Title

51. Determination of U and Th in Soil and Plants Obtained from High Natural Radiation Area in China Using ICP-MS

Masae Yukawa, Yoshito Watanabe, Yoshikazu Nishimura,Yicao Guo, Yongru Zha Hui-min Lu, Wei Zhang, Luxin Wei and Zufan Tao

Keywords: U, Th, daily dietary intake, high natural radiation, internal dose, annual effective dose


There are high natural radiation areas of China, where the high radiation is caused by 238U, 232Th and their decay products that are present in soil at higher levels than elsewhere. Area inhabitants ingest these nuclides through food grown in the soil. The internal radiation doses of these radionuclides have not been sufficiently evaluated. We collected soil and foods in a high natural radiation area (High Background Radiation Area: HBRA) and a control area (CA) in Guangdong Province of China in summer 1997 and winter 1998, and determined U and Th in the samples using ICP-MS (Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry)

Three hamlets from HBRA and one hamlet from CA were selected as sampling areas, and three families from each hamlet were chosen for this study. We interviewed the heads of the selected families in each hamlet concerning their eating habits to get informa tion about the food consumption of one person in the hamlets. In all hamlets, the major food is rice and the second one is sweet potato. The main vegetable is water spinach in summer and cabbage in winter Soil samples from rice and sweet potato fields, and summer vegetables, cereals and drinking water in each family were collected for the analysis in 1997 Total diet samples and winter vegetables were obtained in 1998 from the same families as the summer1997.

About 2Omg of dried soil was digested with a mixture of ultra-pure nitric acid, hydrogen peroxide and hydrofluoric acid using a microwave digester Elemental concentrations in t.he solution were deter mined by ICP-MS. U and Th in plants were also determined by ICP-IVYS in almost the same way as in soils. Sample weights of dried leaf and rice grain were about 1OOmg and 1g, respectively. In the case of animal food, about 20Omg of the ash were used for ICP-MS analysis to determine U and Th. We checked accuracy and precision of the results by ana lyzing standard reference materials, repeating the analysis and comparing to the results of INAA (Instrumental Neutron Activation Analysis) and spectrometry. The accuracy and precision of ICP MS are good enough for the determination of U and Th in soil and food samples obtained from HBRA and CA.

Table 5 shows the concentrations of U and Th in major plant food and some animal meat with their daily consumption in HBRA and CA. The daily dietary intake of the element shown in the table was calculated by summing up the products of concentra tion of the element in each food and the daily consumption. The effective dose coefficients of 232Th and 238U are given as 0.22Sv/Bq and 0.044 Sv/Bq respectively in ICRP68. The annual effective doses derived from these data are 0.302 p Sv/y for 238U and 1.86 p Sv/y for 232Th in average in HBRA, and 0.0101 p Sv/y for 238U and 0.177Sv/y for 232Th in CA. An earlier study reported that the whole annual effective dose is 2.1 mSv/y in HBRA and 0.68 mSv/ y in CA. The contribution rate of internal dose from these two radionuelides ingested into the human body is approximately 0.l% in HBRA and less than 0.1% in CA.

Table 5. Concentrations of Th and U in in Food Group and Their Daily Intakes

Th Hamlet-1 Concentration(ppb) D.D.I
nicro g
Hamlet-2 Concentration(ppb) D.D.I
nicro g
Hamlet-3 Concentration(ppb) D.D.I
nicro g
Hamlet-CA Concentration(ppb) D.D.I
nicro g
D.C.(g/p/b) Average S.D. D.C.(g/p/b) Average S.D. D.C.(g/p/b) Average S.D. D.C.(g/p/b) Average S.D.
Rice Grain 500 4.12 5.5 2.06 650 2.04 2.35 1.32 750 0.461 0.510 0.346 600 0.255 0.046 0.119
Water Sp. 94.6 11.8 7.7 1.12 500 11 9 5 500 13 3 6.43 200 1.84 1.53 0.483
Cabbage 214       200       500     0.00 300      
Sweet Po. 37.5 0.169   0.00636 200 3.43 5.54 0.685 500     0 68.5 0.386   0.0265
Fish 71.7 0.00400   0.000287 50 0.00400   0.0002 30 0.00400   0.00012 42.9 0.00400   0.000171
Duck   0.0244     3.3 0.0244   8.05E-05 2.20 0.0244   5.37E-05 1.10 0.0244   2.68E-05
Pork(Yang) 75.0 U.D.L..     50 U.D.L.     21.4 U.D.L.       U.D.L.    
Pork(Heng)   U.D.L..       U.D.L.       U.D.L.     33.3 U.D.L.    
Total   3.18   7.29   6.77   0.629

U Hamlet-1 Concentration(ppb) D.D.I
nicro g
Hamlet-2 Concentration(ppb) D.D.I
nicro g
Hamlet-3 Concentration(ppb) D.D.I
nicro g
Hamlet-CA Concentration(ppb) D.D.I
nicro g
D.C.(g/p/b) Average S.D. D.C.(g/p/b) Average S.D. D.C.(g/p/b) Average S.D. D.C.(g/p/b) Average S.D.
Rice Grain 500 0.291 0.194 0.145 650 0.662 0.7900 0.430 750 0.115 0.113 0.086 600 0.0753 0.0163 0.0452
Water Sp. 94.6 2.39 1.16 0.226 500 1.97 1.46026 0.983 500 5.01 3.24 2.505 200 0 0  
Cabbage 214       200       500       300      
Sweet Po. 37.5 0.0449   0.00168 200 0.805   0.161 500       68.5 0.0492   0.00337
Fish 71.7 0.0448   0.00321 50 0.0448   0.00224 30.0 0.0448   0.00134 42.9 0.0448   0.00192
Duck   0.0574     3.3 0.0574   0.000189 2.20 0.0574   0.000126 1.10 0.0574   6.31E-05
Pork(Yang) 75 U.D.L.     50 U.D.L.     21.4 U.D.L.       U.D.L.    
Pork(Heng)   U.D.L.       U.D.L.       U.D.L.     33.3 U.D.L.    
Total   0.376   1.58   2.59   0.0505
D.C. : Daily Consumption of food D.D.I. : Daily Dietary Intake U.D.L. : Under Detection Limit


[ Back to Index ]
瑩碌瑩ロ碌瑩瑩瑩瑩碌ロレレ゙゙゙瑩ロ瑩レレレレ゙゙゙レ碌瑩瑩瑩瑩ロロ瑩ロ碌ロロ瑩瑩ロ瑩ロ瑩碌瑩瑩瑩碌瑩ロ瑩ロロ碌レレレフフフレ瑩瑩゚ルロ瑩瑩瑩瑩瑩レ・ツニ瑩ロ瑩瑩ロ瑩瑩ロ瑩瑩碌碌瑩瑩瑩瑩碌瑩瑩ロ瑩ロロ瑩ロ瑩瑩碌レレレ゙゙゙鞅ロ鞅瑩ロ瑩ン鈞瑩瑩ロ碌瑩鞅レレキレレ鞅瑩瑩レレ韆レ鞅レレレ鞅鞅レ瑩瑩鞅レレレレレ゙゙゙レレ゙レトロレレレ゙゙゙9VリヷレX・゙゙'46シタフ"Phi磁h]レレレフフフレ(7IヲュエK/)9ぐレァォ。9Vロッノアヌホ淤レ'46レレ淤」ニマ清タッノ%"テノヘ8EK辞ユ8EK|ウチァセマリハネV\wトロFC=゙G`g嵩コォ、沱1Tjレレレ瑩瑩瑩瑩瑩レレレフフフイ鵆'46エnDソスキDUaレWg8EKxdZXg{xXJ(6ヌ゙゙゙F98゙゙゙゙瑩イ鵆(6hSKlt|gc^hSK(69ぐzエgc^Y伉8tャXcfヲエヘイ鵆)BIヤォj月Kgk%"7=ggs淤ール「WTOレ瑩瑩瑩瑩鞅瑩瑩瑩瑩瑩瑩瑩瑩瑩瑩瑩碌瑩レレ瑩瑩レレ゙゙゙08リネテノヘ0`lソスキXg{@Uy」ツムHWR゚ヒ(6ggsgc^Wuヒ`Xヒ`vgs凉g08ィチ% リネ8EKン鈞ス」)F`ク怫ミキォKgk゚ヒ荳「HWRク怫DUahSKリヷHWRァォ。褐lt|Xx椰ntlt|Ff~ロ)BIニニサG`gリネリネレDUa碌ロ瑩瑩瑩碌ロ瑩瑩碌ン鈞瑩瑩韆7H^」ソスキVXbソスキXcfi磁hSK)BIニニサWuFf~DPQ8EK8EK%"'46'46゙DPQっ豚i磁Xcf8EKDPQνi磁y倹荳「Kgk栂Kgkヲュエ|ウチgc^Ff~y惓iy8EK瑩瑩瑩瑩瑩ロロロロ瑩瑩ロ瑩ロ瑩ロロロ碌碌碌瑩瑩瑩碌瑩韆8EK、沱y惓ロX許Ff~Ff~珍ヨソスキYqx'46)BIテノヘDPQVXbール゙HWR゙ロ゙DPQァセマXcfy惓XcfDPQヲエヘG`g荳「HWRホュ7H^8EKG`gァォ。noi狛ヲヌ銹G`g゙チチス」lt|ニニサ「当noiツム゙ロ瑩ロ瑩瑩リン瑩瑩碌瑩瑩瑩ロリン瑩ロ瑩ロ瑩瑩瑩碌ン鈞ロ瑩ロ碌瑩ロロロロロロレ゙゙゙08リヷXg{Xt753ノッレ'46ール、沱lt|(7IIgc^KgknoiG`gDPQWF8DPQ褐WTOFC=GGSDPQxdZx是%"(7IoソスキDUaF98'46アヌホ$gWTOlt|lt|ggsG`gX鹿メ}アヌホ淤8EKXty倹oi效K/)ロ瑩瑩瑩瑩ロ瑩ロ瑩瑩瑩ロロロロロ瑩瑩ロン鈞碌瑩ン鈞瑩瑩ロロ瑩鞅ロロ碌瑩瑩ン鈞ン鈞瑩ロ瑩瑩゙゙゙ノッ9Vコォgc^noiiyシアウKgkロ゙8EKヌ'46)BIス」)BIキ」゚ヒ)BI宵クDUaj月FC=(7Iヲエヘ褐DPQ肌゚ォナラ゚VXb宵クリヌウレG`gHWR拒)BIXcfァォ。埋Xt瑩瑩瑩ロ瑩ロロロ瑩瑩ロ瑩碌瑩瑩ン鈞ロ碌碌ロロ瑩ロ碌ロ瑩ロ瑩ロフフフxXJ@Uy゙'46マニ8EK「))(noi霙ャ7H^2PU凉gウ08ケ致8EKVHUDPQ8EKAg'46栂WTO)BI碌「リDPQFf~,qゥxXJnt7H^noi褐レDhlt|753ウ瑩碌瑩ロロロロ瑩レロロ瑩瑩ン鈞瑩ロロ瑩瑩瑩ロロ碌瑩碌瑩瑩ロロロレフフフFC=Y伉京ケX鹿9)'ミチイxdZ1Tj7H^xXJソスキミキォィ揄WF8ホュ08゙キ」マニシアウWu% IrWF8Wgh]ホュ'46宵クFC=ス」j洸lt|y惓Xtメ}ン鈞ワルフDPQソスキキ」08゚ヒxdZ瑩ロロロロロ碌瑩瑩瑩ロ瑩ロ瑩瑩ロ瑩ロロロ瑩瑩ロロ瑩ロレ韆リヌウ防Q゚ヒヤォ防Qロレ鞅|B$マニホ。鞅瑩ロ瑩ロ瑩ロロ瑩ロ瑩ロ瑩ロン鈞瑩瑩瑩ロロ碌ロ瑩ロロロリンン鈞瑩韆瑩ロロロ碌瑩瑩ロ瑩碌シアウ碌レロレ韆瑩ロ瑩瑩瑩瑩瑩瑩瑩瑩瑩瑩瑩レ゙゙゙ロ瑩ロ瑩瑩ロロロロロロ瑩ロロロ瑩瑩瑩瑩ロ瑩ロロ瑩瑩瑩碌瑩ロロ碌瑩瑩碌瑩碌ロ瑩碌ロロ瑩ロ碌瑩レ゙゙゙レレレレ鞅レ瑩瑩瑩瑩瑩レレレ楮シロ碌ロ瑩ロ゙ロ゙ロリンロロリンロ碌゙゙リンロリンロリンヌ銹碌瑩ン鈞ロロロ゙ロロリンリンリンリンリンロロン鈞ロリン碌リンリンリンリンリン゙瑩リンロリンロロロロリンリンリンリントロヌ銹トロロリン瑩ロ瑩ロリンロリンロロロリンリンリンリントロトロリントロロリンリンリンリンリントロトロリントロロロリン碌ロリントロリントロリンロロリントロリントロナラ゚トロールリントロトロリンロリンロリンリンナラ゚リントロリンロロロリンロヌ銹リンナラ゚トロトロリントロトロトロリンヌ゚リントロリンユホトロトロトロリンリントロ゙ロリントロリントロトロヌ銹トロロリンヌ゚リンールナラ゚リンッノトロッノヌ゚トロヌ銹トロナラ゚トロリンナラ゚ユホナラ゚トロツムトロトロイ鵆ナラ゚リントロトロトロールトロトロールトロトロールトロナラ゚トロトロナラ゚トロナラ゚ナラ゚ツムナラ゚ールヌ゚ールナラ゚ナラ゚ールツムトロトロ「リールトロールールールールナラ゚ールツムトロールッノトロールッノトロトロナラ゚トロトロトロトロツムトロツムトロールールトロトロトロールツムールレレフフフコチィチツムィチィチ「リ淤「リ「リ珍ヨールィチィチィチ牽゚執汐妥珍ヨ執ッノ妥・ウツム・ウ・ウィチィチッノ「リ妥「リツムツムィチ淤ィチィチzエ汐xカzエxカ淤淤ッノィチコチキエ・ウ・ウ執チネィチッノールトロツムツムツムコチール執汐執だロ「リ栂淤ッノィチコチ・ウ・ウ執・ウィチッノ淤トロツムリンコチ・ウッノ妥淤執妥淤淤淤淤ッノッノ・ウ・ウ汐汐執栂汐トロ淤チネツムヘチキエキエ・ウィチィチチネッノ淤ールツムツムユホィチ・ウ執執妥っ淤淤執キエコチ・ウ・ウ汐・ウ・ウ淤ツムッノィチトロユホツムチネ・ウツム淤執ッノっ淤ッノッノ)kッ@ォpHワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワワッノッノワワワフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフワワワフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフワワワフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフワワワフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフワワワフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフワワワフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフワワワフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフワワワフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフワワワサフマワワワフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフワワワフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフフワワワフフフフフフフフフフフフ