综述：环境与生物样本中碳-14的健康风险评估与测量：综述

《Environmental Technology & Innovation》：Health Risk Assessment and Measurement of Carbon-14 in Environmental and Biological Samples: A Comprehensive Review

本文系统综述了碳-14在环境和生物样本中的分析方法，包括预处理、来源制备和测量技术，比较了液闪计数（LSC）和加速器质谱（AMS）等方法，并探讨了人工智能在自动化分析中的应用潜力。健康风险评估表明，尽管现有数据有限，但通过剂量转换系数和风险系数模型，可估算长期癌症和遗传效应风险。

　　碳-14（1?C）是一种广泛存在于环境中的放射性同位素，其半衰期约为5730年，具有较高的迁移性。由于1?C能够通过全球碳循环进入人体，因此建立一种可靠且高效的方法来测定环境中1?C的含量以及食品中的放射性监测显得尤为重要。1?C不仅在生物体内广泛存在，还在大气、水体、土壤等环境中发挥着重要作用。其存在形式多种多样，如1?CO?、1?CH?等，且在生态系统中可能通过生物富集作用在食物链中积累，从而对生物体产生潜在的健康风险。

1?C的健康风险评估方法近年来得到了广泛研究，但目前相关数据仍较为有限。现有方法主要通过将环境中或生物体内1?C的浓度转化为人类接受的辐射剂量，再结合剂量-反应关系及健康效应数据，进行风险评估。这种方法有助于理解1?C对癌症发生率和遗传效应的影响。然而，由于1?C在人体内的累积效应，其对健康的影响仍然需要进一步探讨。

在实际操作中，1?C的分析涉及多个步骤，包括样品预处理、源制备和测量方法。不同的样品类型需要不同的预处理方式，例如水体样品通常采用湿氧化或高温燃烧的方法，以将有机碳转化为可检测的CO?。对于空气样品，通常使用NaOH吸收法或分子筛吸附法进行处理。在生物样品中，常见的方法包括燃烧法和高温催化氧化法，这些方法能够有效地将样品中的碳转化为可用于检测的形式。样品预处理是分析过程中的关键环节，其质量直接影响后续的检测结果。

在源制备方面，1?C的分析方法包括液闪计数法（LSC）、加速器质谱法（AMS）和β-离子化法（BI）。其中，LSC是目前最常用的分析方法，其原理是通过放射性衰变产生的β粒子与闪烁液相互作用，从而产生光信号，再通过光电倍增管进行计数。这种方法具有较高的灵敏度和准确性，但同时也存在一些问题，如样品量较大、测量时间较长以及由于样品与闪烁液混合产生的淬灭效应。为了克服这些缺点，研究人员开发了多种淬灭校正方法，包括内部标准法和外部标准法。

AMS作为一种更先进的技术，能够直接对1?C进行原子级别的检测，适用于低浓度样品的分析。它通过加速器分离碳同位素，具有更高的精度和更低的样品消耗量，但设备成本高，操作复杂，需要更多的资源投入。相比之下，BI方法虽然成本较低，但实际应用较少，且对气体纯度要求较高。

在测量过程中，LSC和AMS各有其优势和局限性。LSC因其操作简便、设备成本较低而被广泛用于环境和生物样品的常规监测，而AMS则适用于需要高精度分析的场景。此外，随着人工智能（AI）技术的发展，自动化在放射化学分析中的应用成为提高1?C分析效率和准确性的关键方向。自动化不仅可以减少试剂消耗和人工操作，还能提高样品处理的效率和安全性，同时降低人为误差。

在实际应用中，1?C的分析方法需要根据具体情况选择。例如，在处理高浓度样品时，LSC是较为合适的选择；而在处理低浓度或微量样品时，AMS则更为适用。同时，样品预处理和源制备方法的选择也需考虑样品的类型和碳含量。例如，对于高碳含量的样品，可以直接使用燃烧法或催化氧化法；而对于低碳含量的样品，可能需要采用苯合成法或其他富集技术。

总体而言，1?C的分析技术已经取得了显著进展，但仍然存在一些挑战。例如，不同方法在灵敏度、样品量要求、操作复杂性等方面各有差异，因此需要根据具体需求选择合适的分析方法。此外，样品预处理和源制备过程中的杂质控制、淬灭校正等也是影响分析结果的重要因素。未来的研究应更加关注这些技术的优化，以提高1?C分析的准确性和可靠性，为环境和生物样品的健康风险评估提供更坚实的方法学支持。