湖北省天然放射性核素含量調查研究

熊英

摘要： 本文報道了湖北省環境中天然放射性核素的含量，共布設4個土壤監測點，21個水體監測點和10個γ輻射劑量率監測點。調查結果與1983-1990年《全國天然核素含量本底調查研究》的結果做比較，各核素含量均在本底調查結果范圍以內，說明湖北省內輻射水平無異常。

Abstract： This paper reports the content of natural radionuclides in Hubei Province. Four soil monitoring points， 21 water monitoring points and 10 γ radiation dose rate monitoring points are arranged. The results of the survey are compared with those of the "National Natural Nuclide Content Background Survey" from 1983 to 1990， and the content of each nuclide is within the scope of the background survey， indicating that there is no abnormal radiation level in Hubei Province.

關鍵詞： 天然放射性；核素；土壤；水；γ劑量率；調查

Key words： natural radioactivity；nuclide；soil；water；γ dose rate；investigation

中圖分類號：X837 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）24-0168-03

0 引言

人類總是會受到各種天然輻射源的照射，其中包括外照射源（如宇宙射線、土壤和建筑材料中的天然放射性核素）和內照射源（吸入空氣中、食入食物和飲水中的天然放射性核素）。目前認為，吸入是最重要的途徑，其次是外照射和食入、飲水。由吸入造成的內照射主要來自氡，空氣中的氡主要由土壤和建筑材料析出。外照射劑量則與γ天然貫穿輻射量、土壤和建筑材料中U系、Th系放射性核素和40K的含量直接相關。內照射劑量與飲水中U系、Th系放射性核素和40K的含量有著緊密關系。在國家環保局的統一組織下，湖北省環境監測站曾于1987年5月至1990年12月開展了湖北省環境天然輻射水平調查。隨著工業發展對環境的持續污染， 2009年8月開始湖北省核工業放射性核素檢測實驗中心對湖北省的天然輻射水平進行了調查。本次調查共布設4個土壤監測點，21個水體監測點和10個γ輻射劑量率監測點。此次調查選用國內外先進設備，采用先進的分析方法，不但節約了時間，而且降低了成本，測量結果的準確度和精確度也得到了很大的提升，同時為湖北省的核電站本底調查提供了參考依據。

1 研究區概況

湖北省地跨長江和漢江兩大水系，位于祖國中部。長江中游的洞庭湖以北，故稱湖北，簡稱“鄂”。湖北省北接河南省，東連安徽省，東南和南鄰江西、湖南兩省，西靠重慶市，西北與陜西省為鄰。介于北緯29°05′～33°20′，東經108°21′～116°07′。東西長約740公里，南北寬約470公里，面積18.59萬平方公里，占全國總面積的1.94%，居全國第16位。

湖北省正處于中國地勢第二級階梯向第三級階梯過渡地帶，地勢呈三面高起、中間低平、向南敞開、北有缺口的不完整盆地。地貌類型多樣，山地、丘陵、崗地和平原兼備。山地、丘陵和崗地、平原湖區各占湖北省總面積的55.5%， 24.5%和20%。地勢高低相差懸殊，西部號稱“華中屋脊”的神農架最高峰神農頂，海拔達3105米；東部平原的監利縣譚家淵附近，地面高程為零。湖北省西、北、東三面被武陵山、巫山、大巴山、武當山、桐柏山、大別山、幕阜山等山地環繞，山前丘陵崗地廣布，中南部為江漢平原，與湖南省洞庭湖平原連成一片，地勢平坦，土壤肥沃，除平原邊緣崗地外，海拔多在35米以下，略呈由西北向東南傾斜的趨勢。

湖北省自南向北可大致分為2個土壤帶，即南部中亞熱帶以黃壤、紅壤為主的土壤帶和北部北亞熱帶以黃棕壤為主的土壤帶。還分布有水稻土、棕壤、潮土、石灰土、沼澤土和紫色土等。根據本省地質資料，本報告將全省地質類型歸并為變質巖、沉積巖、近代河流沖沉物、花崗巖和火山巖5類。本省地勢西高東低，地勢大致分為平原、崗地、丘陵和山地4類。

2 監測方法

2.1 點位布設

本次調查共布設4個土壤監測點，21個水體監測點和10個γ輻射劑量率監測點。詳細布點信息如表1。

2.2 采樣要求

土壤樣品采用對角線采樣法、梅花形采樣法、棋盤式采樣法、蛇形采樣法。在采樣前應先將剖面整理、修理，削去最表層的浮土，然后再按層次自上而下逐層從中心典型部位取樣。

水體按照GB 12997-91 《水質 采樣方案設計技術規定》、GB 12998-91 《水質采樣技術指導》、GB 12999-91 《水質采樣樣品的保存和管理技術規定》的要求進行采樣。

2.3 分析方法

各種核素的分析標準如表2。

2.4 儀器設備

γ核素分析選用美國Canberra公司生產的高純鍺γ能譜儀，采用8192道多道分析器，分辨率達到1.9keV（1.332M），可以對各種γ核素進行精確的定量分析；水中鈾采用液體激光熒光法，靈敏度高而且樣品分析時操作簡單快速準確，方法的檢出限也相當低；γ輻射劑量率儀在使用前用國家標準放射源進行校準，靈敏度達到10nGy/h。實驗中所用儀器設備信息如表3。

3 質量保證

采取嚴格、有效的質量保證措施是確保調查結果可靠性的堅實基礎。質量保證的中心問題是測量的可溯源性，即測量結果可自下而上追到國家計量標準。測量溯源性的保證則涉及多方面的要求。不能單靠儀器來保證結果的可靠性，測量人員的素質和操作培訓也是很重要的。此外，測量實驗室即使已用放射性測量標準校準了儀器，其測量結果的準確性仍需考察，要看該實驗室的常規測量結果是否與某一權威實驗室的結果在規定的誤差范圍內符合。

3.1 實驗室內部質量控制

實驗室定期用參考源監控儀器的峰漂、分辨率、相對效率和儀器本底的變化，發現其超過本實驗室質控范圍，用標準源重新刻度儀器。監控周期最多一天一次，最少一個月一次。

3.2 標樣或參考樣跟蹤分析

在分析測量期間，采用分析標樣或參考樣方法控制分析的質量。對鈾、釷、鐳-226、銫-137、鍶-90、鉀-40比值的范圍分別為0.91-1.04、0.88-1.04、0.83-1.11、0.81-1.19、0.85-1.22、0.94-1.06，比值均值分別為1.00、1.00、1.01、1.05、1.06、1.00，分析次數為4次。

4 測量結果

測量結果如表4、表5、表6，γ輻射劑量率為天然貫穿輻射，未扣除宇宙射線。

5 結果與討論

調查結果表明：

①土壤中天然放射性核素含量的范圍值分別為238U：11.82-43.02 Bq/kg、232Th：37.03-49.91 Bq/kg、226Ra：22.60-39.98 Bq/kg 、137Cs：6.33-11.16 Bq/kg、90Sr：7.03-12.96 Bq/kg、40K：369.87-646.03 Bq/kg，平均值為238U：24.17 Bq/kg、 232Th：45.73 Bq/kg、 226Ra：31.17 Bq/kg、137Cs：8.28 Bq/kg、90Sr：9.38 Bq/kg、40K：369.87 Bq/kg。

②水體中天然放射性核素含量為U：0.33-1.13 μg/L、Th：0.10-0.30μg/L、 226Ra：1.52-6.91Bq/m3 、137Cs：0-3.58 Bq/m3、90Sr：0-3.74Bq/m3、40K：20.72-96.41 mBq/L，平均值為U：0.89 μg/L、Th：0.21 μg/L、226Ra：3.46 Bq/m3、137Cs：1.96 Bq/m3、90Sr：2.02 Bq/m3、40K：55.98 Bq/m3。

③γ 輻射劑量率的范圍為74.4-94.2 nGy/h，平均值為83.6 nGy/h。

將本次監測結果與1983-1990年《全國天然核素含量本底調查研究》的結果做比較，各核素含量均在本底調查結果范圍以內，說明湖北省內輻射水平無異常。

參考文獻：

[1]潘自強.電離輻射環境監測與評價[M].原子能出版社，2007.

[2]國家環境保護局.環境輻射監測分析方法及管理標準匯編[M].中國標準出版社，1992.

[3]全國環境天然放射性水平調查編寫小組.中國環境天然放射性水平[M].1990.