天然和人工放射性核素会污染空气、饮用水、食品,并通过一系列途径进入人体,产生内照射污染,影响机体健康,所以这些环境介质放射性污染的监测至关重要。《食品中放射性物质限制浓度标准》(GB 14882—94)中规定了食品中12种核素的限制浓度值[1],由于食品中核素含量水平一般很低,要进行多种核素浓度的检测,工作量大,费时也长[2],而总α和总β活度浓度是环境介质中放射性物质总体活度的体现,检测简单快速,可用作环境介质放射性污染快速筛检指标[3]。为掌握南京市环境放射性基线水平,及时发现放射污染问题,收集2016—2019年南京市饮用水、气溶胶及不同种类的市售食品进行总α和总β放射性水平监测,并对监测结果进行分析。
1 材料与方法 1.1 样品采集2016—2019年,随机选取南京市2家水厂,采集水源水、出厂水各5 ml,每年在枯水期和丰水期各采样1次。气溶胶在周围10 m无遮挡的建筑物屋顶采集,每次采样量为50 m3,每季度采集1次。生鲜牛乳从南京当地奶牛厂奶罐中取样,茶叶从南京茶叶种植区采集,根菜、水果、大米、面粉、叶菜、茎菜、猪肉、鸡肉、螃蟹、鱼等食品均采自南京市区的大超市,产地均为南京本地,每年采集一次。
1.2 样品处理 1.2.1 饮用水取一定量水样于烧杯中,用盐酸进行酸化,加热煮沸,浓缩到一定量,加入适量碱性溶液,水样pH值调到8左右,静置一段时间,用快速滤纸过滤。将沉淀和滤纸移至已称重的瓷坩埚内,置于300℃马福炉中碳化,再逐步加温灼烧至灰化,冷却称灰重。将称重后样品在研磨体中研碎,取200 mg研碎样品,滴加无水乙醇作溶剂,均匀铺盘,并置于红外灯下低温烘干,将待测样品盘放入低本底αβ测量仪进行测量。
1.2.2 空气气溶胶将采集后的可灰化滤膜,至于已称重瓷坩埚内,于马福炉中,400℃碳化,冷却称量,后续步骤同1.2.1。
1.2.3 食品根菜、茎菜、叶菜及水果等样品应先去掉不可食部分,洗净,晾干表面水分,切块;猪肉和鸡肉样品选取肌肉部分,放入绞肉机中绞碎;鱼和螃蟹取其可食用部分;鲜牛乳、面粉、大米取其新鲜样品。上述样品在105℃的烘箱进行干燥,待样品去除水分,移至瓷坩埚内,置于400℃马福炉中进行灰化,冷却后称重,将称重后样品在研磨体中研碎,取200 mg研碎样品,均匀铺于样品盘,放入低本底αβ测量仪进行测量。
1.3 仪器空气气溶胶采用CF-903-DIGITAL型高容量空气取样器进行采集。饮用水、气溶胶、食品中总α和总β活度浓度的测定采用LB4008型四路低本底αβ测量仪。测量前分别用中国计量科学研究院提供的241Am粉末和KCl粉末进行α和β标准源刻度。
1.4 质量控制中心实验室每年参加中国疾病预防控制中心辐射安全所举办的“全国水中总α总β放射性测量比对”,结果均合格。中心采样和实验室检测人员每年均参加省疾控举办的江苏省食品放射性污染风险监测工作培训会。
1.5 数据统计收集2016—2019年的监测数据,录入excel中,用SPSS 17.0软件对数据进行统计学处理,不同样品放射性活度差异采用方差分析,用LSD-法进行两两比较,以P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结 果 2.1 饮用水中放射性活度监测结果南京市2016—2019年水源水总α活度浓度为(0.017 ± 0.006) Bq/L,总β活度浓度为(0.109 ± 0.025) Bq/L,经方差分析,水源水中总α和总β活度浓度的年度差异均无统计学意义(F总α = 0.14,P = 0.93;F总β = 2.33,P = 0.13)。2016—2019年出厂水中总α活度浓度为(0.011 ± 0.003) Bq/L,总β活度浓度为(0.089 ± 0.015) Bq/L,经方差分析,出厂水中总α和总β活度浓度的年度差异均无统计学意义(F总α = 1.00,P = 0.43;F总β = 0.93,P = 0.46)。水源水中总α和总β活度浓度均高于出厂水中总α和总β浓度活度,差异有统计学意义(P < 0.05),具体见 表1。
2016—2019年南京市气溶胶中总α活度浓度范围为0.16~0.98 mBq/m3,总β活度浓度均值为在0.14~2.15 mBq/m3,每年气溶胶样品中总α和总β活度浓度有所变动,经方差分析,年度差异均无统计学意义(F总α = 1.70,P = 0.22;F总β = 0.28,P = 0.84),具体见表2。
2.3 食品中放射性活度监测结果南京市食品总α活度浓度范围为0.10~17.00 Bq/kg,总β活度浓度范围为22.20~187.20 Bq/kg,经方差分析,不同食物中总α和总β活度浓度的总体差异有统计学意义(F总α = 14.76,P = 0.00;F总β = 11.08,P = 0.00)。其中茶叶中总α活度浓度为(10.03 ± 4.95) Bq/kg,总β活度浓度为(145.95 ± 28.66) Bq/kg,明显高于其他种类的食品,差异有统计学意义(P < 0.05)。除茶叶外,总α活度浓度最高的是螃蟹,其次是叶菜,水果和肉类的含量都较低;总β活度浓度较高的为猪肉、其次为鱼和叶菜,见 表3。
《生活饮用水卫生标准》GB 5749—2006[4]中规定,生活饮用水中总α活度浓度的限值为0.5 Bq/L,总β活度浓度的限值为1.0 Bq/L,由2016—2019年的监测数据可知,南京市水源水和出厂水的总α和总β活度浓度均低于国家限值。本次调查结果和南京市上元门和北河口自来水[5]以及珠三角地区水源水[6]中总α活和总β活度浓度范围基本相同,说明南京市生活饮用水近年来未受到放射性核素的污染。水源水中总α和总β活度浓度均明显高于出厂水,这与赵坤等[7]人的研究一致,说明出厂水在生产过程中,经过沉淀、过滤等工艺,去除了一些含放射性核素的固体颗粒,出厂水比水源水更卫生。
2016—2019年南京市气溶胶中总α活度浓度范围为0.16~0.98 mBq/m3,总β活度浓度范围在0.14~2.15 mBq/m3,接近南通市气溶胶中总α和总β放射性水平的监测结果[8]。近4年气溶胶中总α和总β活度浓度每年都有所变动,但差异均无统计学意义,说明南京市近年来气溶胶中总α和总β放射性处于平稳状态,未受到放射性核素的污染。
本次调查发现茶叶中总α和总β活度浓度明显高于其他种类食品,与无锡[9]和苏州[10]的监测结果相似,可能说明茶叶较其他食品更能敏感地反映环境介质中放射性核素水平,需要进一步研究。另外总α活度浓度在螃蟹和叶菜中的含量也较高,水果和肉类的含量较低,总β活度浓度在猪肉、鱼及叶菜的含量较高,和徐州[11]的调查结果研存在一定的差异,需要扩大采样种类,进一步研究。孙小娜等[12]对乌鲁木齐市食品中放射性水平研究发现鸡肉、猪肉、奶类、面粉、鱼肉中中总α的活度均值为7.73、5.21、2.94、5.3、6.32 Bq/kg,总β活度均值为155.45、144.65、44.07、49.47、129.68 Bq/kg,高于本次调查中相应食品的α和总β放射性水平。
由2016—2019年监测结果可以看出南京市环境介质的放射性水平相对稳定,未受到放射性物质污染。本次调查也发现不同地区环境介质和食品中总α和总β放射性水平存在不同程度的差异,需要进一步扩大采样品种,规范监测方法,持续性的进行环境介质中α和总β放射性活度的监测,建立南京市环境放射性本底数据库,以便及时发现放射污染问题,保护环境放射性安全。
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