南通水稻放射性含量及致居民内照射剂量估算

吴玉丽　张蕊雪

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【摘 要】为了解南通地区所种植的水稻中放射性含量及所致居民待积有效剂量当量等方面的情况，对水稻、茎秆、土壤样本进行了放射性核素含量检测，并进行居民待积有效剂量当量的估算。

【关键词】南通；土壤；水稻；放射性

天然放射性核素238U、226Ra、232Th、40K广泛存在于岩石、土壤、动植物、水等介质，是环境辐射水平的主要贡献者，形成辐射本底[1]，天然本底辐射是人类所受辐射年有效剂量的最大稳定贡献者，约占80%。南通市位于江苏东南部，地处长江三角洲，拥有海岸线210公里，长江岸线226公里。全市耕地总面积700万亩，水稻是该地区种植的主要粮食作物，也是当地居民膳食中主要碳水化合物来源。谷物类的摄入成为居民通过食品摄入天然放射性核素的主要途径之一。

1 材料与方法

1.1 样品采集

选取连续种植3年以上水稻田6块，分别位于所辖如皋市（1块）、通州区（1块）、如东县（4块）。从田块中央，以及中心点到四个角的中间点共5个点处取样，每点取样1kg。同一田块样品合并，样品按籽粒、茎秆分别包装编号。

1.2 样品制备

（1）植物样品

样品处理按国家标准《食品中放射性物质检验》规范进行。将样品晾干后称鲜重，电炉碳化，在450℃马弗炉中灰化至白色或灰白色疏松颗粒或粉末状为止。放置干燥器中冷却至室温称灰重，计算灰鲜比。灰样研磨后通过80目筛、110℃烘干后置于干燥器中待检。

（2）土壤样品

经烘箱105℃干燥后清除其中杂物，用振动磨样机磨碎，过80目筛后待测。

1.3 检测项目

天然放射性核素238U、226Ra、232Th、40K以及人工放射性核素137 Cs等 。1.4 检测仪器

采用美国ORTEC公司生产的ADCAM TM 918型 γ谱仪，相对探测效率为 30%。仪器经过计量认证。

1.5 检测方法

按GB11713-89《用半导体γ谱仪分析低浓度γ活度放射性样品的标准方法》。

1.6 测量时间

测量计数时间经预测每个样品为25000 s。

1.7 数据统计

采用SAS 8.0进行相关性分析。

2 结果

2.1 放射性核素含量

南通水稻田土壤中的放射性核素含量见表2。土壤中各核素含量从高到低为：40K>232Th>238U>226Ra>137Cs，平均含量依次为：571.6 Bq/kg、47.3 Bq/kg、45.8 Bq/kg、30.3 Bq/kg和2.9 Bq/kg。

水稻籽粒和茎秆中均未检测出238U、226Ra、232Th和137Cs。水稻籽粒、茎秆及稻田土壤中40K含量见表3，40K含量从高到低为：土壤 > 茎秆 > 籽粒，平均含量依次为：571.6 Bq/kg、103.53 Bq/kg和41.37 Bq/kg。

对水稻籽粒、茎秆及稻田土壤中40K含量进行相关性分析，不同样本间40K含量的相关系数从高到低依次为：0.8651（土壤-茎秆）、0.4708（茎秆-籽粒）和0.3120（籽粒-土壤）。

2.2 年摄入量及所致有效待积剂量当量

参考《中国居民膳食指南》，按成年人平均每日摄入大米300g计算，年摄入40K的量为4530 Bq。所根据公式（1）[7]，估算由摄入大米中40K所致待积有效剂量为28.09 μSv。

h50T—为摄入单位放射性核素对组织或器官T所致待积剂量当量， Sv/Bq；40K取6.2E-9 SV/Bq[8]

WT—为某组织或器官的权重因子，全身权重因子取1。

3 讨论

公众一直生活在辐射环境当中，天然的辐射源包括宇宙射线、γ贯穿辐射、放射性氡气体和食入天然放射性物质的辐射，食入是内照射的主要构成成分。根据联合国原子辐射效应科学委员会估计，全世界人均天然辐射的剂量约为2.4 mSv/年，我国的人均剂量约为2.3 mSc/年。随着工农业生产的快速发展，天然放射性核素会逐渐的向地表转移，被植物进行吸收和富集，经大自然食物链的转移最终导致居民膳食中天然放射性核素摄入量增加，居民因此所受的内照射剂量也不断增加。

江苏省1992年土壤中天然放射性核素含量调查研究表明，南通地区土壤中40K含量为556 Bq/kg、江苏省土壤中40K含量平均值为568 Bq/kg 。2007年江苏省辐射环境质量监测与评价中显示，南通地区土壤中放射性核素40K含量为629 Bq/kg，略低于全省平均值685.6 Bq/kg。中国大陆28个省市土壤中天然放射性核素40K含量按面积的加权平均值为580.0 Bq/kg，变化范围为11.5～2185.2 Bq/kg；江苏土壤中40K含量范围在302.6～876.2 Bq/kg，按面积加权平均值为568.0 Bq/kg。对照不同时期文献报道的数值，本次土壤中的放射性核素含量与之相比均较接近，处于正常天然放射性本底范围内。

欧阳均（2014）研究发现，相比于238U、226Ra和232Th，40K从土壤转移运输至作物的能力最强，其也是构成植物体不可或缺的关键元素。我国居民食入主要放射性核素（226Ra， 210Pb， 210Po， 228Ra， 40K， 87Rb， 天然钍，天然铀和227Ac）所致内照射剂量约为0.449 mSv，其中谷物类摄入所致待积有效剂量约占19.4%，这与我国以谷物为主的膳食结构是分不开的。与籽粒相比，茎秆与所在的土壤中40K含量的相关度更高，表明水稻田土壤中40K含量与40K进入水稻植株内的多少有着密切的关系，而最终作为可食部分的籽粒中40K含量和种植的地块的相关性大大减小。提示我们：影响籽粒中40K含量的因素不止是土壤中40K的含量，还有其他因素影响了40K在水稻体内各组织间的分布，这些因素可能是水稻品种、环境气候及水、肥的田间管理等。

通过对种植的粮食作物进行放射性水平检测，可以了解环境放射性水平，更好的防治可能产生的污染，并及时保护生活环境和人民群众身体健康，有必要长期开展。

【参考文献】

[1]Unscear.United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation， Exposure from Natural Sources of Radiation [M]. United Nations： New York， 1993.

[2]潘自强.我国天然辐射水平和控制中的一些问题的讨论[J].辐射防护，2002，21（5）：257-268.

[责任编辑：田吉捷]