南通水稻放射性含量及致居民內(nèi)照射劑量估算

吳玉麗　張蕊雪

【摘 要】為了解南通地區(qū)所種植的水稻中放射性含量及所致居民待積有效劑量當(dāng)量等方面的情況，對(duì)水稻、莖稈、土壤樣本進(jìn)行了放射性核素含量檢測(cè)，并進(jìn)行居民待積有效劑量當(dāng)量的估算。

【關(guān)鍵詞】南通；土壤；水稻；放射性

天然放射性核素238U、226Ra、232Th、40K廣泛存在于巖石、土壤、動(dòng)植物、水等介質(zhì)，是環(huán)境輻射水平的主要貢獻(xiàn)者，形成輻射本底[1]，天然本底輻射是人類(lèi)所受輻射年有效劑量的最大穩(wěn)定貢獻(xiàn)者，約占80%。南通市位于江蘇東南部，地處長(zhǎng)江三角洲，擁有海岸線210公里，長(zhǎng)江岸線226公里。全市耕地總面積700萬(wàn)畝，水稻是該地區(qū)種植的主要糧食作物，也是當(dāng)?shù)鼐用裆攀持兄饕妓衔飦?lái)源。谷物類(lèi)的攝入成為居民通過(guò)食品攝入天然放射性核素的主要途徑之一。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

選取連續(xù)種植3年以上水稻田6塊，分別位于所轄如皋市（1塊）、通州區(qū)（1塊）、如東縣（4塊）。從田塊中央，以及中心點(diǎn)到四個(gè)角的中間點(diǎn)共5個(gè)點(diǎn)處取樣，每點(diǎn)取樣1kg。同一田塊樣品合并，樣品按籽粒、莖稈分別包裝編號(hào)。

1.2 樣品制備

（1）植物樣品

樣品處理按國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《食品中放射性物質(zhì)檢驗(yàn)》規(guī)范進(jìn)行。將樣品晾干后稱(chēng)鮮重，電爐碳化，在450℃馬弗爐中灰化至白色或灰白色疏松顆?；蚍勰顬橹?。放置干燥器中冷卻至室溫稱(chēng)灰重，計(jì)算灰鮮比?；覙友心ズ笸ㄟ^(guò)80目篩、110℃烘干后置于干燥器中待檢。

（2）土壤樣品

經(jīng)烘箱105℃干燥后清除其中雜物，用振動(dòng)磨樣機(jī)磨碎，過(guò)80目篩后待測(cè)。

1.3 檢測(cè)項(xiàng)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 檢測(cè)儀器

采用美國(guó)ORTEC公司生產(chǎn)的ADCAM TM 918型 γ譜儀，相對(duì)探測(cè)效率為 30%。儀器經(jīng)過(guò)計(jì)量認(rèn)證。

1.5 檢測(cè)方法

按GB11713-89《用半導(dǎo)體γ譜儀分析低濃度γ活度放射性樣品的標(biāo)準(zhǔn)方法》。

1.6 測(cè)量時(shí)間

測(cè)量計(jì)數(shù)時(shí)間經(jīng)預(yù)測(cè)每個(gè)樣品為25000 s。

1.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

采用SAS 8.0進(jìn)行相關(guān)性分析。

2 結(jié)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見(jiàn)表2。土壤中各核素含量從高到低為：40K>232Th>238U>226Ra>137Cs，平均含量依次為：571.6 Bq/kg、47.3 Bq/kg、45.8 Bq/kg、30.3 Bq/kg和2.9 Bq/kg。

水稻籽粒和莖稈中均未檢測(cè)出238U、226Ra、232Th和137Cs。水稻籽粒、莖稈及稻田土壤中40K含量見(jiàn)表3，40K含量從高到低為：土壤 > 莖稈 > 籽粒，平均含量依次為：571.6 Bq/kg、103.53 Bq/kg和41.37 Bq/kg。

對(duì)水稻籽粒、莖稈及稻田土壤中40K含量進(jìn)行相關(guān)性分析，不同樣本間40K含量的相關(guān)系數(shù)從高到低依次為：0.8651（土壤-莖稈）、0.4708（莖稈-籽粒）和0.3120（籽粒-土壤）。

2.2 年攝入量及所致有效待積劑量當(dāng)量

參考《中國(guó)居民膳食指南》，按成年人平均每日攝入大米300g計(jì)算，年攝入40K的量為4530 Bq。所根據(jù)公式（1）[7]，估算由攝入大米中40K所致待積有效劑量為28.09 μSv。

h50T—為攝入單位放射性核素對(duì)組織或器官T所致待積劑量當(dāng)量， Sv/Bq；40K取6.2E-9 SV/Bq[8]

WT—為某組織或器官的權(quán)重因子，全身權(quán)重因子取1。

3 討論

公眾一直生活在輻射環(huán)境當(dāng)中，天然的輻射源包括宇宙射線、γ貫穿輻射、放射性氡氣體和食入天然放射性物質(zhì)的輻射，食入是內(nèi)照射的主要構(gòu)成成分。根據(jù)聯(lián)合國(guó)原子輻射效應(yīng)科學(xué)委員會(huì)估計(jì)，全世界人均天然輻射的劑量約為2.4 mSv/年，我國(guó)的人均劑量約為2.3 mSc/年。隨著工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的快速發(fā)展，天然放射性核素會(huì)逐漸的向地表轉(zhuǎn)移，被植物進(jìn)行吸收和富集，經(jīng)大自然食物鏈的轉(zhuǎn)移最終導(dǎo)致居民膳食中天然放射性核素?cái)z入量增加，居民因此所受的內(nèi)照射劑量也不斷增加。

江蘇省1992年土壤中天然放射性核素含量調(diào)查研究表明，南通地區(qū)土壤中40K含量為556 Bq/kg、江蘇省土壤中40K含量平均值為568 Bq/kg 。2007年江蘇省輻射環(huán)境質(zhì)量監(jiān)測(cè)與評(píng)價(jià)中顯示，南通地區(qū)土壤中放射性核素40K含量為629 Bq/kg，略低于全省平均值685.6 Bq/kg。中國(guó)大陸28個(gè)省市土壤中天然放射性核素40K含量按面積的加權(quán)平均值為580.0 Bq/kg，變化范圍為11.5～2185.2 Bq/kg；江蘇土壤中40K含量范圍在302.6～876.2 Bq/kg，按面積加權(quán)平均值為568.0 Bq/kg。對(duì)照不同時(shí)期文獻(xiàn)報(bào)道的數(shù)值，本次土壤中的放射性核素含量與之相比均較接近，處于正常天然放射性本底范圍內(nèi)。

歐陽(yáng)均（2014）研究發(fā)現(xiàn)，相比于238U、226Ra和232Th，40K從土壤轉(zhuǎn)移運(yùn)輸至作物的能力最強(qiáng)，其也是構(gòu)成植物體不可或缺的關(guān)鍵元素。我國(guó)居民食入主要放射性核素（226Ra， 210Pb， 210Po， 228Ra， 40K， 87Rb， 天然釷，天然鈾和227Ac）所致內(nèi)照射劑量約為0.449 mSv，其中谷物類(lèi)攝入所致待積有效劑量約占19.4%，這與我國(guó)以谷物為主的膳食結(jié)構(gòu)是分不開(kāi)的。與籽粒相比，莖稈與所在的土壤中40K含量的相關(guān)度更高，表明水稻田土壤中40K含量與40K進(jìn)入水稻植株內(nèi)的多少有著密切的關(guān)系，而最終作為可食部分的籽粒中40K含量和種植的地塊的相關(guān)性大大減小。提示我們：影響籽粒中40K含量的因素不止是土壤中40K的含量，還有其他因素影響了40K在水稻體內(nèi)各組織間的分布，這些因素可能是水稻品種、環(huán)境氣候及水、肥的田間管理等。

通過(guò)對(duì)種植的糧食作物進(jìn)行放射性水平檢測(cè)，可以了解環(huán)境放射性水平，更好的防治可能產(chǎn)生的污染，并及時(shí)保護(hù)生活環(huán)境和人民群眾身體健康，有必要長(zhǎng)期開(kāi)展。

【參考文獻(xiàn)】

[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]潘自強(qiáng).我國(guó)天然輻射水平和控制中的一些問(wèn)題的討論[J].輻射防護(hù)，2002，21（5）：257-268.

[責(zé)任編輯：田吉捷]