在公众和社会对天然辐射既不了解又深感恐惧情况下, 居室内氡及其子体对人们的健康影响已成为公众关注的问题。

1 氡及其子体的辐射特性和来源

氡是不活泼的惰性放射性气体, 它有三种同位素²²²Rn(镭射气)、²²⁰Rn(钍射气)、²¹⁹Rn(锕射气), 它们分别由铀系中的²²⁶Ra、钍系中的²²⁴Ra和锕系中的²²³Ra衰变而来。²²⁰Rn(T_1/2 = 55.6s)和²¹⁹Rn(T_1/2 =3.96s)半衰期极短, 其卫生学意义较小。一般所讲的氡是指具有卫生学意义的²²²Rn(T_1/2 =3.825d), 其释放出α粒子后, 经多次衰变成为重金属固态放射性核素:短寿命子体²¹⁸Po(RaA)、²¹⁴Pb(RaB)、²¹⁴Bi(RaC)和²¹⁴Po(RaC, );长寿命子体²¹⁰Pb(RaD), ²¹⁰Bi(RaE)和²¹⁰Po(RaF)。整个衰变过程所产生的子体, 既有α辐射, 又有β、γ辐射, 因此氡及其子体是α、β、γ混合辐射源。

居室环境中的氡及其子体大约60%来自房基及其周围土壤中的镭, 大约20 %来自建筑装饰材料中的镭, 大约18%来自室外空气中氡的渗入。

2 氡及其子体对机体组织或器官的辐射效应

公众居民吸入氡及其子体后, 对机体组织或器官的辐射效应主要是由其短寿命子体引起的, 其次是长寿命子体。

2.1 氡的短寿命子体

²¹⁸Po(T_1/2 =3.05 min)和²¹⁴Po(T_1/2 =160 μs)的效应主要来自能量较高的α粒子辐射。吸入空气中的氡子体后, 它可以两种形式沉积于呼吸道组织。游离的未结合的离子态子体(主要²¹⁸Po)因离子扩散作用沉积于上呼吸道; 以凝集核形式或被空气中不同大小粒子吸附的结合态子体因粒子扩散、沉降和碰撞作用沉积于肺部组织。氡子体在α衰变时的核反冲效应又可以将结合态子体转变为离子态子体。因此, 沉积于呼吸道的短寿命子体(²¹⁸Po)一方面因呼吸作用而不断地被清除, 另一方面自身不断地衰变, 其大部分在清除以前已衰变完毕, 由此而沉积于气管和主支气管。只有少数尚未衰变完毕的子体被粘液流带到咽喉而进入胃肠道。因此, 长期吸入氡及其子体浓度较高的空气, 而受到连续的慢性照射, 其远后效应是肺癌, 其他组织或器官的辐射损伤则较小。

2.2 氡的长寿命子体

β辐射体²¹⁰Pb(T_1/2 =22.3a)和α辐射体²¹⁰Po(T_1/2 =138.4d)它们由沉积于呼吸道组织的短寿命子体衰变而成。这类长寿命核素除了能对呼吸道组织产生辐射损伤外, 有可能经体液循环而沉积于骨骼、骨表面或网状内皮组织。因此, 长期吸入氡浓度较高的空气, 长寿命子体对机体组织或器官的慢性照射亦不可忽视, 其效应是可能出现机体乏力、食欲衰减、胃肠道功能紊乱, 甚至出现血象变化(如贫血、白细胞减少和抑制造血功能)等症状。

2.3 混合辐射损伤

大量实验资料表明, 当公众吸入较高浓度的氡及其子体, 累积受照射剂量较大时, 才有可能造成机体组织或器官的α、β、γ混合辐射损伤。

将Wistar雄性大鼠置于氡浓度为50 Bq/L的HD-3型多功能移动氡室内, 在累积受照剂量分别为50 mSv、100 mSv、和150 mSv(1 mSv相当于0.2WLM)条件下, 氡及其子体对大鼠骨髓PCE(多染红)细胞微核率、血淋巴细胞DNA损伤和肺细胞p53基因(肿瘤抑制基因)的影响列入表 1。实验结果表明, ①大鼠在受到累积剂量50 mSv和100 mSv时, 对骨髓PCE细胞微核率和肺细胞p53基因的影响与对照组(正常本底照射差异)无显著性; 当累积剂量达150 mSv时, 则差异有显著性, 骨髓PCE细胞微核率和肺细胞周期进程出现明显改变, 但p53基因蛋白均未出现阳性。②用³H -Td(胸腺嘧啶核苷)渗入法检测大鼠血淋巴细胞的转化、增殖效应。随着累积剂量的增加, 血淋巴细胞的cpm值明显降低。累积剂量为50 mSv时, DNA合成受到了抑制, 随着剂量增加, 血淋巴细胞的转化能力进一步降低, 当达到150 mSv时, 外周血淋巴细胞的合成就很低, 从而产生机体免疫功能下降, 因此具有一定的遗传损伤效应。

3 居室环境氡及其子体对居民的健康影响

有人估计居民肺癌的10%来自氡及其子体的照射, 甚至会导致其他肿癌(如白血病)的发生。我们认为任何事物都遵循量变到质变的规律, 氡及其子体照射对人类健康影响, 只有长期暴露于氡及其子体浓度较高的空气环境中, 并受到连续的慢性照射, 即超过ICRP32号出版物提供的氡子体暴露限值:平均肺剂量为50~ 70 mSv, 分区肺剂量为20 ~ 60 mSv, 才有可能对机体组织或器官产生辐射损伤, 发生确定性效应(如白细胞减少等)和随机效应(如肺癌)发生率增加。因此氡及其子体是诱发肺癌的重要因素之一。而居室中的氡浓度全球平均值为40 Bq/m², 中国的均值为24 Bq/m³, 其产生的年辐射照射剂量值分别为1 mSv和0.76 mSv。ICRP50号出版物提供室内居室氡子体的年均暴露剂量为0.6 mSv。即使采用天然放射性活度较高的煤渣砖作建筑材料和花岗岩为室内装饰材料, 由氡浓度增加而引起的内照射剂量增值为25 %即1.25 mSv/a, 在此居室内的居民所受到的辐射照射略高于天然本底水平。此时可采用通风和涂层防护措施来降低居室内的氡浓度。因此, 在这样的居室环境中生活的居民一般不会发生任何由氡及其子体而引发的确定性效应, 随机效应的发生率也极低, 对人类产生健康危害的可能性极小。

在含铀、镭、钍活度较高地区进行隧道挖掘和地下矿物开采人员短时期内可能会受到较高浓度的氡及其子体的慢性照射, 这类人群的辐射危险度会有所增加, 可能会对健康产生一定的危害。因此合理的加强作业区通风和个人使用活性炭防氡设备尽可能的把氡及其子体的浓度降低到可以接受的最低水平, 保障人员的健康。