2016年-2021年四川省地表水體中137Cs放射性水平及公眾健康風險評估研究

唐輝　馬橋　高榮建　汪競豪　歐陽均

關鍵詞：地表水體；137CS；放射性水平；健康風險

中圖分類號：X820.4 文獻標志碼：B

前言

¹³⁷Cs主要來源于核武器試驗、核反應堆的放射性廢物，為γ放射性核素，半衰期（T¹³⁷1／2=30.17a）較長，如果人體攝入一定量的¹³⁷Cs，會聚集在人體的肌肉組織中，對身體產(chǎn)生較長時間的影響，增加人體患癌的可能性。文章對2016年-2021年期間四川省轄區(qū)內(nèi)重要地表水系的₁₃₇Cs放射性水平進行了調(diào)查，分析各地表水系¹³⁷Cs放射性分布的特征和暴露水平，并利用健康風險模型評價地表水系中¹³⁷Cs放射性物質(zhì)導致的公眾健康風險，為評價輻射環(huán)境、保障用水安全提供技術支撐。

1材料與方法

1.1采樣點、樣品采集

文章的調(diào)查對象為四川省轄區(qū)內(nèi)重要水系地表水體的¹³⁷Cs放射性水平，共在四川省范圍內(nèi)設置地表水體監(jiān)測斷面23個，如圖1所示；2016年-2021年期間在枯水期（1月-4月）和平水期（6月-10月）各采集樣品一次，采樣任務由監(jiān)測斷面所屬地級市（州）生態(tài)環(huán)境系統(tǒng)監(jiān)測站負責，按照GB/T5750-2006《生活飲用水標準檢驗方法》的相關規(guī)定執(zhí)行樣品采集、存貯、運輸?shù)炔僮鳌?/p>

1.2檢測分析方法與評價標準

水中¹³⁷Cs放射性水平的檢測方法參照《水和生物樣品樣品灰中銫-137放射化學分析方法》（HJ816-2016）。

因為《地表水環(huán)境質(zhì)量標準》（GB 3838-2002）和《生活飲用水衛(wèi)生標準》（GB 5749-2022）兩個標準中沒有關于¹³⁷Cs限值的明確規(guī)定，WHO發(fā)表的《Guidelines for Drinking-water Quality》（FOURTHEDITION）的表A6.1中給出了飲用水中¹³⁷Cs的放射性核素指導水平為10 Bq/L，因飲用水的標準要求比地表水質(zhì)量標準更加嚴格，按照標準參照慣例，一般可使用更嚴格的標準來進行參照和評價，故文章參照10 Bq/L的標準對地表水中的137 Cs含量進行評價。

1.3質(zhì)量控制

負責采樣任務的地級市（州）監(jiān)測站人員和省輻射站負責檢測的人員均經(jīng)過培訓并考核合格后持證上崗，檢測所使用的設備均檢定合格且在有效期內(nèi)；整個檢測過程均按照《輻射環(huán)境監(jiān)測技術規(guī)范》（HJ/T 61 - 2021）要求執(zhí)行。四川省輻射環(huán)境管理監(jiān)測中心站取得了中國計量認證（CMA），建立了完整了質(zhì)量控制和質(zhì)量保證體系，可保證監(jiān)測數(shù)據(jù)的準確性。

1.4統(tǒng)計學分析

檢測數(shù)據(jù)使用統(tǒng)計軟件SPSS 26.0進行數(shù)據(jù)統(tǒng)計和分析，組間比較采用克魯斯卡爾-沃利斯檢驗，以p<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

1.5待積有效積累的計算模型

公眾攝入地表水體中的¹³⁷Cs主要通過飲水和水體浸沒兩種途徑，分別通過式（1）和式（2）計算待積有效劑量。

劑量轉(zhuǎn)換系數(shù)的取值參考國標《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》（GB 18871-2002）中的數(shù)據(jù)，<1歲組轉(zhuǎn)換系數(shù)為2.1×10^-8Sv/Bq，1～2歲組轉(zhuǎn)換系數(shù)為1.2×10^-8Sv/Bq，2～7歲組轉(zhuǎn)換系數(shù)為9.6×10^-9Sv/Bq，7～12歲組轉(zhuǎn)換系數(shù)為1.0×10^-8Sv/Bq，12～17歲組轉(zhuǎn)換系數(shù)為1.3×10^-8Sv/Bq，>17歲組轉(zhuǎn)換系數(shù)為1.3×10^-88v/Bq。

參考《中國人群暴露手冊》（0～5歲兒童卷、6～17歲兒童卷、成人卷），<1歲組的年飲水攝入量為126 L，水體中的年活動時間為42.12 h；1～2歲組的年飲水攝入量為219 L，水體中的年活動時間為49.82 h；2～7歲組的年飲水攝入量為230 L，水體中的年活動時間為56.45 h；7～12歲組的年飲水攝入量為330 L，水體中的年活動時間為64.70 h；12～17歲組的年飲水攝入量為404 L，水體中的年活動時間為73.65h；>17歲組的年飲水攝入量為410L，水體中的年活動時間為43.60 h。根據(jù)研究，人體浸沒于水中對水的吸收率取0.024L／h。

1.6健康風險評價模型

公眾因攝入地表水體中的放射性核素¹³⁷Cs而導致健康風險通過公式（3）計算：

R總=1.25×10^-2×D攝+1.25×10^-2×D浸 式（3）

R總表示公眾因攝入地表水體中的放射性核素¹³⁷Cs而導致的平均個人致癌年風險，單位為a^-1；1.25×10^-2為在人群中輻射誘發(fā)的癌癥死亡概率系數(shù)，單位為Sv^-1；D攝表示通過飲水途徑攝入放射性物質(zhì)導致的年待積有效劑量，D浸表示因水體浸沒而導致的年待積有效劑量，單位為Sv/a。

2監(jiān)測結果

2.1不同地表水斷¹³⁷Cs放射性水平監(jiān)測結果

四川省23個地表水監(jiān)測斷面在2016年-2021年期間的¹³⁷Cs放射性濃度范圍為0.19mBq/L～0.57 mBq/L，平均值為0.31 mBq/L，標準差為0.06；均低于WHO發(fā)表的《Guidelines for Drinking-water Quality》（ FOURTH EDITION）中的指導水平。不同地表水監(jiān)測斷面之間的¹³⁷Cs放射性濃度分別進行比較，差異均無統(tǒng)計學意義（P>0.05），見表1。

2.2不同年度地表水體的¹³⁷Cs放射性水平

2016年-2021年四川省23個地表水體監(jiān)測斷面¹³⁷Cs放射性濃度如表2所示；不同年度之間的¹³⁷Cs放射性濃度分別進行對比，差異均無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。

2.3不同水期地表水體的¹³⁷Cs放射性水平

枯水期和平水期各地表水體的¹³⁷Cs放射性濃度平均值分別為0.29 mBq/L、0.32 mBq/L；平水期和枯水期各地表水體的¹³⁷Cs放射性濃度分別進行比較，差異均無統(tǒng)計學意義（P>0.05），見表3。

3健康風險評價

文章采用2016年-2021年間各地表水監(jiān)測斷面水體中¹³⁷Cs的放射性濃度平均值計算年均待積有效劑量。2016年-2021年期間四川省轄區(qū)范圍內(nèi)監(jiān)測的地表水體中的¹³⁷Cs經(jīng)飲水途徑和水體浸沒途徑在各年齡組的年均總待積有效劑量范圍為0.57×10^-9Sv～2.54×10^-9Sv，低于WHO的推薦參考水平0.1 mSv。

公眾攝入地表水體中的¹³⁷Cs主要通過飲水和水體浸沒兩種途徑，目前四川省各地級市（州）的飲用水源地均為地表水，按照如今的經(jīng)濟生活水平，人群大規(guī)模直接飲用未經(jīng)處理的地表水的情況已不存在，但根據(jù)陳凱等關于自來水處理工藝和處理流程的相關研究，從原水到自來水出廠的整個處理過程，并不會導致水中放射性物質(zhì)¹³⁷Cs的增加；從保守的角度出發(fā)，為更穩(wěn)妥的計算其導致的待積有效劑量，更嚴格的評價公眾的健康風險以保障公眾安全，文章直接使用地表水中¹³⁷Cs的放射性活度濃度進行計算。

因飲水途徑、水體浸沒途徑攝入地表水體中¹³⁷Cs放射性物質(zhì)而導致各年齡段居民總的致癌風險如表4所示。WHO將放射性物質(zhì)均劃分為1類致癌物質(zhì)，即為最高等級，需按照最嚴格的標準（即10^-6）進行控制；當致癌風險低于10^-6時即認為風險低，可忽略；當致癌風險在10^-4～10^-6范圍時，即有潛在的致癌風險；當致癌風險大于10^-4時即認為風險過高，不能接受。而ICRP發(fā)布的最大可忽略風險為5.0×10^-5。四川省地表水體中¹³⁷Cs放射性對各年齡段居民所致的總致癌風險處于7.08×10^-12～3.17×10×10^-11，遠低于WHO和ICRP發(fā)布的最嚴格控制限值。

根據(jù)四川省平均值計算的各年齡組的總致癌風險，按照總的致癌風險從大到小排序為>17歲組、12～17歲、7～12歲組、<1歲組、1～2歲組、2～7歲組。致癌風險的高低與攝入量、身體器官對輻射的敏感度等有關系；>17歲組因攝入量最大，導致其致癌風險最高，2～7歲組對¹³⁷Cs輻射的敏感度最低，雖然其攝入量不是最小，其致癌風險反而是最低的。

4結論

在2016年-2021年期間四川省地表水體中¹³⁷Cs的放射性水平為0.19 mBq/L～0.57mBq/L，均低于WHO發(fā)表的《Guidelines for Drinking-water Quality》（FOURTH EDITION）中的指導水平；各監(jiān)測斷面之間的¹³⁷Cs放射性濃度的差異無統(tǒng)計學意義，說明各監(jiān)測斷面的¹³⁷Cs放射性濃度基本處于同一水平；枯水期與平水期¹³⁷Cs放射性濃度的差異無統(tǒng)計學意義，說明¹³⁷Cs放射性濃度不受水期變化的影響；不同年份之間¹³⁷Cs放射性濃度間的差異無統(tǒng)計學意義，說明各監(jiān)測斷面¹³⁷Cs放射性濃度相對較為穩(wěn)定。因攝入地表水體中的¹³⁷Cs所導致的待積有效劑量計算顯示，對各年齡組的年均總待積有效劑量均低于0.1mSv，低于WHO推薦的參考水平。健康風險評價顯示，四川省主要地表水體中¹³⁷Cs對各年齡組的致癌風險均遠遠低于10^-6水平，對各年齡組都是安全的。