天然辐射源，包括陆地γ辐射和宇宙射线，是每个人都要受到的辐射，是人类所受集体剂量的最大来源，可以作为一种与人工源照射相比较的基线。为此，世界各国相继开展了以估算天然辐射所致居民剂量为目的的环境天然辐射水平调查。在1983—1990年，为了摸清环境天然陆地γ辐射现状水平和分布，原国家环保局组织进行了全国环境天然贯穿辐射水平研究。其中，广西壮族自治区在1987—1989年开展了辖区内环境天然贯穿辐射水平调查^[1-3]。该次调查为全区范围内的普查，但未对涠洲岛区域进行天然陆地γ辐射环境监测，且该次调查时间至今已超过30年。随着核与辐射事业的逐步发展，特别是2011年福岛核事故发生后，放射性物质大量扩散造成了全球性的辐射影响，且放射性污水直接排入海中造成了水体污染，可能对区域水体及地表土壤辐射环境产生影响。另外，放射性同位素在广西壮族自治区内也得到越来越广泛的应用，这些都伴有一定的放射性废物排放，可能会对地区的辐射环境水平造成影响。

通过对北海涠洲岛地区系统开展放射性水平调查，全面了解该地区的辐射环境现状，科学评价该地区的辐射环境质量，为该地区进行放射性常规监测和环境管理提供环境天然辐射的科学依据，为公众提供充分全面可信的辐射环境安全信息，对当地环境保护、社会稳定、生态旅游能够起到积极的促进作用。本研究是在北海市辐射环境与固体废物管理站、广西壮族自治区辐射环境监督管理站共同承担的“北海涠洲岛放射性水平现状调查与评估”项目基础上，开展涠洲岛区域的环境放射性水平调查。根据项目实施的技术路线与方法、工作内容及质控措施等方面的要求，于2020年4月开始γ辐射空气吸收剂量率现场监测，地表水、土壤、近岸海水等环境介质的采样分析工作。

1 材料与方法 1.1 研究地点概况

涠洲岛，位于广西壮族自治区北海市北部湾海域中部，位于北海市南面，东侧面向广东省雷州半岛，南侧面向海南岛，西侧面向越南。经纬度范围为N：20°54′~21°10′，E：109°00~109°15′，总面积24.74 km²，最高海拔75 m。涠洲岛是火山喷发堆凝而成的岛屿，为玄武岩台地，地表微微起伏，覆盖着一层厚厚的紫红色玄武岩风化物。涠洲岛具有独特的珊瑚礁生态系统，周围水域分布珊瑚礁群面积超过3000 km²，约占我国珊瑚礁总面积的10%，该区域设立的广西涠洲岛珊瑚礁国家级海洋公园是全国10个获批建设的国家级海洋公园之一。

随着经济的发展，涠洲岛的发展得到了中央和地方政府的高度重视，在《广西北部湾经济发展规划》中，已将涠洲岛所在区域的开发上升至国家战略层面。涠洲岛作为国内外知名度较高的旅游海岛，不仅是北海重要的旅游名片，也成为了关系北部湾大旅游的重点。该区域特殊的地理环境和独特的生态优势决定了该区域的生态环境保护工作尤为重要。涠洲岛地区的辐射安全是生态环境保护工作的重要部分，通过开展调查了解放射性水平分布及其规律，进一步加强该地的生态环境保护工作，对维护生物多样性、维持渔业资源、保护海岸线以及吸引观光旅游有重要意义。

1.2 研究方法 1.2.1 点位布设与取样原则

与随机采样相比，网格（规则）采样能够更完整地覆盖采样目标，因此在环境监测中经常使用。在GB/T14583中，对一定区域的放射性水平调查，要求以适当的网格均匀布点。对北海涠洲岛放射性水平现状调查项目，为了操作实施方便，采用中心对其的正方形网格进行布点，即按照布点原则将调查区域划分正方形网格，在每个网格中心点使用地图软件预先标注点位、获取GPS信息；监测时通过GPS信息找到该点位进行监测或取样。具体的布点原则如下所示：

1）γ辐射空气吸收剂量率测点以1 km × 1 km网格点布设；同时考虑涠洲岛内情况，增设海岸沿线点、人口加密点等。

2）土壤采样点分为2类，一类为4 km × 4 km网格点，一类为考虑土壤类型增设的加密点；土壤采样时，在采样点上方同时测量γ辐射空气吸收剂量率。土壤样品分析天然放射性核素²³⁸U、²²⁶Ra、²³²Th、⁴⁰K、¹³⁷Cs活度浓度。

3）对岛上各类水体设置采样点，分析水样中天然放射性核素U、Th浓度，以及²²⁶Ra、⁴⁰K、总α、总β活度浓度；对近岸海水采集海水样品，分析水样中天然放射性核素U、Th浓度与²²⁶Ra、⁴⁰K活度浓度，以及人工放射性核素⁹⁰Sr、¹³⁷Cs活度浓度。

根据以上原则，结合涠洲岛实际情况，共布设284个陆地γ辐射剂量率监测点位，采集12个土壤样品、6个海沙样品、1个火山岩样品、4个地下水样品、1个水库水样品、2个海水样品。

1.2.2 监测仪器与监测方法

1）γ辐射空气吸收剂量率的监测

γ辐射空气吸收剂量率的瞬时测量选用FH40G型（主机）+FHZ672E-10型（探头）型X-γ辐射剂量率仪，严格按照GB/T 14583—93^[4]、HJ/T 61—2001^[5]等标准进行现场直接测量。测量前把仪器连接好，开机预热20 min，待仪器稳定后开始测量，每个测点连续读取10个数据，每隔10 s读数一次。监测前，对每个监测点的原始测量数据，周围的环境特征、测量时间、气象条件等信息详细描述记录。测量时，选择良好的天气条件进行，遇雨时，在雨停6 h以后才进行测量。

2）水质样品采集

选择聚乙烯塑料桶作为采样容器，采样前进行清洁。现场采样时，在选定的点位，使用待采集的水样分3次清洁采样容器，采集所需水样后立即盖好容器，严密封固。根据不同核素分析的要求，加入不同的预处理剂。

3）土壤/岩石样品的采集

土壤采样时，同时严格按照HJ/T 61、HJ/T 166、GB 12379等标准要求进行采样。采样时，要清除样品的植物草根等杂物，采集所需要的样品；所采土样按技术要求装入相应容器内，外套塑料袋；用统一规定的样品编码。为减少样品间的接触与互相污染的可能，在采样后，要对采样器具进行更换或清理干净，以免污染下一个样品。

4）样品分析

本次调查中样品分析所用仪器与监测方法见表1。

1.2.3 数据处理

仪器对宇宙射线响应测量点位选择涠洲岛南面海域（经度109.112606、纬度：21.000950、距岸边距离1.2 km），监测点位水深超过10 m，乘坐船只为木船。测量时，仪器探头位于同一水平，每10 s测读一个数，测量100个读数，以平均值作为测量结果。

根据HJ/T 61—2001^[1]，仪器对宇宙射线的响应值随着海拔高度、纬度而变化，因此在扣除仪器对宇宙射线值时，一般需要进行纬度、高度影响的修正。考虑到涠洲岛区域满足海拔高度低、高差变化小、纬度变化不大的几个条件，在数据处理中不做高度影响、纬度影响的修正。即对所有测点的监测数值，均扣除一个固定的仪器对宇宙射线的响应值。

建筑物对宇宙射线的屏蔽修正因子，因为建筑材料和结构形式的不同而异，考虑到统计方便，在本次调查中该修正因子统一取0.8。

1.2.4 质量保证

1）现场监测严格按照HJ/T 61—2001^[4]、GB/T 14583—93^[5]中要求进行。

2）测量仪器每年由国家法定计量检定单位检定一次。为了确保仪器性能正常，在当天测量开始前和当天测量结束后，仪器须在稳定辐射场中进行仪器稳定性检验，并如实记录。频次为2次/天。除行程原因外，监测人员每天均早晚在相同地点进行仪器稳定性监测，稳定性偏差结果（%）均小于10%，仪器性能良好。

3）定期在稳定辐射场进行仪器检验，检查仪器的长期稳定性；X-γ辐射剂量率仪每年定期进行宇宙射线响应值的测定。

4）参与上级部门与其他单位的仪器比对活动，通过设备期间核查等措施确保仪器设备工作正常。

5）监测人员经考核合格并持有合格证书上岗，所有野外测量、现场采样均要求有2个以上人员参加。现场采样人员按采样方案进行现场采样，作好采样及监测分析记录。

2 结　果 2.1 调查结果 2.1.1 调查区域地表γ辐射空气吸收剂量率监测结果

此次调查中共布设284个γ辐射空气吸收剂量率监测点位，遍布涠洲镇下辖的10个社区（村），包括东湾社区、南湾社区、百代寮村、盛塘村、公山村、荔枝山村、后背塘村、城仔村、西角村、竹蔗寮村。同时，使用surfer绘制出该地区的γ辐射空气吸收剂量率等值线图，详见图1。调查区域地表γ辐射空气吸收剂量率监测结果见表2。

2.1.2 固体样中放射性核素活度浓度监测结果

结合涠洲岛实际情况，共采集19个固体样品，其中包括9个基性岩火山灰、7个滨海潮滩盐土、2个盐渍水稻土、1个紫红色玄武岩样品，固体样中放射性核素活度浓度监测结果见表3。

2.1.3 水样中放射性核素活度浓度监测结果

结合涠洲岛实际情况，共采集4个井水、1个水库水、2个海水样品，水样中放射性核素活度浓度监测结果见表4。

2.2 结果分析 2.2.1 环境地表γ辐射空气吸收剂量率

本底调查获取了涠洲岛区域环境放射性水平现状数据，表1的调查结果表明：

1）涠洲岛区域γ辐射空气吸收剂量率测量结果范围为0.2～122 nGy/h，均值为39.1 nGy/h。在284个测点中，低于5 nGy/h的共11个，均为海岸线（沙滩）测点；5～10 nGy/h的共13个，1个为原野、12个为海岸线（沙滩）测点。

2）在原野测点中，海岸线（沙滩）处γ辐射空气吸收剂量率均值明显低于田野、草地等地；这是由于涠洲岛所布设的海岸线测点区域覆盖了一层珊瑚礁沉积物，而珊瑚礁区沉积物的整体放射性水平是其他海区沉积物和全球土壤的整体放射性水平的1%～10%^[7-8]，因此海岸沿线处的测值明显低于岛上其他测点。

3）不同地面γ辐射空气吸收剂量率存在差异，室内测值≈道路测值 > 原野测值，这是由于室内γ辐射剂量率主要来源于建筑材料，且照射条件为环绕的室内结构。

4）各类路面上方的γ辐射空气吸收剂量率均值，从高到低的顺序依次为碎石路、砖砌路、水泥路、泥土路、沥青混凝土路、珊瑚石路。

5）涠洲岛上的建筑物室内的45个测点中，有12户建筑物采用珊瑚石结构，室内γ辐射空气吸收剂量率测值范围20.5～80.4 nGy/h，均值为34.5 nGy/h；31户建筑物采用砖混结构，室内γ辐射空气吸收剂量率测值范围22.1～122 nGy/h，均值为77.8 nGy/h；2户建筑物采用山石结构，室内γ辐射空气吸收剂量率测值范围32.5～64.2 nGy/h，均值为48.3 nGy/h。由此可知，各类建筑物内的γ辐射空气吸收剂量率均值，从高到低的顺序依次为砖混结构、岩石结构、珊瑚石结构。相较于砖混等建筑，珊瑚石建筑物室内的γ辐射空气吸收剂量率均值明显偏低。同样，这也是由于珊瑚石中放射性水平偏低^[7-8]的原因所致。

6）在284个测点中，有2个点位的剂量率高于120 nGy/h，分别为1个大理石广场测点、1个地面为瓷砖的室内建筑物测点。在剩余的282个测点中，范围为0.2～106 nGy/h，均值为38.5 nGy/h。

2.2.2 固体样中放射性核素活度浓度

1）涠洲岛固体样品中天然放射性核素活度浓度范围分别为²³⁸U：17.0～37.3 Bq/kg、²²⁶Ra：< 0.501～29.5 Bq/kg、²³²Th：< 0.766～54.3 Bq/kg、⁴⁰K：18.7～369 Bq/kg、¹³⁷Cs：< 0.212～1.48 Bq/kg，平均值分别为²³⁸U：26.5 Bq/kg、²²⁶Ra：15.4 Bq/kg、²³²Th：31.8 Bq/kg、⁴⁰K：115 Bq/kg、¹³⁷Cs：0.492 Bq/kg。

2）样品分析结果中，除⁴⁰K外，其他放射性核素²³⁸U、²²⁶Ra、²³²Th活度浓度变化范围不大，且整体呈现明显偏低的特点。

3）不同种类的固体样中的放射性核素活度浓度存在差异，²³⁸U均值最高的为盐渍水稻土样品，²²⁶Ra、²³²Th、⁴⁰K均值最高的为紫红色玄武岩样品。

2.2.3 水样中放射性核素活度浓度

1）涠洲岛4个地下水、1个地表水样品中天然放射性核素U、Th浓度测值范围分别为0.065～0.25 μg/L、0.046～0.079 μg/L，天然放射性核素²²⁶Ra、⁴⁰K活度浓度测值范围分别为1.42～3.08 mBq/L、0.069～0.231 Bq/L。2个海水样品中天然放射性核素U、Th浓度范围分别为1.81～2.25 μg/L、0.634～0.648 μg/L，天然放射性核素²²⁶Ra、⁴⁰K活度浓度范围分别为9.38～19.7 mBq/L、11.3～11.7 Bq/L，人工放射性核素⁹⁰Sr、¹³⁷Cs活度浓度测值范围分别为0.193～0.866 mBq/L、1.13～1.42 mBq/L。

2）涠洲岛地下水的总α、总β活度浓度测值范围分别为0.025～0.163 Bq/L、0.082～0.572 Bq/L，低于GB 14848中的放射性指标（总α ≤ 0.5 Bq/L、总β ≤ 1 Bq/L）。

3）涠洲岛地表水的总α、总β活度浓度测值范围分别为0.152 Bq/L、0.143 Bq/L，低于GB 5749中的放射性指标（总α ≤ 0.5 Bq/L、总β ≤ 1 Bq/L）。

将以上监测结果与广西壮族自治区环境天然贯穿辐射水平调查研究（1987—1989年）^[1]、广西壮族自治区土壤中天然放射性核素含量调查研究（1987—1989年）^[2]、广西壮族自治区水体中天然放射性核素浓度调查研究（1987—1989年）^[3]、2019年全国辐射环境质量报告相比较^[6]，各类监测结果均明显偏低，表明涠洲岛内环境天然放射性水平未见异常。

3 讨　论

在自然环境和地理条件方面，四面环海水的海岛不仅具有了明显的海洋特征，也兼具了内陆和沿海地区的特征条件。因此在对海岛开展环境监测时，应当结合海岛的地理环境条件，注意与内陆监测的差异性和整体性，因地制宜制定监测方案，构建监测指标。而本次调查是第一次对涠洲岛地区开展全面、系统、科学的放射性水平现状调查，包括了井水、水库水、土壤、岩石、近岸海水等多种环境介质，从调查结果来看，涠洲岛内调查结果均为环境本底水平，表明涠洲岛及周围水体辐射环境质量良好，地表天然放射性水平处于安全水平。

因辐射有着特殊的社会敏感性，公众对生活中的辐射环境水平关注度较高，一旦有辐射相关的不实谣言，极易引起社会不安，影响稳定。近年来，对于天然环境放射性水平的调查也在逐步铺开^[9-11]。本次研究成果和经验不仅填补了涠洲岛地区环境天然放射性水平数据的空白，并将为涠洲岛地区放射性常规监测和环境管理提供环境天然辐射的科学依据，提高公众安全感，具有积极的社会效益。同时，鉴于目前国内开展岛屿全面天然放射性水平调查评估的不多，本项目的实施还可以借鉴到其他海岛的放射性水平现状调查与评估项目，对辐射环境监测工作有着重要意义。