奎达（Quetta）俾路支省（Balochistan）食用稻米样品的放射学评估与健康危害

《Journal of Radiation Research and Applied Sciences》：Radiological assessment and health hazards of rice samples consumed in Quetta, Balochistan

　　

环境中天然放射性核素的存在因其相关健康危害而具有重要意义。因此，研究人员采用碘化钠（NaI）探测器，对奎达（Quetta）俾路支省（Balochistan）消费的20份稻米样品中的放射性核素，如⁴⁰K、²²⁶Ra和²³²Th及其相关健康危害进行了研究。结果显示，⁴⁰K、²²⁶Ra和²³²Th的范围分别为66.32–361.64、5.62–33.89和2.19–33.68 Bq kg^?1。这些放射性核素的平均值分别为198.78、21.98和22.60 Bq kg^?1。然而，所有受检放射性核素数值均低于推荐安全限值，即²³²Th为82 Bq kg^?1、⁴⁰K为310 Bq kg^?1、²²⁶Ra为67 Bq kg^?1。镭当量（radium equivalent, Raeq）、外照射危害指数（external hazard index, H_ex）和内照射危害指数（internal hazard index, H_in）均低于国际允许值。Pearson相关系数表明，受检放射性核素之间存在正相关。根据所得结果，稻米样品中的放射性核素水平低于安全限值，对食用奎达市场稻米的人群不构成显著健康危害。

该文发表于《Journal of Radiation Research and Applied Sciences》，围绕巴基斯坦俾路支省奎达市市场流通稻米的天然放射性水平及其潜在健康风险开展研究，核心目标是评估当地居民经常食用稻米所带来的内照射与相关辐射危害。研究背景在于，天然放射性自地球形成以来即广泛存在于环境中，且会在土壤、水体与农作物之间迁移富集。土壤作为放射性核素的重要储库，能够长期累积并释放核素，进而通过农作物吸收进入食物链。由于稻米是巴基斯坦产量高、消费广、居民长期摄入频繁的主食之一，其放射性核素含量直接关系到公众膳食暴露水平。论文指出，²³²Th、²²⁶Ra和⁴⁰K是食品中常见的天然放射性核素，长期摄入可能与多器官辐射损伤风险相关，因此有必要对奎达市场消费稻米进行系统放射学评估，以明确其是否处于安全范围内。

针对这一问题，研究人员采集了奎达不同市场销售的20份稻米样品，并测定其中²²⁶Ra、²³²Th和⁴⁰K的活度浓度，进一步计算镭当量、内外照射危害指数、吸收剂量率（absorbed dose rate, ADR）、γ指数（gamma index, I_γ）、α指数（alpha index, I_α）及年性腺剂量当量（annual gonadal dose equivalent, AGDE），同时使用Pearson相关分析和分布图统计方法分析不同核素及危害参数之间的关系。研究结果表明，所有样品中的天然放射性核素活度均低于推荐安全限值，各类辐射危害指标也均处于国际允许范围内。据此，研究人员认为奎达市场消费稻米不会对当地居民造成显著辐射健康风险。这一结论对于区域食品安全评价、公众膳食辐射暴露监测以及地方放射环境基线建立具有实际意义。

研究所采用的关键技术方法主要包括以下几个方面：首先，自巴基斯坦奎达不同市场采集20份约1 kg的稻米样品，样品来源为该市市场流通产品；其次，对样品进行干燥、粉碎、过筛、均质化处理，并在Marinelli容器中密封静置至少5周，以建立²²⁶Ra与子体之间的长期平衡；再次，利用NaI（Tl）闪烁探测器结合多道分析系统开展γ能谱测量，并通过标准源完成能量与探测效率刻度；最后，根据核素特征γ峰计算活度浓度，并进一步依据公式计算Raeq、H_ex、H_in、ADR、I_γ、I_α和AGDE，同时采用Pearson相关分析、箱线图和Q-Q图进行统计解释。

在研究结果部分，论文首先通过“Concentration of radionuclides in rice samples consumed in Quetta, Balochistan”展示了稻米样品中天然放射性核素的活度浓度特征。结果表明，⁴⁰K、²²⁶Ra和²³²Th活度范围分别为66.32–361.64、5.62–33.89和2.19–33.68 Bq kg^?1，平均值分别为198.78、21.98和22.60 Bq kg^?1。在三种核素中，⁴⁰K水平最高，显示钾相关成分在样品中的天然丰度更高。论文据此指出，不同样品之间活度差异明显，提示稻米中放射性核素水平受土壤性质、耕作环境、施肥方式和成土母质等因素影响。作者同时将结果与其他国家和地区研究进行比较，发现本研究中²³²Th和²²⁶Ra水平高于部分国外报道，而⁴⁰K水平高于孟加拉国、Kogi州、马来西亚、泰国、印度和尼日利亚，但低于伊拉克和沙特阿拉伯。然而，更关键的是，三种核素的平均值均低于推荐安全限值，说明就活度浓度本身而言样品处于可接受范围。

随后，在“Radiological hazards”相关结果中，论文系统报告了多种辐射危害评价指标。Raeq范围为14.23–102.22 Bq kg^?1，平均为67.54 Bq kg^?1，显著低于370 Bq kg^?1的国际推荐上限，表明不同核素综合产生的γ辐射危害较低。外照射危害指数H_ex为0.040–0.285，平均0.188；内照射危害指数H_in为0.057–0.373，平均0.247，均低于1这一安全阈值，说明样品不会造成明显的外照射或内照射风险。ADR为6.92–47.77 nGy h^?1，平均31.41 nGy h^?1，低于84 nGy h^?1的推荐限值。I_γ范围为0.055–0.384，平均0.253，低于相关剂量判据。I_α范围为0.028–0.169，平均0.109，也处于较低水平。AGDE为50.13–342.31 μSv y^?1，平均224.83 μSv y^?1，低于300 μSv y^?1的全球参考水平。上述结果共同表明，样品在多维度辐射危害评价中均表现出良好的安全性。

在“3.1. Statistical analysis”部分，研究人员通过Pearson相关检验分析各核素及各危害参数之间的相关结构。结果显示，²²⁶Ra与²³²Th之间存在正相关（r = 0.694），提示二者在稻米样品中具有共同出现趋势；²²⁶Ra与⁴⁰K之间为弱正相关（r = 0.339）；²³²Th与⁴⁰K之间则呈中度正相关（r = 0.603）。此外，多数辐射危害参数之间的相关系数大于0.99，表明这些剂量与危害指标在数学构成和数值变化上具有高度一致性。该结果说明，不同评价指标虽侧重点不同，但对样品辐射安全性的判断具有一致导向。

在“Box plots of radionuclides in rice samples consumed in Quetta”所对应结果中，箱线图揭示了三种核素活度分布的离散程度与稳定性。²²⁶Ra的中位数约为22 Bq kg^?1，多数数值分布于18–29 Bq kg^?1之间，整体范围约6–34 Bq kg^?1，无明显异常值，说明其分布相对稳定。²³²Th的中位数约为25 Bq kg^?1，多数数值位于15–31 Bq kg^?1之间，整体波动适中，也未显示显著异常值。⁴⁰K的中位数约230 Bq kg^?1，多数数值分布于100–280 Bq kg^?1之间，范围约65–360 Bq kg^?1，提示其变异程度较前两者更大，但总体分布仍较均匀。该部分结果从可视化角度支持了前述各核素在样品间存在一定变动但整体可控的结论。

在“Q-Q plots of radionuclides in rice samples consumed in Quetta”部分，研究人员进一步利用Q-Q图检验各核素数据的分布特征。结果显示，²²⁶Ra分布近似正态，仅在上下尾部存在轻微偏离；²³²Th同样表现为近似正态分布，尾部略有轻度不对称；⁴⁰K也总体接近正态分布，但在极端值区域存在轻微变化。这表明样品中三种核素的数据分布整体较为规则，未见明显异常群体，对后续统计解释提供了支持。

综合全文讨论部分，论文认为奎达市场稻米中天然放射性核素活度存在样品间差异，这种差异可能与土壤类型、岩石母质、环境因子及农业施肥活动有关，其中⁴⁰K高于²²⁶Ra和²³²Th可能与钾长石矿物丰度及肥料使用相关。尽管与部分国家研究相比个别核素水平偏高，但所有测值及衍生辐射危害参数均低于国际推荐限值，因此未显示显著健康危害。论文通过多指标交叉评价与统计分析，强化了“当地市场稻米在辐射学上是安全的”这一判断。研究意义在于为奎达地区食品放射安全提供了基础数据，也为今后持续监测主粮放射性水平提供了参考框架。

研究结论部分可译为：研究人员采用NaI（Tl）探测器，对采自奎达不同市场的稻米样品中的天然放射性及相关健康危害进行了评估。所有放射性核素活度均以Bq kg^?1表示。所测²²⁶Ra活度范围为5.62–33.89 Bq kg^?1，平均为21.98 Bq kg^?1；²³²Th和⁴⁰K活度范围分别为2.19–33.68和66.32–361.64 Bq kg^?1，平均值分别为22.60和198.78 Bq kg^?1。所有受检放射性核素均低于推荐安全限值。Raeq范围为14.23–102.22 Bq kg^?1，平均值为67.54 Bq kg^?1，低于370 Bq kg^?1的推荐安全限值。H_ex、H_in、ADR、I_γ、I_α和AGDE均低于国际允许值。基于测定结果，本研究所检稻米不会造成显著健康风险。