2011年3月日本福岛第一核电站发生放射性物质泄漏, 日本明治婴幼儿奶粉检出放射性核素铯而被召回40万罐。辐射对生物体的潜在危害是不可忽视的, 放射性核素进入生物圈后, 可以通过多种方式沉积在食物中, 进而传递给动物。动物通过食物摄入小剂量放射性核素引起的放射病, 潜伏期长, 且多以癌肿形式呈现。1994年我国卫生部发布实施了我国食品放射卫生标准《食品中放射性物质限制浓度标准》 (GB 14882-1994), 该标准中规定了食品中12种核素的限制浓度值^[1], 因为食品中核素含量水平一般很低, 要进行12种核素浓度的检测, 工作量大, 费时也长, 在许多情况下, 特别是进出口食品的检测中难以实现。总放射性测量的方法简单快速, 是放射性监测的首选之一, 通过测量食品中总放射性数据对食品是否存在放射性污染进行监测, 在食品放射卫生检验中得到了实际应用^[2-9]。

鉴于放射性核素对婴幼儿奶粉污染的潜在影响, 笔者对2011年广州市售的进口和国产婴幼儿奶粉进行总β放射性和减钾β放射性水平测试研究, 获得了不同国家和地区的婴幼儿奶粉中减钾总β放射性水平的资料, 为开展婴幼儿奶粉中总β放射性控制水平研究提供了依据。

1 材料与方法 1.1 实验材料

样品来自于广州市售的进口和国产婴幼儿奶粉28批, 分别来自美国、新西兰、德国、法国、荷兰、日本、瑞士和中国等国家和地区。

1.2 测量仪器

BH1227型仪器的主探测器所使用的闪烁体是ST-1221型低本底α、β闪烁体。该闪烁体是由α闪烁物质和β闪烁物质喷涂在5~6 mm的有机玻璃板上, 经特殊工艺制成。仪器对于⁹⁰ Sr-⁹⁰ Y β源的2π探测效率比≥ 50%时, 本底≤ 0.15 cm^-2min^-1; α/β交叉性能: α进入β道≤3%, β进入α道≤0.5%;仪器连续通电8 h, 各路探测器效率变化小于± 10%;本底稳定性:在1 000 min的测量时间内, 本底计数变化在(n ± 3σ)的范围内, 其中n为本底计数的平均值, σ为本底计数的标准误差。

Z-8200型原子吸收分光光度仪(日本日立公司), 附偏振塞曼背景校正装置。

2 实验方案 2.1 样品总β放射性测量

奶粉样品经过炭化、灰化, 取适量灰化样品放入样品盘中制成样品源, 放入低本底α、β测量仪中测量, 测定总β计数, 每周期测量时间为100 min, 测量四个周期。分别称取KCl β标准物质制成标准源, 其质量厚度与样品源相同, 用此标准源对仪器进行刻度, 求出仪器的探测效率。标准源每周期测量时间为100 min, 测量四个周期。

2.2 ⁴⁰ K测定及减钾总β计算^[4]

准确称取样品灰0.1 g于铂坩埚内, 加少量水润湿, 再加入2 mL高氯酸和10 mL HF, 在电炉上加热蒸干, 至冒尽白烟, 取下加入10 mL 1: 1 HCl加热使盐份溶解, 转移到100 mL烧杯内, 加水稀释至约50 mL, 煮沸, 过滤于100 mL容量瓶内, 用水冲至刻度, 摇匀。

分取适量体积样品溶液, 定容至100 mL, 用原子吸收分光光度仪测定钾的含量。

样品中钾含量(g/kg)乘以31.4 Bq/g为样品中⁴⁰ K的比活度A_K(Bq/kg)。

减钾总β T_β-K用公式(1)计算:

(1)

式中, T_β为总β比活度, Bq/kg; A_K为⁴⁰ K的比活度, Bq/kg; 0.895为⁴⁰K的β放射性分支比。

2.3 计算方法

用BH-1227低本底α、β测量仪探测器测量β放射性活度, β放射性比活度T_β用公式(2)计算:

(2)

式中: T_β-样品中总β放射性比活度, Bq/kg; R_b-测量的样品计数率, 计数·s^-1; R₀-测量的本底计数率, 计数·s^-1; ε_b-β标准源效率, %; m-样品总灰量, mg; m_b-样品源质量, mg; w-鲜样重量, kg。

在忽略了标准源计数标准偏差后, 由样品源计数标准偏差引起的奶粉中总β放射性比活度C的标准偏差, 由公式(3)计算:

(3)

式中: S_c-标准偏差, Bq/kg; t_b-样品的测量时间, min; t₀-本底的测量时间, min; Y-样品回收率, %。

探测限由公式(4)计算

(4)

式中: c_m-探测限, Bq/kg; K-置信系数。

3 结果与分析 3.1 测量结果

本实验中连续测量本底, 每周期测量时间为100 min, 连续测量十个周期, 测量结果为: β平均计数为0.0186 cpm。标准源、样品源测量都为四个周期, 每周期测量时间为100 min, β标准源平均计数为547.1 cpm, β标准源效率为27.53%。样品测量结果见表 1。

3.2 测量装置的探测限

该仪器的探测限及判断限还是较低的, 能够满足较低水平的总β放射性的测量。探测限C_m测量结果见表 1。

3.3 结果分析

从表 1中可以得出以下几点结论:各种婴儿奶粉中总β放射性是比较高的, 平均值为37.14 Bq/kg。进口和国产婴幼儿奶粉中的减钾总β放射性比活度平均值分别为35.37 Bq/kg和39.79 Bq/kg。⁴⁰ K含量也比较高, 第一阶段⁴⁰ K含量平均值为4.7 g/ 100 kg, 第二阶段⁴⁰K含量平均值为7.0g/100 kg, 第三阶段⁴⁰ K含量平均值为8.1g/100 kg,⁴⁰ K对总β的贡献量也依阶递增段而增大。意味着, 婴儿奶粉中总β放射性多数是⁴⁰K贡献的, 其他放射性核素贡献较少。因此,⁴⁰K扣除了以后的减钾总β放射性不是很高, 第一阶段平均值50.12 Bq/kg, 第二阶段平均值31.54 Bq/kg, 第三阶段平均值35.72 Bq/kg。

本次调查的17种进口奶粉中以4号样品的总β放射性最高, 总β放射性为1 014.5 Bq/kg,⁴⁰K含量为3.7 g/100 kg, 减钾总β放射性为80.3 Bq/kg, 应该对该地进口的奶粉加强监督检测, 有可能的话, 进一步做¹³⁷Cs、⁹⁰Sr、²²⁶Ra、²²⁸Ra等核素活度检测。

目前国家标准没有规定婴儿配方奶粉中总α、总β的限量, 有文献^[2]推导了鲜奶中总α限量为2.2 Bq/kg, 总β限量为2.7 Bq/kg, 按1 kg全脂淡奶相当于7 L鲜奶计, 全脂淡奶的限量可折算为总α 15.4 Bq/kg和总β 18.9 Bq/kg。由于婴儿配方奶粉中添加了大量矿物质(如钾盐)等营养物质, 因此总β放射性检测值一般会大于全脂淡奶。

国际原子能机构IAEA《在核或放射性应急状态下防备和应对指南》^[10]中规定的食品中总β操作干预水平(OIL)为100 Bq/kg。由此推断广州市售的进口和国产婴幼儿奶粉总β放射性活度符合IAEA操作干预水平, 可供消费者放心食用。

4 小结

测量的结果显示:进口和国产婴幼儿奶粉的放射性水平低于国际对食品中放射性限制浓度, 可供食用。