湖北省天然放射性核素含量調(diào)查研究

熊英

摘要： 本文報(bào)道了湖北省環(huán)境中天然放射性核素的含量，共布設(shè)4個(gè)土壤監(jiān)測(cè)點(diǎn)，21個(gè)水體監(jiān)測(cè)點(diǎn)和10個(gè)γ輻射劑量率監(jiān)測(cè)點(diǎn)。調(diào)查結(jié)果與1983-1990年《全國(guó)天然核素含量本底調(diào)查研究》的結(jié)果做比較，各核素含量均在本底調(diào)查結(jié)果范圍以?xún)?nèi)，說(shuō)明湖北省內(nèi)輻射水平無(wú)異常。

Abstract： This paper reports the content of natural radionuclides in Hubei Province. Four soil monitoring points， 21 water monitoring points and 10 γ radiation dose rate monitoring points are arranged. The results of the survey are compared with those of the "National Natural Nuclide Content Background Survey" from 1983 to 1990， and the content of each nuclide is within the scope of the background survey， indicating that there is no abnormal radiation level in Hubei Province.

關(guān)鍵詞： 天然放射性；核素；土壤；水；γ劑量率；調(diào)查

Key words： natural radioactivity；nuclide；soil；water；γ dose rate；investigation

中圖分類(lèi)號(hào)：X837 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）24-0168-03

0 引言

人類(lèi)總是會(huì)受到各種天然輻射源的照射，其中包括外照射源（如宇宙射線、土壤和建筑材料中的天然放射性核素）和內(nèi)照射源（吸入空氣中、食入食物和飲水中的天然放射性核素）。目前認(rèn)為，吸入是最重要的途徑，其次是外照射和食入、飲水。由吸入造成的內(nèi)照射主要來(lái)自氡，空氣中的氡主要由土壤和建筑材料析出。外照射劑量則與γ天然貫穿輻射量、土壤和建筑材料中U系、Th系放射性核素和40K的含量直接相關(guān)。內(nèi)照射劑量與飲水中U系、Th系放射性核素和40K的含量有著緊密關(guān)系。在國(guó)家環(huán)保局的統(tǒng)一組織下，湖北省環(huán)境監(jiān)測(cè)站曾于1987年5月至1990年12月開(kāi)展了湖北省環(huán)境天然輻射水平調(diào)查。隨著工業(yè)發(fā)展對(duì)環(huán)境的持續(xù)污染， 2009年8月開(kāi)始湖北省核工業(yè)放射性核素檢測(cè)實(shí)驗(yàn)中心對(duì)湖北省的天然輻射水平進(jìn)行了調(diào)查。本次調(diào)查共布設(shè)4個(gè)土壤監(jiān)測(cè)點(diǎn)，21個(gè)水體監(jiān)測(cè)點(diǎn)和10個(gè)γ輻射劑量率監(jiān)測(cè)點(diǎn)。此次調(diào)查選用國(guó)內(nèi)外先進(jìn)設(shè)備，采用先進(jìn)的分析方法，不但節(jié)約了時(shí)間，而且降低了成本，測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確度和精確度也得到了很大的提升，同時(shí)為湖北省的核電站本底調(diào)查提供了參考依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

湖北省地跨長(zhǎng)江和漢江兩大水系，位于祖國(guó)中部。長(zhǎng)江中游的洞庭湖以北，故稱(chēng)湖北，簡(jiǎn)稱(chēng)“鄂”。湖北省北接河南省，東連安徽省，東南和南鄰江西、湖南兩省，西靠重慶市，西北與陜西省為鄰。介于北緯29°05′～33°20′，東經(jīng)108°21′～116°07′。東西長(zhǎng)約740公里，南北寬約470公里，面積18.59萬(wàn)平方公里，占全國(guó)總面積的1.94%，居全國(guó)第16位。

湖北省正處于中國(guó)地勢(shì)第二級(jí)階梯向第三級(jí)階梯過(guò)渡地帶，地勢(shì)呈三面高起、中間低平、向南敞開(kāi)、北有缺口的不完整盆地。地貌類(lèi)型多樣，山地、丘陵、崗地和平原兼?zhèn)洹Ｉ降?、丘陵和崗地、平原湖區(qū)各占湖北省總面積的55.5%， 24.5%和20%。地勢(shì)高低相差懸殊，西部號(hào)稱(chēng)“華中屋脊”的神農(nóng)架最高峰神農(nóng)頂，海拔達(dá)3105米；東部平原的監(jiān)利縣譚家淵附近，地面高程為零。湖北省西、北、東三面被武陵山、巫山、大巴山、武當(dāng)山、桐柏山、大別山、幕阜山等山地環(huán)繞，山前丘陵崗地廣布，中南部為江漢平原，與湖南省洞庭湖平原連成一片，地勢(shì)平坦，土壤肥沃，除平原邊緣崗地外，海拔多在35米以下，略呈由西北向東南傾斜的趨勢(shì)。

湖北省自南向北可大致分為2個(gè)土壤帶，即南部中亞熱帶以黃壤、紅壤為主的土壤帶和北部北亞熱帶以黃棕壤為主的土壤帶。還分布有水稻土、棕壤、潮土、石灰土、沼澤土和紫色土等。根據(jù)本省地質(zhì)資料，本報(bào)告將全省地質(zhì)類(lèi)型歸并為變質(zhì)巖、沉積巖、近代河流沖沉物、花崗巖和火山巖5類(lèi)。本省地勢(shì)西高東低，地勢(shì)大致分為平原、崗地、丘陵和山地4類(lèi)。

2 監(jiān)測(cè)方法

2.1 點(diǎn)位布設(shè)

本次調(diào)查共布設(shè)4個(gè)土壤監(jiān)測(cè)點(diǎn)，21個(gè)水體監(jiān)測(cè)點(diǎn)和10個(gè)γ輻射劑量率監(jiān)測(cè)點(diǎn)。詳細(xì)布點(diǎn)信息如表1。

2.2 采樣要求

土壤樣品采用對(duì)角線采樣法、梅花形采樣法、棋盤(pán)式采樣法、蛇形采樣法。在采樣前應(yīng)先將剖面整理、修理，削去最表層的浮土，然后再按層次自上而下逐層從中心典型部位取樣。

水體按照GB 12997-91 《水質(zhì) 采樣方案設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)定》、GB 12998-91 《水質(zhì)采樣技術(shù)指導(dǎo)》、GB 12999-91 《水質(zhì)采樣樣品的保存和管理技術(shù)規(guī)定》的要求進(jìn)行采樣。

2.3 分析方法

各種核素的分析標(biāo)準(zhǔn)如表2。

2.4 儀器設(shè)備

γ核素分析選用美國(guó)Canberra公司生產(chǎn)的高純鍺γ能譜儀，采用8192道多道分析器，分辨率達(dá)到1.9keV（1.332M），可以對(duì)各種γ核素進(jìn)行精確的定量分析；水中鈾采用液體激光熒光法，靈敏度高而且樣品分析時(shí)操作簡(jiǎn)單快速準(zhǔn)確，方法的檢出限也相當(dāng)?shù)?；γ輻射劑量率儀在使用前用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)放射源進(jìn)行校準(zhǔn)，靈敏度達(dá)到10nGy/h。實(shí)驗(yàn)中所用儀器設(shè)備信息如表3。

3 質(zhì)量保證

采取嚴(yán)格、有效的質(zhì)量保證措施是確保調(diào)查結(jié)果可靠性的堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。質(zhì)量保證的中心問(wèn)題是測(cè)量的可溯源性，即測(cè)量結(jié)果可自下而上追到國(guó)家計(jì)量標(biāo)準(zhǔn)。測(cè)量溯源性的保證則涉及多方面的要求。不能單靠?jī)x器來(lái)保證結(jié)果的可靠性，測(cè)量人員的素質(zhì)和操作培訓(xùn)也是很重要的。此外，測(cè)量實(shí)驗(yàn)室即使已用放射性測(cè)量標(biāo)準(zhǔn)校準(zhǔn)了儀器，其測(cè)量結(jié)果的準(zhǔn)確性仍需考察，要看該實(shí)驗(yàn)室的常規(guī)測(cè)量結(jié)果是否與某一權(quán)威實(shí)驗(yàn)室的結(jié)果在規(guī)定的誤差范圍內(nèi)符合。

3.1 實(shí)驗(yàn)室內(nèi)部質(zhì)量控制

實(shí)驗(yàn)室定期用參考源監(jiān)控儀器的峰漂、分辨率、相對(duì)效率和儀器本底的變化，發(fā)現(xiàn)其超過(guò)本實(shí)驗(yàn)室質(zhì)控范圍，用標(biāo)準(zhǔn)源重新刻度儀器。監(jiān)控周期最多一天一次，最少一個(gè)月一次。

3.2 標(biāo)樣或參考樣跟蹤分析

在分析測(cè)量期間，采用分析標(biāo)樣或參考樣方法控制分析的質(zhì)量。對(duì)鈾、釷、鐳-226、銫-137、鍶-90、鉀-40比值的范圍分別為0.91-1.04、0.88-1.04、0.83-1.11、0.81-1.19、0.85-1.22、0.94-1.06，比值均值分別為1.00、1.00、1.01、1.05、1.06、1.00，分析次數(shù)為4次。

4 測(cè)量結(jié)果

測(cè)量結(jié)果如表4、表5、表6，γ輻射劑量率為天然貫穿輻射，未扣除宇宙射線。

5 結(jié)果與討論

調(diào)查結(jié)果表明：

①土壤中天然放射性核素含量的范圍值分別為238U：11.82-43.02 Bq/kg、232Th：37.03-49.91 Bq/kg、226Ra：22.60-39.98 Bq/kg 、137Cs：6.33-11.16 Bq/kg、90Sr：7.03-12.96 Bq/kg、40K：369.87-646.03 Bq/kg，平均值為238U：24.17 Bq/kg、 232Th：45.73 Bq/kg、 226Ra：31.17 Bq/kg、137Cs：8.28 Bq/kg、90Sr：9.38 Bq/kg、40K：369.87 Bq/kg。

②水體中天然放射性核素含量為U：0.33-1.13 μg/L、Th：0.10-0.30μg/L、 226Ra：1.52-6.91Bq/m3 、137Cs：0-3.58 Bq/m3、90Sr：0-3.74Bq/m3、40K：20.72-96.41 mBq/L，平均值為U：0.89 μg/L、Th：0.21 μg/L、226Ra：3.46 Bq/m3、137Cs：1.96 Bq/m3、90Sr：2.02 Bq/m3、40K：55.98 Bq/m3。

③γ 輻射劑量率的范圍為74.4-94.2 nGy/h，平均值為83.6 nGy/h。

將本次監(jiān)測(cè)結(jié)果與1983-1990年《全國(guó)天然核素含量本底調(diào)查研究》的結(jié)果做比較，各核素含量均在本底調(diào)查結(jié)果范圍以?xún)?nèi)，說(shuō)明湖北省內(nèi)輻射水平無(wú)異常。

參考文獻(xiàn)：

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