淺談氡子體測量技術在農用地輻射監測上的應用

曾鵬

農業用地是直接或間接為農業生產所利用的土地。又稱農用地。包括耕地、園地、林地、牧草地、養捕水面、農田水利設施用地，以及田間道路和其他一切農業生產性建筑物占用的土地等。我國是一個農業大國，農業生產關乎國計民生，農業用地的安全環保與農產品的產出、耕作者的健康息息相關，因此對農業用地的監測保護就顯得尤為重要。

1 氡氣對農業用地的影響

氡氣是一種放射性氣體，吸進人體后，衰變產生的α粒子對人體呼吸器官內照射，將引起人體內具有生物活性的大分子電離，激發和化學鍵斷裂，造成分子結構和性質的改變，從而引起正常功能和代謝作用障礙，危害極大。α粒子由外照射對機體的損傷作用小，當發射α粒子進入機體內，對機體的損傷作用就加大，即是說α射線主要是以內照射為主，對人體細胞造成損傷并發生變異，最終發展成為肺癌。肺癌現在是世界上癌癥死因的第一名，吸煙是引起肺癌的首要因素，而氡是引起肺癌的第二大因素，也是不吸煙人群患肺癌的危險因素[1]。在世界范圍內，3%～20%的肺癌死亡可能是由于室內氡引起的[2]。同時，氡氣含量高的地區往往預示著含有較高的放射性元素，一旦通過農作物進入食物鏈也是危害巨大。農用地的氡氣濃度指標對人民的生產、生活影響頗大。對氡濃度的監測主要通過對氡氣衰變產生的氡子體進行測量，間接反映氡氣濃度的情況。

2 氡子體的測量技術方法

2.1土壤氡濃度測量

土壤氡濃度測量是利用FD—3017型測氡儀直接在土壤中測量瞬時氡濃度的放射性勘查方法。野外工作儀器主要用FD—3017型測氡儀，野外工作小組應由四人組成，取氣深度一般為0.70～1.00m，氣筒抽氣1.5L。根據設計剖面和比例尺進行點線測量，計算各測點的氡濃度、繪制曲線、資料整理、異常綜合研究和解釋評價等。

該方法可直接測量土壤中瞬時氡及其子體濃度，以巖石和土壤等地質背景為基礎，研究環境中土壤氡氣的分布，評價氡及其子體水平。對開發和利用現有物化探資料中放射性元素含量解決環境問題，提高環境氡研究水平，同時對鈾礦開采和輻射防護，保障人們的健康生活，同樣有著不可小視的作用，具有十分重要的意義。

一般采用的是深度測量，即在同一個測點選擇不同深度進行土壤氡濃度的測量。測量深度從20cm到100cm，每20cm為一個間隔，在每個測點利用內部直徑為8mm，長為110cm的鋼管打孔到測量所需要的深度，每個測點之間的間隔不超過5m。

2.2土壤氡析出率測量

野外土壤氡的測量采用的是美國DURRIDGE公司生產的RAD—7型α能譜氡氣檢測儀。RAD—7主要由一個固態的、離子植入的、平面的硅探測器和一個內置的泵組成，泵的流量是1dm3min-1。RAD—7通過灰塵過濾器和入口過濾器來過濾灰塵和已有的氡子體，通過干燥管降低所測氣體的濕度，一般將所測氣體的濕度控制在10%以下。RAD—7的內部樣品腔是一個0.7升的半球，內部涂層為導電體。高壓電源電路將內部導電器充電到2000～2500伏，從而在整個腔體里形成一個電場。RAD—7通過218Po和216Po衰變產生的粒子的能量來區分222Rn和220Rn信號。

氡析出率的測量方法，通常采用聚集罩積累被測介質析出的氡，然后進行氡濃度測量。將聚集罩罩在地面上，土壤中析出的氡即在罩內積累。氡的半衰期較長（3.82d），在數小時內氡的衰減量很少，因而在較短的時間內，罩內氡積累量與時間呈正比。

氡積累的時間段內任意兩個時刻測定罩內的氡氣析出量，可用下述公式計算。

R=（Nt2-Nt1）·V/（A·Δt） （1）

式中：R------氡析出率；

Nt2、Nt1------分別為t1、t2時刻測得的罩內氡濃度（Bq/m3）；

V------聚集罩與介質表面所圍住的空氣體積（m3）；

A------聚集罩所罩住的介質表面的面積（m2）；

Δt------兩個測量時刻之間的時間間隔，即t1-t2（s）。

2.3氡濃度的評價標準

參照《民用建筑工程室內環境污染控制規范》（GB50325—2010），規范中提到的土壤氡析出率限值[即0.05Bq/（m2·s）、0.1Bq/（m2·s）、0.3Bq/（m2·s）]。Ⅰ類民用建筑工程規定的室內氡濃度限值為200Bq/m3。

主要基于以下因素和推斷：

1、根據有關資料，不同土壤的地表氡析出率平均值約為0.016Bq/（m2·s），它是地面以上空氣氡的主要來源。

2、100m以下的低空空氣中的氡濃度變化范圍在1～10Bq/m3之間，約為6Bq/m3左右。

3、在建筑中，土壤的地表析出的氡主要影響建筑物內的低層（如1～3層，即10m以下）。

據此估計在無建筑物地基阻攔的情況下，當土壤表面氡析出率為0.016Bq/（m2·s）時，室內氡濃度可能達到60Bq/m3。

規范中對Ⅰ類民用建筑工程規定的室內氡濃度限量為200Bq/m3，也就是說，當土壤表面氡析出率大于0.05Bq/（m2·s）時[即0.016Bq/（m2·s）的3倍以上]，可能發生室內氡超標。

3 翁源縣某地農用地的實地監測

運用氡子體測量方法，本次對氡濃度的兩項指標進行測量：土壤氡濃度，土壤氡析出率。分別運用到的儀器是FD-3013和RAD-7。選取干燥晴朗的天氣，在測區某農用地隨機選取八個點進行監測。

4數據分析與評價

通過分析測量所得數據，該處的的土壤氡析出率是屬于偏高的，均大于異常閾值0.05Bq/（m2·s），測量點都呈現異常現象。筆者結合當地的地質概況分析，認為該測區位于韶關翁源某鈾礦開采區10公里范圍內，測區內有多條斷裂構造帶，是氡氣析出率偏高的主要原因。測量時農田已經干涸，地表的土壤疏松，土壤的滲透性較好，為氡氣的運輸創造了很好的條件，令更多自由氡傳輸至地表，是該處嚴重偏高的可能成因。

此處所選取的八個點氡濃度監測所得氡氣濃度數據均值達到1713 Bq/m3，遠遠高于民用建筑室內氡濃度的限值200Bq/m3，屬于嚴重偏高了，建議當地村民不能在該處附近構筑建筑物居住。進行農業生產中不得引用礦山排出的尾水，從源頭切斷額外的氡污染來源。建議在條件允許的情況下，進行大面積的普查，圈定集中偏高的區域，實行退耕還林。

參考文獻：

[1] Sheen S， Lee K S， Chung W Y， et al. An updated review of case–control studies of lungcancer and indoor radon-Is indoor radon the risk factor for lung cancer[J]. Annals of

Occupational & Environmental Medicine， 2016， 28（1）：1-9.

[2] Kim S H， Hwang W J， Cho J S， et al. Attributable risk of lung cancer deaths due to indoor

radon exposure[J]. Annals of Occupational & Environmental Medicine， 2016， 28（1）：1-7.

[3] 樂仁昌.氡及其子體的釋放和運移規律及機理研究[D].成都理工大學，2001

[4] 民用建筑工程室內環境污染控制規范（GB50325—2010）