顾俊,何智敏,叶青华,张卫兵.比较测量法同时测定食品中总α总β放射性[J].中国食品卫生杂志,2018,30(1):46-49.

DOi:10.13590/j.cjfh.2018.01.010
比较测量法同时测定食品中总α总β放射性
顾俊，何智敏，叶青华，张卫兵

(南通市疾病预防控制中心，江苏 南通　226007)

收稿日期：2017-07-05

作者简介： 顾俊　男　主任技师　研究方向为卫生理化检验 E-mail：gujun502@163.com
通信作者： 何智敏　女　副主任医师　研究方向为环境卫生　E-mail：hzmntcdc@126.com

基金项目：

摘要:目的　建立能同时测定食品中总α、总β放射性的方法。方法　样品经干燥、炭化、灰化后制成样品源，放入低本底α、β测定系统中同时测定样品总α、总β计数率，并与标准源测定效率比较定量。结果　总α放射性测定探测限在0.160～5.31 Bq/kg（鲜重），加标回收率在82.7%～101.8%之间，相对标准偏差（RSD）在5.65%～7.26%（n=5）之间；总β放射性测定探测限在0.475～9.29 Bq/kg（鲜重），加标回收率在88.8%～114.8%之间，RSD在2.23%～9.19%（n=5）之间。结论　本方法实现了食品中总α、总β放射性的同时测定，简便、高效，适用于批量食品样品的总放射性监测。
关键词: 食品； 总α放射性； 总β放射性； 比较测量法
文章编号：1004-8456(2018)01-0046-04     中图分类号：R155     文献标志码：A    
Determination of gross alpha radioactivity and gross beta radioactivity in food at the sametime through comparative measurement method
GU Jun, HE Zhi-min, YE Qing-hua, ZHANG Wei-bing
((Nantong Center for Disease Control and Prevention，Jiangsu Nantong 226007，China)
Abstract:Objective　A method was developed for measuring gross alpha radioactivity and gross beta radioactivity at the same time in food.Methods　Sample was prepared after drying, coking, ashing, and the counting rate of gross alpha and beta in sample was measured through the low background alpha and beta measurement system, and quantitative comparison was made with the standard source measurement efficiency.Results　The detection limit of gross alpha was 0.160-5.31 Bq/kg (fresh weight). The recovery was 82.7%-101.8%. RSD was 5.65%-7.26% (n=5). The detection limit of gross beta was 0.475-9.29 Bq/kg (fresh weight). The recovery was 88.8%-114.8%. RSD was 2.23%-9.19% (n=5).Conclusion　This method could determine the gross alpha radioactivity and gross beta radioactivity in food at the same time, simply, efficiently, and is suitable for total radiation monitoring of the batch food sample.
Key words: Food; gross alpha radioactivity; gross beta radio activity; comparative measurement method
 自然界中天然存在某些放射性核素以及人类活动产生的放射性核素，它们不断产生连续的衰变，是α、β射线的来源。放射性物质通过食物链进入人体后会继续放出α、β射线，对人体产生危害，因此我国制定了GB 14882—94《食品中放射性物质限制浓度标准》［1］及 GB 14883.1—2016《食品安全国家标准 食品中放射性物质检验 总则》［2］等相关检验方法，但未制定食品中总α、总β放射性测定的标准方法。测定食品中放射性核素前处理时间长，测定仪器昂贵，仪器使用频率较低，目前在地市级疾病预防控制中心等检测机构开展很少。日本福岛核事故后，为开展南通市食品放射性污染初筛监测，参考了国际标准法ISO 9696—2007《水质 非盐水中总α活度测量 厚源法》［3］、ISO 9697—2008《水质 非盐水中总β活度测量》［4］，以比较测量法同时测定了食品中总α、总β放射性。    
1材料与方法    
1.1主要仪器与试剂
        BH1216Ⅲ型二路低本底α、β测定仪（中核北京核仪器厂），高温炉（能在350～450 ℃控温加热），分析天平（感量0.1 mg），不锈钢测定盘（厚度>250 mg/cm2，带有边沿，载样面积16 cm2），烘箱。
        241Am α标准源粉末（1503A-6，比活度为10.3 Bq/g）、40K β标准源粉末（1503K-6，比活度为14.5 Bq/g）均为国防科技工业电离辐射一级计量站提供，有效期至2018年3月;有机溶剂（无水乙醇和丙酮按1∶1体积混合，分析纯）。     
1.2方法    
1.2.1标准源制备
        分别取一定量的241Am α标准源粉末、40K β标准源粉末，经350 ℃烘干1 h，干燥器中冷却2 h，各准确称取200 mg铺于不锈钢测定盘内，滴入少量有机溶剂，用玻璃棒和环形针将测定盘内粉末捣细并均匀铺开，待有机溶剂稍干后置（180±10）℃烘箱中烘干15 min左右，放入干燥器内冷却，待测定使用。α标准源、β标准源均制备双份。     
1.2.2样品预处理
        样品去除泥沙、皮壳、鳞、骨等，海产品需经自来水洗去表层带有的海水盐分，按GB 14883.1—2016及居民食用习惯，取可食部分称量鲜样质量。对于可能含有226Ra等核素的样品，参照GB/T 5750.13—2006《生活饮用水标准检验方法 放射性指标》［5］，通过缩短灼烧后灰样及制成样品源的放置时间来减少放射性子体干扰，灰样1～2 d内制成样品源并测定。    
1.2.3样品干燥
        按GB 14883.1—2016及附录A（参考件）要求，将食品样品切碎或粉碎，取能产生灰分20A～40A mg（A为测定盘面积，cm2）的确定质量样品，放入已在350 ℃下恒重的瓷蒸发皿，于105 ℃以下干燥。    
1.2.4样品炭化和灰化
        将干燥后的样品放在电炉上微火炭化，防止着明火，直至无烟为止。
        将炭化后的样品放入高温炉灰化，温度缓慢提高至（400±10）℃，最高不超过450 ℃，灰化至灰分呈白色或灰白色。灰化时间一般需要16～24 h，必要时延长至48 h或更长时间。将装有灰分的蒸发皿取出，放入干燥器冷却2 h，称量。称量过的灰分立即放回干燥器，并尽快用于样品源制备。    
1.2.5样品源制备
        在干燥环境中，用玻璃棒将灰分在瓷蒸发皿内研细、混匀，准确称取200 mg灰分粉末于不锈钢测定盘内，后续操作同标准源制备。制备好的样品源应尽快测定。    
1.2.6本底测定
        BH1216Ⅲ型二路低本底α、β测定仪经充分预热后，用清洁干燥的空不锈钢测定盘连续测定本底，6 000 s×10次，连续测定数日，选择其中α本底测定值较小的作为本底计数率，以β本底测定值的均值作为β本底计数率。在仪器测定条件相对稳定的一段时间（一个季度或半年）内，不必每次测定样品时均测定本底，只要用此本底计数率参加运算即可。     
1.2.7标准源测定
        将制备好的α标准源从干燥器中取出，放入低本底α、β测定仪内进行α标准源效率测定，每次6 000 s，测4次，共24 000 s。重复上述测定，取均值。将制备好的β标准源从干燥器中取出，放入低本底α、β测定仪内进行β标准源效率测定，每次3 000 s，测4次，共12 000 s。重复上述测定，取均值。不必每次测定样品时均测定标准源效率。     
1.2.8样品测定
        将制备好的样品从干燥器中取出，放入低本底α、β测定仪内同时测定样品总α、总β计数率，每次6 000 s，测4次，共24 000 s。仪器主要工作条件与本底测定及标准源测定时保持一致。     
1.2.9计算
        样品中总α、总β放射性活度及标准偏差按下式计算。

        式中：c（α）、c（β）为样品中总α、总β放射性活度，Bq/kg（鲜重）；Sc为由统计计数误差引起的放射性活度测定结果的标准偏差，Bq/kg（鲜重）；Cmin为总α、总β放射性活度探测限，Bq/kg（鲜重）；Rb为测定的样品中总α、总β计数率，计数/s；R0为仪器的α、β本底计数率，计数/s；tb、t0分别为样品和本底测定的总时间，s；εs（α）、εs（β）为α、β标准源效率，%；w为鲜样品质量，kg；m为样品总灰量，mg；mb为装入样品盘中灰量，mg；Y为回收率；A为修正系数，在默认情况下，A=1；K为置信系数，当置信度为95%时取2。    
2结果与分析  
2.1本底测定
        仪器的α、β本底计数率直接参与计算，并影响到探测限，据此，正确测定本底并利用仪器的本底长期稳定性质量控制图对仪器性能进行检查是必不可少的。由于α粒子射程小，在总α测定中，测定盘表面因样品灰分覆盖，测定盘α放射性对样品计数没有贡献，因此本试验选择α本底测定值较小的作为本底计数率是合理的；但不放入测定盘测定本底时，测定盘下方的α射线也计入本底，而这部分本底在样品测定时因测定盘阻挡不被计数，若采用此本底参数将导致样品测定结果偏低。在总β测定时，β粒子穿透力较强，测定盘表面的β放射性会贡献在样品计数中，本试验以各测定盘β本底均值作为本底计数率。     
2.2标准源的使用
        采用ISO 9696—2007、ISO 9697—2008中推荐使用的固体粉末标准源法。241Am标准源、40K标准源的优点是不需要进行放射性溶液的操作，不需要制定标准曲线，适用于批量样品的测定；缺点是各类食品样品灰分化学成分有差异，与同一标准源比较可能存在误差，因此针对不同类别食品样品做放射性加标回收试验很有必要。
        241Am标准源粉末、40K标准源粉末均具有吸湿性，应在称量之前烘干，烘干温度采用ISO 9696—2007、ISO 9697—2008推荐的（350±10）℃。试验表明，室内环境保存的241Am标准源粉末经350 ℃烘干1 h可失重20%左右；经105 ℃烘干2 h可失重14%左右［6］。
        水分子对α射线等有吸收。硫酸钙（241Am标准粉末源的基质）在163 ℃以上才能失去全部结晶水，因此，为了最大限度地消除水分子对总放射性测定的影响，标准源粉末及样品源粉末在测定盘铺好后应置于（180±10）℃烘箱中烘干，在此温度下，氯化钾、碳酸盐类等均失去结晶水。     
2.3精密度试验
        按本试验方法分别对奶粉A、奶粉B、海鱼A的总放射性进行测定，于不同时间共测定6次，精密度试验结果见表1。 
表1总α、总β放射性测定精密度结果（n=6）
Table 1Precision results of gross alpha and gross beta radioactivity measurement    
2.4加标回收试验
        分别以奶粉A、海鱼A为本底，每次加入一定量的241Am标准源粉末和40K标准源粉末，将本底样品和加标样品同时按本试验方法处理并测定总α、总β放射性，各重复试验5次，总α放射性加标回收率在82.7%～101.8%之间，总β放射性加标回收率在88.8%～114.8%之间，结果见表2。     
2.5质量控制     
2.5.1标准源粉末
241Am α标准源粉末比活度为10.3 Bq/g，相对扩展不确定度（K=2）为3.2%；40K β标准源粉末比活度为14.5 Bq/g，相对扩展不确定度（K=2）为4.0%。 
 表2总α、总β放射性加标回收率结果（n=5，%）
Table 2Results of standard addition recovery in gross alpha 
    and gross beta radioactivity    
2.5.2主要测定仪器检定
        BH1216Ⅲ型二路低本底α、β测定仪由上海市计量测试技术研究院检定合格，在有效期内；分析天平等仪器由南通市计量所检定合格，在有效期内。     
2.5.3实验室间比对
        2014年10月，以本试验方法测定南通本地产文蛤肉、银杏叶中的总α、总β放射性，并与江苏省疾病预防控制中心作实验室间比对试验，总α放射性结果偏差9.6%～12.3%，总β放射性结果偏差0.1%～0.4%，结果理想。     
2.6实际样品测定
        日本福岛核事故发生至今，以本试验方法连续监测了南通市本地海产品鲳鱼、小黄鱼、金钩虾、梭子蟹、文蛤，本地种植莴苣、青菜、萝卜、葡萄、小麦、稻米，本地产生鲜乳、本地产猪肉、鸡肉，市售奶粉、市售包装类干果等食品，共计120份样品，食品中总α活度浓度范围为0.100～21.9 Bq/kg（鲜重），探测限在0.160～5.31 Bq/kg（鲜重）；总β活度浓度范围为25.1～415 Bq/kg（鲜重），探测限在0.475～9.29 Bq/kg（鲜重）。上述总放射性监测结果报经江苏省疾病预防控制中心审核，未见异常，属合理范围。   
3小结
        ISO 9696—2007、ISO 9697—2008及GB/T 5750.13—2006测定水中总α、总β放射性均是分别进行的，本试验建立了在满足一定测定准确度前提下同时测定食品中总α、总β放射性的方法，操作相对简便，适用于各级检测机构对食品总放射性的连续监测及批量食品样品的放射性初筛监测。
参考文献
［1］中华人民共和国卫生部.食品中放射性物质限制浓度标准: GB 14882—94 ［S］.北京：中国标准出版社，1994.
［2］中华人民共和国国家卫生和计划生育委员会．食品安全国家标准 食品中放射性物质检验 总则：GB 14883.1—2016 ［S］.北京：中国标准出版社，2016.
［3］国际标准化组织. 水质 非盐水中总α活度测量 厚源法：ISO 9696—2007 ［S］.2007.
［4］国际标准化组织. 水质 非盐水中总β活度测量：ISO 9697—2008 ［S］.2008.
［5］中华人民共和国卫生部，中国国家标准化管理委员会.生活饮用水标准检验方法 放射性指标：GB/T 5750.13—2006［S］.北京：中国标准出版社，2006.
［6］顾俊，叶青华. 比较测量法测定饮用水中总α总β放射性的方法优化［J］. 中国卫生检验杂志，2011，21（8）：2089.