几个世纪以前, 矿工们得一种死亡率很高的矿山病, 在1892年才被诊断为肺癌, 经大量调查研究发现矿井中氡气的含量很高, 人们逐渐认识到矿区的肺癌高发病率与放射性氡气有关, 并经动物实验验证了这一观点^[1]。世界卫生组织(WHO)2005年6月21日宣布, 全球每年有几万人由于在工作中所受天然放射性气体的照射而死于肺癌, 氡气是引起肺癌的第二大因素^[2]。

1 氡气的性质

自地球形成以来氡就存在, 是以气体形式存在的惰性放射性气体, 其它约两千多种放射性元素, 多以金属形式存在于矿石中。氡是镭核衰变的中间产物, 有四个同位素, 其中²²²Rn和²¹⁸Rn是铀系衰变的中间产物, 而²¹⁹Rn(An-锕射气)和²²⁰Rn(Tn-钍射气)分别是锕系和钍系中铀同位素的衰变产物。氡气的四个同位素尤以²²²Rn对人体的危害最大, 这里我们只介绍²²²Rn的特性。²²²Rn是一种放射性的惰性气体, 无色无味, 其衰变子体却是固体, 同时伴随α辐射, β辐射和γ辐射, 因此氡及其子体是α、β、γ的混合辐射源。氡能溶解于水和许多液体, 还能溶解于血液和脂肪, 在很多建筑的地下室、地下建筑、矿道中大量存在。氡形成于自然产生的放射性物质铀, 是对人类最为直接的放射性威胁, 氡所发出的辐射剂量远远大于人们所遇到的其他放射性危害的总和^[3]。

2 氡气的危害及室内氡气的来源 2.1 氡气的危害

根据联合国原子辐射效应科学委员会估计, 天然辐射对公众的年有效剂量约为2.4mSv, 其中氡及其子体约占54%, 可见, 人们所受的放射性辐射主要来自氡及其子体。近年来大量调查研究表明, 室内氡气导致肺癌的发病率仅次于因吸烟导致肺癌的发病率, 氡气已经被世界卫生组织列为19种致癌物质之一^[1]。氡对人体的危害有两种, 体内辐射和体外辐射, 以体内辐射为主。体内辐射:氡及其子体经呼吸道进吸入肺部后, 衰变形成的一系列氡子体不再是气体而是以固体微粒沉积在肺内, 氡及其子体在体内发生衰变, 形成对人体致命的内辐射, 可导致肺癌; 另外, 氡还对人的脂肪有很高的亲和力, 从而影响人的神经系统, 使人精神不振、昏昏欲睡。体外辐射:氡气及其子体衰变产生的α射线, 其电离作用大, 贯穿力小, 一般用普通纸张就能阻挡住它, 皮肤可以有效地将α射线阻挡在身体外, 形成对人体的体外辐射, 可对人体内的造血器官、神经系统、生殖系统和消化系统造成损伤^[4]。

2.2 室内氡气的来源

氡广泛存在于自然界中, 在室外空气中的氡由于被稀释成很低的浓度, 几乎对人体不构成威胁, 而在居室中, 氡容易大量累积, 从而对人体造成危害。那么氡气是如何进人室内的呢?经研究发现室内空气中的氡主要来自地下室、建筑材料、水源和燃料(煤、液化气等), 其浓度不仅取决于这些材料的含镭量、物理性质(如空隙率、孔隙大小等)、环境条件等(温度、湿度、大气压等), 还取决于室内的通风条件。室内氡气的另外一个主要来源是从楼房的地基、外墙的墙面交接处的缝隙和墙体上的裂缝进入的, 随着室内温度的升高, 热空气会在空气中上升, 这样一来就会自然形成气流, 这种负压造成的小气流正好将地面水泥板之下的氡气通过裂缝、水泥板上的微小孔隙和墙体的缝隙等引入室内, 从图 1可以看出墙砖地基下的氡气是如何进入室内的。氡气的密度是空气的7~8倍, 在室内外空气不流通的情况下, 会不断地在室内增加其浓度, 从而对人体健康造成严重危害^[5]。

3 防护

近年来, 人们对氡气的危害进行了大量的研究, 越来越重视对氡气危害和防护的研究, 积极采取措施来减少其对人的危害。1993年9月, 国际放射防护委员会(ICRP)发表了第65号报告, 对室内氡浓度的水平提出了新的建议, 年平均实测氡浓度为200~600Bq/m³, 具体数值由有关国家根据自己的实际情况在此范围内选定决定。自1995年起至2004年, 我国先后颁布了《住房内氡浓度控制标准》、《地下建筑氡及其子体控制标准》、《人防工程平时使用环境卫生标准》和《室内空气质量标准》^[5], 2004年国家住宅与居住环境工程中心制订的《健康住宅建设技术要点》中也将氡含量标列入了人居健康工程的室内空气质量标准的要素之中, 明确规定了各类建筑物的室内氡浓度控制标准, 对降低室内氡浓度起到了至关重要的作用。采取有效措施, 减少氡气的危害, 是一件刻不容缓的事情, 减氡措施有很多, 只有同时运用多种方法处理, 才能达到较为理想的效果。下面从三个方面谈谈对氡的防护方法。

3.1 减氡的方法

减氡的方法很多, 下面主要介绍以下几种。增加室内的通风, 这是最简单的方法, 将室内的门窗打开形成对流或再开启排气扇通风; 把所有的墙体上的大小缝隙包括管道的缝隙及地面的裂缝和小洞全部封住; 使用防氡的墙面漆可以有效地阻止氡气的渗入, 不过不是永久性的手段; 在室内安装使用空气过滤器, 因为多数氡子体会吸附在空气中的微粒上; 对暴露在地面的排水口必须安装一个特制的气水闸, 以防止氡气、霉味、小虫和管道内有害气体进人室内; 如果墙体是用空心砖砌成的, 那么在地板的交接处必须要做处理, 将空洞堵塞然后用两英寸的水泥或石灰封住来阻挡氡气; 最有效的减氡方法还是地面水泥板块下的活跃减压系统, 也是专业人士在降氡方法中用得最多的^[4]。

3.2 意房屋装修引起的室内氡气污染

为减少室内氡气, 房屋装修要注意以下几点。要合理搭配和使用装饰材料, 不要在房间里大面积使用石材、地砖、陶瓷砖; 购买石材、地砖、瓷砖要索取放射性检测报告, A类产品放射性最低, 可放心使用, 对商家没有检验报告的最好不用; 封闭地面、墙体的缝隙, 降低氡气的排出量; 已经装修完的房间, 可请专家到现场检测, 如果放射性指标过高, 必须进行更换, 如果超标不多, 可不必拆除, 但应保持房间经常通风或选用有效的空气净化装置以降低氡的浓度^[6]。

3.3 国外对新建房屋的减氡措施

现在的家庭不但注重室内装修的质量, 更注重居住环境的安全性。在潜在氡气含量高的地区, 土地发展商和建造商已经意识到在新建的房屋中带有减氡的系统是一个热买点, 因而纷纷推出带有减氡装置的环保房, 这里介绍两种对新建房屋所采取的最常用减氡方法:隔膜下的被动减压系统(见图 2)和地面水泥板下的被动或活跃减压系统(见图 3), 可以降低80%以上的氡气。这两种系统的目的是在地基层下形成一个真空环境, 使土层里的氡气进入这个空间里, 然后通过管道排到室外, 这样就可以直接减少地下氡气进入室内。具体方法是:在地面水泥板和泥土地面之间铺上至少10cm的小碎石或沙子, 地下的氡气可以聚集在这个负压层, 在做地面水泥板浇灌前将一小段10cm粗的PV_xC管道插入碎石中, 以便安置被动减压系统或活跃减压系统, 这两个系统不同之处是被动减压系统不需要机械装置, 活跃减压系统需要在管道内装上一个排风扇, 用电力将地下的氡气抽出室外, 至于选用被动减压系统还是活跃减压系统, 可以根据测试氡含量后决定。如果室内氡气的含量超过150Bq/m³, 一般建议使用活跃减压系统。如果选择"隔膜下的被动减压系统", 同样是在地面水泥板和泥土地面之间铺上至少四英寸的小碎石, 还需在碎石层上面铺上一层塑料薄膜保护层来阻挡地下氡气进入室内^[5]。

4 结束语

氡的危害问题得到相当重视, 各国科研工作者在这方面进行了大量调查研究, 取得了大量科研成果, 尤其发达国家在这些方面投入的研究更多。对氡气研究越多, 了解越深入, 采取适当的防护措施, 可以预防降低氡气对人类的危害。