某地区环境样品中90Sr的放射性水平测量及该地区成人剂量评价

马 丽，王震涛，任 鑫，杨翊方，张 凯

·论著·

某地区环境样品中90Sr的放射性水平测量及该地区成人剂量评价

马 丽，王震涛，任 鑫，杨翊方，张 凯

目的 探讨某地区环境样品中90Sr的放射性水平，评价该地区成人因90Sr所致个人年有效剂量。方法 根据国家标准采集水体、土壤、生物样品，经前处理后利用放化方法对其进行90Sr测量分析，进而评价驻地居民所受年有效剂量。结果 该地区水样、土壤样、生物样中90Sr比活度均较低，所致该地区成人的年有效剂量为1μSv，仅为国家标准规定的年剂量限值的1‰。结论 该地区90Sr引起的对公众的照射微乎其微。

环境;90Sr;人工放射性核素;剂量;公众

自20纪60年代起，国家卫生部在全国范围内建立了环境放射性监测网，积累了我国环境放射性水平的宝贵资料，为评价历次核试验及国外重大核事故对我国各地区的影响发挥了重要作用［1］。随着我国核电事业的发展，周边区域的辐射环境现状也纳入了常规监测。放射性锶(Sr)是环境中的人工放射性核素，共有17种同位素(从81Sr到97Sr)，都是β辐射源，其中毒理学意义最大的为89Sr和90Sr［2］。90Sr的半衰期较长，对农业和畜牧业的危害较大，可通过食物链进入人体并沉积，因而90Sr污染备受人们关注。根据环境保护工作的要求，2003年以来，本单位开展了大量环境介质中放射性核素的本底调查与评价研究［3－5］;2012年，开展了某地区核设施辐射环境现状调查与评价工作，监测了评价范围内水体、土壤及生物样品中90Sr的放射性水平，利用国际辐射防护委员会(International Commission on Radiological Protection，ICRP)推荐的剂量转换系数计算出待积有效剂量，并与剂量限值进行比较［6］，评价该地区因90Sr所致成人年有效剂量。

1 仪器与方法

1.1 仪器设备

F6000－60型灰化炉(美国Thermo Fisher公司)、BH1216Ⅲ型二路低本底αβ测量仪(北京核仪器厂)、XDB030301型土壤原状采样器(卡迪诺科技贸易有限公司)。

1.2 布点原则和区域

以核设施为中心的20 km区域(重点调查10 km区域)。在评价范围内采用同心圆不同方位布点，并结合周围的地形、地貌特征及人口分布情况制定布点方案和测点。

1.3 样品采集与测量

共采集了4份水样、12份生物样、7份土壤样，检测结果以均数±标准差(±s)表示。(1)水样:主要采集居民饮用水，包括水库水、自来水，采样方法参照《HJ/T 61－2001辐射环境监测技术规范》;测量方法采用GB 6766－86《水中锶－90的放射化学分析方法:二－(2－乙基己基)磷酸酯萃取色层法》。(2)土壤:土壤采样点设在相对开阔、未耕种、牲畜活动较少的地带，采取表层10 cm以下土壤，采样方法参照《HJ/T 61－2001辐射环境监测技术规范》和《EJ 428－1989环境核辐射监测中土壤样品采集与制备的一般规定》;测量方法采用EJ/T 1035－1996《土壤中锶－90分析方法》。(3)生物样:采集当地有代表性的小麦、红薯、猪肉、菠菜、扇贝、面条鱼、海带等样品，采样方法参照《HJ/T 61－2001辐射环境监测技术规范》和《EJ 527－1990环境辐射监测中生物采样的基本规定》;测量方法采用《GB 11222.1－89生物样品中锶－90的放射化学分析方法:二－(2－乙基己基)磷酸酯萃取色层法》。

1.490Sr所致成人年有效剂量评价

1.4.1 转移系数 用以描述核素的环境运移和进行剂量计算的模式中基本的参数是转移系数Pij。转移系数用来表述在一系列环境隔室中累计浓度或剂量的关系，如由隔室 i向隔室 j的转移关系。UNSCEAR评价剂量时常用的放射性核素在陆生环境中的迁移途径和转移系数如图1所示。例如，P34是体内某核素的时间积分活度浓度除以该核素在食物中的时间积分浓度［7］。

1.4.2 食入途径照射剂量 由90Sr所致居民的有效剂量主要是通过饮食(水)摄入贡献的，因此计算时必须考虑到该地区居民对饮水及各类食物的年摄入量:成人年饮水量取平均值730 L/年，年平均食物消费量和自给率见表1。

图1 放射性核素陆生转移途径及其在人体中的剂量

表1 某地区成人年平均食物消费量和自给率

基于生物样品(含水)核素监测数据，采用以下公式评价食入途径照射剂量:

其中，Da为成人食入途径年受照剂量(Sv);Dai为成人食入食物i产生的年受照剂量(Sv);Cai，j为食物i中核素j的质量活度(Bq/kg);υai为食物i的年食入量(kg);paj45为食入单位活度核素j所造成的剂量(Sv/Bq)，对于90Sr取28 nSv/Bq。

基于室外土壤核素监测数据，采用以下公式评价食入陆上食物途径的照射剂量:

其中，Da为成人食入途径受年照剂量(nSv); Dai为成人食入核素i产生的年受照剂量(nSv);Ai为土壤中核素i的质量活度(Bq/kg);pi2345为摄入单位活度核素i造成的剂量(nSv/Bq ·m2)，对于90Sr取53 nSv/Bq·m2;δ为土壤含水量(%)。

2 结果

2.1 水样测量结果

该地区饮用水(水库水、自来水、井水)样品中90Sr的测量结果见表2。可见，该地区水样中90Sr的活度范围为2.7～5.1 mBq/L，平均为(4.1±0.2) mBq/L，最大值为对照点的1.5倍左右。

2.2 生物样品测量

该地区成人食用生物样品中90Sr的测量结果见表3。可见，该地区的扇贝、猪肉、茶叶、小麦、鸡肉中90Sr的活度相对较高，牛奶、海带、菠菜、红薯中90Sr的活度其次，面条鱼、鲫鱼、苹果中90Sr的活度最低。但上述生物样中90Sr的含量均低于国家标准的限值［4］。

表2 某地区水样中90Sr的测量结果(m Bq/L，±s)

表2 某地区水样中90Sr的测量结果(m Bq/L，±s)

样品名称 测量值 样品名称 测量值1号水库水 2.7±0.1 1号井水4.2±0.2 1号自来水 4.5±0.2 对照点13.0±0.1 2号自来水5.1±0.3

表3 某地区生物样品中90Sr的测量结果(mBq/kg·鲜，±s)

表3 某地区生物样品中90Sr的测量结果(mBq/kg·鲜，±s)

样品名称 测量值 样品名称 测量值小麦 108.3±2.8 猪肉155.3±5.8苹果 13.8±3.0 鸡肉107.8±2.6红薯 68.1±2.4 海带92.5±6.6菠菜 81.5±4.7 牛奶94.0±4.6扇贝 129.0±3.0 茶叶128.1±6.1面条鱼 21.2±5.0 鲫鱼35.0±5.2

2.3 生物样品测量结果

该地区土壤样品中90Sr的测量结果见表4。可见，该地区土壤样中90Sr的活度范围为0.70～2.43 mBq/kg·鲜，平均为(1.57±0.05)mBq/kg·鲜，最大值约为对照点的4倍。

表4 某地区土壤样品中90Sr的测量结果(mBq/kg·鲜，±s)

表4 某地区土壤样品中90Sr的测量结果(mBq/kg·鲜，±s)

样品来源 测量值 样品来源 测量值点位1 1.31±0.05 点位51.02±0.05点位2 1.77±0.06 点位60.70±0.05点位3 2.43±0.06 点位71.72±0.05点位42.04±0.05

2.4 成人年有效剂量评价

考虑到减少放射性核素90Sr在环境和人体中的迁移环节可有效降低剂量评价的不确定度，因此在充分获取生物样品中90Sr浓度监测数据的情况下，采用基于摄入食物量的食入照射剂量评价值。根据图1的剂量计算模式及表3的该地区成人年平均食物消费量及饮水量，计算得该地成人90Sr年摄入量约为38.7 Bq，远低于国家标准摄入剂量限值3.80 ×104Bq;按照公式(1)计算90Sr所致该地区成人年有效剂量为1μSv，仅为国家标准规定的年剂量限值的1‰。

3 讨论

本次环境放射性水平调查测量了某地区水体、土壤及生物样品中90Sr的放射性含量，其中生物样品中90Sr的含量均低于国家标准的限值［8］，水样和土壤样品中虽较对照点略高，但计算结果表明90Sr所致的该地区成人年有效剂量仅占国家标准规定的年剂量限值的1‰，说明该地区人为活动中，由于90Sr引起的对公众的照射微乎其微，本次调查为科学评价核设施周边环境90Sr的放射性水平及该地区公众所受的90Sr照射个人有效剂量提供了有效依据。

由于90Sr是通过β射线对人体产生照射，所以本次调查中90Sr成人年有效剂量的估算数据主要来源于饮用水和食物的测量结果，土壤所致的外照射未予考虑。

［1］ 谢咏梅，庄振明，宋永忠.南京市郊区县环境电磁辐射水平调查［J］.中国辐射卫生，2009，18(4):461－462.

［2］ 朱茂祥.放射性核素的健康影响及促排措施［J］.癌变畸变突变，2011，23(6):468－472.

［3］ 鲁永杰，范正平，杨翊方，等.环境γ辐射本底调查的准备与实施［J］.海军医学杂志，2006，27(1):5－8.

［4］ 王海军，杨翊方，鲁永杰.热释光在环境γ辐射水平调查中的应用［J］.海军医学杂志，2006，27(2):110－112.

［5］ 秦思昌，范正平，雷呈祥，等.环境介质放射性本底调查方法探讨［J］.海军医学杂志，2006，27(1):8－10.

［6］ 潘自强.电离辐射环境监测与评价［M］.北京:原子能出版社，2007:54.

［7］ UNSCEAR.电离辐射源与效应［M］.太原:山西科学技术出版社，2002:27.

［8］ GB 14882－1994食物中放射性物质限制浓度标准［S］.

Measurement of90Sr radioactivity in a certain environmental samp le and evaluation of dosage in local residents in the area

Ma Li，Wang Zhentao，Ren Xin，Yang Yifang，Zhang Kai

(Naval Medical Research Institute，Shanghai200433，China)

Objective To investigate the90Sr radioactivity in a certain environmental sample，and also to evaluate annual individual effective dose in local residents.Methods Water，surface soil and biologic sampleswere collected in accordancewith related national standards，then，after pretreatment，radiochemistry was used to detectand analyze90Sr radioactivity in the samples，and annual effective dose in local residents was evaluated based on the detected data.Results The90Sr specific activity in water，surface soil and biologic samples in the region was relatively low，annual effective dose rate of90Sr in local residentswas 1μSv yearly，just1‰of the annual limit specified by national standards.Conclusion The annual effective dose rate of90Sr in the local people could be termed as negligible.

Environmental;90Sr;Artificial radionuclide;Dosage;Public

R144.1

A

10.3969/j.issn.1009－0754.2015.01.014

2014－07－28)

(本文编辑:施 莼)

200433 上海，海军医学研究所防护医学研究室