，±s)

樣品名稱 測(cè)量值 樣品名稱 測(cè)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(cè)量結(jié)果

該地區(qū)土壤樣品中90Sr的測(cè)量結(jié)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(duì)照點(diǎn)的4倍。

表4 某地區(qū)土壤樣品中90Sr的測(cè)量結(jié)果(mBq/kg·鮮，±s)

表4 某地區(qū)土壤樣品中90Sr的測(cè)量結(jié)果(mBq/kg·鮮，±s)

樣品來(lái)源 測(cè)量值 樣品來(lái)源 測(cè)量值點(diǎn)位1 1.31±0.05 點(diǎn)位51.02±0.05點(diǎn)位2 1.77±0.06 點(diǎn)位60.70±0.05點(diǎn)位3 2.43±0.06 點(diǎn)位71.72±0.05點(diǎn)位42.04±0.05

2.4 成人年有效劑量評(píng)價(jià)

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(píng)價(jià)的不確定度，因此在充分獲取生物樣品中90Sr濃度監(jiān)測(cè)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(píng)價(jià)值。根據(jù)圖1的劑量計(jì)算模式及表3的該地區(qū)成人年平均食物消費(fèi)量及飲水量，計(jì)算得該地成人90Sr年攝入量約為38.7 Bq，遠(yuǎn)低于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)攝入劑量限值3.80 ×104Bq;按照公式(1)計(jì)算90Sr所致該地區(qū)成人年有效劑量為1μSv，僅為國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)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(diào)查測(cè)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(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的限值［8］，水樣和土壤樣品中雖較對(duì)照點(diǎn)略高，但計(jì)算結(jié)果表明90Sr所致的該地區(qū)成人年有效劑量?jī)H占國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的年劑量限值的1‰，說(shuō)明該地區(qū)人為活動(dòng)中，由于90Sr引起的對(duì)公眾的照射微乎其微，本次調(diào)查為科學(xué)評(píng)價(jià)核設(shè)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(gè)人有效劑量提供了有效依據(jù)。

由于90Sr是通過(guò)β射線對(duì)人體產(chǎn)生照射，所以本次調(diào)查中90Sr成人年有效劑量的估算數(shù)據(jù)主要來(lái)源于飲用水和食物的測(cè)量結(jié)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(diào)查［J］.中國(guó)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(diào)查的準(zhǔn)備與實(shí)施［J］.海軍醫(yī)學(xué)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(diào)查中的應(yīng)用［J］.海軍醫(yī)學(xué)雜志，2006，27(2):110－112.

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

［6］ 潘自強(qiáng).電離輻射環(huán)境監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)［M］.北京:原子能出版社，2007:54.

［7］ UNSCEAR.電離輻射源與效應(yīng)［M］.太原:山西科學(xué)技術(shù)出版社，2002:27.

［8］ GB 14882－1994食物中放射性物質(zhì)限制濃度標(biāo)準(zhǔn)［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(xué)研究所防護(hù)醫(yī)學(xué)研究室