CN108073730A - 动物产品中氚浓度的估算方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于放射物质影响评价技术领域，涉及动物产品中氚浓度的估算方法。所述的方法使用比活度模型来进行估算，对动物产品中的HTO浓度和OBT浓度分别建立模型评价，所述的HTO浓度的模型评价中假设动物中HTO的浓度等于其不同来源供应的水源中平均氚的浓度的权重，并假设通过饲料、饮用水、呼吸和皮肤吸收对动物体水分贡献的相对重要性是一致的；所述的OBT浓度的模型评价中假设动物产品有机物质燃烧水中氚的比活度等于动物产品游离态水中氚的比活度。本发明的方法通过更准确的对气态氚长期释放后不同环境介质中氚的浓度和相应的食入剂量进行预测和评价，使动物产品中氚浓度的估算更加科学、准确。
Description
技术领域
本发明属于放射物质影响评价技术领域，涉及动物产品中氚浓度的估算方法。
背景技术
气态氚在大气环境中可能有如下形态：HTO(氚化水)、HT(氚化氢)和OBT(有机氚)。HTO释放到大气中后，一部分被植物通过光合作用吸收到植物体内，然后通过新陈代谢积累下来，形成组织自由水氚(TFWT)和植物体中有机氚(OBT)，然后通过食物链进入动物和人体内；一部分以干沉积或湿沉积的形式进入土壤，被植物通过根部吸收转化为TFWT和OBT，又通过蒸腾作用重新返回大气，进入土壤的HTO另一部分随着土壤水扩散并进入更深的土壤层对地下水造成污染，剩余部分通过蒸发直接从土壤表面从新释放回大气。动物通过摄取含氚污染的食物后也可以通过新陈代谢过程把HTO转化成OBT。所以氚进入生态环境中参与自然界水的循环，可被生物圈中的一切有机体摄取，并且进入人体后就会参与人体组织的代谢，部分氚会长期停留在细胞中危害人体健康。
为了评价长期释放的气态氚对人和环境造成的影响，了解气态氚释放后在环境介质中的迁移转化行为，并对它们的行踪加以掌握和控制，必须了解气态氚在事故释放后在不同动物及动物产品中的迁移转化行为。
目前，我国在进行核设施气态氚长期释放的影响评价中对氚的评价通常采用的是比活度模型，但该方法对氚的化学形态没有明确区分。
发明内容
本发明的目的是提供动物产品中氚浓度的估算方法，以解决现有技术动物产品中氚浓度估算时未对氚的化学形态进行明确区分，从而造成估算结果不科学、不准确的技术问题。
为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供动物产品中氚浓度的估算方法，其使用比活度模型来进行估算，对动物产品中的HTO浓度和OBT浓度分别建立模型评价，
所述的HTO浓度的模型评价中假设动物中HTO的浓度等于其不同来源供应的水源中平均氚的浓度的权重，并假设通过饲料、饮用水、呼吸和皮肤吸收对动物体水分贡献的相对重要性是一致的；
所述的OBT浓度的模型评价中假设动物产品有机物质燃烧水中氚的比活度等于动物产品游离态水中氚的比活度。
在一种优选的实施方案中，本发明提供动物产品中氚浓度的估算方法，其中所述的水源包括饲料、饮用水、呼吸和皮肤吸收。
在一种优选的实施方案中，本发明提供动物产品中氚浓度的估算方法，其中所述的OBT浓度的模型评价中动物中有机物质中的燃烧水可以通过动物中平均干物质质量与相应的水当量因子获得。
在一种优选的实施方案中，本发明提供动物产品中氚浓度的估算方法，其中所述的HTO浓度的模型评价中建立的HTO浓度的估算方程如下式(I)所示，
式(I)中，Cap-HTO为动物产品中HTO的浓度(Bq/kg)；Fwf-ap为动物产品的含水量(kg/kg)；Cfpp-HTO为f类动物饲料的HTO浓度(Bq/kg)；Cfpp-OBT为f类动物饲料的OBT浓度(Bq/kg)；Qfp为动物每天食入f类饲料的量(kg/d)；dfp为每天食入的f类饲料中被污染的份额；Cw为动物饮水中氚的浓度(Bq/L)(可假设Cw＝0.1Cam)；Qw为动物每天的饮水量(L/d)；Iinha为动物每天的呼吸量(m3/d)；H为空气的绝对湿度(kg/m3)；Caw为空气湿度中氚的浓度(Bq/kg)；Fwf-fpp为f类动物饲料中的含水量。
在一种优选的实施方案中，本发明提供动物产品中氚浓度的估算方法，其中Fwf-ap的取值范围为0-1。
在一种优选的实施方案中，本发明提供动物产品中氚浓度的估算方法，其中dfp的取值范围为0-1。
在一种优选的实施方案中，本发明提供动物产品中氚浓度的估算方法，其中Fwf-fpp的取值范围为0-1。
在一种优选的实施方案中，本发明提供动物产品中氚浓度的估算方法，其中所述的OBT浓度的模型评价中建立的OBT浓度的估算方程如下式(II)所示，
式(II)中，Cap-OBT为动物产品中OBT的浓度(Bq/kg)；Fdm-ap为动物产品中平均干物质重量(kg/kg)；Weq-ap为动物产品中有机物质水当量因子(L/kg)。
在一种优选的实施方案中，本发明提供动物产品中氚浓度的估算方法，其中Fdm-ap的取值范围为0-1。
在一种优选的实施方案中，本发明提供动物产品中氚浓度的估算方法，其中Weq-ap的取值范围为0-1。
本发明的方法通过更准确的对气态氚长期释放后不同环境介质中氚的浓度和相应的食入剂量进行预测和评价，使动物产品中氚浓度的估算更加科学、准确。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式作出进一步的说明。
氚向动物迁移的情况比较复杂，因为动物对氚的摄入可以是以HTO的形式(饮用水或食物)，也可以是OBT的形式(食物)，或者是以HTO和HT呼吸吸入，HTO也可以通过皮肤吸收进入体内。动物食入污染的植物后将通过新陈代谢把OBT分解来维持自身的生长或繁殖所需。气态氚长期释放的情况下环境中氚的浓度一般使用比活度模型来估算，这个方法假设在所有环境库室中3H/1H的值是相同的。
本发明在比活度原理的基础上，根据动物对饲料的消耗情况考虑动物产品中水分不同源项的平均权重来估算动物产品中HTO和OBT的浓度。
(1)动物产品中HTO浓度的评价模型
气态氚长期释放情况下动物中氚的浓度一般使用比活度模型来估算，因为动物摄入食物和水后，食物和水中T/H的值仍然保持在动物体内，所以比活度的原理仍然能应用于动物上。一些试验研究表明，在平衡状态下，所研究动物大部分器官中有机物质的含氚浓度与水中氚浓度的比值基本上等于1，所以对于动物产品中氚浓度的估算可以应用比活度模型来进行。
由于植物中HTO和OBT向动物HTO和OBT迁移转化的试验研究很少，很难评价植物中HTO和OBT向动物HTO和OBT迁移转化，所以可以合理的假设动物中HTO的浓度等于其不同来源供应的水中平均氚的浓度的权重。这些水源包括饲料(植物水和消化饲料中有机分子产生的水)、饮用水、呼吸和皮肤吸收。虽然不同地区不同动物的食谱不同，但可以假设通过饲料、饮用水、呼吸和皮肤吸收对动物体水分贡献的相对重要性是一致的。对于牛奶和鸡蛋中氚浓度的计算时，假设相应饲料、饮用水及呼吸量的参数采用奶牛和母鸡的参数，但计算这两种产品中HTO和OBT的浓度时分别用牛奶和鸡蛋相应的参数值。
计算动物产品中HTO浓度的方程为：
式中，Cap-HTO为动物产品中HTO的浓度(Bq/kg)；Fwf-ap为动物产品的含水量(kg/kg)；Cfpp-HTO为f类动物饲料的HTO浓度(Bq/kg)；Cfpp-OBT为f类动物饲料的OBT浓度(Bq/kg)；Qfp为动物每天食入f类饲料的量(kg/d)；dfp为每天食入的f类饲料中被污染的份额；Cw为动物饮水中氚的浓度(Bq/L)(这里假设Cw＝0.1Cam)；Qw为动物每天的饮水量(L/d)；Iinha为动物每天的呼吸量(m3/d)；H为空气的绝对湿度(kg/m3)；Caw为空气湿度中氚的浓度(Bq/kg)；Fwf-fpp为f类动物饲料中的含水量。
(2)动物产品中OBT浓度的评价模型
与植物不同，对于动物有机物质来说没有同位素甄别效应，研究表明动物有机物质中氚的浓度与大部分组织水中氚浓度的比值等于1。所以估算动物产品中OBT的浓度时，假定动物产品有机物质燃烧水中氚的比活度等于动物产品游离态水中氚的比活度，动物产品有机物质中的燃烧水可以通过动物产品中平均干物质质量与相应的水当量因子获得。所以计算动物产品中OBT浓度的方程为：
式中，Cap-OBT为动物产品中OBT的浓度(Bq/kg)；Fdm-ap为动物产品中平均干物质重量(kg/kg)；Weq-ap为动物产品中有机物质水当量因子(L/kg)。
(3)模型所用到的具体参数推荐值
表1 动物饲料摄取量、饮水量和呼吸量
*表中部分参数的确定依据计成编著的《动物营养学》。
表2 动物产品的相关参数
*动物产品中水当量因子计算所需数据取自《中国食物成分表》(2002版)。
表3 动物饲料参数
注：[1]—《中国饲用植物志》(第一卷)；
[2]—《牧草栽培学》；
[3]—《农作物秸秆饲料加工与应用》(修订版)；
[4]—《中国食物成分表》(2002版)。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。上述实施例或实施方式只是对本发明的举例说明，本发明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式实施，而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由附加的权利要求说明，任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本发明的范围内。
Claims (10)
1.动物产品中氚浓度的估算方法，其使用比活度模型来进行估算，其特征在于：该方法对动物产品中的HTO浓度和OBT浓度分别建立模型评价，
所述的HTO浓度的模型评价中假设动物中HTO的浓度等于其不同来源供应的水源中平均氚的浓度的权重，并假设通过饲料、饮用水、呼吸和皮肤吸收对动物体水分贡献的相对重要性是一致的；
所述的OBT浓度的模型评价中假设动物产品有机物质燃烧水中氚的比活度等于动物产品游离态水中氚的比活度。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的水源包括饲料、饮用水、呼吸和皮肤吸收。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的OBT浓度的模型评价中动物中有机物质中的燃烧水可以通过动物中平均干物质质量与相应的水当量因子获得。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的HTO浓度的模型评价中建立的HTO浓度的估算方程如下式(I)所示，
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式(I)中，Cap-HTO为动物产品中HTO的浓度；Fwf-ap为动物产品的含水量；Cfpp-HTO为f类动物饲料的HTO浓度；Cfpp-OBT为f类动物饲料的OBT浓度；Qfp为动物每天食入f类饲料的量；dfp为每天食入的f类饲料中被污染的份额；Cw为动物饮水中氚的浓度；Qw为动物每天的饮水量；Iinha为动物每天的呼吸量；H为空气的绝对湿度；Caw为空气湿度中氚的浓度；Fwf-fpp为f类动物饲料中的含水量。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：Fwf-ap的取值范围为0-1。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：dfp的取值范围为0-1。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于：Fwf-fpp的取值范围为0-1。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的OBT浓度的模型评价中建立的OBT浓度的估算方程如下式(II)所示，
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式(II)中，Cap-OBT为动物产品中OBT的浓度；Fdm-ap为动物产品中平均干物质重量；Weq-ap为动物产品中有机物质水当量因子。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：Fdm-ap的取值范围为0-1。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：Weq-ap的取值范围为0-1。
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