近十年南京市辐射环境质量的变化趋势与分析

Analysis on Change Trend of the Radiation Environmental Quality over the Past Ten Years in Nanjing City

摘要: 目的：通过对2012~2021年南京市辐射环境质量监测数据的分析，总结十年间全市辐射环境质量的变化规律，为今后辐射监管提供科学依据。方法：根据江苏省辐射环境质量监测方案，对南京市省(国)控点的γ辐射空气吸收剂量率、γ辐射累积剂量、饮用水、长江水体、土壤和气溶胶中的放射性核素含量进行监测。结果：2012~2021年南京市各省(国)控点γ辐射空气吸收剂量率和γ辐射累积剂量均在江苏省天然本底范围之内；饮用水和长江水体中的总α和总β放射性活度均低于国家限值；土壤和气溶胶中放射性核素的含量均在江苏省天然本底涨落范围内。结论：南京市辐射环境质量总体良好，空气、水体和土壤未受人工放射性核素的污染。

Abstract: Objective: Through the analysis of the radiation environmental quality monitoring data of Nanjing from 2012 to 2021, the change law of the radiation environmental quality of Nanjing in the past ten years was summarized, so as to provide a basis for future radiation supervision. Methods: According to the radiation environment quality monitoring plan of Jiangsu Province, the absorbed dose rate of γ-radiation in air, cumulative dose of γ-radiation, the content of radionuclides in drinking water, water body of Yangtze River, soil and aerosol of provincial (national) control points in Nanjing was monitored. Results: From 2012 to 2021, the absorbed dose rate of γ-radiation in air and the cumulative dose of γ-radiation at the provincial (national) control points in Nanjing were within the natural background of Jiangsu Province. The total α and total β radioactivity in drinking water and Yangtze River water were lower than the national limit. The contents of radionuclides in soil and aerosol were within the range of natural background fluctuation in Jiangsu Province. Conclusion: The radiation environment quality in Nanjing is generally good, and the air, water and soil are not contaminated by artificial radionuclides.

1. 引言

通常人类生活环境中的放射性主要来自于宇宙射线和地壳中的天然放射性物质(naturally occurring radioactive material, NORM)，但是随着核能的广泛利用和核技术的不断发展，近年来由于铀矿开采加工、金属提炼、化肥生产和石油燃料开采等工业活动也显著增加了NORM的水平，被称为技术性增加的放射性物质(Technologically enhanced radioactive material, TERM)或技术性增加的天然放射性物质(Technologically enhanced NORM, TENORM)。另外在核武器试验、核电站运行、以及放射源使用过程中也产生了一些人工放射性核素 [1]。这些变化都严重地危及到人类的身体健康。辐射环境质量监测就是为了全面、准确、及时地反映特定区域内辐射环境质量现状及变化趋势，通过测量环境中的辐射水平和环境介质中放射性核素含量，用来评价环境中辐射水平的优劣程度，为环境管理、环境规划、环境保护等提供科学依据 [2] [3]。本项研究通过对2012~2021年南京市辐射环境质量监测数据的分析，总结十年间全市辐射环境质量的变化规律，为今后的辐射监管提供科学依据。

2. 材料和方法

2.1. γ辐射空气吸收剂量率

监测仪器为FH40G型便携式X-γ剂量率仪，能量响应36 keV~1.3 MeV，量程范围10 nGy/h~10⁸ nGy/h，经江苏省计量科学研究院校准。南京市共设γ辐射空气吸收剂量率省(国)控监测点位8个，测量时探头质心距地面1 m，仪器自检结束指示灯由红色变为绿色开始测量，每个测点每次读10个数，每间隔10秒读一个数，取平均值作为测量值，计算结果均扣除宇响。

2.2. γ辐射累积剂量

将热释光片放置在特制的收集袋内，保持良好通风，选择空旷地区，悬挂在距离地面1 m高度的小树上进行测量。南京市共设γ辐射累积剂量监测点位1个，每季度布片1次，收片编号后，记录布片和收片日期，然后送交江苏省核与辐射安全监督管理中心热释光实验室进行测量。

2.3. 水体中总α、总β放射性

水样的采集容器为10 L聚乙烯水桶，每次采集前用样水洗涤三次。全市饮用水采样点1个，每年采集2次，样品取自经处理后进水塔之前贮水池中的水；长江水采样点2个，每年采集1次，样品的采集点设置在离岸10 m外水流流速最大的断面，采集表层水。采集后的水样用浓硝酸酸化至PH 1~2固定后，填写采样单送交江苏省核与辐射安全监督管理中心实验室进行测量。

2.4. 土壤样品中放射性核素含量

南京市每年对1个采样点的土壤样品采集1次。在采样点选择平坦、空旷并且有植被覆盖的耕地进行采样，采集表层10 cm的土壤。采样点按梅花式分布，在10 cm × 10 cm范围内取6个土样，组成2~3 kg混合样，塑料袋封装、编号，填写采样单送交江苏省核与辐射安全监督管理中心实验室进行核素分析。

2.5. 气溶胶放射性核素含量

江苏省核与辐射安全监督管理中心每年对位于南京的辐射环境自动监测站气溶胶样品中的放射性核素水平进行动态连续监测。

3. 结果

3.1. γ辐射空气吸收剂量率

2012~2021年，南京市8个测点的γ辐射空气吸收剂量率在28.7~110 nGy/h之间。根据《中国环境天然放射性水平：江苏省环境天然贯穿水平调查研究》(国家环境保护总局，1995.8) [4]，各测点均值在江苏省天然本底范围内(原野：33.1~72.6 nGy/h，道路：18.1~102.3 nGy/h)，也基本在2008~2012年南京市外环境γ辐射空气吸收剂量率的测值范围内(26~85 nGy/h) [5]。监测结果见表1，十年变化趋势见图1。

Table 1. Air absorbed dose rate of γ-radiation from 2012 to 2021 in Nanjing (nGy/h, $\bar{x}\pm s$ )

表1. 2012~2021年南京市γ辐射空气吸收剂量率(nGy/h, $\bar{x}\pm s$ )

Figure 1. Change trend of gamma radiation air absorption dose rate of provincial (national) control points in Nanjing from 2012 to 2021

图1. 2012~2021年南京市省(国)控点γ辐射空气吸收剂量率变化趋势

3.2. γ辐射累积剂量

2012~2021年，南京市γ辐射累积剂量按小时平均测量值在65~93 nGy/h之间，均值在79~87 nGy/h之间。根据《中国环境天然放射性水平：江苏省环境天然贯穿水平调查研究》(国家环境保护总局，1995.8) [4]，各测点均值高于江苏省天然本底原野限值、低于江苏省天然本底道路限值(原野：33.1~72.6 nGy/h，道路：18.1~102.3 nGy/h)，十年间监测数据无明显变化。监测结果见表2，十年变化趋势见图2。

Figure 2. Change trend of hourly average measurement results of cumulative gamma radiation dose from 2012 to 2021 in Nanjing

图2. 2012~2021年南京市γ辐射累积剂量按小时均值变化趋势

Table 2. Hourly average measurement results of cumulative gamma radiation dose from 2012 to 2021 in Nanjing (nGy/h)

表2. 2012~2021年南京市γ辐射累积剂量按小时平均测量结果(nGy/h)

3.3. 饮用水总放射性水平

2015~2021年，南京市饮用水总α放射性为<0.012~0.055 Bq/L，总β放射性为0.038~0.089 Bq/L，无明显变化，远低于《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中的总α放射性为0.5 Bq/L、总β放射性为1 Bq/L的放射性指标指导值 [6]。监测结果见表3，总α和总β十年变化趋势见图3。

Table 3. The gross α and gross β activity concentrations of drinking water from 2015 to 2021 in Nanjing (Bq/L, $\bar{x}\pm s$ )

表3. 2015~2021年南京市饮用水总α和总β活度浓度(Bq/L, $\bar{x}\pm s$ )

Figure 3. Concentrations change trend of the gross α and gross β of Nanjing drinking water from 2015 to 2021

图3. 2015~2021年南京市饮用水中总α和总β含量的变化趋势

3.4. 长江水体中总放射性水平

2012~2021年，南京市长江水体中的总α和总β放射性分别在0.012~0.058 Bq/L和0.035~0.12 Bq/L之间，无明显变化，远低于《生活饮用水卫生标准》(GB5749-2006)中的总α放射性为0.5 Bq/L、总β放射性为1 Bq/L的放射性指标指导值 [6]。监测结果见表4，总α和总β十年变化趋势见图4。

Table 4. The gross α and gross β activity concentrations of the Yangtze River from 2012 to 2021 in Nanjing (mBq/L, $\bar{x}\pm s$ )

表4. 2012~2021年南京市长江水体中总α和总β活度浓度(mBq/L, $\bar{x}\pm s$ )

Figure 4. Concentrations change trend of the gross α and gross β of Yangtze River from (Nanjing City) 2012 to 2021

图4. 2012~2021年南京市长江水中总α和总β含量的变化趋势

3.5. 土壤放射性核素含量

2012~2021年，南京市土壤样品中的天然放射性核素铀-238、钍-232、镭226和钾-40的含量分别为<22.8~43.0 Bq/kg、43.7~61.3 Bq/kg、24.0~40.1 Bq/kg和476~631 Bq/kg，均属江苏省天然本底水平(²³⁸U: 14.1~62.1 Bq/kg, ²³²Th: 13.1~89.6 Bq/kg, ²²⁶Ra: 17.9~67.9 Bq/kg, ⁴⁰K: 302.6~876.2 Bq/kg) [4]。土壤样品中的人工放射性核素锶-90和铯-137的含量分别为0.27~1.0 Bq/kg和<0.32~0.70 Bq/kg，含量较低且十年间的监测数据无明显变化(见表5所示)，表明土壤样品未受到明显的人工放射性核素的污染。

Table 5. Content of radionuclides in soil samples from 2012 to 2021 in Nanjing (Bq/kg)

表5. 2012~2021年南京市土壤样品中放射性核素含量(Bq/kg)

3.6. 气溶胶放射性核素含量

2012~2021年，南京市辐射环境自动监测站气溶胶样品中的天然放射性核铍-7、钾-40、铋-214、镭-228和钍-232的含量分别为0.71~12 mBq/m³、<0.079~0.234 mBq/m³、0.002 mBq/m³、<0.010~0.023 mBq/m³和<0.012~0.015 mBq/m³，无明显变化，均保持在环境正常水平。气溶胶样品中未测出人工放射性核素碘-131铯-134和铯-137，如表6所示。

Table 6. Content of radionuclides in aerosol from 2012 to 2021 in Nanjing (mBq/m3)

表6. 2012~2021年南京市气溶胶放射性核素含量(mBq/m³)

4. 讨论

从上述监测数据可以看到，近十年来南京市辐射环境质量总体相对平稳，全市环境介质未受到任何放射性核素污染 [7]。良好的环境质量是和南京市有效的辐射管理政策密切相关的。南京市在关于有效防控放射污染，提高全市辐射环境质量，采取了以下有效的对策和措施：

1) 提高负责人责任意识，将防护政策和规章落实到人，通过严格的政策法规，管理与核辐射相关一切事务。

2) 对于相关企业，在存放和使用放射源的场所，全部安装有监控设备，实现24小时实时监控。

3) 对于长期从事与核辐射相关人员，每半年进一次的培训，提高他们的操作技能和防辐射技能，不断强化责任意识和环保意识，从源头上控制住放射源。

4) 对于使用放射源的企业，实行不定期巡查，每2个月对企业周围环境进行检测，所有数据都统一归档，进行分析对比。从而保证了环境质量始终在监控范围之内。

以上措施和法规的实行，有利地保证了放射源企业实现规范化操作。对比早期的检测结果，近十年的数据明显优于早期。充分说明南京市在防控辐射污染方面制定的政策和实行的措施是非常有效的。但是为了进一步提高环境质量，保证数据的可靠性和真实性，相关改进措施也是必须的，比如由于目前全市环境质量监测点位有限，布局不太合理，建议定期开展规模性环境质量本底调查，建立我市放射性本底数据库，便于及时发现环境放射性污染，保障辐射环境安全。

5. 结论

通过本项研究结果可以清晰地发现从2012~2021年这十年间，南京市辐射环境质量监测数据均符合国家标准；其中南京市各个监测点位环境γ辐射空气吸收剂量率、γ辐射累积剂量均在江苏省天然本底范围内；地表水、饮用水源水中总α、总β放射性水平符合《生活饮用水卫生标准》(GB 5749-2006)要求；土壤和环境气溶胶中核素的含量水平也都在江苏省天然本底水平涨落范围内。这些结果说明，近十年来南京市辐射环境质量相对平稳，环境介质未受到放射性核素污染，各项监管政策和措施落实到位。

利益冲突声明

本研究由署名作者按以下贡献声明独立开展，排名无争议。文章不涉及任何利益冲突。

作者贡献声明

张瑞菊提出研究方案，设计论文框架，整理及分析数据，撰写和修改论文；陈鹏和宋永忠负责采样、记录单填写及结果整理；樊济宇负责实验测量和分析。

NOTES

^*通讯作者。