自1980年起, 在上级放射卫生业务部门的统筹安排下, 各省级放射卫生防护部门开展了所在地区主要食品中总β放射性检测和天然放射性核素U、²³²Th、²²⁶Ra、⁴⁰K等含量调查, 积累了许多宝贵的资料。然而, 如何将这些资料应用到目前正在进行的食品放射卫生检测中去, 是一个亟待解决的课题。本工作通过日前本实验室测定的辽宁省12种主要食品中总β及⁴⁰K含量, 研究确定了它们之间的比值, 为现有资料的利用和各种食品总β放射性的估算提供了一种新方法。

1 材料与方法 1.1 样品的采集与预处理

粮食、蔬菜、水果等样品在收获季节于主要产区采集。主食类食品脱皮, 蔬菜水果洗净去掉不可食部分, 猪肉去骨, 均取适量称鲜重烘干后炭化, 450 ℃灰化制成样品灰。

1.2 β放射性的测定

取200 mg 60目过筛的样品灰铺入ϕ20 mm铝样品盘中, 用丙酮铺匀, 干后用VA-M-14自动定标器(接钟罩计数管)测其β放射性, 装置的最低探测限为0.1 Bq·g^-1灰。

1.3 ⁴⁰K含量的测定

以四苯硼钠共沉淀、硝酸银滴定法^[1]测定食品中钾含量, 再依据⁴⁰K的丰度和半衰期计算⁴⁰K的β放射性A⁴⁰K(Bq·kg^-1) =27.54 ×Ck, 式中: Ck为每公斤鲜样中的钾含量, 单位为g·kg^-1。

2 结果与讨论 2.1 食品中⁴⁰K、总β放射性水平

辽宁省12种主要食品中⁴⁰K、总β放射性活度值列入表 1中, 可见大豆的⁴⁰K、总β放射性最高, 其值分别为455.8、657.1 Bq·kg^-1; 苹果含量最低, 其值分别为25.1, 39.6 Bq·kg^-1。各种食品的总β放射性及⁴⁰K放射性活度的大小与其灰量密切相关, 因为天然钾作为食品灰的重要成分, 以一定的比例存在其中, 而⁴⁰K又是总β放射性的主要供献者, 所以灰分量大的食品(如大豆, 灰量43.35 g·kg^-1)的⁴⁰K、总β放射性活度明显高于其它样品。

2.2 食品中⁴⁰K与总β放射性的比值

在未受到人工放射性元素污染的食品中, β放射性主要来自天然β放射性核素⁴⁰K、87Rb、210Pb等, 尤以⁴⁰K贡献最大。但在主要食品中, ⁴⁰K对总β放射性的贡献究竟有多大报道甚少。由实测样品中⁴⁰K、总β放射性计算得到了⁴⁰K与总β放射性的比值(见表 1), 可见12种食品的比值比较接近, 其范围值在0.56~ 0.82, 总体均值和标准差为0.67±0.09。由此可见, 食品的总β放射性活度约有67%是由所含天然钾中的⁴⁰K贡献的。这一结论为估算某些没有总β放射性背景值食品的β放射性提供了一个简便、实用的方法。

3 ⁴⁰K与总β放射性比值在估算食品β放射性活度中的应用 3.1 估算方法

几十年来, 营养卫生的研究成果为我们提供了各种食品中无机元素(包括钾)含量的详尽资料。因此, 只要知晓多组分食品的成分和相对含量, 便可以应用⁴⁰K与其总β放射性的比值估算其总β放射性水平A_β(Bq·kg^-1), 公式如下:

式中: 27.54为每克天然钾中所含⁴⁰K的Bq数; ∑_Wk为每公斤待估算总β放射性食品中各组分钾含量之和, 单位为g·kg^-1。

例如, 待检某食品由20 %A种成分和80%B种成分制成, 试估算其总β放射性。

首先, 由各类食品无机元素含量表查得A、B两种成分的钾含量, 其值分别为4.2, 1.8 g·kg^-1, 则由在被估算食品中的相对含量算得其总钾含量为2.28 g·kg^-1, 代入公式, 得:

3.2 总β估算值的误差分析

以食品中的钾含量, 应用⁴⁰K与总β比值估算该样品总β放射性结果的误差主要来自两个方面, 其一为各组成食品成分中的钾含量与文献值之间的差异, 估计在20%以内; 其二为在⁴⁰K与总β比值计算中, 总β测定的误差, 其值约在20%, 根据误差传递公式算得总β估算值的误差在100 %以内。

当食品受到人工β核素污染时, 其总β放射性往往要高出正常值的几十, 甚至上百倍。因此, 将食品β放射性估算值作为背景资料, 与实测总β值相比较, 初步判断该食品是否受到人工β核素的污染是完全可行的。