2020—2021年福建運行核電廠周圍生物中90Sr放射性水平調查與評價*

林明貴

(福建省輻射環境監督站，福建 福州 350003)

0 引言

90Sr是重要的核裂變產物之一，屬于高毒組，主要沉積在生物和人體骨骼中，對生物和人體具有明顯的危害[1]。因此，環境中90Sr放射性水平一直受到人們的關注[2-7]。

福建省是我國的核電大省，目前省內運行寧德核電和福清核電兩座核電廠。其中，寧德核電廠有4臺機組商業運行，福清核電廠有6臺核電機組商業運行。寧德核電廠首臺機組于2013年4月15日開始投入商業運行,2—4號機組相繼于2014—2016年間投入商業運行[8]。福清核電廠1—4號機組分別于2014—2017年相繼投入商業運行。5、6號機組是采用我國自主研發設計具有完全知識產權的三代壓水堆核電技術的“華龍一號”示范工程，分別于2021年和2022年投入商業運行。

核電廠運行期間，針對其周邊區域環境開展放射性核素水平的長期調查對準確評估環境放射性水平、公眾食品安全等具有重要的意義。本文針對福建省已運行的寧德核電廠和福清核電廠，開展了其周邊區域生物樣品中90Sr的放射性水平調查，為評估核電運行一定時間后環境放射性水平的變化提供判斷依據，并估算核電廠周邊環境居民每年攝入的90Sr活度及食入所致年有效劑量。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

本文分別在福建寧德核電廠和福清核電廠周邊區域采集重要的農產品、水產品、奶制品及未經耕作的產物等生物樣品；同時，選擇福州作為對照點。寧德硤門紫菜、福清三山鎮紫菜(濕)、福清三山鎮紫菜(干)各采集1個樣品，福州基圍蝦采集3個樣品，其余每個點位每種生物樣品各采集2個。

1.2 樣品預處理和分析方法

90Sr的分析方法主要參考《水和生物樣品灰中鍶-90的放射化學分析方法》[9]，具體步驟如下。

①準確稱取15g生物灰樣品，置于100mL瓷坩堝中，加入鍶載體和釔載體。加入硝酸和過氧化氫，置于加熱板上蒸干，移入馬弗爐中灼燒至無炭黑。用鹽酸加熱浸取后，過濾，收集浸取液。加入草酸，調節pH，過濾收集沉淀，轉入馬弗爐灼燒1h。加入硝酸使沉淀完全溶解，過濾收集濾液。

②處理完成后，濾液通過HDEHP色層柱，稀硝酸淋洗色層柱，濃硝酸洗脫釔。解析液中加入草酸溶液，調節pH至1.5～2.0，水浴加熱30min。冷卻、過濾、稱重，按草酸釔的分子式計算釔的化學回收率。

③將沉淀連同濾紙固定在測量盤上，在低本底β測量儀上測量。

2 結果與討論

2.1 寧德核電廠周邊生物樣品90Sr比活度

寧德核電廠周邊區域生物中90Sr比活度見表1。其中，農產品90Sr的比活度范圍為0.034～0.21Bq/kg，牡蠣和彈涂魚90Sr的比活度范圍為<0.010～0.069Bq/kg，干紫菜90Sr的比活度范圍為0.17～0.27Bq/kg。

表1 寧德核電廠周邊生物樣品中90Sr比活度

2.2 福清核電廠周邊生物樣品90Sr比活度

福清核電廠周邊區域生物中90Sr放射性水平監測結果見表2。其中，農產品90Sr的比活度范圍為0.021～0.11Bq/kg，水產品中鱸魚90Sr的比活度范圍為0.009～0.014Bq/kg，其他水產品90Sr都低于檢測下限；牛奶90Sr的比活度范圍為7.0～11mBq/L;松針90Sr的比活度范圍為0.90～1.2Bq/kg。

表2 福清核電廠周邊生物樣品中90Sr比活度

2.3 對照點生物樣品90Sr比活度

本文選擇福州作為對照點，福州對照點生物中90Sr比活度見表3。其中，農產品90Sr的比活度范圍為0.023～0.21Bq/kg，水產品中只有牡蠣的個別樣品的90Sr比活度為0.021Bq/kg，其他水產品90Sr都低于檢測下限；松針的90Sr比活度范圍為0.51～0.59Bq/kg。2020—2021年寧德核電廠和福清核電廠周邊區域生物中90Sr的比活度范圍與福州對照點的比活度范圍基本處于同一水平，表明核電廠的運行對核電廠周邊區域生物中90Sr活度水平基本沒有影響。

表3 對照點(福州)生物樣品中90Sr比活度

為討論核電運行是否對周邊生物90Sr水平產生影響，本文調查了歷年在寧德核電廠、福清核電廠周邊相關區域生物體中90Sr的監測數據，見表4。其中，2009—2011年為兩個核電廠運行前的本底數據；2015—2016年為兩個核電廠商業運行后的放射性水平。與歷年比較結果顯示，①寧德核電廠周邊區域2020—2021年葉菜中90Sr的比活度分別略高于2009—2011年、2015—2016年。②福清核電廠周邊區域2020—2021年葉菜和松針中90Sr的比活度略高于2015—2016年；③寧德核電、福清核電廠周邊2020—2021年其他生物體中90Sr比活度水平沒有明顯變化。

表4 福清核電和寧德核電廠周邊歷史調查生物樣品中90Sr比活度范圍

2.4 公眾內照射劑量估算

核電廠周邊居民每年攝入的90Sr活度(Ai)根據如下公式計算：

Ai=Ia·Ac

(1)

式(1)中，Ia為某種食品的城鎮居民人均消費量，數據來源于福建省2020年城鎮居民人均食品消費量[15]；Ac為某食品中90Sr的比活度。

公眾食入90Sr所致年有效劑量(Ei)根據如下公式進行計算：

Ei=Ai·Pi

(2)

式(2)中，Pi為食入90Sr劑量轉換系數，此處取28nSv/Bq[16]。

公眾食入90Sr的年攝入量及所致年有效劑量計算結果見表5，核電周邊城鎮居民食入蔬菜及菜制品、水產品和奶制品等90Sr活度遠低于成人90Sr年攝入量限值，食用三類食品90Sr活度總和占成人90Sr年攝入量限值小于0.072%。蔬菜及蔬菜制品的居民年消費量較高，因此，實用蔬菜及蔬菜制品攝入90Sr活度也較高。進一步估算了寧德、福清核電廠周圍公眾通過食入蔬菜及菜制品、水產品、奶制品等所致年有效劑量為0.19～0.56μSv/a，該結果遠低于《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》(GB 18871—2002)中規定的1μSv/a公眾年劑量限值[1]。由于調查的生物樣品種類有限，本研究計算的核電廠周邊居民食入食物所致年有效劑量僅作為參考。

表5 公眾食入90Sr的年攝入量及所致年有效劑量

3 結論與建議

3.1 結論

本文對2020—2021年寧德核電廠和福清核電廠周邊生物樣品90Sr比活度開展調查，并將結果與歷年在寧德核電廠、福清核電廠周邊相關區域生物體中90Sr比活度進行對比，得到以下結論：①2020—2021年寧德核電廠和福清核電廠周邊生物中90Sr比活度范圍未見明顯異常。②根據評估結果，核電廠周圍城鎮居民食入90Sr所致公眾年有效劑量遠低于國家規定的劑量限值。

3.2 建議

在生物中90Sr比活度的后續調查中，建議針對生物中不同部分(肌肉、骨骼等)開展調查，這將有助于深入了解90Sr在環境介質中的富集行為。也有助于更加準確計算和評估公眾食入食物所致有效劑量。同時，由于90Sr的半衰期較長，可以在環境中存在較長的時間，開展環境中90Sr比活度長期調查對于準確評估環境放射性水平、公眾食品安全等具有重要的意義，也有助于分析長時間序列的變化趨勢。因此，建議開展核電廠周邊環境中生物體90Sr比活度長期調查，特別是選定2～3種作為指示生物開展長時間序列的調查。