崆山白云洞位于河北省临城县, 发现于1988年, 1990年7月正式对外开放。洞内岩溶造型丰富, 类型齐全, 是我国北方地区一处难得的岩溶造型"博物馆"和"地下迷宫", 每年有大批游客前往参观游览。溶洞作为一种天然的旅游资源, 它的开发和利用给人们带来了巨大的利益。然而天然溶洞往往会有较高浓度的氡存在, 如果不注意氡污染这一环境问题, 可能会给人带来危害。氡是人们受到的天然辐射的主要来源之一, 过量吸入氡及其子体会诱发肺癌, 这己引起各国学者的关注。因此, 调查模淸溶洞内空气中氡污染情况是非常必要的。

本文采用固体核径迹探测器法(SSN-TD〉测定氡浓度, 该法被认为是目前较为理想的氡累积测量方法, 具有成本低、装置简单、处理方便等优点, 在国内外环境氡监测中得到广泛应用。

1 材料与方法 1.1 材料:

选用德国进口CR-39固体核径迹探测器, KFK无源式氡探测杯, 聚乙烯渗透膜。

1.2 方法:

将CR-39固定在探测杯底部, 渗透膜用压紧环压住, 盖好杯盖; 把测量杯置于己选好的各测量点, 放置一个月后收回。将回收的CR-39吊挂式分立在盛有6.25N NaOH溶液的蚀刻杯中, 在80℃恒温下蚀刻6小时。取出用水冲洗干净, 晾干后在400倍显微镜下读径迹数。本处理过程经与核工业部第六研究所氡室进行刻度比对, 比对结果误差 < 10%。

1.3 氡浓度的计算

式中:C-布放t小时内的平均氡浓度, Bq·m^-3;

N, B-总径迹数和本底径迹数, 迹径;

A-读数面积, cm²;

t-样品布放时间, h;

K-刻度因子, 径迹•cm^-2/(kBq·m^-3.h)。

2 结果与分析

根据洞内情况, 共选取37个点进行测量, 其中在溶洞内由第1、2、3支洞组成的环游主洞上选取12个景点进行测量, 测量结果见表 1。环游主洞的平均氡浓度为1416.1±259.5Bq·m^-3。主洞空间较大, 呈环状走势, 出入口相邻。文献^[1]报道, 岩洞内的氡浓度, 从洞口往里逐渐増高, 并可有数量级的变化。从本文的结果看, 崆山白云洞内环游主洞上各景点氡浓度与距洞口的位置相关关系不明显, 与文献^[1]报道不一致。

表 2是支线第四洞内各景点的氡浓度测量值, 共25个测量点, 平均值为2173.5±392.7Bq·m^-5。支洞内的氡浓度, 从其入口处往里有逐渐増高的趋势。支洞是在溶洞内部、从主洞位置向地下延伸并达到溶洞的最低点。测量结果表明, 支洞内的平均氡浓度是主洞的1.5倍。分析原因主要有以下两个方面, 一是在地表构成方面, 主洞的地表大部分是由碳酸盐凝结沉积构成, 表面坚硬而光滑, 地表氡溢出较低, 而支洞内的地表为积水所覆盖的比例较大, 水中氡溢出较多。二是在洞体结构方面, 支洞通道曲折狭长, 内部空间狭小, 空气流动性极差, 氡积累较主洞严重。因此, 支洞内的氡浓度高于主洞。

崆山白云洞内平均氡浓度为1927.8±502.6Bq·m^-3, 范围1066.2~2732.0Bq·m^-3, 一般室内氡浓度, 河北省均值为22.3Bq·m^-3[2], 世界均值为30Bq·m^-3[3], 溶洞内的氡浓度己大大超过一般室内。该洞是在岩石山体内部天然形成的封闭空间, 洞内各景观均由碳酸盐沉积而成, 洞内存有多处积水。含铀、镭岩体释放出的氡气以及水中氡的溢出, 是洞内氡的主要来源, 而洞内没有通风设施, 与外界空气交换差, 造成氡的积累, 可以认为是氡浓度高的主要原因。表 3列出了一些国家或地区测得的不同岩溶洞内空气中氡浓度及其子体α潜能浓度的结果比较。由表可见, 岩溶洞内的氡浓度及其子体α潜能浓度普遍较高, 氡浓度一般高出普通室内1~2个数量级。根据UNSCEAR1982年报告推荐的数值, 取溶洞内平衡因子F为0.7, 则可算出崆山白云洞内氡及其子体的导出空气浓度(DAC以平衡当量浓度表示)为1349.5Bq·m^-3, 该值己接近国家标准GB4792-84《放射卫生防护基本标准》^[8]中规定的职业限值, 作为旅游场所, 崆山白云洞内空气中氡污染是比较严重的, 应当采取防护措施。

3 剂量估算

假定溶洞工作人员每年在洞内工作2000小时, 按文献^[9]提供的方法, 根据UNSC-EAR1982年报告推荐的数值, 溶洞内平衡因子F为0.7, 吸入1J氡子体α潜能呼吸系统受到的剂量当量为2.5Sv·J^-1由此推算出溶洞工作人员每年因吸入洞内氡及其子体而受到的剂量当量为47.2mSv·a^-1, 此值己相当接近国家标准GB4792-84《放射卫生防护痱本标准》中规定的职业人员的剂量限值, 是河北省一般公众所受年剂量当量Sv·a^-1的94.4倍。

4 建议 4.1

在溶洞的开发与利用中, 应重视氡污染这一环境问题, 溶洞管理单位应与放射卫生部门配合, 对溶洞内空气中的氡浓度进行定期监测, 对工作人员定期进行查体, 做动态观察, 必要情况下应进行流行病学调查。

4.2

应采取通风条件等措施, 降低溶洞内氡浓度, 严格执行国家标准, 做好防护工作, 以保护工作人员及游客的健康。

4.3

根据国家标准GB4792_84《放射卫生防护基本标准》中的规定, "在满足一般卫生防护条件下, 工作场所空气中放射性物质的浓度大于工作场所中导出空气浓度的1/10, 可称为放射工作单位或场所"。溶洞内空气中导出空气浓度己超过上述规定的限值, 因此, 应将溶洞作为放射单位或场所管理。