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)、钍射气(²²⁰Rn)及其子体是最主要来源, 占总有效剂量的大约50%。Lubin, J.H.^[2]估算在室内氡浓度为100Bqm^-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。

我国在新颁布的“民用建筑工程室内环境污染控制规范GB50325 -2001”^[3]中规定在Ⅰ类民用建筑工程室内氡浓度小于等于200Bqm^-3; Ⅱ类民用建筑工程室内氡浓度小于等于400 Bqm^-3。国际放射防护委员会(ICRP)第65号出版物“住宅和工作场所氡-222的防护”^[4]中建议对住宅内氡的行动水平为200 ~ 600 Bqm^-3; 相应的氡所致年有效剂量为3~ 10mSva^-1。

笔者测量了粉煤灰砖和煤矸石砖新建的砖混结构建筑室内氡浓度, 两个住宅小区均是水泥地面, 测量结果没有受到瓷砖、石材等装饰装修建材中放射性核素的影响, 反映的是粉煤灰砖和煤矸石砖对室内氡浓度的贡献。同时, 测量了传统黏土砖建筑室内氡浓度。

1 仪器和方法 1.1 仪器

使用美国产DURRIDGE RAD7测氡仪, RAD7是便携式的可以用多种模式多种目的来测量²²²Rn的仪器。测量范围为3.7 ~ 7.4×10⁵ Bq/m^-3。

1.2 测量方法

在关闭门窗后连续测量24h或48h, 测量时将进气管置于距地面上方1m左右的位置, 测量方式采取自动方式, 每30min(测量时间24h)或1h(测量48h)计数一次。

1.3 仪器刻度

仪器经DURRIDGE COMPANY INC.在标准氡室内进行刻度, 当²²²Rn为37Bq/m^-3时连续测量时间为48h时, 仪器不确定度为4.8%(95 %置信度)。

2 结果

分别在粉煤灰砖、煤矸石砖、传统粘土砖建造的小区开展室内氡浓度监测, 所有小区均是毛坯房, 室内没有铺设瓷砖等其他装修材料, 图 1 ~ 图 3分别各类房屋的典型测量结果。墙体材料建筑室内氡浓度测量结果汇总, 列于表 1。

3 室内氡浓度估算

在不考虑氡气从地面通过扩散和对流进入室内情况下, 可以根据建筑材料中²²⁶Ra的含量对室内²²²Rn浓度进行估算, 采用F.Steger^[5]的方法, 估算公式如下:

式中: O/V是房间表面积与容积的比, m^-1; λ是²²²Rn的衰变常数, 7.56×10^-3 h^-1; ε是建筑材料中²²²Rn的释放系数; υ是房间的换气率, h^-1; ρ是建筑材料的密度, kg·m^-3; d是建筑元件的厚度, m; C_Rn是氡浓度, Bqm^-3; C_Ra是建筑材料中²²⁶Ra的含量, Bq kg^-1。

采用常用值, O/V为2m^-1; ε为0.1; υ为0.7h^-1; ρ为2000kgm^-3; d为0.3m。当²²⁶Ra的含量为100Bq kg^-1时, 估算出²²²Rn浓度为65Bq m^-3; 比实际测量值低, 原因与所选择的参数有关, 需要进一步探讨。

4 室内氡浓度所致有效剂量估算

根据UNSCEAR2000年报告书中建议的剂量估算方法, 估算各种墙体材料建筑室内氡-222所致年有效剂量, 估算结果见表 2。计算公式如下:

室内氡浓度所致剂量=C_Rn ×0.4 ×7000h×9nSv(Bq h m^-3)^-1

5 讨论

(1) 测量结果表明, 粉煤灰砖建造的住房内氡浓度较高, 氡浓度平均值为164.75Bqm^-3。所测量的煤矸石砖建筑和高层公寓室内氡浓度相当, 分别为52.4Bqm^-3和62.5Bqm^-3。黏土砖建筑室内氡浓度最低。

(2) 粉煤灰砖建筑室内氡浓度最高的房间平均为263Bqm^-3, 最高460Bqm^-3, 已经超过了“民用建筑工程室内环境污染控制规范”中的限值。

(3) 室内氡-222所致年有效剂量的估算结果表明, 粉煤灰砖建筑为4.15mSva^-1; 煤矸石砖建筑为1.32mSva^-1; 黏土砖最低为0.67mSva^-1。