氡-222是天然放射性核素镭-226的子体, 镭-226广泛存在于地球的岩石、土壤中, 联合国原子辐射效应科学委员会(UNSCEAR)2000年报告书^[1]认为, 在天然辐射对公众的年有效剂量中, 氡(²²²Rn)及其子体占总有效剂量的大约50 %。已经被世界卫生组织列为除吸烟之外的引起肺癌的第二大原因。²²²Rn对人体的照射主要来自氡衰变产物, 后者不均匀地沉积在人的呼吸道内, 对支气管和肺组织产生照射。Lubin, J.H^[2].、Darby, S.C^[3].估算在室内氡浓度为100 Bq·m^-3时, 居民因氡及其子体的照射引起的肺癌超额相对危险度(excessive relative risk, ERR)为0.08 ~ 0.13。氡及其子体已成为除吸烟外引起肺癌的第二大因素。

岩石中的镭衰变成放射性气体氡, 释放到岩石的孔隙中, 主要动力来自氡原子形成时的反冲以及分子扩散; 然后主要通过扩散从地面到大气层。笔者主要是对伯口花岗石矿区空气中氡浓度的现状研究。

1 矿区简介

山东省荣成市伯口花岗石矿区位于荣成市人和镇西南的伯口村, 矿体为中生代燕山期崂山阶段侵入岩体———槎山岩体的一部分, 矿体岩性主要为钾长花岗岩、黑云花岗岩。矿石呈浅肉红、肉红色, 中细粒—中粗粒结构, 块状构造。主要矿物成分为钾长石、斜长石、石英, 另含少量的黑云母。产品名称为石岛红。

2 空气中²²²Rn的测量方法 2.1 测量仪器

使用美国DURRIDGE COMPANY INC.生产的RAD7 RADON DECTOR进行矿山环境空气中²²²Rn的测量。RAD7是便携式的可以用多种模式多种目的来测量²²²Rn的仪器。测量模式可以使用检测模式和正常模式。2002年11月4日仪器经DURRIDGE COMPANY INC.在标准氡室内进行刻度, 正常模式下刻度系数为74(Bq/m^-3)/cpm, 检测模式下为151.7 (Bq/m^-3)/cpm。当²²²Rn为37 Bq/m^-3连续测量时间为48 h时仪器不确定度为4.8 %(95%置信度)。探测下限为4B q/m^-3。

2.2 测量地点选择

测量地点布设在采矿坑、石料场、渣石堆、居民地室内外等不同的地表类型, 测量时仪器放在距离地面1 m处。

2.3 测量模式

在矿山测量时采用检漏模式(sniff), 这种方式可以快速发现高浓度的氡逸出点; 在室内测量时采用自动模式, 这种方式首先采用捡漏模式然后自动转为正常测量方式。测量完成结果自动储存在仪器内部。

3 结果与讨论

本次共进行矿区室外氡检测22个点, 室内3个点, 矿区外室外对比点2个, 测量结果见表 1。

测量结果显示, 荣成市伯口矿区空气中氡气浓度属于正常范围内, 没有发现氡异常升高的现象。矿区室内外空气中氡浓度分别为(13.52±5.59)Bq·m^-3和(11.62±6.12)Bq·m^-3。室外氡浓度水平与土壤或岩石的氡逸出率有关, 而逸出率取决于土壤的镭含量、含水率、孔隙率和粒径, 且与风速和气压有关, 因此, 空气中氡浓度的波动较大, 这与本次测量结果相吻合。在矿区外的2个测量点氡16和氡26的检测结果与矿区并无显著差别。考虑到夜晚室内氡浓度对居民影响较大, 我们选取了距离矿区2公里的宾馆内进行了连续测量(氡10), 结果见图 1。由图 1可知, 室内空气中氡浓度在夜晚的变化也很大, 在凌晨1点左右达到最大值。

表 2和表 3分别将本次测量结果与其他研究结果进行了比较。可以看出, 矿区空气中氡浓度比山东省和青岛市的平均水平要高, 但低于韩国。矿区室内空气氡浓度比山东省和青岛市的结果略低, 与日本的结果相当。需要说明的是, 测量室内空气氡浓度时, 应将房间密闭24 h以上。以测量该房间的最大氡浓度。而在本次研究中, 由于条件所限, 并没有进行密闭测量。从单一的检测结果氡10(宾馆内)来看, 矿区室内氡浓度与山东省和青岛市的结果是一致的。

4 总结

矿区室内外空气中氡浓度为(13.52±5.59)Bq·m^-3和(11.62± 6.12)Bq·m^-3。矿区空气中氡气浓度属于正常范围内, 在测量点没有发现氡异常升高的现象, 室外氡气浓度高于全省平均值5.07Bq· m^-3。有必要对矿区周围村庄的居民室内氡浓度进行研究。