孟加拉国Pashur河流域河床沉积物天然放射性核素空间分布特征及辐射风险评估

本研究针对建筑材料放射性污染问题，通过HPGe伽马能谱技术分析Pashur河沉积物中238U、232Th和40K的活度浓度，发现其辐射风险指标均低于国际限值，为河床沉积物资源化利用提供重要科学依据。

　　

在孟加拉国西南部蜿蜒的Pashur河沿岸，河床沉积物作为当地建筑材料的重要来源，其潜在放射性风险始终是悬而未决的环境健康议题。随着沿岸城市化进程加速，这些富含天然放射性核位的沉积物被广泛应用于建材生产，可能导致居所内辐射水平升高，进而增加居民长期暴露于电离辐射的风险。尽管国际原子能机构(IAEA)已制定建筑材料放射性安全标准，但针对热带河流沉积物系统的区域性研究仍存在空白，特别是缺乏对铀-238(²³⁸U)、钍-232(²³²Th)和钾-40(⁴⁰K)等关键核素的综合风险评估。

为破解这一难题，由Tasrina Rabia Choudhury领衔的研究团队在《Journal of Radiation Research and Applied Sciences》发表了一项开创性研究。研究人员采用高纯锗(HPGe)伽马能谱测定技术，对Pashur河床沉积物样本进行系统分析，通过计算伽马代表指数(I_γ)、吸收剂量率(D)、年有效剂量当量(AEDE)、超额终身癌症风险(ELCR)和镭当量活度(Ra_eq)等五项核心指标，首次构建该流域的放射性风险谱图。结合主成分分析(PCA)等统计方法，揭示了放射性元素间的内在关联机制。

关键技术方法包括：使用HPGe伽马能谱仪测定沉积物中^{238U、232Th和40K的活度浓度；采用国际通用公式计算五种辐射危险指数；运用主成分分析(PCA)解析放射性元素间的相关性；所有样本均取自Pashur河床不同位点的表层沉积物。}

研究结果呈现三大核心发现：

1. 1.

   放射性活度浓度特征：²³⁸U、²³²Th和⁴⁰K的活度浓度范围分别为24.2–30.1 Bq/kg、24.6–30.1 Bq/kg和291.5–430 Bq/kg，均值(28、27、376 Bq/kg)均低于35、30、400 Bq/kg的全球平均值，仅Sed-1、Sed-5至Sed-7样本的⁴⁰K及Sed-3样本的²³²Th超出安全限值。

2. 2.

   辐射风险指标评估：所有样本的伽马代表指数(0.38–0.44)、吸收剂量率(32.78–38.76 nGy/h)、年有效剂量当量(0.04–0.05 mSv/y)、超额终身癌症风险(0.14–0.17×10^-3)和镭当量活度(80.05–91.79 Bq/kg)均显著低于1.0、59 nGy/h、0.3 mSv/y、1.0×10^-3和370 Bq/kg的国际安全阈值。

3. 3.

   元素相关性解析：主成分分析显示⁴⁰K与²³⁸U呈显著正相关(P<0.05)，两者共同贡献78.6%的放射性变异，其中⁴⁰K以53.2%的贡献率成为主导辐射风险的首要因子。

结论部分明确指出：Pashur河床沉积物的天然放射性水平总体上不会对人类及河流环境构成显著辐射威胁，这为当地安全利用沉积物作为建筑材料提供了关键科学支撑。讨论中特别强调，尽管个别样本出现特定核素超标现象，但整体风险可控，研究建立的"放射性核素-风险指标-统计验证"三重评估体系，为热带河流系统的辐射防护提供了新颖方法论框架。该成果不仅填补了孟加拉国河流沉积物放射性本底数据的空白，更开创了将核素空间分布分析与健康风险评估相结合的研究范式，对全球类似流域的环境辐射监测具有重要借鉴意义。