食品和饮用水的放射性核素指导水平分析

付熙明 袁 龙* 刘 英

食品和饮用水中可能包含天然或人工产生的放射性核素，这些放射性污染物一旦经食入进入人体，可蓄积在人体内部，对人体健康有可能造成影响[1-2]。为减少或避免公众受到辐射照射危害，最大限度地保护公众健康，“国际辐射防护和辐射源安全基本安全标准”[3]规定，主管部门应制定食品及饮用水中放射性核素引起照射的参考水平。我国国家标准“电离辐射防护与辐射源安全基本标准”[4]中也规定，应在核和辐射应急计划中规定用于停止和替代特定食品与饮水供应的行动水平。联合国粮农组织与世界卫生组织(World Health Organization，WHO)联合食品法典委员会(简称食品法典委员会)和世界卫生组织分别发布了现存照射情况[5]下用食品和饮用水中放射性核素比活度和活度浓度表示的指导水平[6-7]，国际原子能机构(International Atomic Energy Agency，IAEA)发布了应急照射情况[5]下用放射性核素比活度表示的指导水平[8]。本研究基于相关国际组织发布的技术标准，分析各种不同照射情况下针对公众制定食品和饮用水放射性核素指导水平的计算方法，给出计算结果，为我国今后修订相关标准提供参考，为核或辐射应急情况下食品和饮用水监测及干预提供参考。

1 指导水平制定依据的剂量准则及计算方法

1.1 个人剂量准则

制定食品和饮用水放射性核素指导水平需要依据特定的个人剂量准则(针对公众)。根据“国际辐射防护和辐射源安全基本安全标准”(简称“基本安全标准”)，现存照射情况下，控制食品和饮用水引起照射的个人剂量准则为每年1 mSv[3]。根据这一准则，食品法典委员会制定了核或辐射事件后(而非应急照射情况下)用于国际贸易的食品放射性核素指导水平[6]。WHO则根据国际放射防护委员会的建议[9]将制定现存照射情况下饮用水放射性核素指导水平的个人剂量准则确定为每年0.1 mSv[7](见表1)。

核或辐射应急照射情况下，IAEA规定采取防护行动的通用准则为事故后第一年预期剂量＞100 mSv[8，10]。同时规定，对食品和饮用水采取限制措施的剂量准则为通用准则的1/10，即一年≤10 mSv(见表1)，这样是确保考虑所有照射途径(包括外照射和吸入、食入等途径)的情况下，人员接受的总剂量不超过采取防护行动的剂量通用准则[10]。

表1 食品和饮用水放射性控制的剂量准则

1.2 指导水平的计算方法

饮用水中放射性核素活度浓度指导水平的计算为公式1[7]：

式中GL为指导水平；IDC为个人剂量准则，根据前述剂量准则，在现存照射情况下可取为0.1 mSv/年，在应急照射情况下为10 mSv/年；eing为剂量系数，即食入单位摄入量放射性核素所产生的待积有效剂量，该值对不同放射性核素可从《国际辐射防护和辐射源安全基本安全标准》[3]中查到；q为正常人年饮水量，世界卫生组织推荐该值可取为730 L/年，即每日饮水2 L[7]。

食品中放射性核素比活度指导水平的计算为公式2[1]：

式中GL为指导水平；E为代表性个人年有效剂量，根据前文所述，在现存照射情况下为1 mSv/年，在应急照射情况下为10 mSv/年；M为食品年消费量，根据食品法典委员会发布的标准[6]成人年食品消费量按550 kg计，婴儿年食品消费量按200 kg计；eing为剂量系数，即食入单位摄入量放射性核素所产生的待积有效剂量；F为污染分数，即被放射性污染的食品占食品消费总量的比例，对于计算用于国际贸易的食品放射性核素比活度指导水平时，该值即为进口食品占食品消费总量的比例，食品法典委员会推荐该值取为0.1。

2 现存照射情况下指导水平的计算及应用

现存照射情况是指在需要做出采取控制措施的决定时已经存在的照射情况[3]。现存照射情况包括应控制的天然本底辐射照射；从未受监管控制的过去实践产生的放射性残留物所致照射，或在宣布紧急情况结束后核或辐射应急产生的放射性残留物所致照射[3]。

现存照射情况下，饮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两类：①天然放射性核素包括钾-40(40K)以及钍系和铀系核素，如镭-226(226Ra)、镭-228(228Ra)、铀-234(234U)、铀-238(238U)以及铅-210(210Pb)等；②人工放射性核素包括来自核燃料循环设施排放的核素、通过正常或事故排放进入饮用水源的医用或工业用非密封放射性核素，以及以往核试验或核事故释放到环境中的核素等，常见的人工放射性核素如碘-131(131I)、铯-137(137Cs)、锶-90(90Sr)等。

在现存照射情况下，基于0.1 mSv的年个人剂量限值，首先应对水样进行总α和总β放射性活度测量。如果总α放射性活度低于0.5 Bq/L且总β放射性活度低于1 Bq/L的筛查水平，则饮用该水样所产生的年个人剂量通常不会＞0.1 mSv的限值，此时无需进行核素检测[7]。注意测量总β放射性活度时应去除放射性核素40K的贡献，因为40K在体内通常维持一个常态水平，与摄入多少无关[8]。如果总α和总β放射性活度超过上述筛查水平，则需要进行核素识别及单个核素比活度浓度的测量，此时测量的结果需要与事先制定的饮用水放射性核素活度浓度指导水平进行比较。

以131I为例计算饮用水放射性核素活度浓度指导水平。现存照射情况下，年个人剂量限值取为0.1 mSv，131I的剂量系数为2.2×10-5mSv/Bq[3]则指导水平的计算为公式3：

式中GL为指导水平。WHO推荐值是将GL计算值近似到最近的数量级，对131I，WHO推荐的指导水平为10 Bq/L[7]。其他水中重要放射性核素活度浓度指导水平计算结果及WHO推荐值见表2。

食品法典委员会制定的放射性核素控制标准[6]主要考虑那些在核事故或核恐怖事件中，可能大量释放并且可进入食物链中的典型放射性核素，如131I、137Cs、90Sr、235U、钚239(239Pu)、钴60(60Co)及锝99(99Tcm)等。以137Cs为例计算食品放射性核素比活度指导水平。在现存照射情况下(包括核或辐射事件结束后)，基于1 mSv的年个人剂量限值，污染分数取为0.1，对于婴儿食品，核素137Cs对婴儿组的剂量系数为2.1×10-5mSv/Bq[3]则指导水平的计算为公式4：

表2 现存照射情况下饮用水中主要放射性核素活度浓度指导水平

式中GL为指导水平。

对非婴儿食品，核素137Cs对成人组剂量系数为1.3×10-5mSv/Bq[3]则指导水平计算为公式5：

食品法典委员会推荐值是将GL计算值保守近似到最近的数量级，对137Cs，食品法典委员会给出的婴儿食品和非婴儿食品的指导水平均为1000 Bq/kg[6]。其他食品中重要放射性核素比活度指导水平推荐值见表3[6]。

如果食品中含有两种以上放射性核素，则应按表3中核素的分组，对每组放射性核素比活度之和适用相应的指导水平。例如，食品中同时含有134Cs和137Cs，则两种放射性核素的比活度之和应≤1000 Bq/kg。当食品中放射性核素比活度超过上述指导水平，政府应考虑是否采取控制措施，如限制食用及禁止其用于国际贸易。

表3 现存照射情况下食品中放射性核素比活度指导水平

3 核或辐射应急照射情况下的操作干预水平

应急照射情况是指由于事故、恶意行为或任何其他意外事件的结果所引起的照射情况，这种照射情况需要立即采取行动，以避免或减轻不利后果[3]。在核或辐射应急照射情况下，对食品和饮用水的放射性评价首先应测量其总α和总β放射性活度，如果总α放射性活度＜5 Bq/kg且总β放射性活度(去除40K的贡献)＜100 Bq/kg，则在应急期间可以安全食用这些食品和饮用水，其造成的年照射剂量不超过核或辐射应急照射情况下10 mSv的剂量准则[8]。如果食品和饮用水的总α或总β放射性活度超过上述水平，则应识别其含有的放射性核素并测定其比活度，并用核或辐射应急照射情况下食品和饮用水中放射性核素比活度指导水平(在应急照射情况下通常称为操作干预水平)进行评价(见表4)[8，11-13]。该操作干预水平由IAEA在2011年提出，与以往的标准不同，其将食品和饮用水统一用放射性核素比活度进行评价，是在最保守的假设情况下，采用最严格年龄组(即婴儿组)的剂量系数推导得出[8]。如果测得食品和饮用水中放射性核素比活度低于该操作干预水平，则食用其产生的年照射剂量不会＞10 mSv的剂量准则[8]。如果食品或饮用水的放射性核素比活度超过上述操作干预水平，则应停止食用非必需的污染食品或水、替换必需的食品或水，或者采取人员避迁等措施，见表4。

4 讨论

现存照射情况下，食品或饮用水放射性核素指导水平不是强制限值[1]。食品或饮用水放射性核素比活度或活度浓度超过指导水平，并不意味着该食品或饮用水一定是不安全的，而是提示应进一步对其进行检测和评估，以考虑是否需要采取必要的控制措施。饮用水的放射性核素指导水平是根据0.1 mSv/年的剂量准则所制定，这一准则非常保守(为IAEA《基本安全标准》规定值的1/10)，选择这一准则是基于该准则可以快速识别那些放射性核素含量异常的水样，其经验表明，绝大部分饮用水源均符合由该准则推导出的放射性核素指导水平的要求[7]。超过指导水平的水样对人体造成的照射剂量很可能仍低于《基本安全标准》规定的1 mSv/年的剂量准则，此时需要对这些水样做进一步评估，采取可行的措施尽量减少其造成的照射剂量，但并非超过指导水平就直接禁止饮用。食品的放射性核素比活度指导水平在特定情况下可适当提高，如污染分数较小(可能受污染的食品占总消费量的比例远＜10%时)、针对食用量较小的食品(如调味料等)或无替代食品等情况[1]。

表4 核或辐射应急照射情况下食品和饮用水主要放射性核素比活度操作干预水平

我国针对食品和饮用水放射性核素指导水平的控制而制定了相关标准。对于核与辐射应急照射情况，国家标准GBZ/T 271－2016“核或辐射应急准备与响应通用准则”规定了应急照射情况下食品和饮用水放射性水平评价的程序和放射性比活度操作干预水平，其值与现行国际标准一致[14]。对现存照射情况(非应急照射情况)，国家标准GB14882－94“食品中放射性物质限制浓度标准”中规定了食品中常见人工和天然放射性核素的限制浓度[15]。但该标准制定时间较早，很多限值与现行国际标准相差较大。例如，对放射性核素137Cs，我国标准规定其在粮食中限制浓度为260 Bq/kg，但食品法典委员会规定的指导水平为1000 Bq/kg，故我国标准与现行国际标准间存在较大差异[15]。国家标准GB 5749－2006“生活饮用水卫生标准”中规定了非应急情况下生活饮用水的放射性指标，即总α和总β放射性活度指导值分别为0.5 Bq/L和1 Bq/L，与现行国际标准相同[16]。但是，我国标准中只规定了饮用水总α和总β放射性活度指标，并未规定特定放射性核素的活度浓度指标，无法为进一步的放射性核素监测评价及采取控制措施提供依据。因此，建议相关部门参考现行国际标准，并考虑实际监测能力，尽快修订或制定非应急照射情况下食品和饮用水放射性核素指导水平标准，以便为常规放射性监测提供更科学的依据；同时，跟踪国际动态，不断完善核与辐射应急照射情况下食品和饮用水放射性监测标准，为有效开展核与辐射卫生应急监测提供保障。

5 结语

为减少人体食入放射性核素造成的辐射照射，有效保护公众健康，需要制定食品和饮用水放射性核素指导水平的标准。本研究通过分析不同照射情况下食品和饮用水放射性核素指导水平的计算方法，并给出计算结果及国际组织推荐值，以为我国今后修定及制定相关标准提供参考。

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