高本底辐射研究组分别于1975年和1981年对阳江天然高本底辐射地区空气中氡、及它们的衰变子体的浓度进行过调查^[1]。但这些调查已过去了20多年, 测量资料需要改进和补充, 尤其是近几年空气中氡、浓度的累积测量方法趋向成熟, 并已在实际调查中得到了广泛应用。因此, 我们在中、日合作进行的天然高本底辐射流行病学研究中, 采用Rn-Tn杯监测器累积测量方法^[2]对调查地区进行了为期一年多的空气中氡、浓度的定点测量, 以便能观察到阳江天然高本底辐射地区空气中氡、的分布特征。

1 选点原则和测量方法

测量点的选择主要是根据地表γ外照射辐射水平、不同种类建筑材料和结构的房屋、居民人数和均匀布点的原则。在HBRA选择了6个村庄36户住宅的72个测量点; 在CA选择了2个村庄12户住宅24个测量点, 每个村庄在室外选择了5个测量点^[3]。

空气中氡、浓度的定点测量方法采用Rn-Tn杯监测器, 每三个月更换一次探测片。调查时间从1997年9月开始, 1998年12月结束。探测片采用LR-115, 用2.5 mol/L NaOH溶液在温度60℃下蚀刻探测片160 min, 对化学处理后的探测片上的α固体径迹, 在显微镜下进行自动计数, 每个探测片计数不少于10次, 读数取平均直。

2 分布特征 2.1 氡浓度

定点测量结果列于表 1。结果表明HBRA室内的氡浓度没有想象中的高, 它接近于世界平均值^[4], 室内氡浓度高于室外氡浓度。而CA低于世界平均值, 室内氡浓度接近室外氡浓度。通常室内空气中氡浓度高于室外空气中的氡浓度; 但在热带地区是例外, 那里通风良好的寓所中氡的浓度基本与室外空气中的浓度相同。由于调查地区, 房屋结构比较简单, 一般住所通风良好, 再加上天气比较炎热, 门窗开启的时间较长。室内氡浓度与地质结构、建筑材料中天然放射性核素的含量、大气条件、建筑设计和通风状况密切相关。HBRA建筑材料中天然放射性核素含量明显高于CA^[5], 其余条件均相似。HBRA室内氡浓度虽然不是很高, 但还明显高于CA。HBRA室内空气浓度明显高于世界平均值, 证实我们所调查的高本底辐射地区是属于高钍含量地区。

2.2 季节变化

图 1是根据不同季节定点测量的高本底辐射地区空气中氡、浓度的结果。

图中显示, 一年四季空气中氡、浓度的变化不是很明显。阳江高本底辐射地区位于中国的南方农村, 属于温带地区, 四季的气候变化不大。氡浓度无论是室外和室内似乎是3~9月份较低, 10~2月份较高, 也就是习惯所说的秋冬季较高, 春夏季较低。室内外空气中浓度随季节变化更不明显。

2.3 辐射水平

在定点测量空气中氡、浓度的同时, 还在氡、浓度测量点处, 测量了环境γ外照射辐射水平, 设法能发现γ外照射辐射水平与空气中氡、浓度之间存在着某种相关性。表 2中氡浓度是根据肺癌病例对照的病例在4个剂量组的分布^[5], 浓度是根据定点处测量的γ外照射辐射水平进行的剂量分组。

表 2结果显示:室内空气中氡、浓度随γ外照射辐射水平的增加而增加。这是由于当地的房屋结构基本相似, 各个住宅之间的通风状况差别不是很大, 而室内空气中氡、主要来源于建筑材料的天然放射性核素, 室内γ外照射辐射水平也同样来源于建筑材料的天然放射性核素。因此, 它们之间存在着某种相关性在我们所调查的地区是必然的。

2.4 建筑材料

表 3列出了定点累积法测量的不同建筑材料房屋室内空气中氡、浓度。表 3显示HBRA室内空气中氡浓度在砖瓦和砖、泥墙混合结构的房屋比泥墙结构房屋要高; 而浓度则相反, 泥墙结构房屋明显高于其它两类的建筑材料房屋。CA无明显变化规律。一般地说, 泥墙结构的房屋通风状况要比砖瓦和砖、泥墙混合结构的房屋好, 所以, 泥墙结构房屋室内空气中氡浓度稍低于其它两类房屋。由于泥墙结构房屋结构比较松散, 也许钍射气要比其它两类房屋容易逸出, 故泥墙结构室内空气中浓度高。

2.5 室内分布

UNSCEAR 1993年报告中指出^[4]:室内空气中氡、浓度的分布是不均匀的, 尤其是由于的半衰期短, 室内空气中浓度的变化将会更大。为此, 我们在高本底辐射地区选择当地3种主要的不同建筑材料类型的房屋, 在离墙不同距离和距地面不同高度布放了Rn-Tn杯监测器, 测得了空气中氡、浓度在距墙不同距离和距地面不同高度的氡、浓度变化。测量结果图 2-3所示。

图 2显示:HBRA室内空气中氡浓度在距墙5~10 cm处的平均值与80~100 cm处的平均值分别为34.91 Bq m^-3和33.27Bq m^-3, 两者相差不大, 说明室内空气中氡浓度在距地面1.2 m高处与距墙的距离变化不大。但室内空气中浓度在距墙5~10 cm处的平均浓度为距墙80~100 cm处的平均浓度12.9倍, 与日本的一些研究者对日本的一些传统的木加泥浆结构房屋调查结果的变化趋热相符合^[2]。

图 3表明:在距墙1.2 m, 离地面5~10 cm处的氡平均浓度为距地面80~100 cm处的平均浓度的1.14倍, 同样表明室内空气中氡浓度在距墙1.2 m不同高度的变化不大。浓度离地面5~10 cm和80~100 cm处的平均值分别为24.75 Bqm ^-3和3.97 Bq m^-3, 两者比值为6.21。

根据测量结果分析得出:室内空气中氡浓度随距墙的不同距离和离地面不同高度的变化不大, 室内分布较为均匀。而室内空气中浓度随距墙的距离和离地面的高度变化很大, 尤其是在距墙10 cm和离地面20 cm高度内浓度急剧变化。

3 小结 3.1

测量结果显示:HBRA室内、外空气中氡浓度分别是47.6和17.3 Bq m^-3, CA分别是18.1和11.7 Bq m^-3, 两地区室内、外空气中氡浓度比值分别是2.63和1.48。空气中浓度HBRA室内、外分别是89.0和9.3 Bq m^-3, CA分别是12.4和8.1 Bq m^-3, 两地区室内、外空气中浓度比值分别是7.18和1.15, 由此可见, HBRA室内、外空气中氡浓度略高于世界按人口加权平均值40和10 Bq m^-3, CA室内低于世界平均值, 室外接近世界平均值。HBRA室内空气中浓高大大高于UNSCEAR报告所推荐的值3 Bq m^-3, 室外接近于推荐值10 Bq m^-3。从而进一步证实我们所调查的高本底辐射地区是属于高钍含量地区。

3.2

HBRA室内空气中氡、浓度明显高于室外浓度, CA室内、外空气中氡、浓度几乎相同。调查地区室内、外空气中氡、浓度随季节的变化不是明显。由于调查地区位于中国的南方农村, 一年四季气候变化不大, 属温热带地区, 当地房屋结构简单, 自然通风状况良好。HBRA室内空气中氡、和γ外照射主要来源于房屋的建筑材料中天然放射性核素。我们已观察到HBRA室内空气中氡、浓度随着γ外照射辐射水平的增加而增加; 砖瓦及砖瓦和泥墙混合结构的房屋内空气中氡浓度比泥墙结构房屋高, 而房屋内空气中浓度则相反, 泥墙结构房屋高于其它两类建筑材料的房屋。室内空气中氡浓度除贴近地面和墙壁外, 它的分布较为均匀。但室内空气中 浓度的变化很大。在离地面1.2 m高处, 距墙5~10 cm处的平均浓度是距墙80~100 cm处13倍, 在距墙1.2 m处, 离地面5~10 cm高处的平均浓度是离地面80~100 cm高处的6倍。