综述：乳品中的放射性核素：全球系统评价、荟萃分析与概率性人群风险评估

《Food Science & Nutrition》：Radionuclides in Milk: A Global Systematic Review and Meta-Analysis and Probabilistic Human Risk Assessment

　　

本研究依据PRISMA指南，对全球范围内乳品中铯-137（137Cs）、铯-134（134Cs）、碘-131（131I）、铅-210（210Pb）及钾-40（40K）的放射性核素浓度进行了系统评价与荟萃分析，并开展人群健康风险评估。研究人员采用随机效应模型估算合并放射性核素浓度，同时运用蒙特卡洛模拟（Monte Carlo Simulation, MCS）模型计算超额终生癌症风险（Excess Lifetime Cancer Risk, ELCR）以评估致癌效应。通过对Scopus、PubMed、Embase及Web of Science数据库的全面检索，最终纳入66篇文献（含200份数据报告，覆盖2000–2025年32个国家乳样）。全球合并平均浓度（Bq/L）排序为：40K（57.494）＞137Cs（0.904）＞131I（0.301）＞210Pb（0.136）＞134Cs（0.032）。极端浓度值见于英国（137Cs：288.000）、叙利亚（131I：76.000；40K：243.500）及印度（210Pb：1.080），而马里（137Cs：0.003）与阿尔及利亚（40K：2.349）浓度最低。概率性人群健康风险评估显示，成人经乳品摄入137Cs的平均癌症风险（Cancer Risk, CR）在英国、奥地利、韩国、塞尔维亚、捷克、德国、哈萨克斯坦及冰岛超过可接受限值（1×10-4）；134Cs的CR在芬兰与法国均低于限值；40K的CR在西班牙、叙利亚、孟加拉国、马里、伊拉克、新加坡、泰国、日本、意大利及土耳其超过限值；131I的CR在叙利亚、罗马尼亚、希腊及西班牙超过限值；210Pb的CR在突尼斯、斯洛文尼亚、印度、捷克、意大利及叙利亚超过限值。上述差异反映了环境污染程度、核遗产及监管标准的不同。研究结果强调需在高风险区域实施严格监测，并推动优化农业生产实践与食品安全政策，以降低乳品消费带来的放射性核素暴露。

1 引言

电离辐射源于地球天然放射性物质及宇宙辐射，是人类生存环境的重要组成部分。铀-238（²³⁸U）、钍-232（²³²Th）及其衰变产物、钾-40（⁴⁰K）是天然辐射的主要来源；铯-137（¹³⁷Cs）则通过核试验与核事故进入环境，食物与饮水是人体暴露的主要途径。放射性物质进入人体后可穿透组织，造成细胞不可逆损伤、致癌风险升高及细胞死亡。长期暴露于超过100 rem辐射的人群主要面临致癌与肿瘤诱发风险，超过10 rem暴露者的终生癌症死亡风险增加0.8%。其他辐射效应还包括遗传损伤、白内障及生殖能力下降。乳及乳制品富含碳水化合物、蛋白质、维生素、脂肪及矿物质，是全球膳食的重要组成，也是婴幼儿的主要营养来源，广泛用作冰淇淋、蛋糕等食品的原料。鉴于其普遍消费特性，乳品成为放射性核素从环境进入人体的重要途径。奶牛摄入受污染的饲料与水后，放射性核素可直接转移至乳中。欧盟规定乳及乳制品中¹³⁷Cs的最大限值为370 Bq/kg，其他食品为600 Bq/kg。尽管已有大量关于乳品中¹³⁷Cs、¹³⁴Cs、¹³¹I、²¹⁰Pb、⁴⁰K的研究，但缺乏系统的荟萃分析与风险评估。因此，本研究旨在开展全球乳品放射性核素浓度的荟萃分析，并评估相关人群健康风险。

2 材料与方法

2.1 检索策略

研究遵循PRISMA指南，检索Web of Science、Scopus、PubMed、Embase数据库中2000年1月至2025年2月发表的研究，并通过Google Scholar补充灰色文献。检索词组合为：（“放射性核素” OR “放射性同位素” OR “铯-137” OR “铯-134” OR “碘-131” OR “铅-210” OR “钾-40”）AND（“乳” OR “乳制品” OR “牛乳” OR “羊乳” OR “母乳”）。初筛基于标题与摘要，全文由两名独立研究者评估，分歧由通讯作者裁定，并通过追溯参考文献补充相关研究。

2.2 研究筛选与数据提取

纳入标准为报告乳品放射性核素浓度的描述性研究、提供定量数据（均值、标准差及/或浓度范围）、可获取英文全文。排除综述、会议摘要、书籍章节、致编辑信及学位论文。提取数据包括国家、样本量、乳品种类、放射性核素类型、平均浓度、标准差、浓度范围及分析方法。原始单位（mBq/L或Bq/kg）统一转换为Bq/L。

2.3 数据荟萃分析

采用随机效应模型按国家分组计算合并放射性核素浓度，使用I²指数评估异质性（I²＞50%表示显著异质性）。统计分析使用Stata 17.0完成。

2.4 人群风险评估

通过公式计算超额终生癌症风险（ELCR）：ELCR = C × IR × RF × ED，其中C为乳品放射性核素浓度（Bq/L），IR为乳品消费量（kg/y），RF为每摄入1 Bq的癌症风险因子（risk/Bq），ED为暴露年限（年）。ELCR＞1×10^-4视为对人体健康存在显著风险。

2.5 蒙特卡洛模拟模型

为处理暴露参数的变异与不确定性，采用蒙特卡洛模拟进行健康风险评估，设置5000次迭代。放射性核素浓度采用对数正态分布建模，乳品消费量采用正态分布建模，以平均癌症风险（CR）作为结果呈现指标。

3 结果与讨论

3.1 乳品中放射性核素浓度

初检获得1355条记录，去重后筛选134篇文献，排除68篇，最终纳入66篇文献（200份数据报告）。各核素全球平均浓度排序为：⁴⁰K（57.49 Bq/L）＞¹³⁷Cs（0.90 Bq/L）＞¹³¹I（0.30 Bq/L）＞²¹⁰Pb（0.14 Bq/L）＞¹³⁴Cs（0.03 Bq/L）。⁴⁰K与¹³⁷Cs浓度较高与其环境迁移性、生物学功能及饲料-乳转移机制有关：钾为生物必需营养素，⁴⁰K是环境钾库的天然组成部分；¹³⁷Cs为人工核素，约13%的摄入铯可转移至乳中，受污染牧草与饮水是主要暴露途径。

¹³⁷Cs浓度最高为英国（288.000 Bq/L），最低为马里（0.003 Bq/L），奥地利（52.466 Bq/L）与韩国（23.000 Bq/L）亦处于较高水平。英国的高浓度与历史核沉降及铯在食物链中的转移有关，奥地利的浓度可追溯至切尔诺贝利事故后的长期残留，韩国则受区域沉降与土壤-植物转移因子影响。马里低浓度可能与限制铯向乳转移的环境条件有关。

¹³⁴Cs最高为美国（0.400 Bq/L），最低为马来西亚（0.007 Bq/L），芬兰（0.240 Bq/L）次之。该分布与核试验场、核电站邻近性及大气沉降模式相关。

¹³¹I浓度差异显著，最高为叙利亚（76.000 Bq/L），最低为英国（0.050 Bq/L），罗马尼亚（3.229 Bq/L）亦较高。这种差异与沉降强度、环境条件及采样时机（¹³¹I半衰期约8天）密切相关。

²¹⁰Pb最高为印度（1.080 Bq/L），最低为新西兰（0.004 Bq/L），突尼斯浓度范围较宽（0.000–1.464 Bq/L）。²¹⁰Pb的变异反映环境污染物、农业实践及工业污染的区域差异。

⁴⁰K最高为叙利亚（243.500 Bq/L），最低为阿尔及利亚（2.349 Bq/L），尼日利亚（188.114 Bq/L）亦较高。⁴⁰K为天然核素，其浓度受土壤组成与施肥影响，通常不构成显著健康危害，但可作为环境钾分布的指示剂。

3.2 人群风险评估

成人¹³⁷Cs的CR超过限值（1×10^-4）的国家包括英国（1.80×10^-2）、奥地利（3.34×10^-3）、韩国（6.84×10^-4）、塞尔维亚（3.79×10^-4）、捷克（3.27×10^-4）、德国（1.22×10^-4）、哈萨克斯坦（1.84×10^-4）及冰岛（8.51×10^-5）。

¹³⁴Cs的CR在芬兰（3.47×10^-5）与法国（3.74×10^-5）均低于限值，无国家超标。

¹³¹I的CR超过限值的国家为叙利亚（1.75×10^-3）、罗马尼亚（3.75×10^-4）、希腊（8.35×10^-5）及西班牙（8.11×10^-5）。儿童甲状腺对¹³¹I更为敏感，叙利亚儿童的暴露风险尤为突出，需紧急采取防护措施。

²¹⁰Pb的CR超过限值的国家包括突尼斯（2.09×10^-3）、斯洛文尼亚（1.23×10^-3）、印度（5.00×10^-4）、捷克（3.19×10^-4）、意大利（3.21×10^-4）及叙利亚（1.32×10^-4），提示印度与突尼斯存在异常污染，需强化监管。

⁴⁰K的CR超过限值的国家为西班牙（3.49×10^-4）、叙利亚（2.31×10^-4）、孟加拉国（2.02×10^-4）、马里（1.89×10^-4）、伊拉克（1.73×10^-4）、新加坡（1.32×10^-4）、泰国（1.25×10^-4）、日本（1.14×10^-4）、意大利（1.07×10^-4）及土耳其（9.11×10^-5）。越南数据虽未列于上述名单，但文中指出其数值超出推荐限值，需进一步验证。

3.3 检测统计方法

151项方法学条目中，γ能谱法占142项（94%），是乳品放射性核素检测的核心技术，因其非破坏性、样品前处理简单且可同时定量多种γ发射体。放射化学分析占6项（4%），用于分离纯β或α发射体（如锶-90），α能谱法（1.3%）与β计数法（0.7%）多为化学分离后的测量步骤。该方法分布体现了高效监测策略：γ能谱法适用于广谱筛查，放射化学方法用于特定核素的深入风险评估。

4 结论

本研究表明乳品放射性核素浓度受环境、农业及历史事件共同影响。¹³⁷Cs与¹³¹I变异最大，分别在英国与叙利亚达到峰值，与核沉降及局部环境密切相关。多国成人的¹³⁷Cs、⁴⁰K、¹³¹I及²¹⁰Pb的CR超过安全限值，仅¹³⁴Cs风险处于可接受范围。结果强调需在核活动或污染历史区域持续监测乳品放射性水平，严格执行食品安全标准，并及时采取防护措施以保障公众健康，尤其保护脆弱人群。