◎ 耿 鑫,刘朋宇,周长民,王冬妍
(沈阳市食品药品检验所,辽宁 沈阳 110136)
食品是构成人类生命和健康的要素之一,也是人们赖以生存的基本物质。近年来,食品安全已成为人们生活中关注的焦点问题,而食品中污染物含量是衡量食品安全的指标之一[1]。食品污染是指在种植或饲养、生长、收割或宰杀、加工、贮存、运输、销售到食用前的各个环节中,由于环境或人为因素的作用,可能使食品受到有毒有害物质的侵袭而造成污染,导致食品的营养价值和卫生质量降低的过程[2]。食用受污染的食品会对人体健康造成不同程度的损害,甚至危及生命。
食品污染主要有3种:生物性污染、化学性污染和放射性污染。生物性污染是指由有害微生物及其毒素、寄生虫及其虫卵以及昆虫等引起的污染;化学性污染是指农用化学物质、食品添加剂、食品包装容器以及工业废弃物的污染;放射性污染是物理性污染的一种,是指放射性物质对食品的污染,包含天然本底和人为的放射性污染。与生物性和化学性污染相比,放射性污染对人们的危害和影响更大,也越来越引起人们的关注。本文就食品中放射性污染物的基本概念、主要来源、主要危害、检测研究进展等方面进行阐述。
放射性是指某些元素的原子核能发生衰变,只能用仪器才能探测到而人类肉眼无法看到的射线,物质的这种性质叫做放射性[3]。常见的放射性核素的衰变形式是α衰变、β衰变和γ衰变,对应放射出α射线、β射线和γ射线,衰变时放出的能量称为衰变能量。
放射性核素按来源可分为天然放射性核素和人工放射性核素两大类[4]。自然界中天然存在的放射性物质称为天然放射性物质,天然放射性核素在自然界的分布非常广,而食品中的天然放射性核素主要包括40K和少量的226Ra、228Ra、210Po(钋)以及天然钍和天然铀等。天然放射性核素是人们所受有效剂量的最大贡献者,其剂量水平不仅是评估各种人工辐射的基准,也为国民剂量评价、特定途径天然放射性核素辐射监测提供参考值。人工制造的放射性物质称为人工放射性物质,人工放射性核素是指人为活动所产生的放射性核素,环境中的人工放射性核素主要来源于核试验产生的放射性物质散落再释放,主要包括裂变产物、中子活化产物和超铀放射性核素,目前已被统计的人工放射性核素已有1 000多种,如137Cs、134Cs、131I、90Sr等[5]。
食品中放射性污染主要来源于3方面。①放射性核素在医疗、工业、科学和农业生产上的研究,因运输、遗失、偷窃、误用以及废物处理等环节出现失控而产生废物排放造成的放射性污染。此外,在部分居民的消费用品中也包括放射性核素的产品,如发光的电子产品,虽然产生的辐射较低,但由于在人们的生活范围内,可能会对日常食品造成一定的污染。②核试验所造成的放射性污染。核试验过程形成的蘑菇云携带了较多的放射性物质,例如弹壳、碎片等,这些物质随着高压不断上升,并且在高温的作用下,长时间与空气混合,最终随着辐射热逐渐损失。含有放射性核素的沉降物沉积到地面,再通过各种途径进入农作物、河流和海洋中,造成对植物和生物的污染。③核事故造成的放射性污染。这部分的影响最直接,且对局部地区产生的危害巨大,如2011年福岛核泄露事件,对我国东部海域及食物链都造成了一定程度的污染[6]。
食品中放射性核素的危害不仅仅表现在人体上,对自然界的生物都可能产生较大的危害。此危害主要是由于通过主动或被动的摄入污染物质,污染物中含有的放射性物质会对人体组织和器官产生照射效应,进而导致免疫系统、生殖系统的损伤,甚至产生癌变或者畸形。
从危害周期来说,将危害分为急性损伤和慢性损伤。急性损伤是指人体在短期内受到大剂量的X射线或γ射线照射,这种损伤主要是由高剂量辐射引起的。在前期阶段,会出现脱毛或身体不适等症状,当剂量增大时,会出现腹泻和呕吐,如果再增大剂量,会导致中枢神经严重受损直至死亡。慢性损伤指的是放射性污染物剂量含量较低,对人体的危害是一个长期的过程。90Sr是较为常见的一种裂变元素,此元素是在核试验的过程中产生,可依附在生物体上,通过不同渠道,最终以食物形式进入人体内,主要对人体骨骼形成照射,损坏骨骼结构和功能。
从辐射形式来说,放射性核素的危害还分为内辐射和外辐射。从名称定义,内辐射主要是通过呼吸道或者消化道以及皮肤3种途径进入人体内,其中消化道的摄入剂量最大,对体内器官损害也最直接,可破坏生物体的正常机能。外辐射主要是通过射线直接照射生物体,照射剂量在150 rad以下,死亡率为零,但并非无损害作用,一些症状通常需经20年后才能表现出来。如在400 rad的照射下,有5%的受照射的人死亡;若照射650 rad,则有100%的死亡率。
随着对放射性物质的了解和应用,以及切尔诺贝利核电站、日本福岛核电站事故的发生,人们对放射性物质的检测研究越来越多[7-9]。根据放射性核素的性质,其衰变过程中可能发射出α射线、β射线、γ射线,通过不同仪器方法对不同类型射线进行测定,得到放射性活度。研究表明,一种核素同时发射不同类型的射线,其放射性活度是相同的。目前放射性核素主要检测方法分别为α能谱法、β能谱法和γ能谱法[10]。其中α能谱法主要用于测定食品中的238Pu、239Pu、210Po以及241Am核素。β能谱法主要用于分析食品中释放β粒子的放射性核素,如3H、89Sr、90Sr、226Ra和137Cs等。γ能谱法主要是根据核素发射出的γ射线与探测器相互作用产生电脉冲,经放大、成形,最终形成γ射线能谱。目前,γ能谱法最为成熟,可同时测定多种放射性核素的含量[11]。
我国对放射性污染物的检测也已展开广泛研究,在环境、食品等领域的相关标准已经实施。在食品中放射性污染物的检测方面,相关标准较多[12-22],具体见表1。
表1 放射性物质相关国家标准表
随着核工业的不断发展,核能利用越来越多,辐射技术在各个领域的应用也越来越广泛,包括辐照技术、示踪及检测分析、射线检测分析等,食品中放射性污染物的跟踪检测也面临着更高要求的考验。2011年福岛核事故后,人们对视频的放射性污染越来越关注,相关研究也越来越多。根据目前的相关报道,未见我国食品放射性污染物超过国家限量的现象[23]。但未来对这方面的监测仍不可放松,相关研究仍需继续深入,相关标准仍需完善。