ISO 18510-12025 环境中放射性的测量 生物指示剂 第1部分取样、调节和预处理的一般指南标准立项发展报告

环境中放射性的测量生物指示剂第1部分：取样、调节和预处理的一般指南标准立项发展报告StandardizationDevelopmentReport:MeasurementofRadioactivityintheEnvironment—Bioindicators—Part1:GeneralGuidancetotheSampling,ConditioningandPre-treatment摘要随着全球核能事业的持续发展以及核技术应用领域的不断拓展，环境放射性监测已成为保障公众健康与生态安全的基础性工作。生物指示剂作为环境放射性监测的重要介质，能够通过生物体对放射性核素的吸收、富集与代谢行为，综合反映环境中放射性污染的长期累积水平和时空分布特征，具有物理监测手段不可替代的独特优势。然而，长期以来国际范围内缺乏统一的生物指示剂取样、调节和预处理技术规范，导致不同国家、不同实验室之间监测数据可比性不足，制约了环境放射性监测数据的国际互认与共享进程。ISO18510-1:2025《环境中放射性的测量生物指示剂第1部分：取样、调节和预处理的一般指南》由国际标准化组织（ISO）正式发布，该标准系统规定了用于环境放射性测量的生物指示剂在取样设计、样品采集、调节处理及实验室预处理等环节的一般性技术要求与操作指南。本标准适用于陆生和水生生态系统中的各类植物、动物及真菌等生物指示剂，涵盖取样策略制定、样品代表性保障、交叉污染防控、样品保存与运输条件、灰化及干燥处理等关键技术环节。本报告的编制旨在系统阐述该标准的立项背景、技术内容、编制原则和应用前景，为国内相关标准化工作的推进提供参考。该标准的发布实施对于提升我国环境放射性监测技术水平、推动监测方法与国际接轨、促进核与辐射安全领域国际合作具有重要的指导意义和参考价值。关键词：环境放射性测量；生物指示剂；取样；预处理；国际标准；辐射监测；质量控制Keywords:environmentalradioactivitymeasurement;bioindicators;sampling;pre-treatment;internationalstandard;radiationmonitoring;qualitycontrol一、引言1.1研究背景环境放射性监测是核与辐射安全监管体系的重要组成部分，是评价核设施运行环境影响、验证放射性废物处置安全性和应对核与辐射突发事件的科学基础。自20世纪中期以来，随着核武器试验、核电站建设运行、核技术应用产业以及铀矿冶活动的不断发展，人为来源的放射性核素在全球范围内呈现广泛分布态势。国际原子能机构（IAEA）的统计数据显示，截至2024年底，全球在运核电机组超过410台，另有数十台处于建设或规划阶段。与此同时，切尔诺贝利核事故和福岛核事故的深刻教训向国际社会表明，完善的环境放射性监测体系对于及时准确评估事故影响、科学指导应急响应和防护决策具有重要意义。在环境放射性监测的技术体系中，生物指示剂法是一种成熟且广泛应用的技术路线。与直接采集土壤、水体和大气样品进行放射性测量的方法不同，生物指示剂法利用生物体在生长过程中对特定放射性核素的吸收积累能力，能够在较长的时间尺度上反映环境中放射性污染的水平和变化趋势。例如，地衣和苔藓因其缺乏根系、营养来源主要依赖大气沉降物，被广泛用作大气放射性沉降监测的指示生物；淡水贝类和藻类对水环境中的放射性核素具有较强的富集能力，常用于水体放射性污染的生物监测；某些牧草和农作物则能够反映土壤-植物系统中放射性核素的迁移累积规律。然而，生物指示剂法的测量结果在很大程度上取决于取样、调节和预处理环节的技术规范性。取样点的布设是否合理、取样时间是否具有代表性、样品是否受到交叉污染、保存和运输条件是否恰当、灰化温度是否会影响核素的挥发性等，这些因素均可能对最终测量结果产生重要影响。在ISO18510-1:2025发布之前，各国家和国际组织虽然在其技术文件中对生物指示剂的使用有所涉及，例如国际原子能机构（IAEA）发布的技术报告和国际纯粹与应用化学联合会（IUPAC）的相关建议，但尚缺乏一部专门针对生物指示剂取样、调节和预处理的系统性国际标准。这一空白导致各国实验室在同类监测项目中采用的方法不尽一致，数据之间的可比性和互认程度受到制约。1.2标准立项的必要性在上述背景下，制定一项关于生物指示剂取样、调节和预处理的国际标准具有多方面的必要性。第一，促进监测数据的国际互认。随着经济全球化进程的深化，跨境贸易中的农产品放射性检测、跨境环境影响的评价与协调、国际核设施环境影响评价等场景日益增多，客观上要求各国采用统一的样品处理和测量方法来保障数据的可比性。第二，弥补现有标准体系的空白。ISO在环境放射性测量领域此前已发布多项标准，涵盖土壤、水体和空气等物理介质的取样和测量方法，但在生物指示剂的系统性规范方面存在明显缺口。第三，响应国际社会对标准化技术文件的迫切需求。国际原子能机构、联合国原子辐射效应科学委员会（UNSCEAR）以及各国辐射环境保护机构在其技术报告中多次指出生物指示剂方法在应用中的不一致性问题，呼吁制定统一的国际技术规范。二、标准编制背景与过程2.1国际标准化组织及技术归口ISO18510-1:2025由国际标准化组织（InternationalOrganizationforStandardization，简称ISO）归口管理。ISO成立于1947年，是全球最大的非政府性国际标准化机构，其成员包括全球160多个国家的国家标准化机构，中国国家标准化管理委员会（SAC）代表中国参加ISO的各项活动。在ISO的组织架构中，环境放射性测量相关标准的制修订工作主要由ISO/TC85/SC2（核能、核技术及辐射防护技术委员会辐射防护分技术委员会）负责。该分技术委员会的工作范围涵盖辐射防护、环境放射性测量、辐射剂量评估等领域的标准化工作，其下设多个工作组（WG）分别负责不同方向的国际标准制定。ISO18510-1:2025由负责环境放射性测量方法的工作组牵头制定，联合了来自多个成员国的技术专家参与起草和评审工作。2.2标准制定历程该标准的制定工作经历了较为系统的研究论证和协商过程。在标准制定初期，工作组对各国在生物指示剂应用方面的技术经验和现行做法进行了广泛调研，梳理了国际原子能机构相关技术文件、欧盟联合研究中心（JRC）环境放射性监测指南以及部分国家标准化文件中的相关内容。此后，标准草案经过多次工作组会议讨论和修改，并在成员国范围内进行了多轮征求意见和投票程序。经过充分协商，ISO/TC85/SC2完成了最终草案的审查，ISO中央秘书处随后对标准文本进行了编辑性和程序性审查。最终，标准于2025年4月24日正式发布。三、标准主要内容3.1标准适用范围ISO18510-1:2025规定了用于环境中放射性测量的生物指示剂在取样、调节和预处理过程中的一般性技术指南。标准中的技术内容适用于各类环境场景中生物指示剂的应用，其适用对象涵盖天然陆地生态系统和淡水生态系统中的野生和栽培生物、人工管理生态系统中的生产性生物（如农田作物），以及用于补充测量的市售生物产品（需明确其产地与生长环境）。在监测场景上，该标准既适用于核设施周边的常规环境监测，也适用于核与辐射突发事件后的应急监测以及大范围放射性背景调查。该标准同时还给出了适用范围之外的说明，包括：不适用于食品和饮用水安全法规框架下的放射性检测要求、不涉及具体放射性核素的测量方法和探测效率校核等实验室测量层面的技术细节、不适用于大气中放射性气溶胶的直接采样和分析、不适用于海底沉积物及深海生物样品。3.2规范性引用文件该标准在技术内容上与其他国际标准和国际原子能机构的安全标准形成了有机衔接，其引用文件主要包括：-ISO18589-1:2019《环境中放射性的测量土壤第1部分：一般指南和定义》——在取样设计原则、质量保证要求等方面提供基础性参考。-ISO18589-2:2022《环境中放射性的测量土壤第2部分：取样策略、取样和样品预处理指南》——在取样策略设计方面提供可比照的框架。-IAEA安全标准丛书系列文件——在辐射防护原则、环境监测计划设计等方面提供参考依据。-ISO/IEC17025《检测和校准实验室能力的通用要求》——为执行该标准的实验室在质量管理和能力保障方面提供框架性要求。3.3术语和定义该标准对生物指示剂领域的核心术语进行了规范化定义，其中最为关键的两个术语为：生物指示剂（bioindicator）：指能够通过其存在、行为、生理状态或体内物质累积反映出环境介质中放射性物质存在及其水平变化的生物体或生物材料。生物指示剂可以是以单个物种形式存在的植物、动物、真菌或微生物，也可以是某一特定生物类群中的部分组织器官。代表样品（representativesample）：指在统计意义上能够充分反映目标区域或目标生物群体总体放射性水平的样品。代表性取决于取样方案的科学性、样品的数量与均匀性以及取样过程的质量控制水平。此外，标准还定义了取样单元（samplingunit）、混合样品（compositesample）、平行样品（replicatesample）、本底样品（backgroundsample）与调节（conditioning）等关键术语，为标准的理解与执行提供了统一的语言基础。3.4取样要求取样环节是生物指示剂法质量保障的核心，直接决定了后续测量结果的有效性和代表性。标准从以下关键维度对取样工作进行了规范：取样策略的制定。标准要求取样方案的设计应建立在对监测目标区域的初步调查基础上，充分考虑污染源的分布特征、主导风向和水流方向、地形地貌条件以及生态系统的类型和结构等因素。取样点的布设应采用网格布点法、辐条布点法或结合环境要素的定向布点法，确保取样点的空间分布能够反映目标区域内放射性水平的空间变异性。取样时间与频率。取样时间的选择应兼顾生物指示剂的生长周期、目标放射性核素的赋存形态、放射性沉降的季节性波动以及生态系统的物候特征。对于常规监测，取样频率应至少覆盖一个完整的生物生长周期；对于应急监测，则应根据事态发展适时加密取样频次。取样量。取样量的确定应综合考虑测量方法的最小可探测活度、灰化或干燥后的质量缩减率、平行样品和留样复测需求等因素。标准给出了各类生物指示剂取样量的参考范围。取样工具与防污染措施。标准明确要求取样工具在使用前应经过清洁处理以避免交叉污染，不同取样点之间应根据污染风险等级采取相应的清洗或更换措施。取样人员应佩戴一次性防护手套，在可能受到较高污染水平的环境中操作时应采取额外的辐射防护措施，同时应注意防止样品之间以及样品与外界环境之间的交叉污染。3.5调节与预处理要求样品的调节与预处理是连接现场取样与实验室测量的桥梁环节。该标准对此部分内容进行了系统规定。现场调节。对于植物样品，应在采集后尽快清除附着于样品表面的土壤颗粒和异物，但不应进行水洗处理，以避免可溶性核素的流失或引入。对于动物样品，应根据监测目的确定是否需要对组织器官进行分离处理。运输与保存。样品的运输和保存条件应确保样品在到达实验室之前不发生明显的物理、化学或生物变化。标准对植物、动物组织的保存温度和时限给出了具体建议。运输过程中应防止样品容器破损和样品泄漏。干燥与灰化。干燥和灰化是生物样品预处理的重要环节。标准建议采用恒温干燥箱进行干燥处理，以避免高温导致有机物的焦化。灰化温度的选择需兼顾有机物的完全氧化和放射性核素的挥发性特征——对于易挥发的核素（如碘-131、钋-210），宜采用较低温度或湿灰化法处理。粉碎与均质化。灰化后的样品应经过粉碎和过筛处理以达到测量所需的粒度要求。对于粒度不均匀的样品，应采用适当的粉碎设备，并在粉碎过程中定期清理设备以防止不同样品之间的交叉污染。3.6质量控制该标准强调了质量控制措施在保证测量结果可靠性方面的重要性，这些要求与ISO/IEC17025的框架保持一致。具体包括：实验室应建立覆盖取样、调节、预处理和测量全流程的质量控制程序；应使用适当的标准物质或质控样品验证预处理流程的回收率和方法稳定性；应通过平行样品的测定评估取样和预处理过程的精密度；所有操作环节应有完整的记录，以保证测量结果的可追溯性。此外，标准要求对操作人员进行充分的培训和能力确认，确保其熟悉生物指示剂的特点和操作规程的技术要点。四、主要参与编制单位介绍在ISO18510-1:2025的编制过程中，多个国家的标准化机构和专业技术组织做出了重要贡献。以下重点介绍其中一家具有代表性的参与单位。4.1法国辐射防护与核安全研究院（IRSN）法国辐射防护与核安全研究院（InstitutdeRadioprotectionetdeSûretéNucléaire，简称IRSN）是法国负责辐射防护与核安全领域科学技术研究的公共机构，在该标准的制定过程中发挥了重要的技术和组织作用。IRSN成立于2001年，其前身可追溯至法国原子能委员会（CEA）下属的辐射防护部门和法国核安全局的相关技术部门。该研究院的主要职能涵盖：环境放射性监测与评价、辐射剂量评估、核设施安全分析、辐射防护技术研究以及核与辐射突发事件应急技术支撑等方面。IRSN在环境放射性监测领域具有长期的技术积累，其运营的法国环境放射性监测网络（IRSN的监测网络系统）覆盖法国全境，定期对大气、水体和各类环境介质中的放射性水平进行系统监测。IRSN在环境放射性测量标准化方面具有深厚的专业背景和丰富的国际参与经验。其专家长期活跃于ISO/TC85/SC2的工作组中，深度参与了多项环境放射性测量领域国际标准的制定工作，在生物指示剂的应用和标准化方面积累了大量的实测数据和技术经验。在ISO18510-1:2025的制定过程中，IRSN的专家学者主要承担了以下方面的技术工作：牵头起草取样策略和取样方案设计的核心条款；基于其在地衣、苔藓等指示生物监测大气沉降方面的长期实践经验，提出了取样点布设、最小样品量要求和防污染措施等方面的技术建议；在实验室间比对和能力验证方面，IRSN利用其经验为标准中质量控制条款的编写提供了技术支撑；此外，IRSN还承担了标准草案在法语国家范围内的意见征集和技术协调工作，推动了该标准在法语国家和部分非洲法语区国家的推广和应用。IRSN在环境放射性测量领域取得的标准化技术成果，对于提升国际环境放射性监测数据的一致性和可比性发挥了积极作用。其在ISO18510-1:2025制定过程中展现的技术实力和组织能力，体现了该机构在国际辐射防护标准化领域的持续影响力。五、标准应用前景与实施建议5.1标准应用前景ISO18510-1:2025作为国际标准化组织在环境放射性测量生物指示剂领域发布的首项基础性标准，其应用前景十分广阔。在核设施环境影响评价方面，该标准可为核电厂、核燃料循环设施、铀矿冶设施等重大核设施的环境影响评价提供标准化的生物指示剂取样和预处理方法，有助于提高环境影响评价数据的一致性和可靠性。在辐射环境监测网络运行方面，该标准的应用将有利于各成员国在监测方法上逐步趋同，提升跨国界辐射监测数据的可比性。在核与辐射应急监测方面，由于生物指示剂在事故后的样品采集时间窗口较为灵活，该标准为应急条件下快速规范开展生物样品采集和处理提供了重要的操作参考。此外，该标准还可为相关国家标准和行业标准的制修订提供重要的参考依据，推动整个环境放射性监测标准体系的完善。5.2实施建议为推动该标准在我国的有效实施和应用，提出以下建议：第一，建议国内相关标准化技术委员会尽快开展该标准的转化工作，结合我国环境放射性监测的实际需求和现有技术基础，适时将其采纳为推荐性国家标准或行业标准，并在转化过程中注重与我国现行环境放射性监测标准体系的衔接。第二，建议相关监测机构和实验室对照该标准的技术要求，审视和完善现有的生物指示剂取样和预处理操作规程，在条件具备的情况下组织实验室间比对和能力验证活动，以验证标准方法的适用性。第三，建议加强该标准在相关领域的技术培训和推广工作。通过组织标准宣贯会、技术培训班和编制标准实施指南等形式，使广大环境放射性监测技术人员深入了解和掌握标准的技术内容，促进标准技术要求的有效落地。六、结论ISO18510-1:2025《环境中放射性的测量生物指示剂第1部分：取样、调节和预处理的一般指南》的发布，填补了国际标准化组织在环境放射性测量生物指示剂领域系统标准的空白，是环境放射性监测标准化工作的一项重要进展。该标准系统规定了生物指示剂在取样、调节和预处理环节的一般性技术要求，对取样策略制定、样品采集操作、运输保存条件、干燥灰化处理和质量控制措施做出了全面规范，对于提高环境放射性监测数据的可靠性和可比性具有重要的促进作用。该标准的发布，不仅为全球范围内应用生物指示剂开展环境放射性监测提供了统一的技术依据，也为各国完善自身的标准体系提供了重要的参考框架。随着该标准在世界各国的推广应用，其在环境放射性监测实践中的技术价值将不断显现。未来，随着生物指示剂技术研究的深入和应用实践的丰富，该标准体系还将进一步扩展和完善，为全球核与辐射安全事业和环境生态保护提供更有力的标准化技术支撑。参考文献[1]ISO18510-1:2025,Measurementofradioactivityintheenvironment—Bioindicators—Part1:Generalguidancetothesampling,conditioningandpre-treatment[S].Geneva:InternationalOrganizationforStandardization,2025.[2]ISO18589-1:2019,Measurementofradioactivityintheenvironment—Soil—Part1:Generalguidelinesanddefini