辐射暴露评估和公共卫生前后三门核电站的操作

1。介绍

到2060年实现碳中和的目标(1),中国已经设立了国家战略开发各种新能源技术和核能发展的重要手段之一。目前,有55座核电站在建(npp)的操作和18中国(2)。核能工业的快速增长,环境辐射水平的变化和相关的健康影响接收增加居民认可的npp的周边地区(3- - - - - -5),特别是在福岛第一核电站事故发生在2011年。为此,许多国家已进行了放射性监测和辐射监测项目风险评估之前和之后的操作npp (6,7)。

三门核电站(SNPP),三门县位于浙江省,是中国第一个核电站操作应用先进的被动(AP1000)技术,这是声称作为最安全、最先进的商业核电技术在全球核电市场。然而,排放的放射性碎片或废水通过空气和水环境可能是不可避免的在其操作过程。大气和液体放电从西屋的AP1000反应堆大约是1.1×10¹³Bq和3.3×10¹³Bq分别,比得上释放从欧洲1000兆瓦压力水反应堆(8)。因此,重要的是要评估的影响的操作SNPP辐射安全的周边环境和当地公众,并评估对辐射防护AP1000技术的优点。我们所知,很少有数据已报告到目前为止关于AP1000核电机组运行的影响对环境辐射和辐射(9)。因此,它必须跟踪和监测辐射的放射性水平之前和之后的操作核电站,以掌握放射性情况和变化趋势。

内部和外部辐射是两个主要的方式辐射影响人体的健康。据报道,联合国原子辐射效应科学委员会(UNSCEAR)在2000年(10饮用水),被认为是人类增加辐射暴露的一个重要因素。人暴露在相对较高的喝水和周围环境的放射性水平长期可能产生严重的健康问题,例如癌症(11)。

本研究旨在探讨饮用水和环境辐射的辐射水平之前和之后的操作中国第一个AP1000核电单位从2014年到2021年。基于时间序列观测数据,年有效剂量(AED)和过剩的风险(呃不同年龄组)的估计。操作SNPP对公共卫生的影响的人群中癌症的发病率在NPP也被评估。

2。材料和方法

2.1。样本收集和分析

2.1.1。饮用水

三门县原水是来自水库、河流和水井。自来水通过提供一个完整的供水系统为整个县。在这工作,水样包括原水、工厂收集水和自来水为每年5月和11月从2014年到2021年以固定电台SNPP左右。采样位置对不同水域所示图1。总共92原始水样本收集2014 - 2021年期间从5水库、1和1流。此外,40个工厂从3水厂水样和40个卫生建设三门的自来水样本,收集医院和居民的房子。

采样集合,每个水样5 L直接转移到一个塑料容器,并与100毫升硝酸酸化立即减少辐射的吸收到容器的壁。运输回实验室后,样品被蒸发干燥在150°C,在450°C和煅烧8 h。然后将残留物转移为总样本盘α和总β计数。总值的放射性浓度α和总β测量使用α/β计算系统(BH1217II、中国核工业集团公司、中国;贝特LB790,技术,德国),计算时间是1000分钟。

2.1.2。环境辐射

围绕SNPP,总共30站设置在三门县除中部山区的环境背景辐射水平的监测与热释光剂量计(TLD,北京光润通定辐射监测设备有限公司)。两个顶级域名被放置在每个监测站点,以确保高回收率。监测站的位置显示在地图上图2。累积环境剂量(CAD)是衡量TLD读者(RGD-3B,化学防御研究所,中国)和测量时间是30年代(12)。

2.2。质量控制和质量保证

在这项研究中,使用的仪器,如低背景α/β计数器和tld读者,被第三方权威检验计量机构每两年,和所有仪器满足资格要求。^239年聚氨酯和^90年Sr -^90年Y镀以及标准的来源(来源^241年我和⁴⁰K)被用于校准之前决心总值的效率α和β放射性物质浓度。和tld校准的^137年Cs源测定前(13)。

为了保证分析质量,每一批的10%的水样本选择重复分析观察检测方法的稳定性和准确性。实验室参与到组织的国家进行对比练习中国疾病控制和预防中心(CDC)总值α和总β每年在水和环境辐射剂量监测,并取得满意结果。

2.3。统计分析

Mann-Kendall测试统计Z采用使用起源2021 9.8(学习版)在这项研究来验证是否存在单调增加(或减少)总值的趋势随着时间的推移,放射性物质α和总β在饮用水和背景辐射环境环境。显著性水平α0.05选择的测试,如果|Z| <Z_{1−α/ 2},不存在单调趋势。

的Mann-WhitneyU测试环境辐射水平进行了之前和之后的操作SNPP使用SPSS 25.0,P< 0.05被认为是表明一个统计上的显著差异。

2.4。估计的年有效剂量和过量的风险

年有效剂量(AED, mSv / y)采用评估风险的人暴露于内部和外部辐射在这项研究。AED由于摄入的恶心α和总β饮用水中被Eq计算。(1)。

在哪里一个生产总值(gdp)的放射性浓度吗α和总β(Bq / L);C是摄入放射性核素的年龄相关性剂量转换因子(mSv / Bq);红外是饮用水的平均每日摄入率与不同年龄群体(L / d);和T摄入的持续时间,365.25 d。

因为总α放射性是主要原因^226年Ra和总β辐射是由于⁴⁰K (14,15),年龄相关性有效剂量转换因子根据ICRP出版72年了表1被用来计算总值的有效剂量α和总β(16,17)。表1也显示了年龄相关性的值红外在三门县,从调查中获得的生态和环境的中华人民共和国(18,19)。

AED由于周围环境背景辐射进行了计算,使用(2)式。

在哪里计算机辅助设计是环境累积剂量(mSv);和O从早期的研究获得的年龄相关性户外占用率为中国人口(18,19),(见表1)。

多余的风险(ER),指的是一个特定的多余的出现率与辐射相关的健康影响,估计使用Eq。(3)。

在哪里射频detriment-adjusted名义风险因素对癌症和遗传效应在低剂量率辐射后,推荐值为5.5×10⁻⁵/ mSv癌症和0.2×10⁻⁵/ 103 mSv ICRP的遗传效应(20.);和戴斯。莱纳姆:是生命的持续时间(70年)。

2.5。分析癌症发病率

三门县的居民的健康数据收集从2014年到2021年从浙江省级慢性病管理系统,是根据国际疾病分类和分类相关的健康问题10日修订(icd - 10)。所有癌症的发病率网站(icd -: C00-C97)相结合,白血病癌症(icd -: c91 - 95)和甲状腺癌(icd -: C73)进行了分析。白血病和甲状腺癌症被选为特定的调查,因为他们的辐射敏感度(21)。

原油计算发病率年度病例数除以同期暴露的人数。为了使在同一维度比较分析,我们使用中国标准2000年人口和世界Segi人口为基础计算的年龄标准化率中国发病率(ASRIC)和年龄标准化的世界(ASRIW)的发生率。采用的年度百分比变化(APC)描述的时间趋势发病率、使用的连接点模型(4.9.0.0版本)。

健康数据的收集依赖于慢性疾病管理系统在浙江省疾病控制和预防中心(CDC),由浙江省政府授权。数据的分析和处理在这项研究中被浙江省疾控中心伦理委员会的批准,符合《赫尔辛基宣言》的相关原则,并进行了在研究过程中严格按照保密要求。

3所示。结果与讨论

3.1。饮用水中放射性水平

总值的放射性浓度α和总β来自不同来源的饮用水SNPP期间2014 - 2021了表2。该活动的总浓度α和总β以所有类型的饮用水样品范围从0.008到0.017 Bq / L和0.032到0.112分别Bq / L。测量总α和总β活动在所有水样低于世卫组织推荐阈值(0.5 Bq / L恶心α,总值1.0 Bq / Lβ)(22),通常在低端相比在全球范围内进行调查(23- - - - - -29日)。

生产总值(gdp)的平均值α放射性浓度为2014 - 2021年三种水样分别为0.010±0.003 Bq / L, 0.009±0.002 Bq / L和0.009±0.002 Bq / L,总值的分别,而平均β分别为0.060±0.024 Bq / L, 0.048±0.008 Bq / L和0.043±0.016 Bq / L。考虑到不确定性,平均总α或总β放射性浓度之间的比较这三种类型的饮用水。相对于总报告α和β放射性浓度在利用水域收集周围的其他六个省份的npp(江苏、山东、广东、广西、海南、辽宁)在中国,毛的水平α和总β在三门自来水放射性相对较低(见表3)(30.)。这项研究的结果是一致的秦山核电站的调查从2012年到2020年(31日),确认饮用水总值α和总β浙江省辐射仍在背景层面。

统计分析的时间趋势随着时间的过去8年表明,所有的Z值<Z_0.975(见表4单调递增(或递减),表明没有)存在的总趋势α和总β活动中饮用水浓度研究地区从2014年到2021年。

SNPP一直操作连续超过4年,因为它在2018年开始发电。统计分析(见表5)比较饮用水放射性水平之前(2014 - 2017)和之后(2018 - 2021)的操作SNPP表明没有明显(P> 0.05)生产总值(gdp)的变化α和总β活动集中在所有三种类型(原始、工厂和tap) SNPP操作后的水。这表明SNPP没有可检测的操作影响饮用水SNPP周围的辐射水平。

3.2。累积环境剂量

表6显示了计算机辅助设计在SNPP在三门县2014 - 2021年期间,范围从0.254到0.460毫西弗,平均0.354±0.075毫西弗。结果与报道的价值是一致的(1.040±0.044 mSv)在邻近宁海县城,是操作之前进行SNPP监测背景辐射水平(32)。平均计算机辅助设计在秦山核电站报道由曹(31日和刘33),即。,0.332 and 0.53 mSv, respectively, are also comparable to the investigation results of this study.

执行统计分析说明基于季度的时间趋势计算机辅助设计30个监测站的数据在2014 - 2021年(如所示表6),结果表明,Z= 0.943,Z_0.975= 1.960,因此|Z| <Z_0.975。这表明不存在单调趋势计算机辅助设计和环境辐射研究区域2014 - 2021年期间一直在背景水平。

平均计算机辅助设计之前(2014 - 2017)和之后(2018 - 2021)的操作SNPP为0.319±0.046毫西弗,0.431±0.089 mSv(见表7),分别。在统计分析比较季度和年度累计剂量SNPP之前和之后运行,P值均> 0.05,表明之间无显著差异计算机辅助设计之前和之后SNPP操作。

3.3。年龄相关性的年有效剂量和过剩的风险

评估潜在的人类健康饮用水中放射性的影响区域的研究中,年龄相关性AED_我和呃_我计算和总结表8。结果表明,水的摄入引起的年有效剂量的居民在三门县范围从3.30×10⁻⁴1.04×10毫西弗/ y⁻²毫西弗/ y,低于0.1毫西弗/ y的指导价值建议¹³。因此,消费的饮用水SNPP不会造成辐射当地公共风险。这项研究的结果通常是与先前的研究一致在秦山核电站,在那里AED值的范围从3.9×10⁻⁴9.3×10毫西弗/ y⁻³毫西弗/ y。的AED_我值获得的这项工作是低于在其他国家的一些研究,如成人0.0209 ~ 2.118毫西弗在尼日利亚尼日尔三角洲西部(34),0.12±0.08毫西弗,0.07±0.05 mSv成人和儿童的首都Ekiti州,尼日利亚(35成人在约旦)和0.89毫西弗(36)。

基于相同的放射性浓度的饮用水来自同一地区,年龄分布模式AED_我位于不同的饮水摄入和转换因素不同的年龄群体。最低的AED_我在孩子1 - 2岁,平均0.40×10的价值吗⁻³毫西弗/ y,主要是由于饮水摄入量最低的这个年龄段。随着年龄的增加,饮用水摄入逐渐增加,因此增加AED_我。最高的AED_我5.65 mSv / y组15岁被发现,主要是因为有效剂量转换因子达到1.5×10的最大⁻³毫西弗/ Bq这组。相应的呃_我的AED_我范围从0.16×10吗⁻⁵2.25×10⁻⁵,并演示了相同的年龄分布模式AED_我。所有的获得呃_我值在这个工作远低于世界卫生组织推荐的阈值水平(3.99×10⁻⁴)(22)。

评估环境辐射对人类健康的潜在影响,年龄相关性AED_e和呃_e计算和总结表9。获得的平均的AED_e范围从21.1×10⁻³47.5×10毫西弗/ y⁻³毫西弗/ y。在18岁以下的儿童中,组2 - 3岁儿童花最长时间户外活动,因此最高的平均水平AED_e值(46.8×10⁻³毫西弗/ y)是观察在这一组。随着年龄增长,儿童的平均每日户外活动时间不断减少,因此,AED_e价值也降低了。平均AED人均来自地面辐射(户外和室内)是0.48毫西弗,估计由联合国核辐射效应科学委员会。因此,AED_e贡献边际比例地面总辐射剂量。平均呃_e值在9.1×10的范围⁻⁵~ 18.9×10⁻⁵,显示相同的年龄分布模式AED_e。

3.4。癌症发病率SNPP附近的

3.4.1。所有癌症发病率的总和

所示表10为所有癌症的总和,总共815新病例SNPP周围的居民从2014年到2021年,与原油的发病率428.22/100000,分别包括438.73/100000的男性和416.68/100000的女性。这符合居民生活在秦山核电站的发病率(31日)。两性的ASIRC从378.80/100000到498.04/100000,和两性的ASIRW从247.08/100000到302.80/100000不等。这些值似乎略高于所有癌症的发病率结合浙江省(ASIRC: 229.76/100000;ASIRW: 220.96/10000) (37),这可能与当地居民的饮食习惯。一般来说,所有癌症的发病率相结合对周围的居民SNPP稳定在研究期间(2014 - 2021),略微向上趋势观察雌性(ASIRC: APC = 2.8%;ASIRW: APC = 2.5%)。

3.4.2。对辐射敏感的癌症发病率

白血病的早期研究显示增加利率和甲状腺癌在附近的居民从正常操作或事故,如德国NPP和附近的人在美国三哩岛核电站(38,39)。在这项研究中,我们发现总共有392新的白血病病例报告为SNPP周围的居民从2014年到2021年,与原油的发病率11.03/100000,8.59/100000的ASIRC和ASIRW 8.91/100000,(见表11)。白血病的ASIRC稳定与APC的0.2%(同期95%CI:−6.8%到7.7%),并将其保持在同一水平,从2010年到2014年浙江省(ASIRC: 5.26/100000;ASIRW: 5.60/100000) (40)。

共有1642名新的甲状腺癌病例被报道为SNPP周围的居民在2014 - 2021年,原油发病率为46.20/100000,ASIRC的37.14/100000,32.68/100000的ASIRW。这些值略高于中国的发病率(ASIRC: 12.05/100000;ASIRW: 10.44/10000) (41),显示出轻微的上升趋势(ASIRC: APC = 5.9%;ASIRW: APC = 5.3%),这是符合观察中国和其他国家(42- - - - - -46)。有许多因素导致甲状腺癌发病率的增加,如电离辐射、碘摄入量,雌性激素,身体质量指数(BMI) (47)。也可能与甲状腺的可用性和改善成像检查技术(47,48),甚至可能反映了“过度诊断”通过增加使用新的成像技术(49,50),从而增加甲状腺癌病例的检测。然而,甲状腺癌的发病率的增加率三门县的居民从2014年到2021年浙江省小于相关数据报告(48)(APC = 28.62%)和在中国全国范围内(APC = 12.4%) (51),目前发病率是可控的。

核电站周围的辐射对居民健康的影响需要通过长时间的观察。由于SNPP操作时间短,目前的调查结果并没有显示任何影响核电站周围居民的健康。环境和人类健康的辐射安全的周边地区SNPP担保在过去的几年中,与先进SNPP AP1000技术的成功应用。我们承认,目前的研究可能不使我们能够识别和量化的优点AP1000技术在辐射防护方面,例如,可能减少放射性释放在操作相比,传统的核电技术。持续监测公共卫生状态和进一步调查的一些特定的放射性核素的时空分布(如裂变产物)的周边环境SNPP需要填补知识空白。

4所示。结论

本研究调查了饮用水的辐射水平,背景辐射在周围的环境中,周围居民和癌症发病率地位SNPP从2014年到2021年。结果表明,放射性浓度的恶心α和总β在所有类型的饮用水被那些低于推荐值,测量周围环境累积剂量都是在背景水平。统计分析表明无论是单调变化趋势在2014 - 2021年,统计差异之前和之后的操作也不是SNPP总值饮用水α和总β放射性和周围环境积累。三门县居民的癌症发生率略高于在其他领域,虽然它一直相对稳定,所有癌症和白血病癌症在此期间2014 - 2021。当前综合结果表明,操作SNPP迄今为止没有明显的辐射对周围的环境和公众健康的影响,但在未来仍然需要继续监测。

数据可用性声明

最初的贡献提出了研究中都包含在本文/辅料,可以针对相应的作者进一步询问。

道德声明

这些研究涉及人类受试者的伦理委员会审查和批准浙江省疾病预防控制中心。书面知情同意参加本研究参与者提供的法定监护人/近亲。

作者的贡献

手稿写作和手稿的最终批准:人力资源和YC。手稿写:ZW, SY。最终批准的手稿:赫兹和XL。收集和检测:PW, LZ, DZ,詹,ZL。组织协调:MZ, YZ、ZX。所有作者已阅读及同意发布版本的手稿。

资金

这项研究是由浙江省基金会公益研究项目(没有。LGC21H260001)、浙江卫生科技计划(号。2019 ky353 2021 ky613 2022 rc120 2022 ky130 ky132 2022和2023 ky643),和项目浙江南部的放射医学研究所和核技术(zfy - 2021 k - 003号zfy - 2022 k - 001 k和zfy - 2022 - 006)。

的利益冲突

作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

出版商的注意

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