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年期間四川省轄區內重要地表水系的₁₃₇Cs放射性水平進行了調查，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放射性物質導致的公眾健康風險，為評價輻射環境、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

文章的調查對象為四川省轄區內重要水系地表水體的¹³⁷Cs放射性水平，共在四川省范圍內設置地表水體監測斷面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，采樣任務由監測斷面所屬地級市（州）生態環境系統監測站負責，按照GB/T5750-2006《生活飲用水標準檢驗方法》的相關規定執行樣品采集、存貯、運輸等操作。

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《地表水環境質量標準》（GB 3838-2002）和《生活飲用水衛生標準》（GB 5749-2022）兩個標準中沒有關于¹³⁷Cs限值的明確規定，WHO發表的《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質量控制

負責采樣任務的地級市（州）監測站人員和省輻射站負責檢測的人員均經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；整個檢測過程均按照《輻射環境監測技術規范》（HJ/T 61 - 2021）要求執行。四川省輻射環境管理監測中心站取得了中國計量認證（CMA），建立了完整了質量控制和質量保證體系，可保證監測數據的準確性。

1.4統計學分析

檢測數據使用統計軟件SPSS 26.0進行數據統計和分析，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。

劑量轉換系數的取值參考國標《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》（GB 18871-2002）中的數據，<1歲組轉換系數為2.1×10^-8Sv/Bq，1～2歲組轉換系數為1.2×10^-8Sv/Bq，2～7歲組轉換系數為9.6×10^-9Sv/Bq，7～12歲組轉換系數為1.0×10^-8Sv/Bq，12～17歲組轉換系數為1.3×10^-8Sv/Bq，>17歲組轉換系數為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的癌癥死亡概率系數，單位為Sv^-1；D攝表示通過飲水途徑攝入放射性物質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監測結果

2.1不同地表水斷¹³⁷Cs放射性水平監測結果

四川省23個地表水監測斷面在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發表的《Guidelines for Drinking-water Quality》（ FOURTH EDITION）中的指導水平。不同地表水監測斷面之間的¹³⁷Cs放射性濃度分別進行比較，差異均無統計學意義（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年期間四川省轄區范圍內監測的地表水體中的¹³⁷Cs經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，按照如今的經濟生活水平，人群大規模直接飲用未經處理的地表水的情況已不存在，但根據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¹³⁷Cs的增加；從保守的角度出發，為更穩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將放射性物質均劃分為1類致癌物質，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發布的最嚴格控制限值。

根據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發表的《Guidelines for Drinking-water Quality》（FOURTH EDITION）中的指導水平；各監測斷面之間的¹³⁷Cs放射性濃度的差異無統計學意義，說明各監測斷面的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計學意義，說明各監測斷面¹³⁷Cs放射性濃度相對較為穩定。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。