钾是生物的重要组成元素，有³⁹K、⁴⁰K和⁴¹K三种同位素，只有⁴⁰K是放射性的。⁴⁰K丰度为0.012%, 在K中的比活度为31.6Bq/g, 半衰期为1.26×10⁹年，是重要的天然放射性核素之一^[1]。尽管它是世界正常本底地区天然内照射人均年剂量的重要来源，仅次于²²²Rn及其子体，由于不存在⁴⁰K的分离和专门应用，实际上很少出现⁴⁰K的放射性浓集和升高辐照，加上人体对钾代谢的体内严格平衡，在放射卫生领域有其独特的意义。本文针对过去存在的某些模糊认识，综述其在环境和人体的分布，着重讨论其放射卫生学意义和提出应进一步研究阐明的问题。

一 ⁴⁰K在环境中的存在

钾是一种亲石元素，广泛分布于由然界，在地壳中丰度为2.09%^[2]、在岩石中含量以花岗岩最高(约3.5%)，砂石居中(1%或更低)，石灰石最低(约0.1%)^[1]。岩石风化和浸渍使K进入土壤和水，并经生态链进入人体，成为人体内照射的主要贡献者，岩石和土壤中⁴⁰K成为世界公众外照射的主要来源之一。土壤中⁴⁰K活性质量浓度平均为370 (范围为100~700) Bq/kg鲜重，导致地面以上1 m处大气中吸收剂量率为16 (范围为4~30)nGy·h^-113。

就地球化学和生态学角度而言，对钾的环境行为已有较多了解，在人类有关的环境各部分已报道的含量或范围总结于表 1。

国内曾对各类食品进行过钾含蛩的分析^{[4, 5]}，钾含量范围在0.78~16g/kg，各类食品中钾含量较高的是茶叶、黄豆、青稞和蚕豆^[5]。

二 ⁴⁰K在人体中负荷量及所致内剂量

⁴⁰K的衰变图如附图所示，89%通过β衰变, 而11 %通过β⁺衰变随后放出能量为1.46MeV的光子。这特征光子使有可能用γ谱仪测量⁴⁰K, 而且由于钾存在于所有环境样品而提供了出色的谱位标定点^[1]。

钾是在人体内处于严格体内平衡控制的必要元素，是细胞的主要成分。体内平衡受植物性神经系统和内分泌系统的控制^[2]。主要依据匈牙利和西德的全身计数测量结果，估算得成、年男子的平均质量浓度约为2g K/kg体重，从而导出70 KB参考人全身负荷量约为140gK。在不同器官和组织钾分布有很大差异，在骨、牙齿(0.05~0.1%鲜重)和脂肪(0.06%鲜重)含量最低，在肌肉含量最高(0.36%鲜重)^[1]。按钾在不同器官和ia织中的分布，可测定其浓度并估算所致吸收剂量率。红骨髓最高(207μGy·年^-1)，甲状腺最低(100μGy·年^-1)，年有效剂量当量对世界正常地区成年男子估算为180μSv。钾在全身的浓度变化反映了不同年龄和脂肪的相对变动^[3]、文献还介绍，结合体重⁴⁰K全身计数可用于运动员肌肉和肉用动物瘦肉比例的衡觉^[1]。

在美国于1956~1961年间在小于1岁至79岁的3000人中测量了钾全身负荷量随年龄和性别的变化，结果表明钾平均浓度从出生到10岁(女)或18岁(男)左右分别升高到约2.1和2.3g/kg, 然后在20岁前明显下降，以后下降缓慢。在西德12000人的测量也获得类似结果。实际上，钾在全身浓度随年龄和性别的变化显示了相对少钾的脂肪组织的变动^[8]。我国闻慧芬等和高俊峰也分别用全身计数器测量过我国不同地区的368名成年男女和70名成年男子的⁴⁰K全身负荷量，成年男、女平均钾浓度分别为2.18、2.06g/kg (男)和1.60g/kg (女)，与世界平均估算值在误差范围内一致^{[7, 8]}。

对ICRP参考人(男子)而言，人体钾含量为140g，其中约120g分布于软组织。经由膳食和饮水的摄入量约为3.3g/天。国外膳食调查和元素平衡研究所得结果相似。婴儿摄入量与食物组成有关，如人奶钾浓度仅为牛奶的三分之一。钾的吸收通常是完全的，但与膳食中钠量有关，因为在肠道都以阳离子形式存在。大部分钾经由肾排出，这导致对血液钾的体内调节。粪中钾看来是经由结肠壁排出，并不代表未吸收的部分^[9]。

⁴⁰K是主要的天然内照射贡献者，世界正常本底地区居民人均内剂量估算为180μSv/年，所致外剂量相应为150μSv/年^[3]、在我国近年分别组织的两次全国性食品放射性含量调查中，对⁴⁰K经由食品所致扱入贷佔兑结果为2.28×10⁴Bq/年^[5]和(1.5~3.5)×l0⁴Bq/年^[10]，两者基本一致。由此可估算出我国成年男子由食品所致钾摄入量约为2 g/日。按我国水源水中全国均值浓度0.4Bq/L^[4]，并假设每日饮水量2.2升，可估算得我国成年男子由饮水所致⁴⁰K摄入量约相当于经由食品摄入量的百分之一。这些结果初步表明，我国成年男子钾日摄入量低于ICRP参考人。

三 ⁴⁰K的放射卫生学意义

1. ⁴⁰K是公众天然辐射的主要贡献者。为査明人工放射性污染或天然升高辐射必需首先调查正常天然辐照的本底水平。由于年剂量当量限值不包括天然本底照射，严格地说，弄清本国天然辐射本底水平也是实施卫生防护标准的必要前提。

2.建议在放射性监测中纠正一种较普遍存在的误解。由于钾在人体内受到严格的体内平衡调节，更因为⁴⁰K总以固定的丰度和稳定钾同位素共存，迄今未见⁴⁰K有浓集分离供专门用途的报道，因此，⁴⁰K不必作为一种可能污染环境导致对人升高辐照的主要放射性核素来监测。当前在放射卫生、环境保护部门，在不少全国性放射性调查中仍把⁴⁰K列为监测或调查项目，结果在剂量评价时又不能按摄入量估算，不能不说是一种浪费。值得注意的是，土壤中钾含量直接关系到地面外照射水平，Klement注意到用钾肥连续施肥20年的耕地土壤中钾含量的增高超过10倍，这势必升高了有关人员的外照射剂量^[1]。

3.长期以来，通常沿用总β放射性监测β放射性污染。这项目对于某地点某种样品的自身对照也许是可行的，但对于不同地点的同种环境样品常出现非其他放射性核素污染的总β放射性升高。研究结果表明，正常情况下环境样品的总β放射性主要来自所含的⁴⁰K。各地历年来总β放射性监测结果之所以离散度大，除来自实际的β放射性污染外，也来自样品所含有的钾含量差别。由于采用化学分离钾的去钾总β监测法存在可能同时分离掉同族核素¹³⁷Cs的缺点，近年来经改进建立了减钾总β放射性测定法^[11]。

4.化学类似元素能明显影响放射性核素的转移。观测比(OR)被定义为转移后一环节某核素与其化学类似元素浓度比值与前一环笮该比俏之比，其生态学含意表示在该两环节间的相对可转移件。¹³⁷Cs与K化学性质相似，但铯离子在粘土中吸附力比钾强，植物对铯的吸收也较少。以动物性食品为主的西方人比以植物性食品为主的东方人¹³⁷CS从土壤转移到人体的OR值较高，而防护倍数较低。

总之，钾作为人体一种必要元素在人体内受严格的体内平衡调节，其体负荷很少受食入影响，还由于⁴⁰K未被浓集作专门产品而不存在富集作用，因而不必作为主要环境放射性监测项目加以监测。但由于它是正常人口环境天然辐照的主要贡献者，鉴于ICRP参考人参数主要依据西欧、北美人群调查结果，我国参考人解剖、生理参数和ICRP参考人相应参数的差异是否会对⁴⁰K体负荷或所致内剂量有所影响以及农田长期使用钾肥对环境外照射的影响尚是值得进一步研究的课题。