除宇宙射线外, 环境中放射性的存在主要是由于地壳中天然放射性物质(naturally occurring radioactive material, NORM)的存在。近年来, 由于核电厂的建立、核武器的实验和制造以及放射源的使用等行为造成了一些人工放射性核素的产生; 此外, 人类在开采、加工铀矿石和矿砂的过程中, 在化肥生产、石油燃料开采、金属提炼等过程中也增加了环境中NORM的水平, 这些被称为技术性增加的放射性物质(technologically enhanced radioactive material, TERM)或技术性增加的天然放射性物质(technologically enhanced NORM, TENORM) ^[1]。由于核技术的不断进步以及核能的广泛利用, 给环境质量带来的影响已引起普遍的关注。为评价其对局部地区环境质量的影响, 及时发现可能的人工放射性核素污染并评估其污染程度, 定期对地表γ剂量率水平、土壤和水体中放射性核素的含量以及气溶胶放射性比活度进行监测是最有效的途径之一。本文通过调查可以了解南京市环境中的放射性水平状况, 同时为今后开展外环境辐射水平评价积累详实的数据资料。

1 监测项目、监测仪器和方法 1.1 陆地γ辐射剂量率

监测仪器为FH40G型便携式X-γ剂量率仪(美国热电)。能量响应36 keV ~ 1.3 MeV, 量程范围10 nGy /h~108 nGy /h, 误差通常＜5%, 最大20%。检测仪器经中国计量科学研究院校准。测点布设根据《辐射环境监测技术规范》 (HJ /T61-2001) ^[2]和《环境地表γ辐射剂量率测定规范》 (GB /T 14583-93) ^[3]的要求, 对主城区按3 km × 3 km网格共布点39个, 测量时在布点范围内选取较空旷的地点进行。测量方法为开机自检1 min以上, 待指示灯亮时开始测量。测环境放射性时, 探头质心距地面1 m, 每点测量10次, 每次测量时间10 s, 然后取平均值作为该点的测量值。

1.2 土壤样品中放射性核素的含量

土壤样品的采样点为草场门, 以原野点为中心, 在10 m × 10 m范围内按梅花式取10 cm × 10 cm × 10 cm土样6个, 组成2~3 kg混合样, 塑料袋封装、编号, 填写样品采集单后送交江苏省辐射环境监测管理站进行核素分析。

1.3 水体中放射性核素的含量

水样的采样点为上元门和北河口自来水厂以及长江断面南京江宁河口和九乡河口。采样容器为5 L或者10 L聚乙烯水桶, 长江水取不同垂线、深度混合样, 自来水样取自经处理后进水塔之前贮水池中的水。每个样品采集量按分析内容不同, 现场用浓硝酸酸化至pH = 1~2固定。编号, 填写样品采集单后送交江苏省辐射环境监测管理站进行核素分析。

1.4 气溶胶放射性比活度

气溶胶采样点为草场门, 大流量采样仪设置放置在建筑物屋顶平台上, 采用固定滤纸式采样法。采样周期为8天, 每2天更换一次醋酸纤维滤膜。滤膜编号, 填写样品采集单后送交江苏省辐射环境监测管理站进行核素分析。

2 结果 2.1 陆地γ剂量率的测量结果

由表 1可见, 南京市主城区68个测点的陆地γ辐射空气吸收剂量率在(26~85) nGy /h之间, 算数平均值为57.5 nGy /h。土壤表面的γ剂量率最高, 均值为71.1 nGy /h, 其次是水泥地面, 均值为52.4 nGy /h之间, 柏油路面的γ剂量率最低, 均值为40.3 nGy /h。根据《中国环境天然放射性水平:江苏省环境天然贯穿水平调查研究》 (国家环境保护总局, 1995.8) ^[4]的调查结果, 本次测量结果在江苏地区天然本底范围内(原野: 33.1~72.6 nGy /h, 道路: 18.1~102.3 nGy /h)。

2.2 土壤样品中放射性核素的含量

由表 2可见, 2008-2012年南京市草场门测点土壤样品中核素含量分布范围是的²³⁸U: (26.7~60.6) Bq /kg; ²³² Th: (56.7~ 64.7) Bq /kg; ²²⁶ Ra: (34.5~47.6) Bq /kg; ⁴⁰ K: (607~ 717) Bq /kg; ⁹⁰ Sr: (0.19~0.32) Bq /kg; ¹³⁷ Cs: (0.52~ 1.03) Bq /kg。天然放射性核素²³⁸ U、²³² Th、²²⁶ Ra、⁴⁰ K的平均值均较1990年南京市全市土壤中核素调查水平的平均值略有升高, 但仍属正常天然放射性本底范围。五年中天然放射性核素²³⁸ U、²³² Th、²²⁶ Ra、⁴⁰ K和人工放射性核素⁹⁰Sr和¹³⁷Cs的含量未出现显著变化。

2.3 南京饮用水总放射性水平

由表 3可见, 上元门和北河口自来水厂饮用水中总α活度浓度范围分别为(0.016~0.050) Bq /L和(0.025~0.054) Bq /L, 低于国家《生活饮用水卫生标准》(GB 5749 - 2006) ^[5]中规定的总α放射性限值0.5 Bq /L。上元门和北河口自来水厂饮用水中总β活度浓度范围分别为(0.057~0.137) Bq /L和(0.080~0.092) Bq /L, 低于国家《生活饮用水卫生标准》(GB 5749 -2006) ^[5]中规定的总β放射性限值1.0 Bq /L。五年中南京饮用水总放射性水平稳定, 未出现显著变化。

2.4 长江南京段水体中放射性核素含量

由表 4可见, 2008-2012年长江南京段水体中的总α和总β活度浓度分别为(0.012~0.054) Bq /L和(0.047~ 0.085) Bq /L, 低于国家《生活饮用水卫生标准》 (GB 5749-2006) ^[5]中规定的总α放射性限值0.5 Bq /L和总β放射性限值1.0 Bq /L。核素含量分布范围是²³⁸ U: (0.86~1.41) μg /L; ²³² Th: (0.13~0.24) μg /L; ²²⁶Ra: (2.5~4.0) mBq /L; ⁴⁰ K: (51~87) mBq /L; ⁹⁰Sr: (1.4~3.9) mBq /L; ¹³⁷ Cs: (0.10~0.89) mBq /L。参照江苏省水体中天然放射性核素本底调查水平(江河水), 长江南京段水体中的天然放射性核素²³⁸U、²³²Th、²²⁶Ra、⁴⁰K均在本底范围内。

2.5 南京气溶胶放射性核素

由表 5可见, 2008 - 2012年南京草场门测点空气中的总α和总β放射性比活度分别为(0.14~0.16) Bq /m³和(0.17~1.40) mBq /m³; 天然放射性核素²³⁸ U、²³² Th、²²⁶ Ra、⁴⁰K和人工放射性核素¹³⁷Cs的含量均小于仪器的探测下限; ⁷Be的含量: (6.0~9.5) mBq /m³, 五年内南京草场门测点气溶胶中放射性核素的浓度无明显变化。

3 讨论

2008-2012年南京市主城区68个测点的陆地γ辐射空气吸收剂量率在(26~85) nGy /h之间, 在江苏地区天然本底范围内; 南京市上元门和北河口自来水中总α活度浓度范围为(0.016~0.05) Bq /L, 低于国家《生活饮用水卫生标准》 (GB 5749-2006) ^[5]中规定的总α放射性限值0.5 Bq /L, 总β活度浓度范围为(0.057~0.137) Bq /L低于国家《生活饮用水卫生标准》 (GB 5749-2006) ^[5]中规定的总β放射性限值1.0 Bq /L; 长江南京段水体中放射性核素含量未出现显著变化, 在江苏省天然本底范围内; 草场门测点土壤和气溶胶中放射性核素的浓度也无明显变化, 均在江苏省天然本底范围内。表明南京市辐射环境质量平稳, 未受到人工放射性核素污染。