氡是一种天然存在的放射性惰性气体, 广泛地存在于我们的日常生活环境中。据联合国原子辐射效应科学委员会(UNSCEAR)1998年报告估计, 正常本底地区广大公众因吸入氡及其子体所致辐射照射的年有效剂量约为1.2mSv, 约占全部天然辐射剂量的50%。研究表明, 氡污染在肺癌诱因中仅次于吸烟, 排在第二位, 是世界卫生组织公认的19种环境致癌物质之一。UNSCEAR 2000年估计, 人类肺癌的10%左右可归于氡及其子体的照射。我国存在数个氡浓度较高的特殊场所, 包括地下建筑、窑洞、工业废渣建筑及矿山。了解这些场所的氡浓度水平及其变化趋势, 对于全面评价我国公众及相关工作人员的氡暴露情况具有重要意义。

1 地下建筑空气中的氡浓度水平

随着我国经济的迅速发展和人口的增加, 越来越多的地下建筑被用于生产、生活等各个方面。地下建筑位于地面以下或山体里, 以岩石、土壤为其围护结构, 建筑四周均可释放氡气, 加之一般通风条件较差, 因此氡浓度明显高于地面建筑。

表 1给出了我国上世纪80、90年代地下建筑的平均氡浓度, 以及部分城市(氡浓度较高或较低的城市)的数据。因2000以后的数据涉及省市少, 且地区分布较集中, 不能代表全国的氡浓度水平, 未列入下表。我国80、90年代地下建筑的平均氡浓度接近, 分别为243.2Bqm^-3和252.4Bqm^-3, 与李晓燕^[21] 2007年给出的全国23个城市234个地下人防工程的测量结果(247Bqm^-3)相近, 约为我国室内氡浓度水平的5.5倍, 无明显升高或降低趋势。其中福建、昆明、湖南、河南及山东的地下建筑氡浓度较高, 北京、成都、上海、苏州地区的氡浓度较低, 均低于100Bqm^-3。

我国目前地下建筑的平均氡浓度低于国家控制标准, 但仍然存在上述数个氡浓度较高的地区。且Lubin^[1]等在甘肃进行的一项为期三年涉及55户居民的流行病学研究指出, 肺癌的危险度随氡浓度的增加而升高。因此, 应进行代价利益分析, 找出辐射防护的代价和辐射危害的代价之和为最小的方案, 从而将地下建筑中的氡浓度降低到可合理达到的尽可能低的水平。

2 窑洞空气中的氡浓度水平

窑洞是黄土高原地区常见的传统住宅类型, 主要分布于我国的甘肃、河南、山西、宁夏及陕西。窑洞湿度适宜、冬暖夏凉、造价低廉, 是当地居民比较喜欢居住的场所。其特殊的结构, 使得室内氡浓度易于累积, 窑洞中氡浓度偏高的问题已引起我国学者的关注^[22]。

表 2列出了我国上述五个地区窑洞内的氡浓度, 并给出了80年代及2000年以后的平均值(以测点为单位, 90年代因数据少, 未予列出), 后者较前者有所上升, 两者均明显高于相应的室内氡浓度水平。若以地区为单位, 80年代的氡浓度平均值为62.8Bqm^-3, 与文献^[2]中的60.9Bqm^-3基本相同, 低于2000年以后的78.1Bqm^-3。

潘自强^[23]于1997年指出:有必要注意钍及其子体对居民产生的照射。在UNSCEAR1993年的报告中, 钍及其子体产生的照射剂量约为氡及其子体的6%, 而我国学者据现有数据估算出我国钍射气及其子体产生的剂量约为氡的20% ^[24]。对不同类型住宅中氡、钍浓度比值的研究表明, 泥墙结构住宅中²²⁰Rn、²²²Rn比值最高。尚兵等^[25]应用经过改良、具有²²⁰Rn、²²²Rn鉴别能力的探测器, 对甘肃地区窑洞的氡浓度进行测量后发现, 由于²²⁰Rn的影响, ²²²Rn的真实水平也许只有以往测量结果的1/3。据此, 我国窑洞中²²²Rn的实际水平还有待于进一步的研究。

3 工业废渣建筑室内空气中的氡浓度水平

截至1997年, 我国工业废渣的年排放量已超过70亿吨。工业废渣虽然种类繁多, 但总的来讲, 工业废渣建材资源化的途径大致可归纳为以下几点:①生产建材制品。②生产水泥。③配制混凝土。④回填、筑路材料。采用煤渣、工业废渣作建材原料制作的炉渣水泥、石煤砖、磷石膏等含镭量都偏高, 其中磷石膏含镭量高达640 ~ 5 120Bq/kg。匈牙利应用煤灰建材作为房基的填充料, 其含镭量为500 ~ 1 500Bq/kg, 住宅内氡浓度达到103.7Bqm^-3, 其中少数高达1 000Bqm^-3, 而我国报道的煤渣建材建筑物室内氡浓度为206.5Bqm^-3[2]。

表 3给出了文献[2]中未列出的几个城市的工业废渣建筑物室内氡浓度, 平均浓度为146.1Bqm^-3, 低于文献[2]中的206.5Bqm^-3, 若将两者进行汇总, 则平均浓度为165.2Bqm^-3, 约为我国室内氡浓度水平的3.6倍。其中, 湖南、江西及黄山等地区的氡浓度较高。

由于统计数据中缺乏2000年以后的文献资料, 我国目前工业废渣建筑物室内氡浓度水平不得而知。但随着2000以来我国关于建筑材料及建材用工业废渣放射性物质控制标准的进一步完善, 我国工业废渣建筑室内氡浓度有望降低。

4 煤矿及非铀金属矿山空气中氡浓度

表 4给出了我国煤矿及非铀金属矿山氡浓度的平均水平。在计算总平均值时, 对只有平衡当量氡浓度实测值的, 煤矿取平衡因子为0.4, 非铀金属矿取0.6^[7]。由于表中数据有限, 统计结果不能代表全国煤矿及非铀金属矿山氡浓度的平均水平, 但可作为平均值的参考。据表中数据, 三十年来, 非铀矿山氡浓度总体呈下降趋势。目前我国煤矿氡浓度水平约为74.6 Bqm^-3, 为90年代的55%;90年代非铀金属矿山的氡浓度仅为80年代的6.5%。分析认为, 一方面, 由于我国采取了有力措施, 矿山氡浓度确有下降; 但非铀金属矿山80年代的统计数据中, 钨矿、锡矿、钨钼矿等氡浓度较高的矿山均参与统计, 而90年代的统计数据缺乏这部分测量结果, 从而导致两者平均值迥异。据此, 我国非铀金属矿山的氡浓度水平还有待于进一步完善。

5 小结

我国特殊场所的氡浓度较一般居住环境高出数倍至数十倍, 由此造成相关人员的肺癌危险性也相应增加。在上述四个特殊场所中, 窑洞氡浓度呈上升趋势。然而, 窑洞作为一种特殊的住宅, 其地区分布较集中, 且其住宅比率及居住人口近年来呈下降趋势。以泾川县为例, 目前泾川县窑洞的住宅比率为10.5%, 其居住人口仅为5.0%, 与上世纪80 ~ 90年代统计的30%的居住人口相比, 减少到1/6。因此, 窑洞氡浓度的上升并不会增加我国公众的氡暴露。矿山氡浓度现已明显下降, 这与国家为保障相关工作人员的健康而先后出台和完善的多项标准密切相关。地下建筑的氡浓度三十年来并无下降趋势, 而随着经济的发展, 地下建筑的应用越来越广泛, 越来越多的人在其中工作、生活。因此, 随着国家相关标准的出台, 地下建筑将成为我国特殊场所氡浓度控制的重点。