中国辐射卫生  2013, Vol. 22 Issue (4): 424-427  DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2013.04.011

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赵锋. 使用地热水淋浴和沐浴对室内氡子体平衡因子的影响[J]. 中国辐射卫生, 2013, 22(4): 424-427. DOI: 10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2013.04.011.

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收稿日期：2013-05-12
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使用地热水淋浴和沐浴对室内氡子体平衡因子的影响
赵锋     
天津市辐射环境管理所, 天津 300191
收稿日期：2013-05-12
作者简介：赵锋(1970~), 男, 天津人, 高级工程师, 从事辐射环境监测与环境影响评价管理工作.
摘要：目的 天津市是地热水利用较多的地区之一, 因此必须重视对其利用引起氡子体平衡因子的变化。方法 通过对某大学利用地热水淋浴、某温泉城利用地热水沐浴进行实地测量。结果 发现其平衡因子分别为0.71±0.33和0.74±0.18, 低于其他室内氡子体平衡因子的取值, 与室外空气中的取值0.8相当。结论 因此在对地热水利用时对室内氡环境的影响进行普查时, 应该同时进行氡子体平衡因子的调查。
关键词：地热水    淋浴    沐浴    氡子体平衡因子    

平衡因子是空气中实际存在的氡子体α潜能浓度和与氡处于平衡态的氡子体α潜能浓度之比值, 它表征了用α潜能表示的空气中短寿命子体混合物与其母体核素之间的不平衡状态, 其公式是:

1)

式中: Cp为空气中氡子体α潜能浓度, μJ /m3; CRn为氡浓度, Bq /m3; 180为单位换算系数, Bq /μJ。

在《地热水应用中放射卫生防护标准》(GBZ 124 - 2002)标准中, 对住宅和车间内、浴疗室的空气中氡的控制水平作了规定, 即平衡当量氡浓度(平衡等效氡浓度) ECRn为200 Bq /m3、浴疗室400 Bq /m3。

现有的氡测量设备只能对氡浓度进行测量, 而在公式ECRn = FCRn[2]中, 平衡当量氡浓度为平衡因子F与检测氡浓度CRn的乘积, 因此需要对氡子体平衡因子进行测量, 才能建立与标准的联系。

1 氡子体平衡因子

ICRP第65号出版物[3]和UNSCEAR1993年报告[4]中给出, 室内空气中的平衡因子F值取为0. 4, 室外空气中的取为0. 8。中国天然辐射本底水平的数据为例进行分析[5], 12个省、市室内空气中氡子体平衡因子F均值范围为0. 31 ~ 0. 54。我国的20个省(包括台湾在内)、市对5 489间房间实测的平衡因子全国均值为0. 49[6], 文献[7]报道的为0. 47。其值大小与很多因素有关, 凡影响子体平衡比的因素都直接影响到F值大小, 其中与通风状况的关系尤为密切[8]。

对于不同房屋类型和不同的使用功能室内氡子体平衡因子不同, 目前国内对此研究不足, 因此在对不同的房屋类型进行氡评价时, 需要测量平衡因子。掌握使用地热水在淋浴和沐浴时对室内氡子体平衡因子的影响对于天津市氡及其子体的检测人员来说是非常必要的, 因为天津市对于地热水的开发利用较为广泛, 尤其作为生活用水和地热温泉洗浴等方面[9]。

2 材料与方法 2.1 测量设备

利用EQF3120氡及其子体检测仪对使用地热水在淋浴和沐浴时进行氡子体平衡因子的测量, 测量原理见文献[9], 其技术指标如下:

探测器: 4 × 200 mm2半导体离子注入式Si探头; 内置腔室大小:整个气动回路空间250 cm3;采样泵抽气速度: 3. 0 L /min; 测量范围: 0 ~ 1 MBq /m3 (EEC); 结合态子体测量范围: 0 ~ 1 MBq /m3;未结合态子体测量范围: 0 ~ 1 MBq /m3;样品空气体积: 20 L; 灵敏度:慢速氡7 CPM /(kBq /m3);响应时间: 120 min; 结合态和未结合态粒径分界: 5 nm。

2.2 淋浴和沐浴室内对氡和氡子体测量

由于天津市地热水的集中在明化镇组、雾迷山组, 结合地热的利用形式、尤其考虑利用地热可能对工作人员等造成伤害, 选择表 1中有代表性的地热利用单位进行氡及其子体的检测。

表 1 被检测单位地热水的特征

某大学浴室有两层楼, 年用地热水约5万t, 共计有喷头194个, 分为17个独立的浴室, 浴室的格局相同, 大小、装修一致等, 每间浴室有12个喷头。为了具有良好的统计性, 在整个检测期间, 对其中的8间浴室分别进行检测。该浴室14点开始营业, 16 ~ 18点为学生淋浴高峰期, 20点关闭。根据统计, 男生一般每周洗浴2 ~ 3次, 取2. 5次, 每次约10 min; 女生每周3 ~ 4次, 取3. 5次, 每次约30 min。为了了解和掌握东井浴室内氡子体α潜能的情况, 对8个浴室使用EQF3120氡及其子体检测仪进行监测, 包括浴室内氡浓度、等效氡浓度、平衡因子、结合态和未结合态的氡子体等参数进行测量。在开始一次新的检测前, 把以前所有的数据必须清除, 并且更换滤膜。

某温泉城的多栋别墅建有一个5 m2小型的地热浴室, 高3. 1 m, 门窗面积分别为1. 65 m2和1. 1 m2, 浴池面积1. 5 m2, 盛水体积约1 m3, 呈梯形; 别墅及其浴室的建筑结构、浴室面积和格局、建筑材料等均相同。每栋别墅共计三层, 建筑面积约300 m2, 该浴室密闭良好, 无主动抽风系统, 但当门窗打开后可以形成较强的对流。

3 结果与讨论 3.1 测量结果

在正常地热水淋浴和沐浴时对其进行采样测量。某大学淋浴浴室内在稳定状态下氡和氡子体测量结果见表 2, 某温泉城沐浴室内在浴池内充满地热水后氡和氡子体的测量结果见表 3。

表 2 某大学淋浴浴室内淋浴时氡和氡子体测量结果

表 3 某温泉城浴室内沐浴时氡和氡子体的测量结果

在表 2和表 3中, 218Po、214Pb和214Bi均为结合态和未结合态数值之和。

3.2 计算结果

在表 2和表 3中, 室内氡浓度已知, 在公式(1)中, 氡子体α潜能浓度即为单位体积空气中存在的短寿命氡子体的全部子体的原子衰变到210Pb的过程中所发射的总和, 即

2)

式中: Ci为第i种原子在单位体积空气中的放射性强度即空气浓度, Bq /m3; εpi/λi为第i种原子每Bq放射性的总α潜能, J。

因此将218Po、214Pb、214Bi的衰变常数与α粒子能量(214Po寿命太短, 在空气中的浓度可忽略), 即λa为0. 003788 s-1, λb为0. 000431 s-1, λc为0. 0005864s-1; εa为2. 188 nJ, εb为1. 2288 nJ, εc为1. 2288 nJ代入上式得:

3)

根据公式(3)取得的结果, 与表 2和表 3中的氡浓度, 可计算出氡子体平衡因子, 见表 4。

表 4 淋浴和沐浴时氡子体平衡因子

在利用地热水淋浴时室内氡子体平衡因子为0. 71 ± 0. 33, 在利用地热水进行沐浴时室内氡子体平衡因子为0. 74 ± 0. 18, 明显高于其他室内空气中的氡子体平衡因子的取值, 与室外空气中的取值0. 8相当。因此在调查、普查天津市地热水利用对室内氡环境的影响时, 应该同时对氡子体平衡因子进行测量。

参考文献
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