用于监测婴幼儿和成人配方奶粉中放射性的放射性测量与统计多变量方法：公共卫生与食品安全的案例

《Food Control》：Radiometric and Statistical Multivariate for Surveillance Radioactivity in Infant and Adult Powdered Milk: Case of Public Health and Food Safety

本研究对沙特阿拉伯商用婴儿配方奶粉和成人全脂奶粉中天然放射性核素铀-226、钍-232和钾-40进行了系统分析，采用NaI(Tl)伽马能谱法检测，结果显示成人奶粉的活度浓度显著高于婴儿配方奶粉（p<0.05），但均远低于国际安全限值，年有效剂量和ELCR可忽略不计，证实当前消费模式下产品无辐射健康风险，为食品安全监管提供依据。

　　

作者：Entesar H. EL-Araby、Amel Azazi、Doaa H. Shabaan、Yassir A. Baqir、Rym Hassani、Mohamed Mitwalli 所属机构：沙特阿拉伯贾赞大学（Jazan University）理学院物理科学系物理分会，贾赞 45142

摘要

乳制品中天然存在的放射性核素可能成为内部辐射暴露的途径，尤其是对婴儿等脆弱人群而言。本研究全面分析了沙特阿拉伯市场上销售的婴儿配方奶粉和成人奶粉中的天然放射性核素含量。研究采用NaI(Tl)探测器进行伽马能谱测量，并结合了统计学和辐射风险分析。结果显示，成人奶粉中的²²⁶Ra、²³²Th、⁴⁰K放射性核素浓度显著高于婴儿配方奶粉（p < 0.05）；不过所有测量值均远低于国际安全标准。根据膳食摄入量估算的年有效剂量和终生癌症风险（ELCR）对两组消费者来说均可忽略不计，因为其放射性核素浓度至少比世界卫生组织（WHO）和国际原子能机构（IAEA）推荐的参考水平低一个数量级。对样本间变异性的统计评估增强了暴露评估的可靠性，证实了这些产品的食用不会带来显著的辐射影响。这些发现表明，在当前的消费模式下，沙特阿拉伯市面上的奶粉产品不会对消费者健康构成辐射风险。本研究为食品安全监管和法规遵从性提供了重要基础数据，进一步强调了定期监测乳制品以保护公众健康（尤其是婴儿健康）的必要性。

引言

食品（尤其是牛奶）中天然放射性的评估是环境健康研究的关键组成部分。食物摄入是人体内部暴露于天然放射性核素的主要途径之一[UNSCEAR, 2020]。对于婴儿而言，这一问题尤为严重，因为他们正在发育的组织和较高的代谢活动使他们对电离辐射的生物效应更为敏感[ICRP, 2023]。无论是直接饮用还是通过婴儿配方奶粉摄入，牛奶都是重要的营养来源，同时也可能成为²²⁶Ra、²³²Th、⁴⁰K等放射性核素从环境进入人体的途径。 多项国际研究已证实多种乳制品中存在天然放射性核素，这凸显了定期进行辐射监测的必要性。总体而言，尽管检测到的²²⁶Ra、²³²Th、⁴⁰K等放射性核素的浓度通常较低，但⁴⁰K通常是各类乳制品中内部辐射剂量的主要来源[Piyanart et al., 2024]。南亚、西非和欧洲某些地区的研究表明，这些放射性核素在原奶、超高温处理（UHT）牛奶及奶粉中均存在可测量的浓度。然而，所有报告的年有效剂量均处于全球公认的安全范围内。这些发现表明，乳制品通常不会带来显著的辐射风险。但由于婴儿等高风险人群的摄入量较高，持续监测（尤其是婴儿配方奶粉）至关重要[Djicknack et al., 2024; Mitwalli et al., 2023]。在沙特阿拉伯，由于该国复杂的地质条件和对国内外乳制品的依赖，这一问题更加突出。中东和阿拉伯半岛的相关研究已初步揭示了奶粉中的放射性核素水平，表明其剂量处于可接受范围内，但仍需在不同人群和产品类别中进行更广泛的研究[Ahmed et al., 2023]。目前，关于婴儿和成人奶粉的国家级研究较为有限，导致信息不足。本研究旨在全面评估沙特阿拉伯市场上销售的婴儿配方奶粉（适用于6个月以下婴儿）和成人奶粉中²²⁶Ra、²³²Th、⁴⁰K等放射性核素的浓度。 本研究采用高灵敏度伽马闪烁检测方法来评估吸收剂量、年有效剂量及各种辐射指标，以确定潜在的健康影响。结果经过仔细分析，并与WHO、IAEA和UNSCEAR推荐的安全标准进行了比较。计算出的镭当量活性（Ra_eq）值均在推荐的安全范围内（Ra_eq ≤ 370 Bq/kg），从而确保了消费者的安全。通过建立沙特阿拉伯乳制品中放射性浓度的最新基准数据，本研究为国家食品安全机构提供了重要依据，并有助于完善食品辐射监测的相关数据库。本研究强调了定期评估和有针对性的监管监督的必要性，以保障消费者（尤其是婴儿）的安全。

采样

本研究从沙特阿拉伯的主要零售市场收集了18份牛奶样本，包括10份婴儿配方奶粉和8份成人全脂奶粉。样本的选择基于产品类型而非品牌，因为本研究并非旨在进行品牌间的比较。婴儿配方奶粉专为6个月以下的婴儿设计，以确保对这一敏感群体的分析准确性。表1列出了样本代码。

放射性浓度

研究人员使用伽马能谱法系统地检测了来自沙特阿拉伯不同市场的成人及婴儿专用奶粉样本的放射性安全性。结果显示，同一类别样本之间的放射性核素浓度存在差异，这可能受原材料来源、加工方法及生产过程中矿物成分的影响。

结论

本研究提供了关于婴儿和成人乳制品辐射特性的重要证据，强调了其科学和社会经济意义。成人及婴儿奶粉中的²²⁶Ra、⁴⁰K、Ra_eq放射性核素浓度在各自的可疑范围内相当。虽然²³²Th在各组间的变化较小，但大多数放射性核素的组间差异显著。重要的是，所有放射性核素的浓度均符合安全标准。

局限性与未来研究方向

本研究存在一些局限性。尽管样本代表了沙特阿拉伯市场上的实际产品，但制造商未提供关于原料产地和生产工艺的信息，从而限制了我们将放射性核素浓度与环境来源或生产过程联系起来的能力。此外，本研究未评估放射性核素的生物利用度或人体内的吸收率。

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突，所有作者均同意发表本文。

出版同意声明

不适用

伦理与参与声明

不适用

临床试验

不适用

作者贡献声明

- Entesar H. EL-Araby：撰写初稿、数据可视化、项目监督、软件使用、研究设计、数据管理。 - Amel Azazi：撰写初稿、研究方法制定、资金筹措、概念构思。 - Yassir A. Baqir：项目监督、软件使用、项目管理、研究方法制定、数据分析、数据管理、概念构思。 - Mohamed S. Mitwalli：撰写修订稿、撰写初稿、项目监督、资源协调、研究方法制定、数据分析。

未引用文献

EL-Araby et al., 2025; Pervin et al., 2024; Saleh et al., 2024; WHO and World Health Organization, 2009; WHO and World Health Organization, 2017.

数据获取

本研究的所有结果均包含在已发表的文章中。分析的数据集可免费获取，如需获取请通过正式途径联系作者。

资金声明

作者声明未接受任何资助。

利益冲突声明

作者声明没有可能影响本文研究的已知财务利益或个人关系。

致谢

作者感谢沙特阿拉伯贾赞大学研究生院和科学研究部（Project number JU-20250251-DGSSR-RP-2025）提供的资助。