环境中氡的危害已普遍被人们认识。但是对于钍射气, 由于它的半衰期只有55.6s, 在空气中的迁移距离不足1m, 过去对于钍射气的危害被忽略了, 因此对它的研究也很少。根据联合国原子辐射效应科学委员会(UNSCEAR)2000年报告书^[1]所述, 在天然辐射对公众的年有效剂量中, 氡及其子体占总有效剂量的大约50%, 对钍射气及其子体的照射剂量占氡及其子体的照射剂量的比例进行了调整, 从原来的小于10%提高到20.5%。室内钍射气及其子体的危害重新引起了关注。为此我们对云南省南部地区农村典型住宅进行了氡、钍射气及其子体浓度调查。

1 对象与方法 1.1 对象

云南省南部地区头道水村。该村是一个经济欠发达、海拔较高的山区村庄, 且靠近锡矿区。房屋类型有土房、石房和砖房3类。土房和石房建于上世纪80年代前, 内墙壁用泥抹平后表面采用石灰涂料粉刷, 泥土地面; 砖房是90年代后建盖的, 室内墙壁用水泥沙灰抹平后表面采用石灰涂料粉刷, 水泥地面; 尚有少数近几年建盖的混凝土楼房。房屋所用建材均为本地产。根据该村房屋类型的比例, 以及在村庄内的空间分布情况布点。

1.2 测定方法

采用被动累积氡-钍射气鉴别探测器测量氡及钍射气浓度^[2], 采用沉积率测定装置测量平衡当量钍射气子体浓度(EECTn)^[3]。均为固体核径迹探测器, 用CR-39记录α径迹。探测器由中国疾控中心辐射安全所提供, 在日本放射线医学综合研究所进行刻度。探测器靠墙壁(0~5cm)悬挂在居室内, 距地面1.75~2.1m处, 暴露77d。用JB4000型X-γ辐射仪测量居室内1m处γ辐射剂量, 采用五点法即测量房屋四个角和中央, 取其均值, 仪器经上海市计量测试技术研究院检定。探测器回收密封后返回实验室进行蚀刻和测读。

2 结果与讨论 2.1 室内氡、钍射气及EEC_Tn浓度

本次调查了49户, 其中1户居民的房屋为新建混凝土楼房, 测量结果见表 1。结果显示, 氡浓度范围32~498Bq·m^-3, 几何均值为112Bq·m^-3; 钍射气浓度范围39~7 908Bq·m^-3, 几何均值为2 139Bq·m^-3。由表 1可以看出, 在调查的3类结构的房屋中, 石房氡浓度几何均值最高为151Bq·m^-3, 砖房最低为96Bq·m^-3; 砖房钍射气浓度几何均值最高为2 827Bq·m^-3, 石房最低为1 138Bq·m^-3。氡浓度几何均值高于延安地区农村居室内几何均值67Bq·m^-3和吕梁地区农村居室内几何均值45Bq·m^-3.^[4]; 钍射气浓度几何均值高于延安地区农村居室内几何均值171Bq·m^-3和吕梁地区农村居室内几何均值128Bq·m^-3.^[4]; EECTn浓度范围在2.0~23.9 Bq·m^-3, 几何均值为8.8Bq·m^-3, 高于延安地区农村居室内几何均值2.0Bq·m^-3和吕梁地区农村居室内几何均值1.1Bq·m^-3.^[4]。

因混凝土楼房为新建房, 为与其他测量房屋类型的资料可比, 将该楼房的数据排除在上面的分析外。该楼房于1层和2层卧室均放置了探测器, 结果:1层室内氡浓度为151 Bq·m^-3, 钍射气浓度为2 014 Bq·m^-3, EECTn为8.5Bq·m^-3; 2层室内氡浓度为26Bq·m^-3, 钍射气浓度为2 014 Bq·m^-3, EECTn为6.2Bq·m^-3。该混凝土楼房1层氡浓度明显高于2层, 钍射气浓度相同; 除了2层楼室内氡浓度较低外, 氡、钍射气、EEC_Tn浓度均在48户测量值范围内。各类型房屋居室内氡的浓度:石房>土房>砖房; 居室内钍射气的浓度与氡相反, 砖房>土房>石房。由此可见, 房屋类型对居室内氡、钍射气浓度影响差异有显著性(P < 0.01)。居室内放射性主要来源于建筑材料中天然放射性核素, 同时也来源于房基土壤及装饰材料中天然放射性核素。由于当地建房所用岩石和土壤都是就地取材, 粘土砖为本村或周围其他村产, 居室内未用其他建筑装饰材料, 因此调查结果显示当地岩石、土壤中天然放射性本底较高, 这有待于进一步研究证实。另外, 当地海拔高, 气候偏冷, 开窗时间短, 由于自然通风不良也导致室内放射性气体的蓄积。各类型房屋居室内氡浓度相差较大的原因, 一方面由于所用建筑主体材料不同, 即土房用土坯或土夯实, 石房用岩石砌成, 砖房是用粘土烧制成砖砌成; 另一方面, 虽然内墙壁表面都采用了石灰涂料粉刷, 但由于内墙面抹灰材料不同, 密闭性也不相同, 即石房和土房内墙用泥土, 砖房内墙用水泥沙灰, 较泥土密实, 因此砖房密闭性好于石房和土房; 此外, 石房和土房为泥土地面, 而砖房为水泥, 水泥地面的密闭性好于泥土地面, 这也是导致居室内氡浓度差异的原因。一般而言, 由于钍射气的半衰期很短, 钍射气产生后扩散不了多远就衰变掉了, 受室内通风率的影响不大, 墙壁内产生的钍射气散发到室内空气中的量与墙壁的疏松程度有关, 即墙壁越疏松, 钍射气越容易从墙壁散发到室内, 土房墙壁较砖房疏松, 由此推断土房室内钍射气浓度应高于砖房, 但本次调查却得出相反的结论。虽然砖房结构房屋室内墙壁用水泥沙灰、石灰等材料可以降低室内氡的浓度, 但对于钍射气及其子体, 墙壁粉刷没有明显效果, 与孙全富等^[4]调查结果相一致, 预示氡、钍射气的扩散机制有所不用的可能。

2.2 居室内年均有效剂量的估算

根据UNSCEAR 2000年报告^[1], 氡的平衡因子为0.4, 氡子体剂量转换因子为9nSv/Bq·h·m^-3, EECTn剂量转换因子为40 nSv/Bq·h·m^-3, 1a内停留时间7 000 h。由测量结果计算出居民在室内吸入氡、钍射气子体产生的年均有效剂量为5.28 mSv。其中, 居住石房所致有效剂量为6.40 mSv·a^-1; 居住土房所致有效剂量为5.34 mSv·a^-1; 居住砖房所致有效剂量为4.94 mSv·a^-1。当地居民由于吸入氡所致的有效剂量为2.82 mSv·a^-1, 占53.4%;由于吸入钍射气及其子体所致的有效剂量为2.46 mSv·a^-1, 占46.6%。钍射气及其子体是构成当地居民有效剂量的一个非常重要的组成部分, 占内照射有效剂量近一半份额, 因此, 钍射气及其子体的测量显得尤为重要。

2.3 室内γ辐射水平

当地居民室内1m处γ辐射剂量率为12~27×10^-8 Gy·h^-1, 算术均值为17 ×10^-8 Gy·h^-1, 高于全国平均水平9.9 ×10^-8 Gy·h^-1[5]。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、钍射气主要源于建筑材料中的天然放射性核素, 室内γ外照射辐射水平也同样来源于建筑材料中的天然放射性核素。因此氡、钍射气浓度和γ辐射水平取决于放射性核素含量, 建筑材料中的天然放射性核素含量高, 居室内氡、钍射气浓度就高, γ辐射水平也高, 它们之间存在着某种相关性。

3 结论

通过本次调查, 在云南省南部地区某村居民室内测量到了较高的氡浓度, 尤其是距墙壁近处的钍射气及其子体浓度处于非常高的水平。当地居民氡、钍射气及其子体暴露水平较高。钍射气已成为当地居室中放射性气体的主要成分, 对它的危害程度应进行深入的研究。根据调查结果, 建议当地居民在防氡降氡的同时也要考虑钍射气及其子体的危害, 采取以下措施, 保护居民健康:①在新建房屋时, 选用外地符合国家放射性标准的建筑材料。②对居住中的旧房, 室内墙壁尽可能使用防氡涂料, 装修要密致, 减少放射性气体的逸出。③延长开窗通风时间, 增加室内空气交换, 减少放射性气体在室内蓄积。