本发明属于放射物质影响评价技术领域，涉及植物及植物产品中氚浓度的估算方法。
背景技术：
气态氚在大气环境中可能有如下形态：hto(氚化水)、ht(氚化氢)和obt(有机氚)。hto释放到大气中后，一部分被植物通过光合作用吸收到植物体内，然后通过新陈代谢积累下来，形成组织自由水氚(tfwt)和植物体中有机氚(obt)，然后通过食物链进入动物和人体内；一部分以干沉积或湿沉积的形式进入土壤，被植物通过根部吸收转化为tfwt和obt，又通过蒸腾作用重新返回大气，进入土壤的hto另一部分随着土壤水扩散并进入更深的土壤层对地下水造成污染，剩余部分通过蒸发直接从土壤表面从新释放回大气。所以氚进入生态环境中参与自然界水的循环，可被生物圈中的一切有机体摄取，并且进入人体后就会参与人体组织的代谢，部分氚会长期停留在细胞中危害人体健康。
为了评价长期释放的气态氚对人和环境造成的影响，了解气态氚释放后在环境介质中的迁移转化行为，并对它们的行踪加以掌握和控制，必须了解气态氚在事故释放后在不同种类植物中的迁移转化行为。
目前，我国在进行核设施气态氚长期释放的影响评价中对氚的评价通常采用的是比活度模型，该方法对氚的化学形态没有明确区分。
技术实现要素：
本发明的目的是提供植物及植物产品中氚浓度的估算方法，以解决现有技术植物及植物产品中氚浓度估算时未对氚的化学形态、植物种类进行明确区分，从而造成估算结果不科学、不准确的技术问题。
为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供植物/植物产品中氚浓度的估算方法，其使用比活度模型来进行估算，对植物/植物产品中的hto浓度和obt浓度分别建立模型评价，
所述的hto浓度和obt浓度的模型评价中分不同的植物种类分别进行估算。
在一种优选的实施方案中，本发明提供植物/植物产品中氚浓度的估算方法，其中所述的不同的植物种类包括叶类与草类植物，籽粒类植物，水果和果实类植物，根茎类植物。
在一种优选的实施方案中，本发明提供植物/植物产品中氚浓度的估算方法，其中所述的植物产品中的hto浓度的模型评价中建立的hto浓度的估算方程如下式(5)所示，
cpp-hto＝cp-htofw-pp
(5)
式(5)中，cpp-hto为植物产品中的hto浓度(bqkg-1fw)；cp-hto为叶类与草类植物，籽粒类植物，水果和果实类植物，或根茎类植物水中hto的浓度(bqkg-1fw)；fw-pp为植物产品中的平均含水量(kgkg-1fw)，
其中fw-pp的取值范围为0-1。
在一种优选的实施方案中，本发明提供植物/植物产品中氚浓度的估算方法，其中所述的植物产品中的obt浓度的模型评价中建立的obt浓度的估算方程如下式(7)所示，
cpp-obt＝dfcp-htofdweq(7)
式(7)中，cpp-obt为植物产品中obt的浓度(bqkg-1fw)；df为同位素甄别因子；cp-hto为叶类与草类植物，籽粒类植物，水果和果实类植物，或根茎类植物水中hto的浓度(bqkg-1fw)；fd为植物产品中平均干物质份额(kgkg-1)；weq为植物产品干物质中水的当量因子(lkg-1)，
其中df的取值范围为0-1，fd的取值范围为0-1，weq的取值范围为0-1。
在一种优选的实施方案中，本发明提供植物/植物产品中氚浓度的估算方法，其中所述的植物中obt的浓度的估算方程如下式(6)所示，
cp-obt＝dfcp-hto
(6)
式(6)中，cp-obt为植物中obt的浓度(bqkg-1fw)；cp-hto为叶类与草类植物，籽粒类植物，水果和果实类植物，或根茎类植物水中hto的浓度(bqkg-1fw)；df为同位素甄别因子，其中df的取值范围为0-1。在一种优选的实施方案中，本发明提供植物/植物产品中氚浓度的估算方法，其中所述的叶类与草类植物水中hto的浓度的估算方程如下式(1)所示，
clp-hto＝(mrhcaw+(1-mrh)cs)/γ(1)
式(1)中，clp-hto为hto在叶类植物水中的浓度(bqkg-1鲜重(fw))；γ为hto和h2o的蒸汽压比率；mrh为空气的相对湿度；caw为hto在空气水分中的浓度(bql-1)；cs为hto在土壤水分中的浓度(bq/l)，
其中γ＝0.909，mrh的取值范围为0-1。
在一种优选的实施方案中，本发明提供植物/植物产品中氚浓度的估算方法，其中所述的籽粒类植物水中hto的浓度的估算方程如下式(2)所示，
cnlp-hto＝(mrh0.35caw+(1-mrh0.35)cs)/γ(2)
式(2)中，cnip-hto为hto在籽粒类植物水中的浓度(bqkg-1鲜重(fw))；γ为hto和h2o的蒸汽压比率；mrh为空气的相对湿度；caw为hto在空气水分中的浓度(bql-1)；cs为hto在土壤水分中的浓度(bq/l)，
其中γ＝0.909，mrh的取值范围为0-1。
在一种优选的实施方案中，本发明提供植物/植物产品中氚浓度的估算方法，其中所述的水果和果实类植物水中hto的浓度的估算方程如下式(3)所示，
cfv-hto＝0.6caw+0.4cs(3)
式(3)中，cfv-hto为hto在水果和果实类植物水中的浓度(bqkg-1鲜重(fw))；caw为hto在空气水分中的浓度(bql-1)；cs为hto在土壤水分中的浓度(bq/l)。
在一种优选的实施方案中，本发明提供植物/植物产品中氚浓度的估算方法，其中所述的根茎类植物水中hto的浓度的估算方程如下式(4)所示，
cfv-hto＝0.1caw+0.9cs(4)
式(4)中，cfv-hto为hto在水果和果实类植物水中的浓度(bqkg-1鲜重(fw))；caw为hto在空气水分中的浓度(bql-1)；cs为hto在土壤水分中的浓度(bq/l)。
本发明的方法对现有的比活度模型进行改进，提出不同植物类型(叶类、根茎类、浆果类和籽粒类)中氚的不同化学形态浓度估算方法，通过更准确的对气态氚长期释放后不同环境介质中氚的浓度和相应的食入剂量进行预测和评价，使植物/植物产品中氚浓度的估算更加科学、准确。
具体实施方式
以下对本发明的具体实施方式作出进一步的说明。
因为植物可以通过大气和土壤吸收氚(3h)，当植物只从空气中吸收氚化水(hto)时，植物叶片主要通过扩散过程来吸收氚；如果只是土壤水中的氚作为植物中氚的唯一来源时，植物通过根部从土壤中吸收hto并且通过蒸腾作用释放到空气中，但是这个蒸腾过程受到许多环境参数的影响。
本方法同时考虑植物既从大气吸收氚，也从土壤吸收氚，大气中的氚可以经过扩散作用进入叶片，植物也可以借助叶片气孔的蒸腾作用通过根部从土壤中吸收氚，从数学上描述植物从土壤和大气对气态氚的吸收过程。
(1)植物/植物产品中hto浓度的评价模型
在气态氚长期大气释放的地区，植物水中氚的浓度一部分来自于土壤水，一部分来自于空气湿度，由于不同类型的植物从土壤和大气中吸收氚的份额不同，所以评价植物/植物产品中氚浓度时应针对不同的植物种类分别计算。
①叶类与草类植物
所以对于氚的长期大气释放，hto在叶类植物和草中组织自由水中氚的浓度取决于氚在空气湿度和土壤水中的浓度，计算公式为：
clp-hto＝(mrhcaw+(1-mrh)cs)/γ(1)
式中，clp-hto为hto在叶类植物水中的浓度(bqkg-1鲜重(fw))；γ＝0.909，为hto和h2o的蒸汽压比率；mrh为空气的相对湿度；caw为hto在空气水分中的浓度(bql-1)；cs为hto在土壤水分中的浓度(bq/l)。
②籽粒类植物
对于籽粒类植物从土壤中吸收的水分大于空气中吸收的水分，所以来自土壤水分中氚的贡献要比来自空气湿度中氚的贡献大。因此对于籽粒类植物，植物水中氚的浓度与空气湿度中氚的浓度的比值要小于叶类植物。所以，方程(1)可以应用于叶类植物、草和干草，谷物类中土壤水对植物中含水量贡献较多，从空气吸收的水分相对较少。对于来自于空气湿度这一项，在方程(1)的基础上应适当乘以一个系数，考虑这些植物的水分吸收生理特性，在国外研究参数的基础上进行了适当修改，该系数取值为0.35，这些植物水中hto的浓度可以通过以下公式计算：
cnlp-hto＝(mrh0.35caw+(1-mrh0.35)cs)/γ(2)
③水果和果实类植物
水果和果实类植物中hto假设60％来自空气水分中氚化水的贡献，40％来自土壤水分中氚化水的贡献，这些植物水中hto的浓度可以通过以下公式计算：
cfv-hto＝0.6caw+0.4cs(3)
④根茎类植物
根茎类植物中hto假设10％来自空气水分中氚化水的贡献，90％来自土壤水分中氚化水的贡献，这些植物水中hto的浓度可以通过以下公式计算：
cfv-hto＝0.1caw+0.9cs(4)
为了评价植物产品中hto的浓度，保守的假设植物产品中含游离水部分氚的比活度等于植物水中氚的比活度，因此植物产品中的hto浓度就等于植物水中hto的浓度乘以植物产品中平均含水量。所以，植物产品中hto浓度的计算可以用以下公式：
cpp-hto＝cp-htofw-pp
(5)
式中，cpp-hto为hto在植物产品中的浓度(bqkg-1fw)；cp-hto为通过方程(1)～(4)之一计算所得的植物水中hto的浓度(bqkg-1fw)；fw-pp为植物产品中的平均含水量(kgkg-1fw)。
(2)植物/植物产品中obt浓度的评价模型
在光合作用过程中，由于t和h质量差异较大，氚与氢相比存在同位素甄别效应。在氚化水o—h键断裂过程中，氚原子受到排斥，结合进有机分子的氚原子要少于氢原子；相反，一旦与碳原子结合形成c—t键，与c—h键相比，c—t键比较稳定，不容易被打开把氚去除，结果导致植物有机物质中t/h的比活度与植物水中t/h的比活度要小20～35％，所以植物中obt的浓度等于植物水中hto的浓度乘以一个由于在obt形成过程中同位素效应形成的甄别因子。一些研究表明，植物中obt的浓度是植物水中hto浓度的0.7-0.9倍(平均为0.8)，假设obt只在叶片中形成，然后向其它部分迁移转化，而同位素甄别效应出现在obt形成时。因此，在比活度概念的基础上计算植物中obt浓度的方程为：
cp-obt＝dfcp-hto
(6)
式中，cp-obt为植物中obt的浓度(bqkg-1fw)；df为同位素甄别因子。
植物产品中obt的浓度等于植物中obt的浓度乘以植物干物质部分燃烧水的量，而这些燃烧水的量可以通过植物干物质部分的重量和这些干物质的水的当量因子计算出来，所以植物产品中obt的浓度可以通过以下方程计算：
cpp-obt＝dfcp-htofdweq(7)
式中，cpp-obt为植物产品中obt的浓度(bqkg-1fw)；df为同位素甄别因子；fd为植物产品中平均干物质份额(kgkg-1)；weq为植物产品干物质中水的当量因子(lkg-1)。
(3)模型所用到的具体参数推荐值
表1水果中含水量、干物质含量和水的当量因子
*含水量和水当量因子计算中蛋白质、脂肪和碳水化合物的含量来自《中国食物成分表》(2002版)。
表2粮食和蔬菜中含水量、干物质含量和水的当量因子
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。上述实施例或实施方式只是对本发明的举例说明，本发明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式实施，而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由附加的权利要求说明，任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本发明的范围内。