辽宁徐大堡在建核电站地处辽宁省葫芦岛市兴城徐大堡镇,地理坐标为东经120°31′45″~120°33′22″,北纬40°20′5″~40°21′32″。属于半平原半丘陵地区,东、南濒临渤海辽东湾。厂区东北距离兴城市32 km。距离葫芦岛市46 km。规划建设6台百万千瓦级压水堆核电机组。徐大堡镇幅员81.6 km2,有10个行政村,38个自然屯,人口大约1.5万人,人口密度180人/km2。当地属温带季风气候。
为掌握核电站运行前周边食品放射性本底水平,辽宁省疾病预防控制中心于2018—2020年开展了徐大堡核电站周边食品放射性水平监测,本文总结了近3年的调查结果。
1 材料与方法 1.1 样品采集在核电站周边30 km范围内选择样品采集点,主要选择主导风向下风向45º扇形区域,食品采样主要考虑当地人口分布情况及当地居民膳食习惯,选择代表性的陆生和水生食品[1]。2018—2020年每年采集13种13份食品样品,共39份样品。样品品种相对固定,其中蔬菜水果类包括:大白菜、菠菜、小白菜、苹果、梨、地瓜,粮食类包括大米和玉米,家禽家畜类包括猪肉、牛肉、羊肉、鸡肉,海产品类包括海水鱼、虾、海藻等。
1.2 样品的制备粮食、蔬菜、家禽、水产品等食品的制备根据国家标准《生物样品中放射性核素的γ能谱分析方法》(GB/T 16145—2020)[2]方法,样品清洗后取可食部分进行烘干、研磨等预处理后,装入2 L马林杯样品盒,进行γ能谱分析。
1.3 样品测量样品γ能谱分析使用高纯锗BE5030γ能谱分析系统(堪培拉公司),探测器相对效率50%,谱分析器为DSA1000,60Co 1332 keV的能量分辨率为1.6 keV,本底积分计数率为126/min。标准效率刻度源采用中国原子能科学研究院制造的标准源。样品测量时间不少于80000 s。生物样品137Cs的最低探测下限为5.0 × 10−3 Bq/kg。
1.4 质量控制本次调查所使用的仪器均经计量部门检定,实验室多次参加全国卫生系统放射性核素γ能谱检测比对,并取得较好结果。实验室定期开展仪器效率和本底的质量控制监测。
1.5 剂量估算估算居民通过食入所致内照射剂量参考《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》(GB 18871—2002)[3]及《核事故应急情况下公众受照剂量估算的模式和参数》(GB/T 17982—2018)[4]中的参数。
2 结 果 2.1 核电站周边地区食品中放射性水平徐大堡在建核电站周边地区食品中238U、226Ra、232Th、40K和137Cs的检测结果见表1,人工核素131I、134Cs、60Co、58Co、110mAg等放射性水平均低于探测下限,天然核素238U、226Ra、232Th和40K在食品中比活度算术平均值分别为(1.2 × 10−1 ± 2.6 × 10−1)、(9.2 × 10−2 ± 1.6 × 10−1)、(3.6 × 10−1 ± 6.5 × 10−2)、(9.0 × 101 ± 5.8 × 101)Bq/kg。食品中放射性核素水平均低于《食品中放射性物质限制浓度标准》(GB 14882—94)[5]限值,测量结果与文献[6-10]报道水平接近。238U测量结果因康普顿散射干扰而有较大测量误差,226Ra的测量易受本底变化、样品封存等因素影响,其测量结果也会表现出相对较大变化。
人工核素 137Cs比活度算术平均值为(1.2 × 10−2 ± 9.0 × 10−3)Bq/kg,在不同种类食品中人工放射性核素137Cs的含量差异较大,39份样品中有11份样品中测量出137Cs,占全部样品的28%,其中2018年4份样品、2019年2份样品、2020年5份样品中检测出137Cs,检出的样品种类每年也有变化,与环境中137Cs水平较低有关。样品检测出的137Cs水平总体变化不明显,检测结果见图1。所有样品中最高值为玉米(7.6 × 10−2 ± 1.0 × 10−2)Bq/kg,可能与玉米对137Cs核素的富集能力相关。
根据食品中核素放射性水平,参考《核事故应急情况下公众受照剂量估算的模式和参数》(GB/T 17982—2018)中表I.1中少年期、成人期(男)食入量参考值,估算当地居民的放射性核素年摄入量,公式为:Qi = Ci × Ii × 365,式中Qi为放射性核素年摄入量(Bq/a),Ci为食物中的放射性核素比活度(Bq/kg),Ii为居民i类食品中每天摄入量(g/d),估算结果见表2。
根据《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》(GB 18871—2002)中公众食入所致待积有效剂量的转换系数,238U、226Ra、232Th、40K和137Cs单位摄入量所致待积有效剂量的转换系数对成年人(> 17岁)分别为4.5 × 10−8、2.8 × 10−7、2.3 × 10−7、6.2 × 10−9、1.3 × 10−8 Sv/Bq,对少年期(12~17岁)分别为6.7 × 10−8、1.5 × 10−6、2.5 × 10−7、7.6 × 10−9、1.3 × 10−8 Sv/Bq。估算食入放射性核素所致内照射剂量见表3,食入137Cs所致年有效剂量大约为6.0 × 10−2 µSv/a。
开展核电站周边地区食品放射性监测是国家食品安全风险监测所要求的内容之一,掌握核电站运行前的本底数据对评估核电站运行后所带来的环境影响具有重要意义[11]。本次调查积累了徐大堡核电站运行前周边食品放射性水平的基础资料,可为评估核电站运行后对居民健康的影响及由食入导致的居民内照射剂量水平提供参考。本次调查结果表明,食品放射性核素水平均低于国家标准限值,核电站运行前周边地区食品中天然核素238U、226Ra、232Th、40K放射性水平均在正常范围内,所有样品均未发现人工核素131I、134Cs、60Co、58Co、110mAg等,人工核素137Cs与国内其他地区水平接近,说明该地区食品未受人工放射性核素污染,人工核素137Cs主要由历史上核试验及核事故落下灰转移到食物链中所导致。经估算当地居民由食入137Cs所致年有效剂量大约为6.0 × 10−2 µSv/a。
随着核电站的正式运行,周边地区放射性水平监测内容还需进一步完善,提高监测质量控制水平[12],开展对照点的监测,以及开展核反应堆产生的对健康危害较大并有代表性其他裂变产物,如放射性核素90Sr和210Pb等核素的监测,以更加全面科学地评估核电站对环境及居民健康的影响。
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