枣庄市地处山东省南部, 全市煤炭资源较为丰富, 煤炭开采有百余年历史。全市约有煤炭产业工人10万余人。据近年流行病学调查显示, 本市矿区煤炭职工恶性肿瘤, 特别是肺癌死亡率呈现较高水平。为探讨氡对煤矿工人健康的影响, 笔者自1993年至1998年先后对全市24所煤矿井下氡浓度水平进行了监测, 现将结果报告如下。

1 材料与方法 1.1 监测点的选择

根据本市地形分布的特点, 分别于东部、西部、中部选取6所国有大型统配煤矿及地方18所中小煤矿井下不同场所于同一时间, 选取工作人员相对集中的工作场所, 用负压瓶采集现场空气带回地面作氡浓度监测, 同时选取相应煤矿井上生活区室内、外环境进行对照监测。

1.2 测量方法与计算

氡浓度测量采用闪烁室法, 使用仪器为ZYW -8501型测氡仪, 该仪器经过多次国内比对, 其性能稳定。

氡浓度计算: C_Rn =KN    K =C_RnO/ N₀

式中: K为氡及其字体平衡时闪烁室探测系数; C_RnO为标准源氡浓度(Bq /m³); N为样品净计数率(cpm); N₀为测定K值时标准源净计数率(cpm); C_Rn为样品氡浓度(Bq /m³)。

1.3 气温、气压的修正

按K =273 +T/273 +T₀ ×P₀/ P公式修正。式中T、P为实测气温、气压值, T₀、P₀为仪器较正时气温、气压值。

2 结果与分析 2.1 地质概况

枣庄矿区沉积地层为第四系冲积层、侏罗系砂砾岩和三迭系石炭地层, 围岩主要由砂岩、石炭岩、泥岩构成, 含煤18 ~ 25层, 可采7 ~ 8层, 煤质主要有气煤、肥煤与燃煤。

2.2 矿井下氡浓度

对24所煤矿井下347个点的监测, 结果表明:氡浓度水平范围在1.59 ~ 592.7 Bq /m³之间, 其中6所大型煤矿平均氡浓度为55.0 Bq / m³, 18所地方中、小煤矿平均氡浓度为32.61 Bq / m³。国有大型煤矿氡浓度高于地方中、小型煤矿, 原因可能与大型煤矿采掘时间远长于中、小煤矿, 地下存在空巷较多而致通风能力较差, 致使氡浓度呈相对较高水平。

2.3 矿井下不同工作场所氡浓度(表 1)

从表 1可见, 不同场所氡浓度水平有明显差异。总体分析, 回风巷、采煤工作面、掘进工作面、休息室氡浓度较高, 其他工作面氡浓度较低。究其原因:主要是因为回风巷空气是集中各工作面的污浊气体, 且由于回风系统的抽吸作用加速了矿体中氡的逸出所致; 采煤、掘进、休息室等场所则由于工作面低矮狭小, 落煤干燥松散, 煤尘浓度高, 气体浑浊, 气流缓慢, 使局部氡逸出相对增多且不易扩散所致。而其他几处场所则空气交换率高, 新鲜空气流入量多, 气压较高, 阻碍氡的逸出与反流, 因而氡浓度处于较低水平。

2.4 矿井深度与氡浓度的关系

不同井深氡浓度水平见表 2, 从表 2中可以看出, 氡浓度水平有随井深度增加而下降的趋势。除 < 150 m与150 -m两个深度间差别无显著性外(P > 0.05), 其余各深度间差异非常显著(P < 0.01), 其差别原因可能为随矿井深度增加, 井下压力增大, 通风系统加强, 阻碍了氡的逸出, 增大了氡的扩散速度, 从而使氡浓度水平降低。

2.5 煤矿井下与地表空气氡浓度比较

在对井下测量的同时, 还选择了地面室内、外环境48个点进行对比监测, 结果为:地面室外氡浓度平均水平为4.9Bq /m³, 室内氡浓度平均为5.9Bq /m³, 其浓度远低于煤矿井下氡浓度水平, 其差别有显著性意义(P < 0.01)

3 讨论

(1) 氡(²²²Rn)作为一种放射性气体, 广泛存在于自然界中, 有关调查表明:在人类接受的天然辐射源引起的世界人均年有效剂量约为2.4 mSv, 其中1.1 mSv是由天然外照射造成的, 而1.3 mSv是由氡和它的子体照射引起的, 其生物学危害已引起人们广泛的重视。国内一些专家对云南锡矿、湖南铀矿等有色金属矿山研究表明了其肺癌发病与氡子体的作用较为密切^[1]。本市调查也表明了煤矿井下氡气与矿工肺癌发病的相关联系^[2]。

(2) 本次对煤矿井下氡浓度水平的专项调查, 表明了煤矿井下氡浓度处于相对较高水平, 这与国内同类调查结果基本一致^[3]。进一步对不同煤矿、不同工作场所、不同作业方式的分析可见, 氡浓度水平有一定差异, 变化存在一定规律。为降低因氡气吸入而致煤矿工人健康影响, 加强井下通风换气, 减少回风反流, 采用湿式作业, 扩大井下巷面水泥灌注等方式, 对降低氡浓度均有一定的作用。另外, 对在高氡环境中作业的矿工采用配戴防氡口罩, 对减少氡气的吸入也有一定的意义。