◎ 劉朋宇,耿 鑫,周長民,王冬妍
(沈陽市食品藥品檢驗所,遼寧 沈陽 110031)
核技術的發(fā)展為人類帶來了低碳的新式清潔能源,促進了社會的發(fā)展與進步,然而一旦出現(xiàn)安全問題,人類和地球都將面臨著巨大的災難[1]。既2011年日本發(fā)生地震導致第一核電站泄漏,大量的放射性物質被釋放到環(huán)境中,2021年日本計劃將核污水排放入海,這將對環(huán)境和人類造成不可挽回的傷害。日本政府受到了多國的抵制,最為明顯的是東京奧運會上,韓國、美國等多國家的運動員對日本提供的食品進行核輻射檢測,甚至拒絕食用日本的食品[2]。美國食品藥品管理局更是在2017年就發(fā)布了針對日本進口食品的預警,即“鑒于核輻射污染,無需檢測即可扣留日本食品”[3]。由此可見,核污染已經(jīng)威脅到了人們賴以生存的環(huán)境,并時刻威脅著人們的生命安全。
放射性污染是指具有放射性的物質對食品的污染[4],主要來自3個方面,即核工業(yè)、核試驗以及核事故。核工業(yè)包括醫(yī)學、科研中使用的放射性同位素示蹤研究產(chǎn)生的業(yè)態(tài)排出物,盡管濃度較小,但總量較大,處理不及時流入環(huán)境中會造成食品污染;核電站對沿海周邊的環(huán)境也造成潛在的污染,通過海洋食物鏈進入人體。據(jù)調查,廠區(qū)鄰近的海域及地區(qū)所產(chǎn)魚、牡蠣、農(nóng)作物、牛奶中均有較高濃度的銫-137、鋅-65、鉻-51和磷-32等。其次,核試驗造成的污染更為嚴重,全球范圍均受到影響,包括地面、空中,水下的核試驗產(chǎn)生的核素直接進入陸地及海洋環(huán)境中,進而進入海洋生物及農(nóng)作物體內(nèi),進而污染食品。再者是核事故。日本2011福島核事故對海產(chǎn)品的影響尤為重要,隨著物種的遷移其影響逐步擴大,且2021年日本再次將核污水排放入海,對環(huán)境造成不可估量的破壞。放射性核素等天然放射性物質在自然界中分布廣泛,存在于礦石、土壤、天然水、大氣以及動植物組織中,其二是地球在形成過程中存在的核素及其衰變產(chǎn)物[1]。通常認為,天然放射性本底基本上不會影響食品的安全性,對人體的健康也不會有影響。如碳14(14C)、氚(3H)等;如鈾-238(238U)、鈾-235(235U)、鉀(40K)等。
放射性物質對動物性食品污染的特點是:種類較多,半衰期一般較長,影響范圍廣,遠期危害時間長,被人攝取的機會多,有的在人體內(nèi)可長期蓄積,影響或危害程度大,消除影響的時間長。為此,我國已制定并頒布了食品中放射性物質限制濃度標準,例如《食品中放射性物質限制濃度標準》(GB 14882—1994)及相關檢測方法,如表1所示。
表1 部分放射性污染食品的檢測的國家標準表
食品中的放射性物質有來自地殼中的放射性物質,稱為天然本底;也有來自核武器試驗或和平利用放射能所產(chǎn)生的放射性物質,即人為的放射性污染。
食品的放射性污染途徑一般包括3個方面,即直接污染,間接污染和食物鏈轉移途徑。徐翠華等[15]較為詳盡地敘述了3種污染途徑,突發(fā)的核事件早期造成的污染為直接污染,即空中核爆炸試驗的降沉物的污染,污染進入大氣,再由降水流入海洋、陸地被植物吸收。其主要影響一些表面積較大的可食用植物的葉片和花朵,比如菠菜等葉菜,卷心菜以及海洋中的海帶,海藻等。這些海洋中的藻類極容易吸附由于降雨導致大氣中吸附的、進入海洋的放射性物質,進而造成直接污染。間接污染主要是指大氣、水和土壤等生長環(huán)境中的放射性核素直接被動植物吸收而使食品受到污染的過程[15]。間接污染受多因素影響(如氣候、核素的理化性質、動植物類別等),是一旦發(fā)生即長期伴隨的過程。另外一個途徑即食物鏈轉移:生態(tài)系統(tǒng)中,物質的食物鏈轉移是廣泛存在的,不只是能量流動和物質循環(huán)需要通過食物鏈完成其后續(xù)過程,放射性核素同樣也需要通過食物鏈進行傳遞與轉移。其中,這種放射性核素通過食物鏈傳遞的方式對高等動物或水生生物的影響最為突出,在這一過程中,核素的食物鏈傳遞和間接污染通常伴隨發(fā)生。食品污染的過程是放射性物質通過食物鏈的各環(huán)節(jié)向食品進行轉移,由于動植物的生活環(huán)境與生理特點各不相同,所以受到的污染程度也不盡相同。因此,考慮全面評價食品的放射性污染十分必要。
人體各部位很容易受到輻射損傷,尤其淋巴系統(tǒng)和性腺對放射特別敏感。人們長期大量食用由食物鏈進入人體的海產(chǎn)品會造成放射性損傷,最終可導致人體患放射性疾病,輕者出現(xiàn)食欲降低、記憶力變差、頭痛、貧血等癥狀,重者出現(xiàn)惡性腫瘤、血液病、男性生育力下降、遺傳變異甚至致死等,特別是對嬰幼兒、兒童、孕婦和老人影響最大[16]。
英國溫茨蓋爾原子反應堆事故,核爆炸中早期出現(xiàn)的最突出的裂變產(chǎn)物是碘-131,碘-131通過牧草進入牛體造成牛奶污染,進而由消化道進入人體,經(jīng)胃腸道吸收有選擇性地富集于甲狀腺中,造成甲狀腺損傷和誘發(fā)甲狀腺癌的可能。此外,核爆炸過程中大量產(chǎn)生的鍶-90也會污染牛奶、羊奶,歐洲許多國家當時生產(chǎn)的牛奶、肉類以及動物肝臟中都發(fā)現(xiàn)有超量的放射性核素而被大量棄置,鍶-90進入人體后通過參與鈣代謝過程而大部分沉積于骨骼。海洋中某些魚類能富集金屬同位素,如銫-137、鐵-55和鍶-90等;某些軟體動物等海產(chǎn)動物能富集鍶-90,牡蠣能富集大量鋅-65。此外,還有鐳-266、钚-239、鈷-60、鈰-144、釙 -216、鍶-89等[4]。
攝入污染食品后放射性物質對人體內(nèi)各種組織、器官和細胞產(chǎn)生的低劑量長期內(nèi)照射效應。臨床表現(xiàn)為對免疫系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)的損傷和致癌、致畸、致突變作用。放射性核素通過食物鏈進入人體的量一般較低,其危害應主要考慮慢性損害及遠期效應。放射性污染的食品進入體內(nèi)可引起許多動物的多種組織的癌變,如主要引起骨腫瘤嗜骨性的鍶-90、鐳-226和釙-239,在肝中貯留引起肝硬化及肝癌的鈰-144和鈷-60等,均勻分布于組織中的137銫和216釙等引起的腫瘤則分散在軟組織中,有效半衰期越長,劑量越大,傷害作用也越大。因此,監(jiān)測并檢驗核污染食品可以有效地預防放射性污染食品對人體造成的危害。
諸多研究表明,我國各省市、核設施周圍地區(qū)的各種食品均有檢出放射性物質,但均與對照區(qū)無顯著差異,未對公眾健康造成危害,但持續(xù)監(jiān)測核設施周邊食品中的放射性物質尤為必要。
王芳等[17]檢測了2015—2017年連續(xù)3年甘肅省核設施周圍地區(qū)及對照地區(qū)共57份食品中放射性核素水平,包括上海青等蔬菜3種,玉米等糧食樣品2種,豬肉等2種,還包括奶粉、茶葉等。其中,放射性核素137Cs在11份樣品中被檢出。但其比活度均值低于國家標準的限制濃度,且對照區(qū)和核設施周圍均有檢出。因此我國甘肅核設施周圍地區(qū)的核素并非設施釋放而來,未對公眾健康造成風險。陳建明等[18]檢測了2019年寧德核電站周邊30 km范圍內(nèi)的30份食品樣品,天然性放射核素及人工放射性核素137Cs均有檢出,其活度濃度對人體健康不會造成影響,處于本底水平。
水環(huán)境是放射性物質直接污染的承受者,間接污染和食物鏈污染途徑的主要媒介。因此監(jiān)測并檢驗水環(huán)境,出廠水、飲用水等對公眾健康的保護尤為重要。閆慶倩等[19]連續(xù)3年(2016—2019年)對南京市飲用水、氣溶膠、雞肉、莖菜、生鮮牛乳、面粉、水果和魚等15種樣品,檢測總α活度濃度和總β活度濃度。其中茶葉中總α和總β活度濃度顯著高于其他食品,年度間無顯著差異。說明南京市飲用水等食品中的總α和總β活度濃度水平較為穩(wěn)定,放射性物質未對食品造成顯著污染。陳霞等[20]檢測了2014—2018年連續(xù)5個年度的泰州市飲用水及環(huán)境樣品重點總α和總β活度濃度,結果表明飲用水放射性水平連續(xù)5年均低于國家衛(wèi)生標準限值,飲用水與環(huán)境樣品與南京、蘇州等地區(qū)結果持平。
食品放射性污染帶給人體最大的危害是小劑量、長時間的內(nèi)照射作用??刂品派湫晕廴驹词穷A防食品放射性污染及其對人體危害的最根本方法。理論上來說,可以采取多種措施來避免食品受到放射性污染,但由于在實踐過程中存在的工作疏忽、突然核事故和核試驗等諸多因素的影響,不可能做到完完全全的預防食品放射性污染問題。因此,加強對于已受放射性污染的食品的監(jiān)測,制定食品中放射性物質限制濃度標準以及采取放射性核素凈化等各種措施,在最大程度上保障食品的安全性,防止已受放射性污染的食品對人體產(chǎn)生的危害尤為重要。
我國早在1977年就制定了《食品中放射性物質限量標準》和《食品放射性管理辦法》。除監(jiān)測環(huán)境污染外,還有其他相關標準,例如《食品放射性管理辦法》和《食品中放射性物質限量標準》。一系列食品放射性物質的測定方法的比較見表2。
表2 食品中放射性核素的檢測方法表[21]
食品中的放射性污染物主要是銫、鍶和碘。飲用水中的放射性污染物除了銫、鍶和鈷。其中銫和鍶可以吸附于鐵上,利用酸性溶液沖洗可以除去;鈷為水溶性的,轉為3價時即形成沉淀,相關研究表明,未來如EDTA螯合劑在水條件下封存鈷,將成為除去放射性污染物的熱點[22]。
放射性核素通過食物鏈危及食品安全和人體健康。長期生長在被污染環(huán)境中的農(nóng)作物或水生植物受到通過直接或間接途徑進入農(nóng)田或水體環(huán)境中放射性核素的潛在影響,長此以往,會通過食物鏈危害人們的身體健康。因此,為了避免源頭污染,保證食物安全,農(nóng)田或水體環(huán)境的放射性污染修復迫在眉睫。農(nóng)業(yè)環(huán)境的放射性污染修復主要包括生物法、物理法和化學法3大方面。各種方法均有優(yōu)缺點及適用場所的要求。因此,為治理修復放射性污染環(huán)境提供一種經(jīng)濟可靠、節(jié)能環(huán)保的技術十分重要,為實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展,保護環(huán)境以及人類貢獻一份力量。