食品和飲用水的放射性核素指導水平分析

付熙明 袁 龍* 劉 英

食品和飲用水中可能包含天然或人工產生的放射性核素，這些放射性污染物一旦經食入進入人體，可蓄積在人體內部，對人體健康有可能造成影響[1-2]。為減少或避免公眾受到輻射照射危害，最大限度地保護公眾健康，“國際輻射防護和輻射源安全基本安全標準”[3]規定，主管部門應制定食品及飲用水中放射性核素引起照射的參考水平。我國國家標準“電離輻射防護與輻射源安全基本標準”[4]中也規定，應在核和輻射應急計劃中規定用于停止和替代特定食品與飲水供應的行動水平。聯合國糧農組織與世界衛生組織(World Health Organization，WHO)聯合食品法典委員會(簡稱食品法典委員會)和世界衛生組織分別發布了現存照射情況[5]下用食品和飲用水中放射性核素比活度和活度濃度表示的指導水平[6-7]，國際原子能機構(International Atomic Energy Agency，IAEA)發布了應急照射情況[5]下用放射性核素比活度表示的指導水平[8]。本研究基于相關國際組織發布的技術標準，分析各種不同照射情況下針對公眾制定食品和飲用水放射性核素指導水平的計算方法，給出計算結果，為我國今后修訂相關標準提供參考，為核或輻射應急情況下食品和飲用水監測及干預提供參考。

1 指導水平制定依據的劑量準則及計算方法

1.1 個人劑量準則

制定食品和飲用水放射性核素指導水平需要依據特定的個人劑量準則(針對公眾)。根據“國際輻射防護和輻射源安全基本安全標準”(簡稱“基本安全標準”)，現存照射情況下，控制食品和飲用水引起照射的個人劑量準則為每年1 mSv[3]。根據這一準則，食品法典委員會制定了核或輻射事件后(而非應急照射情況下)用于國際貿易的食品放射性核素指導水平[6]。WHO則根據國際放射防護委員會的建議[9]將制定現存照射情況下飲用水放射性核素指導水平的個人劑量準則確定為每年0.1 mSv[7](見表1)。

核或輻射應急照射情況下，IAEA規定采取防護行動的通用準則為事故后第一年預期劑量＞100 mSv[8，10]。同時規定，對食品和飲用水采取限制措施的劑量準則為通用準則的1/10，即一年≤10 mSv(見表1)，這樣是確保考慮所有照射途徑(包括外照射和吸入、食入等途徑)的情況下，人員接受的總劑量不超過采取防護行動的劑量通用準則[10]。

表1 食品和飲用水放射性控制的劑量準則

1.2 指導水平的計算方法

飲用水中放射性核素活度濃度指導水平的計算為公式1[7]：

式中GL為指導水平；IDC為個人劑量準則，根據前述劑量準則，在現存照射情況下可取為0.1 mSv/年，在應急照射情況下為10 mSv/年；eing為劑量系數，即食入單位攝入量放射性核素所產生的待積有效劑量，該值對不同放射性核素可從《國際輻射防護和輻射源安全基本安全標準》[3]中查到；q為正常人年飲水量，世界衛生組織推薦該值可取為730 L/年，即每日飲水2 L[7]。

食品中放射性核素比活度指導水平的計算為公式2[1]：

式中GL為指導水平；E為代表性個人年有效劑量，根據前文所述，在現存照射情況下為1 mSv/年，在應急照射情況下為10 mSv/年；M為食品年消費量，根據食品法典委員會發布的標準[6]成人年食品消費量按550 kg計，嬰兒年食品消費量按200 kg計；eing為劑量系數，即食入單位攝入量放射性核素所產生的待積有效劑量；F為污染分數，即被放射性污染的食品占食品消費總量的比例，對于計算用于國際貿易的食品放射性核素比活度指導水平時，該值即為進口食品占食品消費總量的比例，食品法典委員會推薦該值取為0.1。

2 現存照射情況下指導水平的計算及應用

現存照射情況是指在需要做出采取控制措施的決定時已經存在的照射情況[3]。現存照射情況包括應控制的天然本底輻射照射；從未受監管控制的過去實踐產生的放射性殘留物所致照射，或在宣布緊急情況結束后核或輻射應急產生的放射性殘留物所致照射[3]。

現存照射情況下，飲用水中可能存在的放射性核素包括天然放射性核素和人工放射性核素兩類：①天然放射性核素包括鉀-40(40K)以及釷系和鈾系核素，如鐳-226(226Ra)、鐳-228(228Ra)、鈾-234(234U)、鈾-238(238U)以及鉛-210(210Pb)等；②人工放射性核素包括來自核燃料循環設施排放的核素、通過正常或事故排放進入飲用水源的醫用或工業用非密封放射性核素，以及以往核試驗或核事故釋放到環境中的核素等，常見的人工放射性核素如碘-131(131I)、銫-137(137Cs)、鍶-90(90Sr)等。

在現存照射情況下，基于0.1 mSv的年個人劑量限值，首先應對水樣進行總α和總β放射性活度測量。如果總α放射性活度低于0.5 Bq/L且總β放射性活度低于1 Bq/L的篩查水平，則飲用該水樣所產生的年個人劑量通常不會＞0.1 mSv的限值，此時無需進行核素檢測[7]。注意測量總β放射性活度時應去除放射性核素40K的貢獻，因為40K在體內通常維持一個常態水平，與攝入多少無關[8]。如果總α和總β放射性活度超過上述篩查水平，則需要進行核素識別及單個核素比活度濃度的測量，此時測量的結果需要與事先制定的飲用水放射性核素活度濃度指導水平進行比較。

以131I為例計算飲用水放射性核素活度濃度指導水平。現存照射情況下，年個人劑量限值取為0.1 mSv，131I的劑量系數為2.2×10-5mSv/Bq[3]則指導水平的計算為公式3：

式中GL為指導水平。WHO推薦值是將GL計算值近似到最近的數量級，對131I，WHO推薦的指導水平為10 Bq/L[7]。其他水中重要放射性核素活度濃度指導水平計算結果及WHO推薦值見表2。

食品法典委員會制定的放射性核素控制標準[6]主要考慮那些在核事故或核恐怖事件中，可能大量釋放并且可進入食物鏈中的典型放射性核素，如131I、137Cs、90Sr、235U、钚239(239Pu)、鈷60(60Co)及锝99(99Tcm)等。以137Cs為例計算食品放射性核素比活度指導水平。在現存照射情況下(包括核或輻射事件結束后)，基于1 mSv的年個人劑量限值，污染分數取為0.1，對于嬰兒食品，核素137Cs對嬰兒組的劑量系數為2.1×10-5mSv/Bq[3]則指導水平的計算為公式4：

表2 現存照射情況下飲用水中主要放射性核素活度濃度指導水平

式中GL為指導水平。

對非嬰兒食品，核素137Cs對成人組劑量系數為1.3×10-5mSv/Bq[3]則指導水平計算為公式5：

食品法典委員會推薦值是將GL計算值保守近似到最近的數量級，對137Cs，食品法典委員會給出的嬰兒食品和非嬰兒食品的指導水平均為1000 Bq/kg[6]。其他食品中重要放射性核素比活度指導水平推薦值見表3[6]。

如果食品中含有兩種以上放射性核素，則應按表3中核素的分組，對每組放射性核素比活度之和適用相應的指導水平。例如，食品中同時含有134Cs和137Cs，則兩種放射性核素的比活度之和應≤1000 Bq/kg。當食品中放射性核素比活度超過上述指導水平，政府應考慮是否采取控制措施，如限制食用及禁止其用于國際貿易。

表3 現存照射情況下食品中放射性核素比活度指導水平

3 核或輻射應急照射情況下的操作干預水平

應急照射情況是指由于事故、惡意行為或任何其他意外事件的結果所引起的照射情況，這種照射情況需要立即采取行動，以避免或減輕不利后果[3]。在核或輻射應急照射情況下，對食品和飲用水的放射性評價首先應測量其總α和總β放射性活度，如果總α放射性活度＜5 Bq/kg且總β放射性活度(去除40K的貢獻)＜100 Bq/kg，則在應急期間可以安全食用這些食品和飲用水，其造成的年照射劑量不超過核或輻射應急照射情況下10 mSv的劑量準則[8]。如果食品和飲用水的總α或總β放射性活度超過上述水平，則應識別其含有的放射性核素并測定其比活度，并用核或輻射應急照射情況下食品和飲用水中放射性核素比活度指導水平(在應急照射情況下通常稱為操作干預水平)進行評價(見表4)[8，11-13]。該操作干預水平由IAEA在2011年提出，與以往的標準不同，其將食品和飲用水統一用放射性核素比活度進行評價，是在最保守的假設情況下，采用最嚴格年齡組(即嬰兒組)的劑量系數推導得出[8]。如果測得食品和飲用水中放射性核素比活度低于該操作干預水平，則食用其產生的年照射劑量不會＞10 mSv的劑量準則[8]。如果食品或飲用水的放射性核素比活度超過上述操作干預水平，則應停止食用非必需的污染食品或水、替換必需的食品或水，或者采取人員避遷等措施，見表4。

4 討論

現存照射情況下，食品或飲用水放射性核素指導水平不是強制限值[1]。食品或飲用水放射性核素比活度或活度濃度超過指導水平，并不意味著該食品或飲用水一定是不安全的，而是提示應進一步對其進行檢測和評估，以考慮是否需要采取必要的控制措施。飲用水的放射性核素指導水平是根據0.1 mSv/年的劑量準則所制定，這一準則非常保守(為IAEA《基本安全標準》規定值的1/10)，選擇這一準則是基于該準則可以快速識別那些放射性核素含量異常的水樣，其經驗表明，絕大部分飲用水源均符合由該準則推導出的放射性核素指導水平的要求[7]。超過指導水平的水樣對人體造成的照射劑量很可能仍低于《基本安全標準》規定的1 mSv/年的劑量準則，此時需要對這些水樣做進一步評估，采取可行的措施盡量減少其造成的照射劑量，但并非超過指導水平就直接禁止飲用。食品的放射性核素比活度指導水平在特定情況下可適當提高，如污染分數較小(可能受污染的食品占總消費量的比例遠＜10%時)、針對食用量較小的食品(如調味料等)或無替代食品等情況[1]。

表4 核或輻射應急照射情況下食品和飲用水主要放射性核素比活度操作干預水平

我國針對食品和飲用水放射性核素指導水平的控制而制定了相關標準。對于核與輻射應急照射情況，國家標準GBZ/T 271－2016“核或輻射應急準備與響應通用準則”規定了應急照射情況下食品和飲用水放射性水平評價的程序和放射性比活度操作干預水平，其值與現行國際標準一致[14]。對現存照射情況(非應急照射情況)，國家標準GB14882－94“食品中放射性物質限制濃度標準”中規定了食品中常見人工和天然放射性核素的限制濃度[15]。但該標準制定時間較早，很多限值與現行國際標準相差較大。例如，對放射性核素137Cs，我國標準規定其在糧食中限制濃度為260 Bq/kg，但食品法典委員會規定的指導水平為1000 Bq/kg，故我國標準與現行國際標準間存在較大差異[15]。國家標準GB 5749－2006“生活飲用水衛生標準”中規定了非應急情況下生活飲用水的放射性指標，即總α和總β放射性活度指導值分別為0.5 Bq/L和1 Bq/L，與現行國際標準相同[16]。但是，我國標準中只規定了飲用水總α和總β放射性活度指標，并未規定特定放射性核素的活度濃度指標，無法為進一步的放射性核素監測評價及采取控制措施提供依據。因此，建議相關部門參考現行國際標準，并考慮實際監測能力，盡快修訂或制定非應急照射情況下食品和飲用水放射性核素指導水平標準，以便為常規放射性監測提供更科學的依據；同時，跟蹤國際動態，不斷完善核與輻射應急照射情況下食品和飲用水放射性監測標準，為有效開展核與輻射衛生應急監測提供保障。

5 結語

為減少人體食入放射性核素造成的輻射照射，有效保護公眾健康，需要制定食品和飲用水放射性核素指導水平的標準。本研究通過分析不同照射情況下食品和飲用水放射性核素指導水平的計算方法，并給出計算結果及國際組織推薦值，以為我國今后修定及制定相關標準提供參考。

[1]IAEA TECDOC Series No.1788.Criteria for Radionuclide Activity Concentrations for Food and Drinking Water[R].Vienna：IAEA，2016.

[2]蘇旭，張良安.實用輻射防護與劑量學[M].北京：中國原子能出版社，2013.

[3]IAEA Safety Standards Series No.GSR part 3.Radiation Protection and Safety of Radiation Sources：International Basic Safety Standards[S].Vienna：IAEA，2014.

[4]國家質量監督檢驗檢疫總局.GB18871－2002電離輻射防護與輻射源安全基本標準[S].北京：中國標準出版社，2002.

[5]全國科學技術名詞審定委員會.放射醫學與防護名詞[M].北京：科學出版社，2014.

[6]JOINT FAO/WHO FOOD STANDARDS PROGRAMME，CODEX ALIMENTARIUS COMMISSION.Codex General Standard for Contaminants and Toxins in Foods， Schedule I—Radionuclides，CODEX STAN 193-1995[S].Rome：CAC，2006.

[7]WORLD HEALTH ORGANIZATION. Guidelines for Drinking-water Quality—4th Edition[S].Geneva：WHO，2011.

[8]IAEA Safety Standards Series No.GSG-2.Criteria for Use in Preparedness and Response for a Nuclear or Radiological Emergency[S].Vienna：IAEA，2011.

[9]INTERNATIONAL COMMISSION ON RADIOLOGICAL PROTECTION.Protection of the public in situations of prolonged radiation exposure. ICRP Publication 82[R].Annals of the ICRP，1999，29(1-2)：1-110.

[10]IAEA Safety Standards Series No.GSR Part 7.Preparedness and Response for a Nuclear or Radiological Emergency[S].Vienna：IAEA，2015.

[11]蘇旭.核和輻射突發事件處置[M].北京：人民衛生出版社，2013.

[12]袁龍，雷翠萍，付熙明，等.核應急情況下食品和飲用水中放射性核素濃度控制水平分析[J].中國輻射衛生，2014，23(3)：244-247.

[13]付熙明，袁龍，劉英.核事故應急響應中操作干預水平的分析[J].中國醫學裝備，2015，12(4)：28-31.

[14]中華人民共和國國家衛生和計劃生育委員會.GBZ/T 271－2016核或輻射應急準備與響應通用準則[S].北京：中國標準出版社，2016.

[15]中華人民共和國衛生部.GB14882－94食品中放射性物質限制濃度標準[S].北京：中國標準出版社，1994.

[16]中華人民共和國衛生部.GB5749－2006生活飲用水衛生標準[S].北京：中國標準出版社，2006.