湖北省天然放射性核素含量调查研究

熊英

摘要： 本文报道了湖北省环境中天然放射性核素的含量，共布设4个土壤监测点，21个水体监测点和10个γ辐射剂量率监测点。调查结果与1983-1990年《全国天然核素含量本底调查研究》的结果做比较，各核素含量均在本底调查结果范围以内，说明湖北省内辐射水平无异常。

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.

关键词： 天然放射性；核素；土壤；水；γ剂量率；调查

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

中图分类号：X837 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2017）24-0168-03

0 引言

人类总是会受到各种天然辐射源的照射，其中包括外照射源（如宇宙射线、土壤和建筑材料中的天然放射性核素）和内照射源（吸入空气中、食入食物和饮水中的天然放射性核素）。目前认为，吸入是最重要的途径，其次是外照射和食入、饮水。由吸入造成的内照射主要来自氡，空气中的氡主要由土壤和建筑材料析出。外照射剂量则与γ天然贯穿辐射量、土壤和建筑材料中U系、Th系放射性核素和40K的含量直接相关。内照射剂量与饮水中U系、Th系放射性核素和40K的含量有着紧密关系。在国家环保局的统一组织下，湖北省环境监测站曾于1987年5月至1990年12月开展了湖北省环境天然辐射水平调查。随着工业发展对环境的持续污染， 2009年8月开始湖北省核工业放射性核素检测实验中心对湖北省的天然辐射水平进行了调查。本次调查共布设4个土壤监测点，21个水体监测点和10个γ辐射剂量率监测点。此次调查选用国内外先进设备，采用先进的分析方法，不但节约了时间，而且降低了成本，测量结果的准确度和精确度也得到了很大的提升，同时为湖北省的核电站本底调查提供了参考依据。

1 研究区概况

湖北省地跨长江和汉江两大水系，位于祖国中部。长江中游的洞庭湖以北，故称湖北，简称“鄂”。湖北省北接河南省，东连安徽省，东南和南邻江西、湖南两省，西靠重庆市，西北与陕西省为邻。介于北纬29°05′～33°20′，东经108°21′～116°07′。东西长约740公里，南北宽约470公里，面积18.59万平方公里，占全国总面积的1.94%，居全国第16位。

湖北省正处于中国地势第二级阶梯向第三级阶梯过渡地带，地势呈三面高起、中间低平、向南敞开、北有缺口的不完整盆地。地貌类型多样，山地、丘陵、岗地和平原兼備。山地、丘陵和岗地、平原湖区各占湖北省总面积的55.5%， 24.5%和20%。地势高低相差悬殊，西部号称“华中屋脊”的神农架最高峰神农顶，海拔达3105米；东部平原的监利县谭家渊附近，地面高程为零。湖北省西、北、东三面被武陵山、巫山、大巴山、武当山、桐柏山、大别山、幕阜山等山地环绕，山前丘陵岗地广布，中南部为江汉平原，与湖南省洞庭湖平原连成一片，地势平坦，土壤肥沃，除平原边缘岗地外，海拔多在35米以下，略呈由西北向东南倾斜的趋势。

湖北省自南向北可大致分为2个土壤带，即南部中亚热带以黄壤、红壤为主的土壤带和北部北亚热带以黄棕壤为主的土壤带。还分布有水稻土、棕壤、潮土、石灰土、沼泽土和紫色土等。根据本省地质资料，本报告将全省地质类型归并为变质岩、沉积岩、近代河流冲沉物、花岗岩和火山岩5类。本省地势西高东低，地势大致分为平原、岗地、丘陵和山地4类。

2 监测方法

2.1 点位布设

本次调查共布设4个土壤监测点，21个水体监测点和10个γ辐射剂量率监测点。详细布点信息如表1。

2.2 采样要求

土壤样品采用对角线采样法、梅花形采样法、棋盘式采样法、蛇形采样法。在采样前应先将剖面整理、修理，削去最表层的浮土，然后再按层次自上而下逐层从中心典型部位取样。

水体按照GB 12997-91 《水质 采样方案设计技术规定》、GB 12998-91 《水质采样技术指导》、GB 12999-91 《水质采样样品的保存和管理技术规定》的要求进行采样。

2.3 分析方法

各种核素的分析标准如表2。

2.4 仪器设备

γ核素分析选用美国Canberra公司生产的高纯锗γ能谱仪，采用8192道多道分析器，分辨率达到1.9keV（1.332M），可以对各种γ核素进行精确的定量分析；水中铀采用液体激光荧光法，灵敏度高而且样品分析时操作简单快速准确，方法的检出限也相当低；γ辐射剂量率仪在使用前用国家标准放射源进行校准，灵敏度达到10nGy/h。实验中所用仪器设备信息如表3。

3 质量保证

采取严格、有效的质量保证措施是确保调查结果可靠性的坚实基础。质量保证的中心问题是测量的可溯源性，即测量结果可自下而上追到国家计量标准。测量溯源性的保证则涉及多方面的要求。不能单靠仪器来保证结果的可靠性，测量人员的素质和操作培训也是很重要的。此外，测量实验室即使已用放射性测量标准校准了仪器，其测量结果的准确性仍需考察，要看该实验室的常规测量结果是否与某一权威实验室的结果在规定的误差范围内符合。

3.1 实验室内部质量控制

实验室定期用参考源监控仪器的峰漂、分辨率、相对效率和仪器本底的变化，发现其超过本实验室质控范围，用标准源重新刻度仪器。监控周期最多一天一次，最少一个月一次。

3.2 标样或参考样跟踪分析

在分析测量期间，采用分析标样或参考样方法控制分析的质量。对铀、钍、镭-226、铯-137、锶-90、钾-40比值的范围分别为0.91-1.04、0.88-1.04、0.83-1.11、0.81-1.19、0.85-1.22、0.94-1.06，比值均值分别为1.00、1.00、1.01、1.05、1.06、1.00，分析次数为4次。

4 测量结果

测量结果如表4、表5、表6，γ辐射剂量率为天然贯穿辐射，未扣除宇宙射线。

5 结果与讨论

调查结果表明：

①土壤中天然放射性核素含量的范围值分别为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，平均值为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为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，平均值为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 辐射剂量率的范围为74.4-94.2 nGy/h，平均值为83.6 nGy/h。

将本次监测结果与1983-1990年《全国天然核素含量本底调查研究》的结果做比较，各核素含量均在本底调查结果范围以内，说明湖北省内辐射水平无异常。

参考文献：

[1]潘自强.电离辐射环境监测与评价[M].原子能出版社，2007.

[2]国家环境保护局.环境辐射监测分析方法及管理标准汇编[M].中国标准出版社，1992.

[3]全国环境天然放射性水平调查编写小组.中国环境天然放射性水平[M].1990.