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《食品科学》:内蒙古民族大学王德鑫实验师等:不同来源食用盐放射性核素活度及健康风险评估

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在自然界中,食品中天然放射性核素是公众内照射的重要来源之一。其中,铀系与钍系衰变链所含的226Ra、232Th及其衰变产物以及天然存在于生物和环境中的40K,是导致公众长期低剂量暴露的主要天然放射源之一。由于这些核素在地壳、海水、食物和建筑材料中广泛存在,人群通过摄入食物和饮水接受到的内照射剂量在总体剂量清单中占比显著。因此,对食品中天然放射性核素的系统监测与健康风险评估是食品安全管理的重要组成部分。

食用盐作为日常膳食中必需的矿物质载体,是日常膳食中摄入频率最高、消费人群覆盖面最广的食品原料之一。其来源包括海盐、湖盐、岩盐等不同地质与环境来源,且日摄入量稳定。因此,即便食盐中放射性核素的活度浓度相对较低,其长期累积的摄入剂量仍值得关注。

近年来,在“减盐控钠”膳食策略和慢性病防控需求的推动下,低钠盐作为一种以氯化钾部分替代氯化钠的功能性食盐(替代率20%~35%),其消费量逐年增加。钾是人体必需的宏量营养元素,但天然钾中约0.011 7%以放射性同位素40K形式存在,因此低钠盐中钾含量的增加不可避免地会导致40K活度浓度升高。相关研究表明,不同来源及加工工艺的食盐,其放射性核素含量存在显著差异,且人工添加或替代组分会显著改变特定放射性核素(尤其是40K)的活度浓度,从而影响人体通过盐摄入的年有效剂量与潜在的终身致癌风险评估。多项区域性监测也报道过食盐中40K活度浓度变化范围较宽的现象,这一特征与原料水体、矿床中钾的含量及加工过程密切相关。

总体来看,现有研究多集中于普通食用盐的环境放射性监测,或仅对低钠盐的放射性进行初步测定,缺乏从食品科学角度结合营养替代背景和人体代谢机制的系统分析,且对不同来源、不同加工类型低钠盐的放射性差异及机制探讨不足。因此,内蒙古民族大学核物理研究所,物理与电子信息学院、内蒙古自治区核与辐射探测联合实验室的李嬅、隋德元和王德鑫*等人选取我国市售不同来源和类型的食用盐样品,系统测量其天然放射性核素活度,结合地球化学和加工原理,解释低钠盐40K活度升高的成因,旨在填补相关研究空白,为食盐放射性安全监管和低钠盐推广提供科学依据。


1 不同食盐中的放射性活度浓度及其食品安全意义

1.1 放射性核素活度浓度差异特征

本研究计算了12 种食盐样品的238U、226Ra、232Th与40K活度浓度。如图6所示,除40K外,其余核素在不同类型食盐中的活度浓度水平整体处于较低范围,且无显著差异。其中,238U活度浓度范围为(35.7±27.2)~(64.6±33.1)Bq/kg,平均值为48.9 Bq/kg;226Ra活度浓度范围为(13.8±3.7)~(23.3±4.1)Bq/kg,平均值为19.2 Bq/kg;232Th活度浓度范围为(26.9±5.8)~(39.7±6.4)Bq/kg,平均值为31.2 Bq/kg。上述核素活度均低于2000年联合国原子辐射效应科学委员会公布的全球平均值,处于正常环境放射性范围,表明我国市售普通食用盐的基础放射性水平较低。




值得注意的是,40K活度浓度在低钠盐与非低钠盐间呈现极显著差异(P<0.01)。非低钠食盐的40K活度浓度范围为(27±5)~(127±5)Bq/kg,平均值为45.3 Bq/kg;而低钠食盐的40K活度浓度范围为(3 051±225)~(5 692±363)Bq/kg,平均值达4 523 Bq/kg,约为非低钠食盐的100 倍。这一显著差异的核心成因在于低钠盐的生产工艺,低钠盐生产过程中以氯化钾替代20%~35%的氯化钠以降低钠含量,天然钾中40K占比0.011 7%,故替代率每增10%,40K活度理论上升约2~3 倍,实测值与理论吻合(低钠盐平均4 523 Bq/kg与非低钠45.3 Bq/kg)。

1.2 放射性活度差异解析

不同来源盐样品之间40K活度浓度存在一定差异,其中岩盐的40K活度浓度显著低于湖盐和海盐,这与盐类的形成地质过程密切相关。岩盐源于古代海洋沉积物经长期地壳运动挤压、矿化而成,在漫长的地质演化中,部分钾元素随矿物晶格重构发生迁移,同时40K自身的放射性衰变,也导致其含量逐渐降低,最终使得岩盐中40K活度浓度维持在较低水平;而海盐直接由海水日晒、蒸发结晶制成,湖盐从盐湖卤水中直接析出,两者均未经历复杂的地质改造过程,基本保留了天然水体中钾元素的原始分布特征,40K未发生明显损耗,因此活度相对更高。

从食品安全角度分析,普通食用盐在原料选择、溶解结晶及精制纯化过程中经历了多步物理和化学处理,这些工艺能够有效去除原料中伴生的部分放射性核素,降低其富集风险,这是普通食用盐中238U、226Ra、232Th等核素活度浓度普遍偏低的重要原因之一。而低钠盐的加工核心是成分替代,即在精制食盐的基础上添加氯化钾,未额外引入其他放射性污染源,因此除40K外,其余核素活度与普通食盐无显著差异。此外,所有样品中均未检出人工放射性核素137Cs,表明食盐生产原料未受到核试验或核工业活动的放射性污染,生产过程中的净化工艺有效控制了人工放射性核素的引入。

1.3 低钠盐中40K的健康风险分析

从图7可以看出,低钠盐中40K活度浓度显著高于普通食盐,主要源于生产过程中以氯化钾替代20%~35%的氯化钠以降低钠含量。这一变化属于工艺性变化,而非外源性放射性污染。这一特征在不同来源的低钠盐中均具有一致性,说明40K升高是低钠盐产品的固有属性,与2025年Nwaka等在尼日利亚低钠盐中的研究结果一致。


低钠盐中40K含量升高对体内照射的影响较小。自然钾中40K占比0.011 7%,半衰期13亿 年,以β衰变与1.46 MeV γ射线为主,剂量贡献约0.17 mSv/年。低钠盐增钾虽抬高40K摄入——假设每人日摄入盐5 g,低钠盐钾含量上升25%——人体内总钾含量仍维持在140 g(70 kg成人),辐射增幅微乎其微。动物实验佐证:自发性高血压大鼠喂食低钠盐28 d,收缩压降低7.63%,无心率紊乱或电解质失衡;含镁复合盐更优,降压10.71%,表明钾含量提升未对心肌兴奋性造成不良影响。世界卫生组织推行减盐30%的策略,低钠盐防高血压胜于辐射忧虑——J型曲线争议多源于估测偏差,真实24 h尿钠验证显示,钾的健康获益远超其隐患。

低钠盐作为“减钠控压”的重要膳食干预手段,已被多项研究证实其在降低高血压及相关慢性病风险方面的显著作用。其含有的钾不仅不会带来实质性放射性风险,还能通过调节血压、改善钠钾平衡为健康带来益处。对于肾功能正常的普通人群而言,长期食用低钠盐无需担心40K的放射性危害;仅肾功能不全者、使用保钾药物者等特殊人群,需在医生指导下控制低钠盐摄入,这并非因为40K的放射性,而是源于钾排泄障碍可能引发的高钾血症风险。

2 辐射危害指数

2.1 镭当量活度与内照射危害指数

镭当量活度是综合评价物质中226Ra、232Th和40K联合辐射危害的关键指标,其限值为370 Bq/kg。由表3可知,非低钠食盐的镭当量活度范围为56.432~75.537 Bq/kg,平均值为65.54 Bq/kg;低钠食盐的镭当量活度范围为299.142~499.083 Bq/kg,多数样品高于限值,仅岩盐低钠未加碘样品低于限值。低钠盐镭当量活度偏高主要由40K贡献,40K为人体必需营养元素,辐射危害低且代谢迅速,加之食盐摄入量极低,实际健康风险仍处于可接受水平。


内照射危害指数Iα用于评估氡及其子体吸入导致的内照射风险,限值为1.0。本研究中所有样品的Iα范围为0.069~0.117,平均值为0.093,均远低于限值,说明通过食用食盐摄入氡及其子体的内照射风险极低。

2.2 空气吸收剂量率与年有效剂量

空气吸收剂量率是反映环境辐射水平的直观指标,2000年联合国原子辐射效应科学委员会公布的全球平均吸收剂量率为59 nGy/h。由表3可知,非低钠食盐的空气吸收剂量率范围为24.701 5~32.295 6 nGy/h,平均值为28.54 nGy/h,约为全球平均值的52%;低钠食盐的空气吸收剂量率范围为155.165 9~263.785 4 nGy/h,平均值为215.47 nGy/h,虽高于全球平均值,但仍低于GB 18871—2002《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》规定的公众照射控制水平(500 nGy/h)。

年有效剂量是评估放射性暴露对人体健康影响的核心指标,国际辐射防护委员会推荐的公众年有效剂量限值为1 mSv。非低钠食盐的年有效剂量范围为0.030~0.040 mSv,平均值为0.035 mSv,仅为限值的3.5%;低钠食盐的年有效剂量范围为0.190~0.324 mSv,平均值为0.264 mSv,约为限值的26.4%,年有效剂量增幅不足0.1 mSv,均处于安全水平。此外,同等类型食盐中,加碘样品的空气吸收剂量率和年有效剂量均略低于未加碘样品,推测碘的添加可能对食盐中部分放射性核素的分布或探测效率产生轻微影响,但差异无统计学意义(P>0.05)。

2.3 终身致癌风险

终身致癌风险通过年有效剂量、平均寿命和致癌风险因子计算得出,国际辐射防护委员会推荐的公众终身致癌风险限值为2.5×10-3。由表3可知,非低钠食盐的终身致癌风险范围为0.076×10-3~0.099×10-3 Sv-1,平均值为0.088×10-3 Sv-1;低钠食盐的终身致癌风险范围为0.476×10-3~0.801×10-3 Sv-1,平均值为0.661×10-3 Sv-1,均远低于限值。这一结果与Abdul Sani等对马来西亚食盐的研究结论一致,表明即使长期食用低钠食盐,其放射性核素导致的致癌风险仍可忽略不计。

3 结 论

本研究采用高纯锗γ能谱法,系统测定了中国市场上12 种不同来源(海盐、湖盐、岩盐)及类型(加碘、未加碘、低钠加碘、低钠未加碘)食用盐中天然放射性核素238U、226Ra、232Th和40K的活度浓度,结合相关计算公式评估了辐射危害指数与终身致癌风险。非低钠食用盐中,238U、226Ra、232Th活度浓度均低于联合国原子辐射效应科学委员会公布的全球平均值;所有样品中均未检出人工放射性核素137Cs,表明食盐原料未受核污染,生产工艺符合放射性安全要求。

低钠盐因采用氯化钾替代部分氯化钠,导致40K活度浓度显著升高,约为非低钠盐的100 倍,但这一差异源于生产工艺中的成分替代,属于可控的工艺性特征,而非放射性污染。进一步对比不同来源低钠盐发现,低钠岩盐的40K活度浓度显著低于低钠湖盐和低钠海盐,这与岩盐形成过程中地壳运动导致的40K迁移或衰变相关,反映了地质背景对盐类放射性特征的影响。同等来源与类型的食盐中,加碘样品与未加碘样品的放射性核素活度浓度、空气吸收剂量率及年有效剂量差异无统计学意义(P>0.05),说明食盐加碘工艺未引入额外放射性风险,且符合国家食盐加碘的公共卫生要求。

综上,当前中国市场上主流食用盐的放射性水平符合国际安全标准,放射性健康风险极小,几乎可忽略,但鉴于样本有限,未来需扩大监测以覆盖更多产区。本研究结果可为食盐放射性安全监管、低钠盐生产工艺优化及公众辐射健康科普提供数据支撑。未来可进一步扩大样品覆盖范围,关注不同产区原料盐的放射性背景差异,为食盐放射性安全标准的完善提供更全面的基础数据。

作者简介

通信作者:


王德鑫,现任内蒙古民族大学教师。主要开展核能与核天体物理s/i过程关键核素核数据测量与探测技术研究,发表论文10余篇;主持或参加国家自然科学基金3 项,省部级项目6 项。内蒙古核与辐射探测技术联合实验室副主任,中国核物理学会会员,中国核学会射线束分会会员,兰州重离子加速器放射性束流研究合作组成员。

第一作者:


李嬅,女,内蒙古民族大学物理与电子信息学院2024级物理学(师范类)本科生。研究方向为放射性测量与食品辐射安全,参与食用盐放射性风险评估研究,发表学术论文 1 篇。

引文格式:

李嬅, 隋德元, 王德鑫, 等. 不同来源食用盐放射性核素活度及健康风险评估[J]. 食品科学, 2026, 47(11): 340-347. DOI:10.7506/spkx1002-6630-20251229-245.

LI Hua, SUI Deyuan, WANG Dexin, et al. Activity and health risk assessment of radionuclides in edible salts from different sources[J]. Food Science, 2026, 47(11): 340-347. (in Chinese with English abstract) DOI:10.7506/spkx1002-6630-20251229-245.

实习编辑:杨瑞蕾;责任编辑:张睿梅。点击下方阅读原文即可查看全文。图片来源于文章原文及摄图网


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