銀川市室內(nèi)氡濃度水平及人體輻射暴露研究

摘 要：室內(nèi)氡濃度會對人體健康造成重大影響，為全面了解銀川市（三區(qū)兩縣）室內(nèi)氡濃度水平及對公眾輻射有效劑量，該研究使用RAD7測氡儀對銀川市（三區(qū)兩縣）15處居室進(jìn)行連續(xù)12個(gè)月的監(jiān)測，并對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和綜合研究。監(jiān)測結(jié)果顯示銀川市（三區(qū)兩縣）居室內(nèi)氡濃度水平在3.04～144 Bq/m3之間，算數(shù)平均值為55.89 Bq/m3，高于世界平均水平，銀川市室內(nèi)氡所產(chǎn)生的居民年均有效劑量值為1.83 mSv，在公眾年有效劑量安全范圍內(nèi)（5 mSv）。鑒于氡及其子體對人健康潛在危害大，建議應(yīng)做好防氡措施。

關(guān)鍵詞：室內(nèi)空氣;氡濃度;規(guī)律變化;有效劑量;公眾輻射

中圖分類號：X591 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：2095-2945（2024）30-0083-04

Abstract： The indoor concentration has a significant impact on human health. In order to fully understand the level of indoor radon concentration and the effective dose of public radiation of Yinchuan （three districts and two counties）. We use RAD7 to monitor the indoor radon concentration of 15 rooms in Yinchuan City （three districts and two counties） each month and analyze the data. The measurement results show that the indoor radon concentration of the Yinchuan （three districts and two counties） is between 3.04-144 Bq/m3 and the average calculation is 55.89 Bq/m3， which is higher than the world average. The effective dosage is 1.83 mSv， within the scope of effective dose safety of the public year （5 mSv）. In view of the great potential harm to human health，preventive measures should be taken.

Keywords： indoor air; radon concentration; regular change; effective dose; public radiation

氡（Rn222）是一種天然存在的無色無味放射性惰性氣體，是人類所受天然輻射的最主要來源。2009年世界衛(wèi)生組織確認(rèn)居住環(huán)境中的氡及其衰變產(chǎn)物是誘發(fā)肺癌的第二大原因，僅次于吸煙[1-2]，同時(shí)把它列為19種主要的環(huán)境致癌物質(zhì)之一[3]。近年來，在城市化建設(shè)的推動下，人們居住房條件和工作環(huán)境發(fā)生了巨大的變化，新建建筑不斷增加，新型建筑材料中摻加的工業(yè)廢渣更加廣泛，空調(diào)普及率越來越高，人們的通風(fēng)習(xí)慣和居住條件發(fā)生了改變，室內(nèi)環(huán)境中的氡濃度水平逐步上升[4]。人的一生有3/4或者更長的時(shí)間是在室內(nèi)度過的，工作及居住環(huán)境的空氣質(zhì)量對人體健康至關(guān)重要，人們逐漸意識并關(guān)注到室內(nèi)氡及其衰變子體對人體健康的影響。目前針對銀川市室內(nèi)氡水平的研究較少，為了全面了解銀川市（三區(qū)兩縣）居室內(nèi)氡濃度的水平，本研究于2023年2月—2024年1月對銀川市室內(nèi)氡濃度水平進(jìn)行了連續(xù)監(jiān)測，分析了銀川市氡濃度水平的變化規(guī)律，評價(jià)了氡及其衰變子體對公眾的年有效照射劑量。

1 研究區(qū)放射性背景條件

1.1 構(gòu)造條件

調(diào)查區(qū)位于銀川盆地內(nèi)，構(gòu)造較為復(fù)雜，發(fā)育多期次斷裂，這些構(gòu)造為深部放射性核素向上運(yùn)移提供了主要通道，也是造成地表環(huán)境放射性水平增高的主要因素之一。

1.2 地層條件

銀川盆地地表第四系分布廣泛，沉積物以沖積層、洪積層為主。該地層透水性、透氣性均較好，會導(dǎo)致地下放射性物質(zhì)隨著水和空氣的流動而透出表層，造成地表環(huán)境放射性水平增高。

1.3 物源條件

賀蘭山是我國內(nèi)流區(qū)和外流區(qū)的重要分界，是銀川盆地蓋層的主要物質(zhì)來源。賀蘭山地區(qū)巖漿巖較為發(fā)育，花崗片麻巖和太古界混合巖以及古生界石炭系不整合接觸帶區(qū)具有較高的放射性背景，已發(fā)現(xiàn)異常點(diǎn)4處，礦化點(diǎn)3處。加之銀川盆地內(nèi)部水系發(fā)達(dá)，河流及水系中所攜帶的放射性物質(zhì)局部富集，也可能導(dǎo)致放射性水平的偏高。

1.4 其他條件

隨著城市經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，基礎(chǔ)設(shè)施的建設(shè)，大量的建筑材料快速涌入城市，這些建筑材料中的天然放射性核素對人居環(huán)境造成了一定程度的輻射影響。

2 工作方法

2.1 測量選點(diǎn)

根據(jù)HJ 1212—2021《環(huán)境空氣中氡的測量方法》和GB/T 16146—2015《室內(nèi)氡及其子體控制要求》中規(guī)定的內(nèi)容，2023年2月—2024年1月，在銀川市（三區(qū)兩縣）選取15處人們生活、工作、學(xué)習(xí)及其他相對封閉的空間，如住宅、學(xué)校、辦公室等場所，在近于地基土壤的居住房間（如一層）內(nèi)按月頻次連續(xù)測量12個(gè)月。測量探測器選擇放置于人員駐留時(shí)間較長且氣流穩(wěn)定的臥室、書房、教室和辦公室等。

2.2 測量儀器

本研究使用儀器為美國生產(chǎn)的RAD7氡監(jiān)測儀及空氣配件，該儀器具有體積小，方便攜帶、可連續(xù)取樣測量、儀器報(bào)錯(cuò)率低、性能穩(wěn)定、數(shù)據(jù)隨測量隨時(shí)打印并可同步存貯并隨時(shí)調(diào)用查看等優(yōu)點(diǎn)，它是氡濃度測量的常用方法之一。

2.3 測量條件

測量前，需要對測量場所門窗關(guān)閉至少12 h以上。采樣時(shí)，要保持門窗關(guān)閉，出入房間時(shí)盡量避免長時(shí)間開門，空調(diào)、新風(fēng)、風(fēng)扇等通風(fēng)系統(tǒng)要停止運(yùn)行。干燥器需連接在測定儀接口處，并保持相對濕度在9%范圍內(nèi)。探測器懸掛布放于高度1 m，距墻大于1.5 m的位置。測量前，抽吸測量時(shí)間應(yīng)大于20 min，測量周期設(shè)置為1 h×24次。

3 結(jié)果與分析

3.1 銀川市（三區(qū)兩縣）室內(nèi)氡濃度水平

測量結(jié)果顯示，銀川市居室內(nèi)氡濃度水平在3.04～144 Bq/m3之間，算數(shù)平均值為55.89 Bq/m3，中位數(shù)為47.45 Bq/m3，銀川市（三區(qū)兩縣）居室內(nèi)氡濃度頻率分布圖如圖1、圖2所示，均低于GB/T 16146—2015《室內(nèi)氡及其子體控制要求》中已建建筑物年均氡濃度行動水平（300 Bq/m3）。根據(jù)2016聯(lián)合國環(huán)境署會議公告，現(xiàn)代建筑的室內(nèi)氡平均濃度約為50 Bq/m3，因此，銀川市居室內(nèi)氡濃度略高于世界平均水平。

3.2 室內(nèi)氡濃度隨季節(jié)變化分析

銀川市地處西北內(nèi)陸，屬于中溫帶干旱氣候區(qū)，四季分明，冬季寒冷干燥。本次監(jiān)測時(shí)間為2023年2月至2024年1月，監(jiān)測結(jié)果顯示（表1），銀川市冬季室內(nèi)氡濃度均值為74.71 Bq/m3，為全年最高，夏季氡濃度均值為43.32 Bq/m3，為全年最低?？赡苁怯捎阢y川市冬季大部分居室采取集中供暖方式取暖，部分房屋通過天燃?xì)狻⒚旱热剂喜膳?，居民為了保持室?nèi)溫度恒定，開窗通風(fēng)時(shí)間減少，進(jìn)而導(dǎo)致冬季室內(nèi)氡濃度高于夏季。

3.3 不同建筑類型室內(nèi)氡濃度水平

本次監(jiān)測的樣本類型有樓房、平房、別墅等住宅類型，還有學(xué)校、辦公室等場所，不同類型的室內(nèi)氡濃度水平有所差異，測量結(jié)果（表2）顯示別墅室內(nèi)氡濃度水平相對其他類型較高，其室內(nèi)氡濃度均值為100.31 Bq/m3，其高氡濃度可能與室內(nèi)裝修材料有關(guān)，部分別墅選用石材作為裝修材料，石材的放射性一般高于其他材料[5]，從而提高了居室內(nèi)氡濃度水平。

3.4 不同年代建筑室內(nèi)氡濃度水平

本次調(diào)查的居室建造年代橫跨1986—2021年，不同建造年代居室環(huán)境氡濃度測量結(jié)果表明（表3），越是新建的建筑居室氡濃度越高。可能受新建建筑的墻體材料影響，有些新型墻體材料摻加了含放射性活度較高的煤矸石、粉煤灰、爐渣等工業(yè)廢料，被制作成高孔隙度磚體，致使氡的析出率增大[6]，從而導(dǎo)致室內(nèi)氡濃度升高。

3.5 不同地面材料室內(nèi)氡濃度水平

本研究通過對不同地面材料室內(nèi)氡濃度對比顯示，石材地面室內(nèi)氡濃度最高，其次是地板磚和水泥，木地板地面室內(nèi)氡濃度最低，其氡濃度算數(shù)平均值分別為101、59.77、53.54和29 Bq/m3（表4）。

3.6 輻射有效劑量估算及評價(jià)

本研究采用GB/T 16146—2015《室內(nèi)氡及其子體控制要求》中的劑量估算公式來估算吸入氡及其子體對銀川市居民產(chǎn)生的年均有效劑量。

式中：ERn為年均有效劑量，單位為mSv;cRn，a為氡濃度的年均值，單位為Bq/m3;DCFRn為氡的劑量轉(zhuǎn)換因子，使用UNSCEAR2000年報(bào)告給出的數(shù)值0.17×10-6 mSv/（Bq·h·m3）;DCFRnD為氡子體的劑量轉(zhuǎn)換因子，使用UNSCEAR 2000年報(bào)告給出的數(shù)值9×10-6 mSv/（Bq·h·m3）;F為平衡因子，世界室內(nèi)典型值為0.4，我國室內(nèi)典型值為0.5;t為年停留時(shí)間，單位為h，此次計(jì)算取7 000 h。

根據(jù)公式估算出銀川市市民由氡及其子體所致人體年有效劑量為1.83 mSv，高于UNSCEAR 2006年報(bào)告給出的氡致公眾年有效劑量平均值為1.2 mSv[7]，高于《中國輻射水平》中室內(nèi)氡所致居民內(nèi)照射劑量1.44 mSv[8]，位于公眾年有效劑量安全范zbpwx04MwHlK5Wtiw+OCGA==圍內(nèi)（5 mSv）。

4 結(jié)論

銀川市（三區(qū)兩縣）室內(nèi)氡濃度水平平均值為55.89 Bq/m3，未超過已建建筑物年均氡濃度行動水平（300 Bq/m3），但部分通風(fēng)較差的場所氡濃度水平較高，應(yīng)引起重視，必要的時(shí)候采取一定的防治措施。由于室內(nèi)氡濃度的高低主要取決于建筑物地基和周圍土壤、建筑材料、生活用水、室外空氣進(jìn)入室內(nèi)等，因而可以采取多種方式防氡、降氡。對新建住房，要從源頭進(jìn)行控制，在城市規(guī)劃和建筑選址時(shí)應(yīng)盡量避開高氡分布區(qū)和斷裂構(gòu)造帶，從而減少來自建筑物地基土壤中的氡。選用建筑和裝飾材料時(shí)，應(yīng)盡量選擇放射性核素含量降低的材料，采用密封性好的地面材料。對于已建房屋，若監(jiān)測分析到室內(nèi)氡濃度較高，存在氡析出率較高的建材或地面、墻壁有裂縫，可以選擇適當(dāng)?shù)耐苛蟻矸舛陆ú牡臍饪?，從而降低氡的析出率。在用水方面，盡量采用開放式水源作為生活用水水源，以減少室內(nèi)空氣中氡的引入。同時(shí)，建議居民在飲水方面，盡量飲用熱水，安裝凈水器或購置包裝水，從而有效降低水中氡的健康影響。平時(shí)也可加強(qiáng)通風(fēng)，提高室內(nèi)換氣率，或者安裝具有降氡裝置的空氣交換器來達(dá)到降氡的目的。

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基金項(xiàng)目：寧夏回族自治區(qū)自然科學(xué)基金一般項(xiàng)目（2022AAC03658）

第一作者簡介：呂苗（1989-），女，碩士，工程師。研究方向?yàn)榉派湫缘V產(chǎn)地質(zhì)，放射性環(huán)境地質(zhì)。

*通信作者：馬海濤（1988-），男，碩士研究生，工程師。研究方向?yàn)榉派湫原h(huán)境、放射性地質(zhì)信息化與GIS技術(shù)應(yīng)用。