放射卫生  1991, Vol. 4 Issue (3): 124-125  

引用本文 

孙秀兰, 赵方, 王庆标, 苏政, 张文新, 王文宝, 孙文修, 蒋其仁. 煤矿井内氡浓度水平测量[J]. 放射卫生, 1991, 4(3): 124-125.

文章历史

收稿日期:1991-06-05
煤矿井内氡浓度水平测量
孙秀兰 , 赵方 , 王庆标 , 苏政 , 张文新 , 王文宝 , 孙文修 , 蒋其仁     
济宁市卫生防疫站

氡及其子体浓度达到一定的限值后,对人体健康产生危害,这已被世界各国公认。国内外虽然巳提出一些理论模型粗略地予示矿井下氡及其子体浓度水平,但干扰因素较多,影响了数据的准确性。为了获得更真实的资料,以便合理估价其危害程度,必须做现场采样测量。

由于煤矿本身含有一定量的铀、钍等放射性核素,文献报导,褐煤平均含铀水平在3.80×10-2g/kg[1]而美国达科塔洲的南部和北部的褐煤中含。铀量最高值达10%[2]。放射性核素铀、镭在衰变过程中释放氡—222,致使煤矿井内氡及其子体浓度较高。为探讨我市煤矿内氡浓度的水平及变化规律,我们于1987—1988年,对邹县煤矿做了现场采样测量,并估算了矿井内工人所受有效剂量当量。

一 测量方法与仪器

1.测量方法与仪器:现场采样测量氡浓度采用闪烁室法。所用仪器为EYW8501型测氡仪。

2.质量控制:为了严格控制质量,所用EYW 8501型测氡仪经过三次国际间传递比对和三次国内比对[3],结果表明,仪器的精密度、准确度都属于国际先进水平。三次实验室标准源刻度均符合线性(源强由1.64Bq·m-3—2075.39Bq·m-3),线性回归系数分别为0.9996、0.9989、0.9983.严格地质量控制确保了测量数据的可信性、科学性。

3.闪烁室法氧浓度计算:

其中:K:氡与子体平衡时,闪烁室的探测系数(贝可/米3/计数/分);

CRno:标准源氡浓度(贝可/米3);

No:K值测定时标准源净计数率(计数/分);

N:样品净计数率(计数/分);

CRn:样品氡浓度(贝可/米3)

4.气温、气压的修正:

在计算中,按K=公式进行气温、气压的修正。

式中:To、Po为校正仪器时的气温、气压。

二 结果与分析

1.氡浓度水平:邹县唐村煤矿及鲍店煤矿矿井内,各类型采样测量点氡浓度测量结果见表 1

表 1 煤矿井下氡浓度(Bq.m-3)

表 1表明,矿井内氡浓度呈时间性变化,两个矿井内任何一个采样点,其氡浓度均是8月份(夏季)高,2月份(冬季)低,4月份、11月份居中。因为氡浓度的变化主要依赖于氡的析出率的变化及氡向垂直方向和水平方向的弥散,矿井内的气温、气压受外界气温、气压的影响较小,垂直湍流的交换对矿井内氡浓度的变化影响很小。矿井内氡浓度的变化主要取决于氡析出率的变化。实际测量得知,氡的析出率夏季较高,冬季较低。因此,矿井下氡浓度夏季较高,冬季较低,这与地面,上氨浓度的变化规律相反。

矿井内采样点四周的岩体对氡浓度的变化有较大的影响,一般情况下,采面区的氡浓度高于其它井内各类采样点的氡浓度。若采样点周围岩石为花岗岩石等酸性岩石或中酸性岩石,该采样点的氡浓度一定高于其它岩石区采样点的氡浓度。总之,采样点四周的岩石种类是影响该采样点氡浓度的主要因素之一。

矿井的通风是影响矿井内氨浓度的另一个主要因素,大巷通风状况良好,通风率较大,因此大巷采样点氡浓度较低,仅为矿井内最高点的1/10左右。因此,加强矿井内的通风,是降低矿井氡浓度的重要措施。

2.与其它非放射性矿井内氧浓度水平的比较:同属于非放射性厂矿,但由于矿体不同,矿体周围的岩石体不尽一致,矿井内通风状况不一样,因此矿井内氡浓度差异较大,详见表 2

表 2 不同煤矿井内氡浓度

从总的情况来分析,煤矿井内氡浓度均值是接近的。本文结果与邢台两个煤矿氡浓度测量值相接近。可能与两矿形成的年代和煤质相近,且矿井设施、通风状况基本上相同有关。

3.矿井内氧浓度与周围环境中氡浓度的比较:唐村、鲍店煤矿位于济宁市邹县境内。矿井内氡浓度与邹县、济宁市辖区室内、外氡浓度相比较,见表 3

表 3 矿井内与周围环境中氡浓度比较

经检验,矿井内氨浓度均值与济宁市辖区内室内、外氡浓度均值、邹县室内、外氡浓度均值间,均有非常显著性差异(P<0.01)。矿井内氡浓度高于周围环境中氨浓度约10倍,矿井内氡析出率高,又不能通过人为的活动降低析出率,但通风率是可以通过人为的活动使之改变,若矿井内各类采样点的氡浓度水平都能接近大巷采样点的氡浓度(29.7 Bq.m-3),便将使矿井内氡浓度均值降低5倍左右,矿工个人剂量负担也将相应降低。

三 剂量估算[4]

根据UTSCEAR1982年报告推荐的数据,矿工平均呼吸率按1.2m3h-1计算,假定矿工每年在矿井内工作2000小时,则2000小时应吸入含氡及其子体的空气为2400m3.若1个WL相当于3700Bq·m-3的平衡当量浓度,煤矿山平衡因子F=0.7,则唐村煤矿和鲍店煤矿每个矿工每年吸入矿井内空气中的氡浓度分别相当于0.00128J及0.00131J,即3.2mSv及3.3mSv。依1985年统计,唐村煤矿3204人,鲍店煤矿7042人。两矿矿工因吸入氡及其子体使肺部受到的集体年有效剂量当量分别为10.25人·Sv及23.24人·Sv。

矿工每年吸入矿井内氡浓度所致有效剂量当量,唐村煤矿为3.2mSv,鲍店煤矿为3.3mSv。这仅是在矿井内所受的剂量当量,每个矿工每天还将有18个小时在地面上室内、室外活动每个矿工在地面。上室内、室外活动所受剂量当量约为0.6mSv。因此,矿工吸入氡及其子体使肺部受到的年有效剂量总值约为3.8mSv(或3.9mSv)。

四 小结

1.煤矿井内氡浓度呈时间性变化,一年之中氡浓度夏季最高,冬季较低。矿井内氡浓度的变化主要取决于氨析出率的变化。

2.煤矿开内氡浓度高于周围环境中氛浓度的10倍,今后的工作应加强煤矿井内防氨降氡措施的研究。

3.煤矿矿工每年吸入矿井内氡浓度及地面上室内、室外氡浓度所致有效剂量当量为3.8mSv(或3.9mSv),约为山东省每个居民吸入氡及其子体使肺部受到的年有效剂量当量的6倍。

注:※邹县卫生防疫站    ※※邹县矿务局

参考文献
[1]
ICRP34号出版物.
[2]
UVSC EAR1982年报告.
[3]
官庆超, 等.中日环境氡监测研讨会论文汇编北京: 1988.
[4]
王作元. 空气中氨及其子体浓度的研究[J]. 中华放射医学与防护杂志, 1984, 4(3): 67.