《Journal of Environmental Radioactivity》：Reliability assessment of 90Sr measurements in aqueous solution in Italy: Insights from ILC-1
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Sr-90测定面临低活度、复杂前处理和干扰等问题，本研究通过2022年意大利34家实验室参与的ILC-1项目，采用放射性化学方法和液闪计数评估多中心测量的一致性，发现方法差异导致结果离散，需加强不确定性和数据可重复性研究。
Susy Toma | Marco Capogni | Aldo Fazio | Andrea Petrucci | Mauro Capone
意大利罗马ENEA-INMRI国家电离辐射计量研究所
摘要
在水溶液中准确测定90Sr的浓度仍然是环境放射性分析中的一个重要挑战，这主要是由于其低活性水平、复杂的样品制备过程以及潜在的干扰因素。本研究介绍了2022年进行的“放射性核素（伽马发射体+90Sr）在水溶液中的活性”实验室间比对（ILC-1）的结果。该比对是“电离辐射测量可靠性国家计划”的一部分，由意大利国家电离辐射计量研究所（ENEA-INMRI）在意大利企业和意大利制造部（MIMIT）的指导下组织实施，共有34个实验室参与。比对旨在评估伽马和贝塔发射放射性核素测量的准确性、不确定性估计以及可追溯性。90Sr的活性浓度通过放射化学方法进行测量，所有结果都与ENEA-INMRI提供的国家一级标准进行了比对。对参与者表现的评估包括了使用En统计估计器和百分比偏差指标。研究结果揭示了测量结果的变异性，反映了方法上的差异，并指出了不确定性估计和数据重复性方面的关键问题。这项多实验室研究为改进质量保证措施和支持更可靠的环境监测中的90Sr测量提供了重要依据。
引言
生态系统的放射性污染是一个严重的环境问题，对野生动物和人类健康构成威胁。确保电离辐射的可靠量化被国际上视为其负责任使用和防范辐射风险的关键前提。
由于电离辐射在环境监测、医学、工业、核能和科学应用中的重要性，测定水溶液中的放射性核素浓度已被纳入由ENEA-INMRI协调的“电离辐射测量可靠性国家计划”中。
在此框架下，ILC-1研究主要（但不仅限于）针对环境关注的放射性核素的活性浓度测量，采用伽马光谱法检测和量化伽马发射放射性核素，以及放射化学方法量化90Sr。所选的活动浓度水平对应于环境监测实践中常见的水平。
来自90Sr数据的考虑进一步推动了深入研究，强调了这些测量在可追溯性和方法改进方面的更广泛意义。
90Sr是最危险的人造同位素之一，其产生源于人类活动，如大气核试验（20世纪50-80年代）、核燃料再处理、反应堆运行和放射性废物管理，以及核武器爆炸和核事故（美国环境保护署，2023年）；90Sr可以释放到环境中，并随着食物链的传递而在人体内积累。人类接触90Sr主要通过摄入受污染的食物和水（Pathak和Gupta，2020年；《锶的环境行为》，2010年）。
由于90Sr与钙（Ca）的分子相似性，它会积聚在骨髓中，并融入骨骼和牙齿等钙化组织中。一旦嵌入骨组织，90Sr会成为持久的内部贝塔辐射源，可能持续数十年。其衰变产物Y也会增加内部剂量（Kim等人，2023年）。辐射危害在造血组织中尤为明显。90Sr暴露会损害骨髓干细胞的DNA，削弱其再生能力，导致长期健康问题。儿童和青少年是最脆弱的群体，因为他们活跃的骨骼生长和重塑过程促进了90Sr的吸收和保留。长期暴露或摄入少量90Sr与急性髓系白血病和其他血液系统恶性肿瘤、骨肉瘤及其他骨癌的风险增加有关，还可能导致再生障碍性贫血和相关血液疾病以及局部受辐射组织的基因改变（Musilli等人，2017年）。
90Sr
还可能在沉积物和水生生物体内积累，导致生态影响和生物累积风险。它在土壤和地下水中的流动性导致了广泛的持续污染（Zhou等人，2025年）。
在意大利和欧洲，环境放射性监测计划包括在疑似污染情况下（欧盟委员会，2025年）以及非饮用水（如地下水、地表水和工业废水）中特异性测量90Sr，特别是在环境监测和污染事件背景下。此类监测对于评估总指示剂量和减轻间接风险至关重要。在欧洲，基准由指令（2013）/59/Euratom设定，该指令规定了保护公众健康免受电离辐射危害的要求。在意大利的监管框架中，第101/2020号立法法令实施了指令2013/59/Euratom（欧盟理事会，2014年）。
对于非饮用水，行动水平和检测阈值通常基于辐射防护指南或特定场所的风险评估，而不是固定的监管限制；虽然没有设定具体的参数值，但对90Sr等放射性核素的环境监测是为了评估潜在污染，并有助于评估总指示剂量（ID），该剂量不得超过0.10 mSv/年（意大利，2020年）。
最近的监管发展和协调努力强调了采用高灵敏度分析方法的重要性，这些方法对于检测极低浓度的90Sr至关重要。其中，液体闪烁计数和使用选择性树脂的放射化学分离是最广泛应用的技术。
意大利环境保护与研究研究所（ISPRA）提供了环境放射性监测的技术指南和手册，包括测量90Sr等放射性核素的标准化方法（https://www.isprambiente.gov.it/it/pubblicazioni/manuali-e-linee-guida/copy_of_linee-guida-per-il-monitoraggio-della-radioattivita）。RESORAD是ISPRA管理的国家网络，负责协调实验室和监测站对环境基质中90Sr的统一检测。
为了提高电离辐射评估的测量可靠性和计量可追溯性，ENEA-INMRI（意大利国家电离辐射计量研究所）根据第273/91号法律被指定为国家级计量研究所，启动了一个基于实验室间比对（ILCs）的国家计划。该计划由意大利企业和意大利制造部（MiMIT）资助，旨在支持与消费者健康和安全直接相关的举措。ILCs按照ISO 17043:2010标准进行（INMRI-ENEA，2022年；Migliorisi等人，2025年），涉及多个机构，包括环境机构、大学和私人实验室。
ENEA-INMRI组织的ILC-1比对的测量对象是包含在认证参考物质（CRM）中的伽马发射放射性核素和90Sr的活性浓度，该参考物质是一种添加了伽马发射放射性核素和90Sr的水溶液（国际标准化组织，2022年）。
CRM的组成被公开，但放射性核素的种类被保密以模拟盲测。参与者识别放射性核素并报告活性浓度，以评估准确性、量化不确定性并制定纠正策略，从而加强国家环境放射性监测。
共有34个意大利实验室参与了ILC-1，任务是识别CRM中存在的所有放射性核素并确定测量对象的值。
这项研究源于分析实验室在测定90Sr时遇到的共同困难，并旨在比较实验室数据，同时研究报告结果的变异性和分散性。
材料与方法
测量水样中的90Sr（一种纯贝塔发射体）存在分析挑战。需要复杂的放射化学方法，例如分离Y并使用贝塔计数或液体闪烁技术进行评估。在90Sr样品中，90Sr的量通常非常微小，需要非常灵敏的检测技术来应对低浓度水平。
可靠的量化通常需要等待与Y（90Sr的放射性衰变产物）达到平衡，这会导致处理时间延长。
数据分析和结果
对提交的90Sr质量活性数据进行了分析和评估，使用了经典和稳健的指标，并分为以下几部分进行。
在累积分布分析中，将有序的测量值与其累积概率进行对比，以评估报告的活性浓度分布。图2中的曲线直观展示了实验室之间的变异性。
结论
关于90Sr的实验室间比对显示了14个有效的数据集，整体表现良好，但与参与者的总数相比仍存在局限性。这突显了90Sr测定的分析挑战，并强调了加强计量能力以确保更广泛可靠性的必要性。
残差分析表明，大多数数据遵循近似高斯分布，尽管尾部的偏差表明存在异常值。
CRediT作者贡献声明
Susy Toma： 数据整理。Marco Capogni： 研究。Aldo Fazio： 方法论。Andrea Petrucci： 研究。Mauro Capone： 概念构思。
利益冲突声明
作者声明以下可能被视为潜在利益冲突的财务利益/个人关系：ENEA-Inmri（意大利国家电离辐射计量研究所）报告称得到了意大利企业和意大利制造部（Mimit，前身为MiSe）的财务支持。如果还有其他作者，他们声明没有已知的财务利益或个人关系可能影响本文所述的工作。
