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盘点辐射的5大来源
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2023.08.29 北京

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一周来,随着日本开始排放福岛核电站的核污染处理水,很多人忧心忡忡,寝食难安,担心污水中的辐射污染环境,损害自己和家人的健康。食与心查阅该领域的重要知识,为大家了解这些常识,做好个人和家庭的知识补充和心理生理防护。

首先我们关注一下这方面研究的鼻祖德国对放射性强度与健康的评估。

实际上,福岛的辐射不会悄无声息瞬移到人的身边,辐射到达人体需要一定的途径。这些途径有哪些?了解途径之后我们才能更有针对性的预防。
人体受到辐射主要通过五种来源,1自然界天然存在,基本上躲不过去,2 日常生活(包括家庭装修材料,马路上的铺路石,建筑材料),3 饮食水(氡、钾),4医疗保健(放射性治疗,检查),5 人为应当避免的核武器和核电站泄漏。


一. 自然界天然存在的辐射
1. 通过土壤吸入或者摄入的辐射
土壤中天然存在一些放射性物质,如碳、钾、铀、钍、铅和镭等,当这些放射性物质或者其衰变产物被人体吸入、摄入(通过食物)、皮肤接触进入体内时,就会产生辐射剂量,造成内部辐射。
铀和镭可以分解为无色无味的放射性气体——氡,氡可以在我们周围的岩石、土壤、地下水(井水)和建筑材料中找到。氡也可能被植物吸收进入食物链,最后通过食物被人体摄入。
据调查,美国的调查显示美国人平均吸入的放射性物质足以造成每年2.28 mSv(228 mrem)的辐射剂量,约占每年总剂量的73%,主要来自于氡;每年摄入的放射性物质造成0.29 mSv(29 mrem)的辐射剂量。
其他国家很少有相关数据和知识普及,所以全世界这方面的数据还不是很详细,但是可以预料分布会有很大差别。地理环境剧变的地区,富含各种矿物的地方,放射性物质的含量和强度都可能会较高。


2. 来自宇宙和地面的外部辐射
宇宙辐射主要是由恒星产生的高能带电粒子、X射线和太空中产生的伽马射线组成,高能带电粒子也可能与地球大气反应产生二次辐射。不过紫外线辐射由于能量较低,被归类入非电离辐射,不被归入宇宙辐射。

人体接受的宇宙辐射的平均年计量约为0.33 mSv(33 mrem),平均接受的地面辐射剂量约为0.21 mSv(21mrem)。当你乘坐飞机的时候,每次也会接受相应的、高于地面的宇宙辐射。

3. 室内的氡
室外环境中的氡含量很低,一般没有危害。但氡可能通过通过裂缝或者孔洞进入室内,并积累到较高水平。
室内的氡也可能来自于建筑材料,一些建筑材料可以释放低水平的氡。室内氡超标非常常见,美国平均15个家庭中就有1个氡超标。
美国环保署建议,如果室内氡水平高于每升空气 4 皮居里 (4pCI/L),就应该尽快修复。入住新房前,首先应先测试室内的氡含量。家庭和饭店爱用豪华的大理石装修,通常含有比较强的氡辐射,因为它能激发负氧离子发生,所以很多人会轻其害而重其益地选择使用它。


实际上氡的安全剂量是0,氡是仅次于抽烟的第二大肺癌诱发因素。在美国,每年有超过21000人死于氡诱发的肺癌,而非抽烟引起。

二. 日常生活中的辐射来源
1. 飞行
乘坐飞机时会增加人的辐射暴露,一次10小时飞行约增加0.03mSv辐射剂量,长途飞行机组人员可以在一年内再增加 10 mSv。
2. 安检
安检扫描仪一次可以让人暴露在5 mSv的辐射环境中。每次通过该机器,负载就会增加5 mSv。
3. 建筑材料
建筑材料中辐射的量(剂量)取决于所用材料的类型和数量。由砂岩、混凝土、砖、天然石材、石膏或花岗岩组成的建筑材料最有可能发出低水平的辐射。
砂岩、混凝土、砖、天然石材、石膏和花岗岩中的放射性物质含有天然存在的放射性元素,如镭、铀和钍。这些天然存在的元素可以分解或衰变成放射性气体氡。
4. 抽烟
除了香烟烟雾中的毒素,香烟中还可能含有放射性物质——钋-210和铅-210。


在土壤和肥料中存在的天然镭可以被烟草植物的根部吸收。镭放射性衰变释放出氡气,然后从植物周围的土壤中升起。氡后来衰变成放射性元素铅-210和钋-210。钋-210和铅-210烟草生长过程中进入烟叶,即使在烟草加工后仍保留在那里。钋-210是一种α发射器,风险最大。
当吸烟者点燃香烟并吸入烟草烟雾时,烟雾中的有毒和放射性物质进入肺部,对细胞和组织造成直接和间接的损害。周围的人吸入二手烟雾时,也会产生类似损害。吸入的放射性粒子会沉淀在肺部,只要吸烟,它们就会继续积聚,并随着时间的推移,损害肺部导致肺癌。
5. 古董
一些古董是在科学家完全了解辐射对健康的影响之前制造和销售的,有些放射性物质因其独特的颜色而被用于古董。放射性古董可以持续发出非常低水平的辐射长达数千年,因此大家也不陌生一个说法:根据碳十四的检测结果证明某某文物存在的年代。其他已知的材料比如:
  • 夜光材料在黑暗中可以发光的时钟、手表和表盘可能含有镭或氚。
  • 很多民间不规范制造的陶瓷可能具有用放射性核素着色的釉料。
  • 凡士林玻璃或金丝雀玻璃含有少量铀。这使玻璃呈黄绿色,并能在夜里发出亮绿色的光芒。
  • 景泰蓝珠宝的一些黄色、橙色和灰白色来自釉料中的少量铀。

6. 手机等电子产品
不少人担心经常使用手机会不会增加辐射。手机等电子产品的辐射属于电磁辐射,与核辐射完全不同。
电磁辐射能否致癌存在争议,世界卫生组织将其归入可能致癌类别,但是没有足够影响健康的支撑证据。看多了对眼睛不好确实是有证据的。

三. 食物和水中的辐射
现在人们最担心的可能就是食物中的辐射了,不少人现在开始囤积海产品,或者在辐射到来之前加紧消费几顿海鲜盛宴,俨然就像最后的晚餐那样的感觉。
这种担心合情不合理,食物中的放射性有迹可循,是要通过国家的食品严格检测的。食物中的辐射可能来源于生长环境、也可能来源于辐射泄露,具体是什么类型的情况可以通过科学手段检测出来的。
1. 放射性食物
与烟草类似,农作物在生长过程中也可能吸收土壤或者肥料中的放射性物质(或其衰变产物),从而带有放射性。严格来说,所有食物都具有轻微的放射性,因为它含有碳、氢和钾元素。这些元素中的每一种的天然丰度都包括放射性同位素。食物种的放射性一般来自钾-40、镭或氡。钾-40经历两种类型的β衰变,而镭和氡则发出α和γ辐射。


有些食物比其他食物更具放射性,比如以下10种:
  • 巴西坚果——钾-40,镭-226和镭-228
  • 利马豆/棉豆——钾-40、氡-226
  • 香蕉——钾-40、氡-226
  • 胡萝卜——钾-40氡-226
  • 土豆——钾-40、氡-226
  • 低钠盐(氯化钠+氯化钾)——钾-40
  • 红肉——钾-40
  • 啤酒——钾-40
  • 饮用水——镭-226
  • 花生酱——钾-40,镭-226和镭-228
食物中的辐射含量非常低,完全无需担心。以香蕉为例,每天需要吃100跟香蕉才能获得跟自然环境中等量的辐射。

注:1贝克勒尔(Bq)=27微居里(u Ci)
当然,核泄漏地区遭受核污染的食物放射性会急剧增加,这样的食物和水对人严重有害。但这样的食物一般只出现在核泄漏地区,比如切尔诺贝利和福岛,这里的食物和水都会受到严格监测。
2. 食物中的辐射≠食品辐
需要注意的是:食品中的自然辐射与辐照是完全两回事。辐照是最常用的食物灭菌保鲜手段之一,在各种肉类海鲜通过电离辐射破坏化学键,杀死害虫和病原体,延迟成熟或发芽。
有些人可能担心辐照会增加食物的放射性,其实不然。与放射性食物不同,辐照食品不含放射性同位素。辐照时,食物像通过打手电筒的光束一样通过辐照束,但不会接触放射性物质。因此,辐照食品基本没有放射性,就像一个人在接受牙科 X 光检查或乘坐飞机后没有放射性一样。世界卫生组织,美国疾病控制中心,美国农业部和食品药品监督管理局都认可辐照食品的安全性。


3. 食物中的辐射限量
世界上很多国家都对食物和水中的放射性物质含量有限量。
美国环保署已确定饮用水中人造放射性核素的β粒子和光子放射性的最大污染物水平为每年4毫雷姆。
  • 碘-131 = 3piC/L (0.11 Bq/L) 
  • 铯-137 = 200 皮居里/升 (7.41 Bq/L)
  • 锶-90 = 8 皮居里/升(0.30 Bq/L)
  • 锝-99 = 900 皮居里/升 (33.3 Bq/L) 
  • 氚 = 20,000 皮居里/升 (741 Bq/L) 
  • 铀-238 = 30 微克/升(微克/升) 
  • 碘-129 = 每升 3 微微居里 (0.11 Bq/L)
  • 牛奶 = 170 Bq/kg(碘-131)
  • FDA 已将准备食用的食品中碘-131 的衍生干预水平 (DIL) 设定为 170 Bq/kg

加拿大对于水中放射性同位素的最大限值(MAC):
  • 碘-131 = 6 Bq/L 
  • 铯-137 = 10 Bq/L 
  • 锶-90 = 5 Bq/L 
  • 氚 = 7000 Bq/L 
  • 铀1 = 0.02 mg/L
  • 镭-226 = 0.5 Bq/L
欧盟的铯标准是(铯-137 & 134)
  • 牛奶 = 370 Bq/kg 
  • 婴儿食品 = 370 Bq/kg 
  • 其他食品 = 600 Bq/kg
注:1贝克勒尔=27微居里
日本福岛事故之后将所有食品干预级别的污染标准更改为100 Bq/kg。就国际标准而言比其他国家看上去更加严格。这也许是由于国家食品和民众的食品检测机构对东电公司的要求提升的结果。
消费者和商家都有权对利益相关集团不放心,要求他们对食品安全保障做出更高的承诺。
食与心认为,对于正规进出口的食物饮料酒类,以及海产品海产品还粮食等,我们完全不需要担心,不符合本国规定的标准国家是不会让其通过,因此不会进入消费者手中。
毫无疑问,这次的福岛排放成为一个全世界瞩目放射性污染问题的契机,各种仪器和监督都全面启动,不光是紧盯着日本的一举一动,也会波及全世界很多没有被关注过的暗处和死角,让各种放射性物质对人类的安全方面提到议事日程上,让那些暗中不知不觉“发光”的东西暴露在人们的面前。

四. 医疗保健中的放射性
日常生活中,人们遭受的最大辐射一般来自医疗保健,主要是各种医疗成像技术。因此你到医院的放射科都会看到各种警示,让人们尽量规避这些区域的停留。比如:
CT(计算机断层扫描),使用电离辐射从不同角度在身体选定区域内创建横截面(切片)图像,显示内部器官、血管、软组织和骨骼。CT能将一系列X射线(射线照相)图像组合成三维图像,可用来检测肿、血栓、感染和内出血等状况。
DEXA(双X射线吸收测定法),通过将高能和低能X射线束(一种电离辐射形式)穿过身体(通常在臀部和脊柱)来测量骨密度(骨骼的厚度和强度)。可检测是否有骨质疏松或者骨头变薄。
乳房X光检测,使用 X 射线束(一种电离辐射形式)来创建乳房内部的图像。每张图像的辐射量为 0.01–0.03 mSv。
透视,通过在一段时间内将 X 射线穿过身体来制作身体部位内部运动的实时视频。
X射线。正式称为X光片,X射线机将X射线束(一种电离辐射形式)穿过身体的一部分,以产生内部组织,比如器官,骨骼或牙齿的图像。

另外,放疗实际上是放射治疗,会成倍增加的辐射暴露。所以接受放疗的病人经常会出现放疗性炎症,比如放疗性肺炎/肠炎/食管炎/口腔黏膜炎等等。
下图总结了各种日常生活和医疗保健的辐射值,来源于德国官方数据。

注:文中的辐射单位

放射性活度:一个放射源在单位时间内发生衰变的原子核数。以A表示,表征放射源的强弱。单位为Bq, 1Bq = 1次核衰变/秒,老单位为居里。

当量剂量(H)是量度不同种类及能量的辐射,对人体个别组织或器官造成的影响的一个物理量。用于表示人体某个组织或器官所接受的剂量,就是该辐射在组织或器官的平均吸收剂量乘以该辐射的权重因子。单位为希伏特(Sievert),符号Sv。


五. 食与心温馨总结
不少人都通过《切尔诺贝利》或者广岛长崎的博物馆或者其他途径了解过核辐射的可怕之处,辐射量越大,距离辐射源头越近,遭受的损害会越严重。
除了事发场所,大部分人面临的是慢性极低剂量的辐射,这些辐射一般不会引起健康问题。但是辐射的影响具有积累效应,长期会增加癌症等疾病风险。
日常我们依然需要尽力减少辐射暴露,只要购买正规的食物和水,基本不会通过食水遭受过量辐射。避免非必要的医疗扫描,避免生活在辐射性高的房屋内,不抽烟等能减少我们日常的辐射暴露。
乘飞机出行或者食用某些天然放射性稍高的食物,比如香蕉,并不会引起健康问题,完全无需担心。
日本的广岛长崎被投放原子弹、乌克兰的切尔诺贝利和福岛东电的核电站泄露事件等等危害程度被夸大的成分更多。人们预计百年之内是人类和动物无法生存的地方,事实上却不是这样。人类在与大自然搏击过程中会做出很多主动的选择,最大限度地清除影响。
除了核武器外的核和平利用对人类的生存和环境的保护都至关重要,核发电在世界上至今仍然被认为是最安全的清洁能源产生方式,因此大家可以不过度焦虑担心,今后虽然不能保证世界上不可能发生核泄漏事件,但是人类对于这些问题的处理和解决能力也会随之提高,尽可能做到保护自己。食与心坚信国家有关方面不会让危害国民身心健康的食物饮料进入市场。
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