天然铀是地球上原生放射性核素之一, 广泛地分布在自然界中。随着现代工业的发展, 煤和石油的燃烧及稀土资源的开发利用, 将增加铀对环境的污染。为了评价水和食品中的天然铀通过食物链进入人体, 造成内照射的潜在危害情况, 我们对全区环境水系和食品中铀含量水平作了全面调查研究, 并进行了内照射剂量估算和卫生学评价。

1 样品采集和预处理 1.1 样品采集

以内蒙地区为总体, 按照城、乡、牧人口分布和地表γ照射量率, 根据居民膳食组成和饮食习惯, 以盟(市)、旗(县)为单位进行布点、采样。

1.2 样品预处理

食品样洗净, 称鲜重、炭化、灰化(450℃ ~500℃)至白色或浅灰色, 冷却后称重并计算灰鲜比, 盛入塑料瓶中编号备用。水样用硝酸酸化至pH < 3, 静止24小时后, 取上清液分析测量。

2 分析测量方法和质量控制 2.1 分析方法

采用目前国内通用的经典分析方法, 即用TO PO萃取—固体荧光, 生物样品取样量为0.5g, 水样取样量为50ml, 探测下限5×10^-5Βq/球, 回收率> 80%, 精密度 < ± 20%。

2.2 质量控制

实验人员曾两次参加卫生部工卫所组织的混合粮食灰天然放射性核素全国比对外, 还进行了省区分片比对和中间抽样检查, 调试、刻度仪器等质量控制。结果测定值均落在全国质控范围之内(X± 2σ), 验证了实验数据的可靠性和可比性。

2.3 数据处理

对分析数据, 采用了目前最为常用的Grubbs检验法^[1], 对每组数据进行重复检验, 剔除极端值后进行运算, 用算术平均值加减标准偏差表示。

3 结果和讨论 3.1 食品和水中天然铀含量

食品和水中天然铀含量分别见表 1、表 2。

由表 1可知, 食品中的铀含量, 原粮>成品粮、奶粉>牛奶、鲫全鱼>鱼肉; 除奶粉、牛羊肉、鱼类铀含量略高于全国同类食品均值外, 其它食品的天然铀含量均接近或低于全国均值^[2]。

从表 2可以出, 内蒙地区城市自来水中的天然铀含量最高, 分别高于农、牧区井水和地表水, 此结果和其它各省市的分析数据相比, 相对偏高。这与地表水和地下水交替互补作用有关, 而且自来水多半为深层地下水, 受地质影响较大, 是否和环境污染有关, 原因有必要进一步调查。

内蒙地区各种水源中天然铀含量均值(4.7~13.0)×10^-2 Bq/L, 高于全国均值(3.0± 2.0)×10^-2 Bq/L^[2], 一方面因为内蒙中部岩石裸露, 水中铀含量较高的地区一般为铀矿区和伴生有天然放射性核素的铁矿区、稀土矿区、磷肥矿区、煤矿区等。另一方面, 内蒙地处祖国北部边疆, 属内陆平旱区, 年降雨量少, 西部沙漠多, 黄沙量大, 而且铀的化合物以正六价氧化态最稳定, 水解后生成多种形式的易溶于水的盐类, 对铀的浓缩性大, 浓集力强。

3.2 天然铀年摄入量和待积有效剂量当量

本文根据1982年全国营养调查提供的资料, 结合我区居民膳食组成和饮食和饮食习惯, 估算各类食品的年食入量, 见表 3、饮用水按每人每日2.2升计算。

表 4参照ICRP 30号出版物、UNSCEAR1982年报告书给出的剂量模式和参数^[3], 分别按下列公式估算内蒙古自治区居民天然铀年摄入量和待积有效剂量当量。²³⁸U、²³⁴U年摄入量按1: 1计、²³⁵U年摄入量忽略不计。

天然铀年摄入量: I= ∑ CiDi

式中: Ci—食品或水中铀含量, Bg/kg (L);

Di—食品或水的年食入量, kg (L)

待积有效剂量当量:

式中: W_T—靶器官权重因子;

h_50·T— 1Bq所致靶器官剂量当量, SV/Bq;

I—天然铀年摄入量, Bq/a。

从表 4可看出, 天然铀对内照射剂量的贡献主要是饮水, 占铀总贡献的86.7%, 为食品的6.5倍, Hess等人^[4]报导的美国居民由饮食水中摄入的天然铀为食品的5 ~10倍相接近。内蒙地区居民主要饮食天然铀年摄入量112.2Bq和待积有效剂量当量7.51μSv, 除低于宁夏(140.0Bq、9.36μSv)、甘肃(154.4Bq、10.31μSv)和北京(113.9Bq、7.59μSv)、陕西(115.8Bq、7.73μSv)接近外, 均高于其它各省(市)、自治区, 高于全国均值(42.0Bq、2.80 μSv) ^[2]。但234 U和238 U所致剂量当量之和比文献值10 μSv^[5]要低。

3.3 卫生学评价

调查结果表明内蒙地区主要食品和水中天然铀含量属正常本底水平。我国食品天然铀含量波动在(0.84~69)×10^-2 Bq/kg^[6]范围之间, 内蒙地区除鲫全鱼, 因灰鲜比高, 天然铀含量相应升高到70.9×10^-2 Bq/kq外, 其它食品天然铀放射性比活度(1.1~17.4)×10^-2 Bq/kg, 均在此范围内。

我国卫生标准规定, 水中铀含量限值为50μg/L^[7], 按1μg U=2.55×10^-2 Bq计算, 即相当于127.5×10^-2 Bq/L, 而内蒙地区各种水源水中天然铀含量均低于我国卫生标准规定值一至两个数量级。

铀对内照射剂量的贡献主要是²³⁸ U和²³⁴ U, 我区食品和水天然铀摄入量所致待积有效剂量当量之和为7.51μSv, 说明内蒙地区饮食是安全的。