ICRP29号出版物强调，预报由常规或事故排放产生的剂量或剂量负担是评价放射性物质对环境影响的最好依据^[1]。然而，剂量往往在内照射情况下不是能够直接测量的，而是通过辐射监测并结合相应模式和参数估算得到的。满足剂量估算的监测必须全面地考虑到关键核素、关键途径和关键人群的选择。重点的核素又称为信号核素或指示核素（Indicator nuclide），灵敏的样品种类称为指示种（Monitor^[2-3]或Indicator^[4]）。国内文献上指示种就是指这种指示核素或灵敏的样品种类，本文在这个意义上对指示种进行讨论。

指示种选择着重其灵敏程度，而关键核素和关键途径选择依据其所致剂量的重要性。当然，指示种也可能本身就是关键核素（如：核爆炸或事故近期的¹³¹I）或关键途径（如：北极区拉普人的驯鹿肉），也可能完全不一致。

一 关于放射性核素指示种的选择

按生态学观点，放射性核素从源项转移入人体的过程分为一系列隔室（或称环节）。若所有可能的放射性核素同时排入生物圈的某一环节，对于单个核素而言，其空间和时间分布都具有独特性。其后的行为和浓度受许多因素支配：部分取决于核素本身理化性质，同一元素的不同放射性同位素通常具有不同物理半衰期和衰变纲图，这些差异又使它们具有不同的环境行为；部分取决于各环节对其的反应^[5]

放射性核素指示种的选择主要应考虑：

1.监测灵敏是主要因素，这主要依赖于在源项释出相对多和辐射能量相对大。⁸⁹Sr和¹³¹I分别处于双峰曲线的双峰区，裂变产额高，而且β最大能量也较高。

2.放射性核素的物理和生物半衰期与某特定环节的积累程度和损失速率有密切关系，寿命极短的核素在它们达到足够大的生物浓度之前已经衰变，寿命太长的核素比活度太低。通常，半衰期在数天到一千年左右范围内核素在生物体内可能得到高放射性浓度。在有最大输入速率和最小损失速率的环节经一段时间会积聚最大放射性浓度。物理半衰期是固定的，而生物半衰期差异很大，取决于核素理化性质及生物的特性^[5]。

3.放射性元素的理化性质会影响生物浓集程度。一般说来，化学上活泼、可溶形式最易于被生物吸收和浓集。如可溶的¹³⁷Cs易被生物吸收，而土壤中结合的铯却难于被植物吸收。粘附有放射性的不溶性微粒的大小和形状都会影响其行为，较小微粒迁移得远，在表面上粘附更紧。具有无机营养类似物的放射性核素易被增溶，使其在生态链广泛而迅速移动。那些以可溶形式存在又与必需营养元素类似的放射性核素倾向于以营养类似物相似形式参与生物过程。例如，⁹⁰Sr、⁸⁹Sr、¹⁴⁰Ba、²²⁶Ra和⁴⁵Ca具有与钙相同行为；¹³¹I和¹²⁹I将模拟稳定碘行为。

4.浓集因子是作为以上所述诸因素综合体现。如植物叶子污染后¹³¹I积累在食草动物甲状腺内，甲状腺可浓集¹³¹I比植物叶子高出10⁴倍。这是由于¹³¹I的化学行为类似于稳定碘，而碘则是甲状腺素和相应化合物的必要原料。⁸⁹Sr和⁹⁰Sr由于化学性质与钙相似，在骨组织可达相当浓度，加上⁸⁹Sr半衰期远短于⁹⁰Sr，⁸⁹Sr更常被视作新裂变产物污染的放射性核素指示种。

5.测定方法简便易行，这在实践中也是选定核素指示种应该考虑的因素。¹³¹I易于用γ谱仪快速检出也有助于选作指示种。作为一种特例，总α或总β放射性测定尽管难以单独用于剂量估算或卫生学评价，但因其简便易行，经验证明不失为核试验、核事故等的一项信号性监测项目，尤其对固定地点、固定样品种类的动态监测更显示其优越性，减少了大量个别核素监测的工作量。

二 关于样品种类指示种的选择

指示种样品的确定基于生态转移规律和该生物环节的特性。属于同一环境中的不同种类生物，其体内对同一放射性核素浓集能力或同生物对不同核素积累能力均表现很大差异。除丁在放射性核素指示种选择中所提到的考虑因素外，从样品种类本身特性方面更需着重选择。概括说来还应考虑以下因素^[5]：

1.生物的外部形态和表面性质对吸附有极大影响：通常，比表面积大的生物（如地衣和苔癣）能从空气、水或土壤中积累大量放射性核素，扁平、分支或蟣曲的外形具有较大比表面积；有些植物叶子有“毛发”状表面，这样的表面像地毯似的能有效捕集污染粒子；苹果叶子表皮层薄，约有3×10⁴气孔/cm²，也有利于吸收。

2.生物的代谢和生理特性对放射性核素的吸收、分布及持留有很大影响：旺盛的新陈代谢会促进放射性核素选择性地随同相应稳定元素的吸收，因而生长旺盛阶段或增加食量往往增加放射性核素的摄取；对半衰期长的放射性核素而言，生物的长寿是有特殊意义的，长寿生物可能蓄积大量核素（如地衣类植物中含较高沉降灰¹³⁷Cs和其它放射性核素的又一主要因素）；多年生的松针往往比落叶性树叶可蓄积更多核素；动物活动范围和食性也对监测范围及蓄积程度有很大影响，如：迥游的鱼类可监测更广阔的水域污染，放牧的驯座或牛比圈养奶牛能积累更多的沉降灰核素；根菜般比地面部分吸收更多的经根吸收的核素，而叶菜对空气沉降核素则吸收较多。

3.当地生态学因素也能影响生物对放射性核素的行为：通常在含有丰富有效化学类似营养物的环境中，生物吸收放射性核素少，其原因是稀释作用。例如，海洋鱼类比淡水鱼类一般对¹³⁷Cs和⁹⁰Sr的蓄积程度低，因为竞争营养元素，钾和钙，在海水中平均含量为400PPm左右，而在淡水中通常小于10PPm。其他化学因素（如土壤PH值及无机成分等）也有影响。如有些土壤（特别是蒙脱石和伊利石土）可将离子牢固结合，使放射性核素基本上变得不能再被生物摄取，而沙土（如美国东南部低海岸平原）的阳离子交换容量很低，不易结合大多数放射性核素，这就提高了放射性核素的生物可用性。北极区和高山区生物常会对放射性核素有极高的积聚就是由于较少的生物以及类似营养元素含量少。

4.浓集因子对样品指示种选择是作为以上讨论各因素的综合体现：关于浓集因子已有很多报道，Menzel RG曾系统总结了陆生植物从土壤吸收不同元素的相对浓集因子，Eisenbud M总结过淡水和海水环境中各类生物的浓集因子范围，曾被作者过去综述引用过^[6]。

5.在样品指示种选择的实践中必需根据当地实际存在和易得程度：作者在阳江高本底地区曾发现当地褐云玛脑螺和木薯对天然放射系成员核素都有不同程度的浓集作用。

三 从近年调查和监测资料看指示种的选择 1 关于核素指示种

从我国近年开展的全国性陆生食品放射性核素的调查。^[7-8]所获结果来看，对测定的9种天然放射性核素而言，14类食品中平均浓度⁴⁰K为最高，其后以递降次序依次为⁸⁷Rb、²²⁸Ra、²¹⁰Pb、²¹⁰Po、²²⁶Ra、天然铀、天然钍和²²⁷Ac。在70年代后期对我国沿海海产食品放射性调查所测定的6种天然放射性核素中，甲壳类、藻类、鱼类和软体动物类各类平均浓度也都是以⁴⁰K最高，其后依次为²¹⁰Po、²¹⁰Pb、天然铀和天然钍。与大陆食品比较可知：不同的是海产食品²¹⁰Po一般都大于²¹⁰Pb，表明海产食品对²¹⁰Po的浓集能力比对²¹⁰Pb大；软体动物与其它三类海产品不同，钍含量一般大于铀含量，这可能与内脏清除不净有关⁽⁹⁾。至于人工放射性核素在大陆食品调查结果表明，以¹⁴C为最高，其后依次为³H、⁹⁰Sr、¹³⁷Cs、¹⁰⁶Ru和¹⁴⁴Ce，⁹⁵Zr和⁶⁵Zn均未测出⁽⁷⁾。在海产食品放射性调查的8种人工放射性核素中，以¹⁴C最高，³H次之，其后一般为⁹⁰Sr、¹³⁷Cs、²³⁹Pu，在部分样品中测到了⁶⁰Co、¹⁴⁴Ce和⁵⁵Fe，而且发现鱼类的¹³⁷Cs含量大于⁹⁰Sr含量，不同于其它三类海产食品^[9]

另外，从各国对大气层核试验及核工厂事故后监测结果表明，¹³¹I、¹⁰³Ru、⁸⁹Sr和¹³⁷Cs常是监测的重点，前三个核素常可视为新鲜裂变产物的指示种。在1986年4月26日苏联切尔诺贝利核电站事故后，呼和浩特的大气沉降物¹³¹I5月4日已达101Bq·m^-2·d^-1；空气气溶胶采用大体积采样器和γ谱仪测量¹³¹I被认为是判断核电站事故排放的有效手段；蔬菜和牛奶中¹³¹I从5月9日起陆续到达其最大值；羊的甲状腺中¹³¹I由于强的浓集作用，蓄积浓度最高，尽管高峰稍迟仍被认为是监测的灵敏指标；饮用水在我国不少地区也检出了¹³¹I，但污染较轻^（10）。在此期间，不少省、市监测站还用γ谱仪或放化分析法测定了¹⁰³Ru、¹³⁷Cs、¹³⁴Cs、¹⁴⁰Ba~¹⁴⁰La、⁸⁹Sr、⁹⁰Sr、¹⁴¹Ce、¹⁰⁶Ru、⁹⁵Nb、¹⁴Ce和⁹⁵Zr等。以乌鲁木齐监测结果为例，大气沉降灰、气溶胶和小白菜测定结果表明，污染的主要放射性核素是¹³¹I，占所有核素的40%以上；其次是¹⁰³Ru，约占12%；以后依次为¹³⁴Cs、¹³⁷Cs、⁸⁹Sr、¹⁴⁰Ba~¹⁴⁰La，约各占5~10%。⁹⁰Sr、¹⁴⁴Ce、¹⁴¹Ce、⁹⁵Zr- ⁹⁵Nb等尽管可以测到，但比例很小。可见核事故释出的主要是易挥发的放射性核素（如碘、钌和铯等）为主^[11]。

总之，对于裂变产物污染核素指示种通常采用¹³¹I、¹³²I、¹³⁴Cs、¹³⁷Cs、⁸⁹Sr、¹⁰³Ru、¹⁴⁰Ba-¹⁴⁰La等，对海生物有些也可考虑⁶⁰Co、⁵⁵Fe等能特殊浓集的核素；对于天然放射性核素常采用²²⁶Ra、²²⁸Ra、²¹⁰Po和²¹⁰Pb。

2 关于样品指示种

从我国近年完成的全国性陆生食品放射性核素调查结果看，对测定的9种天然放射性核素而言，14类食品的平均浓度都以茶叶为最高，其次是海藻类、干豆类。²¹⁰Po在牛羊肉、镭在蛋类呈现较高浓度。在测出的5种人工核素中，³H和¹⁴C以肉类最高，其余均以茶叶、海藻为最高^[7]。我国海产食品放射性调查结果表明：对天然铀和⁹⁰Sr，藻类、软体动物比鱼类吸收能力大，而对¹³⁷Cs则反之；对天然钍、²¹⁰Po、²¹⁰Pb和²³⁹Pu，软体动物均比鱼类吸收能力大；对¹⁴C各类海产食品呈现相近吸收能力^[9]。

切尔诺贝利核事故后调查表明，对某一放射性核素来说，不同种类样品呈现不同敏感程度和污染程度。如，对¹³¹I长春地区羊甲状腺浓度最高，菠菜次之，牛奶最低；北京地区的蒿笋叶污染远比白菜为高^[10]。乌鲁木齐地区监测表明，气溶胶和大气沉降物出现污染最早，持续时间短；其后蔬菜、奶等相继出现，持续时间较长；甲状腺中¹³¹I几乎与气溶胶同时出现，浓度高且持续时间最长，表明是一种理想的指示种。羊奶高于牛奶，人奶污染远低于牛、羊奶^[11]

以上实测结果资料，对于放射性核素或样品指示种的选择都有重要的价值。应该根据被监测对象、当时当地条件和存在物种进行合理选择。常用的种类除气溶液、沉降物、甲状腺、食品（如蔬菜、奶、软体动物、海藻、茶叶等）外，还有地衣、苔薛、牧草等。这次切尔诺贝利事故后国际航机擦拭物的监测也获得了成功^[10]。用牙齿监测亲骨核素污染及用鼻拭监测呼吸道污染可看作指示种对人体的特例。