广西桂西北某退役铀矿山区周边食品放射性核素含量及所致居民剂量

　　摘要：目的通过检测广西壮族自治区桂西北某退役铀矿山区周边食品放射性核素含量，了解矿区周边食品放射性污染水平。方法2017—2018年，采集大米、红薯、黄豆共3种食品，用高纯锗γ能谱仪检测样品中的238U、226Ra、232Th、40K和137C的放射性核素的比活度。结果食品中除红薯中的226Ra含量超过标准限值以外，其余放射性核素含量均在标准限值以内；成年男子从大米、黄豆和红薯3类食品中摄入放射性核素所致年待积有效剂量为167.08μSv，仍属天然本底范围。结论食品中检出人工放射性核素137Cs，为大气中放射性核素沉降所致，238U、226Ra、232Th、40K含量偏高主要是由当地地质结构及周围环境所致，其水平不会对人体健康有影响。
　　关键词：铀矿山;食品;放射性核素;待积有效剂量;

　　食品安全关乎国计民生，食品的放射性水平是衡量食品安全的重要指标之一。铀矿山的铀尾矿渣含有的放射性核素可通过自然环境的改变及人为活动等途径进入土壤，土壤又把放射性核素迁移到农作物中，通过食物链迁移到餐桌。当前对铀矿山区周边的生态环境、草本植物以及水质资源研究较多，对当地种植的农作物安全性研究报导甚少。为了解退役铀矿山区周边食品的放射性污染水平，为我国食品安全风险评估提供科学依据，本文于2017—2018年对广西壮族自治区桂西北某退役铀矿山区周边食品放射性核素含量进行检测，并估算退役铀矿山区居民膳食摄入放射性核素所致的年待积有效剂量。

　　1材料与方法

　　1.1材料
　　在广西壮族自治区桂西北某退役铀矿区山区周边现场采集大米、红薯、黄豆3类食品，共17份样品，采集量为30～45kg/份。
　　1.2方法
　　按照GB/T16145-1995《生物样品中放射性核素的γ能谱分析方法》[1]制作干样样品，用干样法测量[2]。检测设备使用ORTEC公司GEM50P4低本底HPGeγ谱仪，设备经中国剂量科学研究院检定合格，并在检定有效期内使用。实验室多次参加国家级实验室组织的低本底γ能谱仪实验室间比对，比对结果合格。采用全能峰效率曲线法计算样品中放射性核素的比活度。在测量前用干粉生物样品标准物质（编号15NHH-150301）对低本底HPGeγ谱仪进行能量刻度和效率刻度。每次测量样品前先用马林杯空盒测量本底然后再测量样品，本底和样品测量时间均为172800s。根据检测出来的食品放射性核素226Ra、238U、232Th、40K、137Cs的含量及2017—2018年广西壮族自治区桂西北某退役铀矿山周围居民成年男子膳食摄入调查结果，按照GB/T16148-2009《放射性核素摄入及内照射剂量估算规范》[3]的计算公式估算居民成年男子膳食摄入所致年待积有效剂量，公式中不同放射性核素待积有效剂量系数取GB18871-2002《电离辐射防护与辐射源安全标准》[4]中规定值。

　　2结果

　　2.1广西桂西北某退役铀矿山食品中放射性核素含量
　　样品中40K的检出率为100.0%,238U的检出率为88.2%,226Ra、232Th和137Cs的检出率为82.4%。黄豆和红薯中放射性核素含量排序是40K>226Ra>238U>232Th>137Cs；大米的排序是40K>226Ra>238U>137Cs>232Th。见表1。
　　表1 2017—2018年广西桂西北某退役铀矿山食品中放射性核素含量（Bq/kg)
　　

　　2.2广西桂西北某退役铀矿山周围居民成年男子膳食摄入放射性核素所致的年待积有效剂量
　　根据估算居民成年男子摄入这3种食品所致的年待积有效剂量为167.08μSv，其中137Cs仅贡献了0.55μSv，占总年待积有效剂量的0.3%。见表2。
　　表2 2017—2018年广西桂西北某退役铀矿山周围居民成年男子膳食摄入放射性核素所致的年待积有效剂量（μSv)
　　

　　3讨论

　　3.1食品中的放射性核素
　　本研究检测食品中放射性核素包括天然放射性核素（238U、232Th、226Ra、40K）和人工放射性核素137Cs。食品中天然放射性核素主要来自于种植农作物的周围环境，包括当地的地质结构、人类日常劳作的实践活动、当地环境的自然变迁、人类放射实践活动对环境的排放、突发事件向环境释放的放射性物质以及种植农作物所施用的肥料及浇淋农作物的水质等，农作物通过代谢或富集作用从土壤中摄入天然放射性核素[5-6]。摄入放射性核素含量存在的差异大体反映了农作物对不同放射性核素富集能力。人工放射性核素137Cs是核爆炸或者核反应堆产生的裂变产物，当发生核爆炸或核反应堆事故（如全球核爆试验、切尔诺贝利核反应堆事故、福岛核反应堆事故等）时，137Cs会随裂变产物一起被排放到大气环境中，并随大气环流、沉降释放到全球。铀矿的开采及冶炼不会产生137Cs，因此本项目食品中检出的137Cs主要来自大气沉降物。
　　3.2食品的放射性水平
　　大米中238U含量低于珠江三角地区、四川省核设施周围地区及宁夏的调查值[7-9]，高于全国大米调查值和其他正常地区调查值及广东高本底地区的调查值[8,10-16];226Ra含量低于三亚地区调查值高于全国调查值和其他正常地区调查值[7-10,12,14,16-17],137Cs含量低于文献[14-15]，高于正常地区调查值[8-9,11-12,14-15]。5份大米样品中只有1份检出232Th，其含量低于文献[17]，高于文献[7,9-16]。大米中各核素的含量由大到小排序为：226Ra>238U>232Th，与文献[10,14,16]一致。
　　黄豆中238U含量低于文献[8,14,16]，高于文献[7,10,12]的调查值；226Ra含量高于文献[7-8,10,12,14,16]的调查值；232Th含量低于文献[14,16]，高于文献[7,10,12]的调查值，137Cs含量高于正常地区[8,12,14]。黄豆中各核素的含量由大到小排序为：226Ra>238U>232Th，与文献[10]一致。
　　红薯中238U含量低于广东高本底地区[16]，高于文献[7,10,12]的调查值；226Ra含量高于文献[7,10,12,15,16]调查值；232Th含量低于广东高本底地区调查值[16]，高于文献[7,10,12,15]的调查值；137Cs含量高于正常地区[12,15]。红薯中各核素的含量由大到小排序为：226Ra>238U>232Th，与文献[10]一致。
　　可见本项目所检测的黄豆、大米和红薯中放射性核素含量大体上处于核设施地区、高本底地区与国内其他正常地区之间。食品中除红薯中的226Ra含量高于GB14882-94《食品中放射性物质限制浓度标准》[18]中规定限值，其余放射性核素含量均在限值以内。红薯中的226Ra含量偏高的原因一方面可能与种植的土壤有关，另一方面可能与制定文献[18]标准限值时考虑到红薯是当时的主粮，所以红薯的放射性核素含量限值低于粮食。现在当地种植的红薯主要是用来做猪饲料。
　　3.3大米、黄豆和红薯摄入所致年待积有效剂量
　　由表2估算结果表明，退役铀矿山区周围居民成年男子从大米、黄豆和红薯中摄入放射性核素所致年待积有效剂量为0.167mSv，低于文献[19]报道的0.484mSv及其他正常地区的剂量[7,12]，属于天然辐射本底剂量范围水平。大米中放射性核素含量最高的是226Ra，摄入米中226Ra和238U所致的年待积有效剂量为43.84、3.35μSv，高于文献[7,12,19]的剂量值，这可能与退役铀矿山土壤有关。摄入大米中137Cs所致年待积有效剂量为0.31μSv，与文献[14]报道的正常本底地区调查值基本接近。
　　黄豆中各放射性核素平均含量高于粮食，黄豆中40K摄入所致的年待积有效剂量为36.52μSv，占年待积有效剂量的64.4%。与黄豆自身K含量高有关；摄入黄豆中137Cs所致的年待积有效剂量为0.20μSv，高于文献[12]的剂量值。
　　红薯中226Ra是所检食品中放射性核素含量最高者，红薯中各放射性核素含量均高于大米，摄入红薯中226Ra所致的年待积有效剂量为27.81μSv，高于文献[7,12]薯类的剂量。摄入红薯中137Cs所致的年待积有效剂量为0.04μSv，高于文献[12]的剂量。

　　4结论

　　通过开展退役铀矿山区周边食品放射性含量检测获得了3类食品中放射性核素（238U、232Th、226Ra、137Cs、40K）的含量。3类食品中放射性核素含量大体上处于核设施地区、高本底地区和国内其他正常地区之间。退役铀矿山区周围居民成年男子从大米、黄豆和红薯等食品中摄入放射性核素所致年待积有效剂量为0.167mSv，其中人工放射性核素137Cs贡献的年待积有效剂量为0.55μSv，占0.3%，与其他放射性核素所致的年待积剂量相比可以忽略不计，不会对人体健康造成影响。
　　作者声明本文无实际或潜在的利益冲突
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