核事故的应急中,为了防止放射性物质的内照射,饮用水与食物的控制是重要的应急措施之一。针对饮用水及食物中的放射性监测是核事故应急监测的重要项目,也是实施饮用水与食物控制的依据。饮料是一类比较特殊的食品,在人们的生活中扮演着越来越重要的角色。国家标准GB 14882《食品中放射性物质限制浓度标准》[1]和GB 14883. 1 ~ 14883. 10《食品中放射性物质检验》[2]对于食品中放射性核素浓度的标准及检测方法进行了规定,但这两个标准均没有涉及饮料。国家标准GB 5749《生活饮用水卫生标准》[3]规定了饮用水中的放射性限值,但这个标准并不适用于果汁等饮料。关于饮料中放射性水平的限值规定目前比较模糊,需要开展相应的工作。本文对常见软饮料(不含酒精)中的总α、总β放射性水平进行了调查,以期为核应急时的食物与饮用水控制积累经验。
1 检测对象与方法 1.1 检测对象本工作检测的对象为常见的软饮料,共收集了4类12种饮料。表 1列出了各饮料样品的有关信息。
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表 1 各饮料样品的相关信息 |
用量筒量取饮料1L,在加热板上150℃蒸发浓缩。当饮料体积少于100 mL时,将温度调至250℃进行炭化,直至没有烟冒出。将炭化完的样品研细,放入马弗炉(天津中环)进行灰化。灰化温度为500℃,持续时间为48 h。灰化完全后冷却称重,所得样品的灰样比列入表 2。取适量残渣制源,用于总α、总β的测量。
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表 2 各样品的残渣总量及放射性比活度 |
使用CLB-104型低本底α、β检测仪(北京康科洛)进行测量。每个样品重复测量5次,每次2 h。
1.4 质量保证为了保证测量结果的准确性,每年由仪器供应商的专业人员对测量设备进行维护,并对仪器的本底计数、探测效率进行检验。
2 结果与讨论饮料中总α、总β的检测结果列入表 2。
饮料的主要成分为水、糖及各种添加剂。其样品前处理方式更接近于食品,需要进行炭化与灰化。糖在炭化过程中会发生膨胀,需要尽量避免样品的损失。所得灰样比的范围是0.06 ~ 1.21 g/L,远小于《食品中放射性物质检验》标准所给出的食品平均灰样比参考值[2]。
从表 2的测量结果可以看出,12种饮料的α放射性比活度范围是0.004~0. 198 Bq/L,β放射性比活度的范围是0. 043~6. 212 Bq/L。国家标准《生活饮用水卫生标准》中规定了饮用水的α、β放射性比活度指导值分别是0.5 Bq/L、1.0 Bq/L[3]。按饮用水的标准,所有样品的α放射性比活度都是达标的,说明饮料受到放射性污染的可能性较小。而对于β放射性,有8种饮料的β放射性比活度都大于1. 0 Bq/L,这可归因于制造饮料过程中所使用的各种添加剂,主要是含钾元素的添加剂。
运动饮料佳得乐和尖叫的营养成分表上给出了钾含量,分别是5 ~25 mg/100 mL和5 ~20 mg/100 mL。根据40K的丰度及其衰变特性,计算得到由40K贡献的β放射性分别为1.604~8. 020 Bq/L和1.604 ~6.416 Bq/L。实验测得的佳得乐、尖叫的β放射性比活度分别是3. 554 Bq/L和2. 950 Bq/L,都与计算结果吻合,印证了β放射性主要来源于含钾添加剂的推测。
饮料添加剂中金属元素越多,产生的残渣也会相应增多。图 1显示灰样比与β放射性之间的关系。从图 1可以看出,除了果粒橙与鲜橙多的β放射性偏高之外,灰样比与β放射性之间近似存在线性关系。灰样越多,添加的金属越多。而食品添加剂中最主要的金属元素为钠和钾,因此会导致β放射性的相应增加。α放射性与灰样比的关系则不明显。果粒橙与鲜橙多都属于含橙类饮料。橙汁含有丰富的钾,这也是果粒橙与鲜橙多β放射性偏高的原因。
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图 1 灰样比与β放射性的关系 |
所检测的常见12种软饮料中总α比活度为0.004~0. 198 Bq/L,总β比活度为0. 043~6. 212 Bq/L。饮料样品受到放射性污染的可能性较小,是安全的。较高的β放射性比活度主要来源于含钾元素的添加剂。通过这些数据的收集,可增进了解软饮料的放射性水平,为核应急时的食品与饮用水控制提供依据,从而更好地保护公众的辐射安全。
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中华人民共和国卫生部.GB 14882-94食品中放射性物质限制浓度标准[S].北京: 中国标准出版社, 1994.
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[2] |
中华人民共和国卫生部.GB 14883. 1~10-94食品中放射性物质检验[S].北京: 中国标准出版社, 1994.
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[3] |
中华人民共和国卫生部.GB 5749-2006生活饮用水卫生标准[S].北京: 中国标准出版社, 2006.
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