2020—2021年福建運(yùn)行核電廠周圍生物中90Sr放射性水平調(diào)查與評(píng)價(jià)*

林明貴

(福建省輻射環(huán)境監(jiān)督站，福建 福州 350003)

0 引言

90Sr是重要的核裂變產(chǎn)物之一，屬于高毒組，主要沉積在生物和人體骨骼中，對(duì)生物和人體具有明顯的危害[1]。因此，環(huán)境中90Sr放射性水平一直受到人們的關(guān)注[2-7]。

福建省是我國(guó)的核電大省，目前省內(nèi)運(yùn)行寧德核電和福清核電兩座核電廠。其中，寧德核電廠有4臺(tái)機(jī)組商業(yè)運(yùn)行，福清核電廠有6臺(tái)核電機(jī)組商業(yè)運(yùn)行。寧德核電廠首臺(tái)機(jī)組于2013年4月15日開(kāi)始投入商業(yè)運(yùn)行,2—4號(hào)機(jī)組相繼于2014—2016年間投入商業(yè)運(yùn)行[8]。福清核電廠1—4號(hào)機(jī)組分別于2014—2017年相繼投入商業(yè)運(yùn)行。5、6號(hào)機(jī)組是采用我國(guó)自主研發(fā)設(shè)計(jì)具有完全知識(shí)產(chǎn)權(quán)的三代壓水堆核電技術(shù)的“華龍一號(hào)”示范工程，分別于2021年和2022年投入商業(yè)運(yùn)行。

核電廠運(yùn)行期間，針對(duì)其周邊區(qū)域環(huán)境開(kāi)展放射性核素水平的長(zhǎng)期調(diào)查對(duì)準(zhǔn)確評(píng)估環(huán)境放射性水平、公眾食品安全等具有重要的意義。本文針對(duì)福建省已運(yùn)行的寧德核電廠和福清核電廠，開(kāi)展了其周邊區(qū)域生物樣品中90Sr的放射性水平調(diào)查，為評(píng)估核電運(yùn)行一定時(shí)間后環(huán)境放射性水平的變化提供判斷依據(jù)，并估算核電廠周邊環(huán)境居民每年攝入的90Sr活度及食入所致年有效劑量。

1 材料與方法

1.1 樣品采集

本文分別在福建寧德核電廠和福清核電廠周邊區(qū)域采集重要的農(nóng)產(chǎn)品、水產(chǎn)品、奶制品及未經(jīng)耕作的產(chǎn)物等生物樣品；同時(shí)，選擇福州作為對(duì)照點(diǎn)。寧德硤門(mén)紫菜、福清三山鎮(zhèn)紫菜(濕)、福清三山鎮(zhèn)紫菜(干)各采集1個(gè)樣品，福州基圍蝦采集3個(gè)樣品，其余每個(gè)點(diǎn)位每種生物樣品各采集2個(gè)。

1.2 樣品預(yù)處理和分析方法

90Sr的分析方法主要參考《水和生物樣品灰中鍶-90的放射化學(xué)分析方法》[9]，具體步驟如下。

①準(zhǔn)確稱取15g生物灰樣品，置于100mL瓷坩堝中，加入鍶載體和釔載體。加入硝酸和過(guò)氧化氫，置于加熱板上蒸干，移入馬弗爐中灼燒至無(wú)炭黑。用鹽酸加熱浸取后，過(guò)濾，收集浸取液。加入草酸，調(diào)節(jié)pH，過(guò)濾收集沉淀，轉(zhuǎn)入馬弗爐灼燒1h。加入硝酸使沉淀完全溶解，過(guò)濾收集濾液。

②處理完成后，濾液通過(guò)HDEHP色層柱，稀硝酸淋洗色層柱，濃硝酸洗脫釔。解析液中加入草酸溶液，調(diào)節(jié)pH至1.5～2.0，水浴加熱30min。冷卻、過(guò)濾、稱重，按草酸釔的分子式計(jì)算釔的化學(xué)回收率。

③將沉淀連同濾紙固定在測(cè)量盤(pán)上，在低本底β測(cè)量?jī)x上測(cè)量。

2 結(jié)果與討論

2.1 寧德核電廠周邊生物樣品90Sr比活度

寧德核電廠周邊區(qū)域生物中90Sr比活度見(jiàn)表1。其中，農(nóng)產(chǎn)品90Sr的比活度范圍為0.034～0.21Bq/kg，牡蠣和彈涂魚(yú)90Sr的比活度范圍為<0.010～0.069Bq/kg，干紫菜90Sr的比活度范圍為0.17～0.27Bq/kg。

表1 寧德核電廠周邊生物樣品中90Sr比活度

2.2 福清核電廠周邊生物樣品90Sr比活度

福清核電廠周邊區(qū)域生物中90Sr放射性水平監(jiān)測(cè)結(jié)果見(jiàn)表2。其中，農(nóng)產(chǎn)品90Sr的比活度范圍為0.021～0.11Bq/kg，水產(chǎn)品中鱸魚(yú)90Sr的比活度范圍為0.009～0.014Bq/kg，其他水產(chǎn)品90Sr都低于檢測(cè)下限；牛奶90Sr的比活度范圍為7.0～11mBq/L;松針90Sr的比活度范圍為0.90～1.2Bq/kg。

表2 福清核電廠周邊生物樣品中90Sr比活度

2.3 對(duì)照點(diǎn)生物樣品90Sr比活度

本文選擇福州作為對(duì)照點(diǎn)，福州對(duì)照點(diǎn)生物中90Sr比活度見(jiàn)表3。其中，農(nóng)產(chǎn)品90Sr的比活度范圍為0.023～0.21Bq/kg，水產(chǎn)品中只有牡蠣的個(gè)別樣品的90Sr比活度為0.021Bq/kg，其他水產(chǎn)品90Sr都低于檢測(cè)下限；松針的90Sr比活度范圍為0.51～0.59Bq/kg。2020—2021年寧德核電廠和福清核電廠周邊區(qū)域生物中90Sr的比活度范圍與福州對(duì)照點(diǎn)的比活度范圍基本處于同一水平，表明核電廠的運(yùn)行對(duì)核電廠周邊區(qū)域生物中90Sr活度水平基本沒(méi)有影響。

表3 對(duì)照點(diǎn)(福州)生物樣品中90Sr比活度

為討論核電運(yùn)行是否對(duì)周邊生物90Sr水平產(chǎn)生影響，本文調(diào)查了歷年在寧德核電廠、福清核電廠周邊相關(guān)區(qū)域生物體中90Sr的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，見(jiàn)表4。其中，2009—2011年為兩個(gè)核電廠運(yùn)行前的本底數(shù)據(jù)；2015—2016年為兩個(gè)核電廠商業(yè)運(yùn)行后的放射性水平。與歷年比較結(jié)果顯示，①寧德核電廠周邊區(qū)域2020—2021年葉菜中90Sr的比活度分別略高于2009—2011年、2015—2016年。②福清核電廠周邊區(qū)域2020—2021年葉菜和松針中90Sr的比活度略高于2015—2016年；③寧德核電、福清核電廠周邊2020—2021年其他生物體中90Sr比活度水平?jīng)]有明顯變化。

表4 福清核電和寧德核電廠周邊歷史調(diào)查生物樣品中90Sr比活度范圍

2.4 公眾內(nèi)照射劑量估算

核電廠周邊居民每年攝入的90Sr活度(Ai)根據(jù)如下公式計(jì)算：

Ai=Ia·Ac

(1)

式(1)中，Ia為某種食品的城鎮(zhèn)居民人均消費(fèi)量，數(shù)據(jù)來(lái)源于福建省2020年城鎮(zhèn)居民人均食品消費(fèi)量[15]；Ac為某食品中90Sr的比活度。

公眾食入90Sr所致年有效劑量(Ei)根據(jù)如下公式進(jìn)行計(jì)算：

Ei=Ai·Pi

(2)

式(2)中，Pi為食入90Sr劑量轉(zhuǎn)換系數(shù)，此處取28nSv/Bq[16]。

公眾食入90Sr的年攝入量及所致年有效劑量計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表5，核電周邊城鎮(zhèn)居民食入蔬菜及菜制品、水產(chǎn)品和奶制品等90Sr活度遠(yuǎn)低于成人90Sr年攝入量限值，食用三類食品90Sr活度總和占成人90Sr年攝入量限值小于0.072%。蔬菜及蔬菜制品的居民年消費(fèi)量較高，因此，實(shí)用蔬菜及蔬菜制品攝入90Sr活度也較高。進(jìn)一步估算了寧德、福清核電廠周圍公眾通過(guò)食入蔬菜及菜制品、水產(chǎn)品、奶制品等所致年有效劑量為0.19～0.56μSv/a，該結(jié)果遠(yuǎn)低于《電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18871—2002)中規(guī)定的1μSv/a公眾年劑量限值[1]。由于調(diào)查的生物樣品種類有限，本研究計(jì)算的核電廠周邊居民食入食物所致年有效劑量?jī)H作為參考。

表5 公眾食入90Sr的年攝入量及所致年有效劑量

3 結(jié)論與建議

3.1 結(jié)論

本文對(duì)2020—2021年寧德核電廠和福清核電廠周邊生物樣品90Sr比活度開(kāi)展調(diào)查，并將結(jié)果與歷年在寧德核電廠、福清核電廠周邊相關(guān)區(qū)域生物體中90Sr比活度進(jìn)行對(duì)比，得到以下結(jié)論：①2020—2021年寧德核電廠和福清核電廠周邊生物中90Sr比活度范圍未見(jiàn)明顯異常。②根據(jù)評(píng)估結(jié)果，核電廠周圍城鎮(zhèn)居民食入90Sr所致公眾年有效劑量遠(yuǎn)低于國(guó)家規(guī)定的劑量限值。

3.2 建議

在生物中90Sr比活度的后續(xù)調(diào)查中，建議針對(duì)生物中不同部分(肌肉、骨骼等)開(kāi)展調(diào)查，這將有助于深入了解90Sr在環(huán)境介質(zhì)中的富集行為。也有助于更加準(zhǔn)確計(jì)算和評(píng)估公眾食入食物所致有效劑量。同時(shí)，由于90Sr的半衰期較長(zhǎng)，可以在環(huán)境中存在較長(zhǎng)的時(shí)間，開(kāi)展環(huán)境中90Sr比活度長(zhǎng)期調(diào)查對(duì)于準(zhǔn)確評(píng)估環(huán)境放射性水平、公眾食品安全等具有重要的意義，也有助于分析長(zhǎng)時(shí)間序列的變化趨勢(shì)。因此，建議開(kāi)展核電廠周邊環(huán)境中生物體90Sr比活度長(zhǎng)期調(diào)查，特別是選定2～3種作為指示生物開(kāi)展長(zhǎng)時(shí)間序列的調(diào)查。