巴基斯坦德拉加齐汗地区饮用水中放射性水平评估及终生癌症风险评价

《Applied Radiation and Isotopes》：Evaluation of Radioactivity Levels and Lifetime Cancer Risk Assessment in Drinking Water of Dera Ghazi Khan, Pakistan

地下水放射性水平评估与健康风险分析，采用21个样本检测显示α（3.76-72.28 mBq/L）和β（67.52-848.30 mBq/L）活性符合WHO标准，但年均有效剂量（0.2 mSv/y）和生殖剂量当量（1.07 mSv/y）超ICRP限值2.1倍和1.07倍，预测致癌风险达7.5×10??，超出国际指南7.5倍。

　　

作者：Sidra Ghias、Khizar Hayat Satti、Abdul Jabbar、Abdulaziz Al-Anazi、Waqas Niaz、Muhammad Ibrahim、Irfan A. Soomro

中国海洋大学教育部海洋化学理论与技术重点实验室，青岛市266100

摘要

本研究评估了Dera Ghazi Khan地区的地下水放射性质量，重点关注总α和β放射性活性水平及其潜在的健康风险。从靠近废物处理场和采矿中心的多个定居点采集了21个地下水样本，并使用气体流动比例计数器进行了分析。测得的放射性水平（α：3.76–72.28 mBq/L；β：67.52–848.30 mBq/L）符合世界卫生组织（WHO，2004年）的标准指南。计算出的放射性参数表明：β放射体的年平均有效剂量（0.2 mSv/y）和年平均性腺当量剂量（1.07 mSv/y）分别超过了国际辐射防护委员会（ICRP）规定的公众剂量限值的2.1倍和1.07倍。最重要的是，预测的超额终生癌症风险达到了7.5 × 10^-4，这是国际公认指南（1.0 × 10^-4）的7.5倍。本研究为符合国际法规和环境评估提供了基础数据，同时也为全球辐射剂量数据库贡献了有价值的信息。

引言

地下水放射性研究对于了解天然放射性核素的全球分布及其对公共健康的影响至关重要。环境放射性研究已经进行了50多年，这证明了人们对于知识的不懈追求，这种追求源于切尔诺贝利等灾难性核事故带来的深刻教训，这些事故推动了现代分析和监测框架的发展（Anagnostakis, 2015）。

水是维持生命、保护生态系统和促进经济发展的重要资源（Pintilie等，2016；Issaoui等，2022）。获得安全饮用水（SDG 6）对于减少可预防的疾病（SDG 3）至关重要；然而，地下水中天然存在的放射性核素仍然是一个全球性的紧迫问题，尤其是在地质构造丰富和人类采矿活动频繁的地区。根据联合国科学委员会（UNSCCEAR）的数据，饮用水是人类自然辐射暴露的主要来源（UNSCCEAR，2000）。如果摄入或吸入，饮用水中的天然放射性核素可能对健康构成风险。

总α和β放射性是指水样中所有α或β发射放射性核素的总活性，作为一个整体值进行测量，而不区分具体同位素；这是一种广泛接受的筛查标准，也是快速且经济有效的饮用水质量检测方法。地下水中常见的α发射体包括²²⁶Ra、²²⁸Ra、²³⁸U和²³⁴U，而常见的β发射体包括²²⁸Ra、⁴⁰K、³H和⁹⁰Sr（UNSCCEAR，2000；Ho等，2020）。全球范围内已经有许多关于各种水资源（自来水、地表水、温泉水和河水）放射性水平的研究（Nduka等，2023；Bazza等，2023；Galadima等，2022；Bello等，2020；Almasoud等，2020；Semerjian等，2020；Shehzad等，2019；Alomari等，2019；G?rür等，2012；Korkmaz等，2016）。然而，迄今为止，该研究区域尚未系统地收集有关饮用水背景辐射水平的数据。以往的研究主要集中在空气（Matiullah和Rafique，2012）、食品样本和土壤（Ghias等，2021，2025）的放射性水平评估上。值得注意的是，一些边缘化社区位于挖掘场和历史遗留的采矿区附近，这些地方可能会集中和分布天然放射性物质（NORMs），从而显著提高自然放射性水平，增加长期暴露风险。

为了确保这些脆弱人群的安全和福祉，有必要对这些核设施附近的饮用水质量进行全面的风险评估。因此，本研究旨在（i）量化地下水中的总α和β浓度，（ii）评估不同年龄组的辐射剂量和遗传风险，（iii）将研究结果置于全球辐射风险框架中进行考量。研究结果可以为未来的流行病学研究和监测工作提供重要的基线辐射数据。

研究区域描述

Dera Ghazi Khan，通常称为D. G. Khan，位于旁遮普省南部，印度河西岸，海拔415英尺。其坐标大约为70°38′E和30°10′30″N（Matiullah和Rafique，2012）。从地质学上看，该地区主要由印度河及其支流带来的平坦冲积层构成，这些冲积层向西延伸至低矮的山丘地带（Gulshan等，2012）。该地区以其丰富的矿产资源独特的地质环境而闻名。

结果与讨论

采样点的纬度和经度及其相应的总α和总β放射性水平见表1。总α和总β放射性是使用方程（1a）、（2a）（EMSL，1980）计算得出的。$$$$$$其中Cα和Cβ表示以cpm为单位的净α和β计数，AF是放大因子，V是体积，$$是效率。数据显示出显著的空间变异性，总α活性范围为3.7 mBq/L至72.27 mBq/L。

结论

研究发现，Dera Ghazi Khan地区的总α和β放射性浓度低于世界卫生组织规定的饮用水标准参考值。然而，随后的辐射风险评估揭示了一个值得注意的发现：β发射放射性核素是导致人类暴露的主要因素，而α发射放射性核素的贡献较小，因为它们的活性浓度较低。

作者贡献声明

Khizar Hayat Satti：正式分析。Sidra Ghias：方法论、数据整理、概念构建。Abdulaziz Al-Anazi：正式分析。Abdul Jabbar：项目管理。Muhammad Ibrahim：正式分析。Waqas Niaz：正式分析。Irfan A Soomro：软件支持。

未引用的参考文献

Amin, 2017; Bello等，2020; de Oliveira, 2025; e Silva和de Oliveira, 2023; Gortir等，2011; Gorur和Camgoz, 2014; G?rür等，2011; ICRP, 1991; Ogundare和Adekoya, 2015; Taskin等，2009; Turhan, 2019; 美国环境保护署，2000; 联合国原子辐射影响科学委员会，2000; 世界卫生组织，2017.

资助

不适用

利益冲突声明

作者声明，本研究中报告的工作未受到任何已知利益冲突或个人关系的影响。

致谢

作者感谢巴基斯坦核科学技术研究所（PINSTECH）的健康物理部门提供的技术设施，以及沙特阿拉伯利雅得国王沙特大学（RSPD2024R534项目）的财政支持。