南通水稻放射性含量及致居民內照射劑量估算

吳玉麗　張蕊雪

【摘 要】為了解南通地區所種植的水稻中放射性含量及所致居民待積有效劑量當量等方面的情況，對水稻、莖稈、土壤樣本進行了放射性核素含量檢測，并進行居民待積有效劑量當量的估算。

【關鍵詞】南通；土壤；水稻；放射性

天然放射性核素238U、226Ra、232Th、40K廣泛存在于巖石、土壤、動植物、水等介質，是環境輻射水平的主要貢獻者，形成輻射本底[1]，天然本底輻射是人類所受輻射年有效劑量的最大穩定貢獻者，約占80%。南通市位于江蘇東南部，地處長江三角洲，擁有海岸線210公里，長江岸線226公里。全市耕地總面積700萬畝，水稻是該地區種植的主要糧食作物，也是當地居民膳食中主要碳水化合物來源。谷物類的攝入成為居民通過食品攝入天然放射性核素的主要途徑之一。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

選取連續種植3年以上水稻田6塊，分別位于所轄如皋市（1塊）、通州區（1塊）、如東縣（4塊）。從田塊中央，以及中心點到四個角的中間點共5個點處取樣，每點取樣1kg。同一田塊樣品合并，樣品按籽粒、莖稈分別包裝編號。

1.2 樣品制備

（1）植物樣品

樣品處理按國家標準《食品中放射性物質檢驗》規范進行。將樣品晾干后稱鮮重，電爐碳化，在450℃馬弗爐中灰化至白色或灰白色疏松顆粒或粉末狀為止。放置干燥器中冷卻至室溫稱灰重，計算灰鮮比。灰樣研磨后通過80目篩、110℃烘干后置于干燥器中待檢。

（2）土壤樣品

經烘箱105℃干燥后清除其中雜物，用振動磨樣機磨碎，過80目篩后待測。

1.3 檢測項目

天然放射性核素238U、226Ra、232Th、40K以及人工放射性核素137 Cs等 。1.4 檢測儀器

采用美國ORTEC公司生產的ADCAM TM 918型 γ譜儀，相對探測效率為 30%。儀器經過計量認證。

1.5 檢測方法

按GB11713-89《用半導體γ譜儀分析低濃度γ活度放射性樣品的標準方法》。

1.6 測量時間

測量計數時間經預測每個樣品為25000 s。

1.7 數據統計

采用SAS 8.0進行相關性分析。

2 結果

2.1 放射性核素含量

南通水稻田土壤中的放射性核素含量見表2。土壤中各核素含量從高到低為：40K>232Th>238U>226Ra>137Cs，平均含量依次為：571.6 Bq/kg、47.3 Bq/kg、45.8 Bq/kg、30.3 Bq/kg和2.9 Bq/kg。

水稻籽粒和莖稈中均未檢測出238U、226Ra、232Th和137Cs。水稻籽粒、莖稈及稻田土壤中40K含量見表3，40K含量從高到低為：土壤 > 莖稈 > 籽粒，平均含量依次為：571.6 Bq/kg、103.53 Bq/kg和41.37 Bq/kg。

對水稻籽粒、莖稈及稻田土壤中40K含量進行相關性分析，不同樣本間40K含量的相關系數從高到低依次為：0.8651（土壤-莖稈）、0.4708（莖稈-籽粒）和0.3120（籽粒-土壤）。

2.2 年攝入量及所致有效待積劑量當量

參考《中國居民膳食指南》，按成年人平均每日攝入大米300g計算，年攝入40K的量為4530 Bq。所根據公式（1）[7]，估算由攝入大米中40K所致待積有效劑量為28.09 μSv。

h50T—為攝入單位放射性核素對組織或器官T所致待積劑量當量， Sv/Bq；40K取6.2E-9 SV/Bq[8]

WT—為某組織或器官的權重因子，全身權重因子取1。

3 討論

公眾一直生活在輻射環境當中，天然的輻射源包括宇宙射線、γ貫穿輻射、放射性氡氣體和食入天然放射性物質的輻射，食入是內照射的主要構成成分。根據聯合國原子輻射效應科學委員會估計，全世界人均天然輻射的劑量約為2.4 mSv/年，我國的人均劑量約為2.3 mSc/年。隨著工農業生產的快速發展，天然放射性核素會逐漸的向地表轉移，被植物進行吸收和富集，經大自然食物鏈的轉移最終導致居民膳食中天然放射性核素攝入量增加，居民因此所受的內照射劑量也不斷增加。

江蘇省1992年土壤中天然放射性核素含量調查研究表明，南通地區土壤中40K含量為556 Bq/kg、江蘇省土壤中40K含量平均值為568 Bq/kg 。2007年江蘇省輻射環境質量監測與評價中顯示，南通地區土壤中放射性核素40K含量為629 Bq/kg，略低于全省平均值685.6 Bq/kg。中國大陸28個省市土壤中天然放射性核素40K含量按面積的加權平均值為580.0 Bq/kg，變化范圍為11.5～2185.2 Bq/kg；江蘇土壤中40K含量范圍在302.6～876.2 Bq/kg，按面積加權平均值為568.0 Bq/kg。對照不同時期文獻報道的數值，本次土壤中的放射性核素含量與之相比均較接近，處于正常天然放射性本底范圍內。

歐陽均（2014）研究發現，相比于238U、226Ra和232Th，40K從土壤轉移運輸至作物的能力最強，其也是構成植物體不可或缺的關鍵元素。我國居民食入主要放射性核素（226Ra， 210Pb， 210Po， 228Ra， 40K， 87Rb， 天然釷，天然鈾和227Ac）所致內照射劑量約為0.449 mSv，其中谷物類攝入所致待積有效劑量約占19.4%，這與我國以谷物為主的膳食結構是分不開的。與籽粒相比，莖稈與所在的土壤中40K含量的相關度更高，表明水稻田土壤中40K含量與40K進入水稻植株內的多少有著密切的關系，而最終作為可食部分的籽粒中40K含量和種植的地塊的相關性大大減小。提示我們：影響籽粒中40K含量的因素不止是土壤中40K的含量，還有其他因素影響了40K在水稻體內各組織間的分布，這些因素可能是水稻品種、環境氣候及水、肥的田間管理等。

通過對種植的糧食作物進行放射性水平檢測，可以了解環境放射性水平，更好的防治可能產生的污染，并及時保護生活環境和人民群眾身體健康，有必要長期開展。

【參考文獻】

[1]Unscear.United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation， Exposure from Natural Sources of Radiation [M]. United Nations： New York， 1993.

[2]潘自強.我國天然輻射水平和控制中的一些問題的討論[J].輻射防護，2002，21（5）：257-268.

[責任編輯：田吉捷]