平山温泉位于平山县温塘镇, 泉水含有氡、氯、硫等30多种化学物质, 是地质部门定义的国内外罕见的高温弱碱化硫酸盐氡泉。泉水温高达60 ~ 90℃, 其医疗价值显著, 是全国重点温泉之一, 也是河北省著名的温泉疗养和旅游地。温塘镇距石家庄市60km, 距平山县城20km, 交通十分方便, 每年有大量人员来此疗养、治疗和旅游。随着对温泉保健价值的认识, 该地区房地产业发展迅速, 近年来在该区域修建了大量住宅、宾馆和疗养院, 形成了很多新的住宅区。全镇2007年有人口20 801人^[1]。

氡是天然辐射照射的重要来源, 也是医疗温泉的重要成分。温塘镇目前有泉眼7个, 其中50%住户引入温泉洗浴, 日用水量7 t。水中氡是氡照射的重要来源, 一般情况饮用水中氡来源占2% ~ 5%^[2]。将温泉引入室内, 在料理和洗浴过程是否会造成室内氡的污染。因此, 有必要了解温塘镇使用温泉过程室内氡的变化和居民吸入氡及其子体受到的辐射剂量。

1 材料与方法 1.1 水中氡浓度测量

采用静电收集法^[3]测量水中氡的浓度。将采集的水样与氡气连续测量装置连接, 在泵的作用下将样品中氡气抽入仪器的电离室, 进行氡气测量。样品中氡浓度的计算公式如下:

式中: Rn_水:水中氨浓度(Bq /L); Rn_仪器:仪器显示氡浓度(Bq /m³); Rn₀:测量前系统中的氡浓度(Bq /m³); V_系统:系统中干空气体积(ml); V_样品:样品的体积(ml);

该方法的与闪烁室法进行了比对, 符合率＞97%。

1.2 室内氡浓度测量

采用LIH固体核径迹探测器测量室内累积氡浓度, 探测器对²²² Rn的灵敏度为4.13 ~ 4.81 (Tr / cm²) /(khBq /m³), 氡浓度测量范围为6 ~ 2 000Bqm^-3。采用RAD7、EQF3120和WLx测量氡和氡子体的瞬时浓度。上述仪器均经南华大学标准氡实验室刻度与校正。

2 结果与讨论 2.1 水中氡浓度

采集生活用自来水和洗浴用温泉水各5份, 测量水中氡浓度, 结果如表 1所示。自来水氡浓度在2.6 ~ 22.5Bq /L, 均值为(8.2 ± 9.6) Bq /L, 与我国水氡均值8.3 Bq /L接近^[4], 在正常本底范围。温泉水氡浓度在93.6 ~ 121Bq / L, 均值(102 ± 11.4) Bq / L, 是自来水的12.3倍。我国规定的有医疗价值温泉氡浓度为37Bq /L^[5], 测量的5份水样均超过规定值, 其中1处超过111Bq /L的医疗氡泉水平^[6]。

2.2 室内氡浓度

对长期生活在温塘镇的居民进行累积氡浓度测量, 选择33户, 其中有11户采用的是温泉水, 有20户是自来水。氡探测器分别布放在停留时间较长的卧室和用水较多的厨房, 布放时间2010年4月26日~ 2010年11月15日, 共得到有效数据63个。

表 2是累积氡探测器测量结果。卧室和厨房的氡浓度分别在(48.3 ± 19.9) Bq /m3和(37.3 ± 16.3) Bq /m³, 卧室氡浓度高于厨房, 这可能与卧室比较密闭, 通风次数比厨房少有关。采用温泉水和自来水的厨房氡浓度均值未发现明显差异。温塘镇氡浓度均值为(41.9 ± 18.6) Bq /m³, 与石家庄的年均结果(42.4 ± 20.2) Bq /m3^[7]非常接近, 略低于全国(43.8 ± 37.8) Bq /m³的典型值^[8]。

2.3 温泉水中氡水平及用水过程氡的贡献

用水过程氡会从水中释放到空气中, 使室内氡浓度有所增高。图 1是在采用温泉的浴室和厨房观测到的氡浓度的变化。可见宾馆和家庭浴室用水过程里面的氡浓度有明显增加, 氡浓度时测值超过200Bq /m^3[9] (我国室内氡限值)和100Bq /m^3[10] (WHO氡浓度限值)。通常浴室没有窗户, 面积比较小, 释放出来的氡难以稀释。图 1是厨房持续用水20min的测量结果, 可见用水量不大情况下, 氡浓度的增高幅度并不大。实际的用水量还会更低, 这与表 2在厨房的测量结果是一致的。

2.4 氡的平衡因子

采用RAD7、EQF3120和WLx测量了温塘镇和县城室内氡浓度(C_Rn)和氡子体浓度(C_RnD), 由此计算出室内氡的平衡因子(F)。表 3是温塘镇和平山县室内平衡因子的估算结果, 均值分别是0.61 ± 0.07(n = 6, 0.52 ~ 0.74)和0.67 (n = 1), 明显高于UNSCEAR给出的室内0.40的典型值。这可能与测量在11月初, 气温转冷, 关闭门窗时间较长, 室内通风率较低有关。另外, 中原地区近年加速了房地产业开发, 空气中可吸入颗粒物增高, 也会导致F值增加, 见表 3。

2.5 受照剂量估算

室内采用表 4氡浓度累积测量结果, 浴室采用图 1家庭浴室开水后2h测量均值(98.5 Bq /m³), 假设每周洗浴3次, 年停留时间约156h。假设厨房氡浓度与客厅相近, 卧室和其他房间的停留时间分别是(8h /d、10.8h /d)和室外的停留因子取0.2。根据UNSCEAR报告给出的剂量估算公式^[11]计算了温塘镇居民吸入氡及子体的年均有效剂量。从表 4结果看, 温塘镇居民吸入氡及子体的年有效剂量为1.91mSv, 低于WHO提出的3 ~ 10 mSv的剂量限值^[10]。洗浴造成的年有效剂量不到0.01 mSv, 温泉水利用过程没有造成明显的氡污染。

3 结论

平山温塘镇温泉中含有较高氡浓度, 测量显示温泉水中氡浓度在94 ~ 121BqL^-1, 部分泉眼达到医疗温泉所规定的氡水平, 在用水过程有氡气释放到环境中, 除浴室外, 对其他房间的影响不明显。

温塘镇室内氡浓度典型值为(41.9 ± 18.6) Bq /m³ (不包括冬季), 与石家庄2008年测量的42.4 Bq /m³年均值接近。氡的平衡因子为0.67。

温塘镇居民吸入氡及子体的年有效剂量为1.91mSv, 低于WHO提出的3 ~ 10 mSv的剂量限值。洗浴造成的年有效剂量＜0.01 mSv, 温泉水利用过程没有造成明显的氡污染。