随着核技术日益广泛的应用,人们对生活环境中的放射性指标也越发关注。近年来我国周边有核国家频繁进行核试验,国民经济的快速发展使得核技术在工业及医疗中的应用愈发广泛,无锡市周边核电站的不断发展,使得无锡市环境中的人工放射性核素的量有所增加,放射性核素污染概率亦不断增加。总α、总β放射性水平测量作为一种筛选测量,如果监测样品的数据超过相应的建议值,可为进一步分析具体放射性核素提供依据[1]。为了解无锡市的放射性本底水平,提供辐射环境动态变化的资料,我们采集不同季节放射性气溶胶、沉降灰、生物样品,监测其总α、总β放射性水平,进行环境辐射评价。
1 样品采集、处理及测量 1.1 样品采集① 气溶胶:使用ZC-Q 1002便携式大流量采样器,采样量为120 m3,每季度采样1次; ②沉降灰:使用ZJ-Ⅲ降水采样器,降水盘0.08 m2,时间周期90 d; ③环境地表辐射剂量:用热释光元件进行测量,每个季度采样1次; ④饮用水:包括水源水和出厂水在枯水期和丰水期各1次,4L/次; ⑤肉类:猪肉、鸡肉可食部分500 g,每年一次; ⑥蔬菜水果:采集当地种植地点明确的蔬菜(根类、茎类、叶类)萝卜、莴苣、青菜各采集1次/年,可食部分500 g; 采集无锡特产阳山水蜜桃500 g。⑦茶叶:采集无锡市种植地点明确的茶叶500 g,采摘季节采集1次; ⑧粮食类:采集太湖香米500 g,采集市场上多见的鲁王特精面粉500 g,收获期采集1次; ⑨海或淡水产品:采集太湖鲤鱼和螃蟹可食部分500 g,捕获期采集1次。
1.2 样品处理及监测方法根据《江苏省食品中放射性物质监测工作手册》,参照GB/T 5750.13-2006 《生活饮用水标准检验方法放射性指标》 (标准曲线法)进行预处理(清洁、干燥和灰化)及测量。
1.3 样品的测量 1.3.1 测量仪器北京核仪器厂生产的BH 1227型低本底α、β放射性测量仪。
1.3.2 标准源以中国计量科学院241Am(比活度为12.6 Bq/g)作为α标准源,以中国计量科学研究院提供的KCl(比活度为14.3 Bq/g)作为β标准源,对BH 1227型低本底α、β放射性测量仪进行标定。
1.3.3 计算公式
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式中:取样量V(L),残渣总量W(mg),测量取样量m(mg),样品源α计数率nx(计数/s),样品源β计数率nx(计数/s),α本底计数率n0(计数/s),β本底计数率n0(计数/s),α计数效率,β计数效率,α放射回收率F,β放射回收率(F)。
1.3.4 质量控制样品的采集处理及监测采用国家标准方法,按照监测规范程序执行。采用Grubbs准则检验可疑值的取舍,低于监测下限的数据取监测下限的1/10。
2 结果 2.1 气溶胶的放射性水平监测结果从图 1中可知在2014年至2016年二季度期间,放射性气溶胶总α在38~1125 μBq/m3之间,其中2014年2、3季度,2015年2季度放射性气溶胶总α水平有两个小高峰,在此期间总α平均水平(中位数)为248.5 μBq/m3; 总β水平在38~9510 μBq/m3之间,2014年2季度、2014年4季度放射性气溶胶中总β也有两个高峰,其中2014年二季度达9120 μBq/m3尤其值得关注。总β平均水平(中位数)为327.5 μBq/m3。其总放水平明显低于2014年连云港市最低水平(总α 0.87 Bq/m3总β 0.78 μBq/m3),其各季度变化水平也不尽相同[2]。
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图 1 2014-2016年各季度无锡市气溶胶总放变化趋势 |
从图 2可知在2014年期间沉降灰中的总放含量较低(分析可能存在实验偏差),2015年至2016年2季度,总β水平持续升高,总α水平上升到2015年三季度后,趋于平缓。沉降灰总α在17 010~44 790 mBq/m2之间,总α平均水平(中位数)为36 085 mBq/m2; 总β在35 310~101 500 mBq/m2之间,总β平均水平(中位数)为77 277 mBq/m2。其总β平均水平高于2008年南京市水平[3],低于2014年连云港市水平[2]。
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图 2 2014-2016年无锡市沉降灰中总α、β含量变化趋势 |
从图 3中可知在2014年期间无锡市环境地表辐射剂量逐步升高,在2014年4季度达高峰后逐渐回落,趋于平稳。平均为(209.8 ± 57.3) μSv。
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图 3 无锡市2014-2016年环境地表辐射量变化趋势 |
从图 4中可知在2014年-2016年,无论是总α还是总β同时期的出厂水剂量总是小于水源水,说明无锡市饮用水经过水厂处理后总放含量明显降低,总α含量保持相对平稳,总β含量在枯水期时有明显的波峰,可能与丰水期大量的水稀释了放射性物质有关。水源水总α在7.2~16.6 mBq/kg之间,平均水平(中位数)为7.5 mBq/kg; 水源水总β在8.1~ 131.9 mBq/kg之间,平均水平(中位数)为78 mBq/kg; 出厂水总α在0.5~7.2 mBq/kg之间,平均水平(中位数)为5.3mBq/kg; 出厂水总β在0.1~ 101.2 mBq/kg之间,平均水平(中位数)为36 mBq/kg; 其总放浓度在在我国自来水总放含量浓度范围内(α浓度范围为<0.01~0.48 Bq/L,总β浓度范围为<0.01~0.95 Bq/L) [6],低于1989年无锡市地表水源水平(α0.02 Bq/L,β0.103 Bq/L) [4],低于2003年苏州市水平(总α为0.036 Bq/L,总β为0.109 Bq/L) [5]及2007年苏州市独墅湖水平(总α为0.06 Bq/L,总β为0.183 Bq/L) [1],符合《生活饮用水卫生标准》 [7] (限制总α放射性活度不应超过0.1 Bq/L,总β放射性活度不应超过1.0 Bq/L)的要求。
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图 4 2014-2016年无锡市水中总放含量变化趋势 |
无锡市部分食品样品总a、总β放射性水平监测结果见表 1(单位为mBq/kg鲜重)。2014年至2015年总α在17.7~1195 mBq/kg之间,总β在9491~ 478 440 mBq/kg之间,样品中总α比活度2014年平均(中位数)为132.4 mBq/kg、总β为76 092 mBq/kg; 总α比活度2015年平均(中位数)为160 mBq/kg、总β为55 980 mBq/kg。除2014年总β略高以外,其余均低于连云港地区[2]。监测结果显示主要肉类(猪肉、鸡肉)、根茎类蔬菜、水蜜桃、茶叶及面粉总α在2015年高于2014年,青菜、螃蟹、鱼类和香米总α2014年高于2015年; 总α在肉类、青菜、螃蟹和茶叶中的含量较高,和连云港地区监测结果一致[2]。总β在螃蟹和茶叶中含量最高,其中螃蟹的总β含量最高在2014年达到478.4 Bq/kg。
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表 1 2014-2015年无锡市部分食品中总放含量 |
无锡市疾控中心根据《江苏省食品放射性污染风险监测工作手册》开展环境水及食品中的总放监测已经2年多了。通过监测一方面可以了解掌握我市的环境样品的放射性水平状况,另一方面通过收集数据建立基线值,判断突发事件发生对本地环境是否造成放射性污染,可以起到预警和应急作用。2014-2016年上半年我市的监测数据表明,我市的环境样品总a、总β放射性水平在本底范围内,未受到放射性污染。
根据监测结果,无锡市气溶胶的总α水平波动较小,总β水平在2014年二季度和四季度有两个高峰,同环境地表辐射放射性水平变化相符合。沉降灰的放射性水平有逐步升高的趋势,还有待于进一步观察。饮用水中的总放含量有在枯水期高于丰水期、水源水高于出厂水的变化特点。
从检测结果来看,2014-2016年上半年我市采集的食品样品中螃蟹及茶叶的总α、总β放射性水平较高,与全国调查结果一致[8],表明除莴苣之外茶叶和螃蟹也可以作为环境应急采样监测样品。
总之,无锡市环境样品的总放水平监测还应该加强质量控制,规范监测流程,严格按照国家和江苏省卫计委的工作方案,逐步展开监测点,增多监测频次,建立无锡市放射性本底的基础数据。
[1] |
姜文华, 万骏, 刘犁, 等. 苏州大学独墅湖校区环境介质总α、总β放射性水平调查[J]. 苏州大学学报(医学版), 2008, 28(2): 283. |
[2] |
庄家毅, 朱磷扬, 辛全兵, 等. 2014年连云港市环境样品中总a、总β放射性水平分析[J]. 中国辐射卫生, 2015, 24(6): 618-619. |
[3] |
陈群, 余宁乐, 杨晓勇, 等. 2008年田湾核电站周围环境放射性水平监测[J]. 中国辐射卫生, 2010, 19(3): 329-330. |
[4] |
符荣初, 王惠玉, 陆鸣, 等. 太湖苏南运河水系城市居民生活用水中放射性水平调查[J]. 苏州医学院学报, 1994, 14(5): 458-459. |
[5] |
张瑞菊, 涂彧, 俞荣生. 对雨水中α、β总放射性水平的一次调查研究[J]. 工业卫生与职业病, 2006, 32(5): 294-295. DOI:10.3969/j.issn.1000-7164.2006.05.010 |
[6] |
周滟, 姚海云, 朱玲, 等. 1995-2009年我国部分地区饮用水放射性水平监测[J]. 辐射防护通讯, 2011, 31(6): 7-8. |
[7] |
中华人民共和国卫生部. GB/T 5750. 13-2006, 生活饮用水标准检验方法放射性指标[S].北京: 中国标准出版社, 2006.
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[8] |
林炳兴, 闫世平, 林立雄. 中国食品总α、总β放射性水平调查[J]. 辐射防护, 2009, 29(2): 07-108. |