食品和飲用水的放射性核素指導(dǎo)水平分析

付熙明 袁 龍* 劉 英

食品和飲用水中可能包含天然或人工產(chǎn)生的放射性核素，這些放射性污染物一旦經(jīng)食入進入人體，可蓄積在人體內(nèi)部，對人體健康有可能造成影響[1-2]。為減少或避免公眾受到輻射照射危害，最大限度地保護公眾健康，“國際輻射防護和輻射源安全基本安全標(biāo)準(zhǔn)”[3]規(guī)定，主管部門應(yīng)制定食品及飲用水中放射性核素引起照射的參考水平。我國國家標(biāo)準(zhǔn)“電離輻射防護與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)”[4]中也規(guī)定，應(yīng)在核和輻射應(yīng)急計劃中規(guī)定用于停止和替代特定食品與飲水供應(yīng)的行動水平。聯(lián)合國糧農(nóng)組織與世界衛(wèi)生組織(World Health Organization，WHO)聯(lián)合食品法典委員會(簡稱食品法典委員會)和世界衛(wèi)生組織分別發(fā)布了現(xiàn)存照射情況[5]下用食品和飲用水中放射性核素比活度和活度濃度表示的指導(dǎo)水平[6-7]，國際原子能機構(gòu)(International Atomic Energy Agency，IAEA)發(fā)布了應(yīng)急照射情況[5]下用放射性核素比活度表示的指導(dǎo)水平[8]。本研究基于相關(guān)國際組織發(fā)布的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，分析各種不同照射情況下針對公眾制定食品和飲用水放射性核素指導(dǎo)水平的計算方法，給出計算結(jié)果，為我國今后修訂相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)提供參考，為核或輻射應(yīng)急情況下食品和飲用水監(jiān)測及干預(yù)提供參考。

1 指導(dǎo)水平制定依據(jù)的劑量準(zhǔn)則及計算方法

1.1 個人劑量準(zhǔn)則

制定食品和飲用水放射性核素指導(dǎo)水平需要依據(jù)特定的個人劑量準(zhǔn)則(針對公眾)。根據(jù)“國際輻射防護和輻射源安全基本安全標(biāo)準(zhǔn)”(簡稱“基本安全標(biāo)準(zhǔn)”)，現(xiàn)存照射情況下，控制食品和飲用水引起照射的個人劑量準(zhǔn)則為每年1 mSv[3]。根據(jù)這一準(zhǔn)則，食品法典委員會制定了核或輻射事件后(而非應(yīng)急照射情況下)用于國際貿(mào)易的食品放射性核素指導(dǎo)水平[6]。WHO則根據(jù)國際放射防護委員會的建議[9]將制定現(xiàn)存照射情況下飲用水放射性核素指導(dǎo)水平的個人劑量準(zhǔn)則確定為每年0.1 mSv[7](見表1)。

核或輻射應(yīng)急照射情況下，IAEA規(guī)定采取防護行動的通用準(zhǔn)則為事故后第一年預(yù)期劑量＞100 mSv[8，10]。同時規(guī)定，對食品和飲用水采取限制措施的劑量準(zhǔn)則為通用準(zhǔn)則的1/10，即一年≤10 mSv(見表1)，這樣是確保考慮所有照射途徑(包括外照射和吸入、食入等途徑)的情況下，人員接受的總劑量不超過采取防護行動的劑量通用準(zhǔn)則[10]。

表1 食品和飲用水放射性控制的劑量準(zhǔn)則

1.2 指導(dǎo)水平的計算方法

飲用水中放射性核素活度濃度指導(dǎo)水平的計算為公式1[7]：

式中GL為指導(dǎo)水平；IDC為個人劑量準(zhǔn)則，根據(jù)前述劑量準(zhǔn)則，在現(xiàn)存照射情況下可取為0.1 mSv/年，在應(yīng)急照射情況下為10 mSv/年；eing為劑量系數(shù)，即食入單位攝入量放射性核素所產(chǎn)生的待積有效劑量，該值對不同放射性核素可從《國際輻射防護和輻射源安全基本安全標(biāo)準(zhǔn)》[3]中查到；q為正常人年飲水量，世界衛(wèi)生組織推薦該值可取為730 L/年，即每日飲水2 L[7]。

食品中放射性核素比活度指導(dǎo)水平的計算為公式2[1]：

式中GL為指導(dǎo)水平；E為代表性個人年有效劑量，根據(jù)前文所述，在現(xiàn)存照射情況下為1 mSv/年，在應(yīng)急照射情況下為10 mSv/年；M為食品年消費量，根據(jù)食品法典委員會發(fā)布的標(biāo)準(zhǔn)[6]成人年食品消費量按550 kg計，嬰兒年食品消費量按200 kg計；eing為劑量系數(shù)，即食入單位攝入量放射性核素所產(chǎn)生的待積有效劑量；F為污染分?jǐn)?shù)，即被放射性污染的食品占食品消費總量的比例，對于計算用于國際貿(mào)易的食品放射性核素比活度指導(dǎo)水平時，該值即為進口食品占食品消費總量的比例，食品法典委員會推薦該值取為0.1。

2 現(xiàn)存照射情況下指導(dǎo)水平的計算及應(yīng)用

現(xiàn)存照射情況是指在需要做出采取控制措施的決定時已經(jīng)存在的照射情況[3]。現(xiàn)存照射情況包括應(yīng)控制的天然本底輻射照射；從未受監(jiān)管控制的過去實踐產(chǎn)生的放射性殘留物所致照射，或在宣布緊急情況結(jié)束后核或輻射應(yīng)急產(chǎn)生的放射性殘留物所致照射[3]。

現(xiàn)存照射情況下，飲用水中可能存在的放射性核素包括天然放射性核素和人工放射性核素兩類：①天然放射性核素包括鉀-40(40K)以及釷系和鈾系核素，如鐳-226(226Ra)、鐳-228(228Ra)、鈾-234(234U)、鈾-238(238U)以及鉛-210(210Pb)等；②人工放射性核素包括來自核燃料循環(huán)設(shè)施排放的核素、通過正常或事故排放進入飲用水源的醫(yī)用或工業(yè)用非密封放射性核素，以及以往核試驗或核事故釋放到環(huán)境中的核素等，常見的人工放射性核素如碘-131(131I)、銫-137(137Cs)、鍶-90(90Sr)等。

在現(xiàn)存照射情況下，基于0.1 mSv的年個人劑量限值，首先應(yīng)對水樣進行總α和總β放射性活度測量。如果總α放射性活度低于0.5 Bq/L且總β放射性活度低于1 Bq/L的篩查水平，則飲用該水樣所產(chǎn)生的年個人劑量通常不會＞0.1 mSv的限值，此時無需進行核素檢測[7]。注意測量總β放射性活度時應(yīng)去除放射性核素40K的貢獻，因為40K在體內(nèi)通常維持一個常態(tài)水平，與攝入多少無關(guān)[8]。如果總α和總β放射性活度超過上述篩查水平，則需要進行核素識別及單個核素比活度濃度的測量，此時測量的結(jié)果需要與事先制定的飲用水放射性核素活度濃度指導(dǎo)水平進行比較。

以131I為例計算飲用水放射性核素活度濃度指導(dǎo)水平。現(xiàn)存照射情況下，年個人劑量限值取為0.1 mSv，131I的劑量系數(shù)為2.2×10-5mSv/Bq[3]則指導(dǎo)水平的計算為公式3：

式中GL為指導(dǎo)水平。WHO推薦值是將GL計算值近似到最近的數(shù)量級，對131I，WHO推薦的指導(dǎo)水平為10 Bq/L[7]。其他水中重要放射性核素活度濃度指導(dǎo)水平計算結(jié)果及WHO推薦值見表2。

食品法典委員會制定的放射性核素控制標(biāo)準(zhǔn)[6]主要考慮那些在核事故或核恐怖事件中，可能大量釋放并且可進入食物鏈中的典型放射性核素，如131I、137Cs、90Sr、235U、钚239(239Pu)、鈷60(60Co)及锝99(99Tcm)等。以137Cs為例計算食品放射性核素比活度指導(dǎo)水平。在現(xiàn)存照射情況下(包括核或輻射事件結(jié)束后)，基于1 mSv的年個人劑量限值，污染分?jǐn)?shù)取為0.1，對于嬰兒食品，核素137Cs對嬰兒組的劑量系數(shù)為2.1×10-5mSv/Bq[3]則指導(dǎo)水平的計算為公式4：

表2 現(xiàn)存照射情況下飲用水中主要放射性核素活度濃度指導(dǎo)水平

式中GL為指導(dǎo)水平。

對非嬰兒食品，核素137Cs對成人組劑量系數(shù)為1.3×10-5mSv/Bq[3]則指導(dǎo)水平計算為公式5：

食品法典委員會推薦值是將GL計算值保守近似到最近的數(shù)量級，對137Cs，食品法典委員會給出的嬰兒食品和非嬰兒食品的指導(dǎo)水平均為1000 Bq/kg[6]。其他食品中重要放射性核素比活度指導(dǎo)水平推薦值見表3[6]。

如果食品中含有兩種以上放射性核素，則應(yīng)按表3中核素的分組，對每組放射性核素比活度之和適用相應(yīng)的指導(dǎo)水平。例如，食品中同時含有134Cs和137Cs，則兩種放射性核素的比活度之和應(yīng)≤1000 Bq/kg。當(dāng)食品中放射性核素比活度超過上述指導(dǎo)水平，政府應(yīng)考慮是否采取控制措施，如限制食用及禁止其用于國際貿(mào)易。

表3 現(xiàn)存照射情況下食品中放射性核素比活度指導(dǎo)水平

3 核或輻射應(yīng)急照射情況下的操作干預(yù)水平

應(yīng)急照射情況是指由于事故、惡意行為或任何其他意外事件的結(jié)果所引起的照射情況，這種照射情況需要立即采取行動，以避免或減輕不利后果[3]。在核或輻射應(yīng)急照射情況下，對食品和飲用水的放射性評價首先應(yīng)測量其總α和總β放射性活度，如果總α放射性活度＜5 Bq/kg且總β放射性活度(去除40K的貢獻)＜100 Bq/kg，則在應(yīng)急期間可以安全食用這些食品和飲用水，其造成的年照射劑量不超過核或輻射應(yīng)急照射情況下10 mSv的劑量準(zhǔn)則[8]。如果食品和飲用水的總α或總β放射性活度超過上述水平，則應(yīng)識別其含有的放射性核素并測定其比活度，并用核或輻射應(yīng)急照射情況下食品和飲用水中放射性核素比活度指導(dǎo)水平(在應(yīng)急照射情況下通常稱為操作干預(yù)水平)進行評價(見表4)[8，11-13]。該操作干預(yù)水平由IAEA在2011年提出，與以往的標(biāo)準(zhǔn)不同，其將食品和飲用水統(tǒng)一用放射性核素比活度進行評價，是在最保守的假設(shè)情況下，采用最嚴(yán)格年齡組(即嬰兒組)的劑量系數(shù)推導(dǎo)得出[8]。如果測得食品和飲用水中放射性核素比活度低于該操作干預(yù)水平，則食用其產(chǎn)生的年照射劑量不會＞10 mSv的劑量準(zhǔn)則[8]。如果食品或飲用水的放射性核素比活度超過上述操作干預(yù)水平，則應(yīng)停止食用非必需的污染食品或水、替換必需的食品或水，或者采取人員避遷等措施，見表4。

4 討論

現(xiàn)存照射情況下，食品或飲用水放射性核素指導(dǎo)水平不是強制限值[1]。食品或飲用水放射性核素比活度或活度濃度超過指導(dǎo)水平，并不意味著該食品或飲用水一定是不安全的，而是提示應(yīng)進一步對其進行檢測和評估，以考慮是否需要采取必要的控制措施。飲用水的放射性核素指導(dǎo)水平是根據(jù)0.1 mSv/年的劑量準(zhǔn)則所制定，這一準(zhǔn)則非常保守(為IAEA《基本安全標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定值的1/10)，選擇這一準(zhǔn)則是基于該準(zhǔn)則可以快速識別那些放射性核素含量異常的水樣，其經(jīng)驗表明，絕大部分飲用水源均符合由該準(zhǔn)則推導(dǎo)出的放射性核素指導(dǎo)水平的要求[7]。超過指導(dǎo)水平的水樣對人體造成的照射劑量很可能仍低于《基本安全標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定的1 mSv/年的劑量準(zhǔn)則，此時需要對這些水樣做進一步評估，采取可行的措施盡量減少其造成的照射劑量，但并非超過指導(dǎo)水平就直接禁止飲用。食品的放射性核素比活度指導(dǎo)水平在特定情況下可適當(dāng)提高，如污染分?jǐn)?shù)較小(可能受污染的食品占總消費量的比例遠＜10%時)、針對食用量較小的食品(如調(diào)味料等)或無替代食品等情況[1]。

表4 核或輻射應(yīng)急照射情況下食品和飲用水主要放射性核素比活度操作干預(yù)水平

我國針對食品和飲用水放射性核素指導(dǎo)水平的控制而制定了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。對于核與輻射應(yīng)急照射情況，國家標(biāo)準(zhǔn)GBZ/T 271－2016“核或輻射應(yīng)急準(zhǔn)備與響應(yīng)通用準(zhǔn)則”規(guī)定了應(yīng)急照射情況下食品和飲用水放射性水平評價的程序和放射性比活度操作干預(yù)水平，其值與現(xiàn)行國際標(biāo)準(zhǔn)一致[14]。對現(xiàn)存照射情況(非應(yīng)急照射情況)，國家標(biāo)準(zhǔn)GB14882－94“食品中放射性物質(zhì)限制濃度標(biāo)準(zhǔn)”中規(guī)定了食品中常見人工和天然放射性核素的限制濃度[15]。但該標(biāo)準(zhǔn)制定時間較早，很多限值與現(xiàn)行國際標(biāo)準(zhǔn)相差較大。例如，對放射性核素137Cs，我國標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定其在糧食中限制濃度為260 Bq/kg，但食品法典委員會規(guī)定的指導(dǎo)水平為1000 Bq/kg，故我國標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)行國際標(biāo)準(zhǔn)間存在較大差異[15]。國家標(biāo)準(zhǔn)GB 5749－2006“生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)”中規(guī)定了非應(yīng)急情況下生活飲用水的放射性指標(biāo)，即總α和總β放射性活度指導(dǎo)值分別為0.5 Bq/L和1 Bq/L，與現(xiàn)行國際標(biāo)準(zhǔn)相同[16]。但是，我國標(biāo)準(zhǔn)中只規(guī)定了飲用水總α和總β放射性活度指標(biāo)，并未規(guī)定特定放射性核素的活度濃度指標(biāo)，無法為進一步的放射性核素監(jiān)測評價及采取控制措施提供依據(jù)。因此，建議相關(guān)部門參考現(xiàn)行國際標(biāo)準(zhǔn)，并考慮實際監(jiān)測能力，盡快修訂或制定非應(yīng)急照射情況下食品和飲用水放射性核素指導(dǎo)水平標(biāo)準(zhǔn)，以便為常規(guī)放射性監(jiān)測提供更科學(xué)的依據(jù)；同時，跟蹤國際動態(tài)，不斷完善核與輻射應(yīng)急照射情況下食品和飲用水放射性監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)，為有效開展核與輻射衛(wèi)生應(yīng)急監(jiān)測提供保障。

5 結(jié)語

為減少人體食入放射性核素造成的輻射照射，有效保護公眾健康，需要制定食品和飲用水放射性核素指導(dǎo)水平的標(biāo)準(zhǔn)。本研究通過分析不同照射情況下食品和飲用水放射性核素指導(dǎo)水平的計算方法，并給出計算結(jié)果及國際組織推薦值，以為我國今后修定及制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)提供參考。

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