人类每时每刻都在接受天然辐射源的照射, 天然辐射源是居民集体剂量的最大来源^[1]。而陆地γ辐射剂量率监测作为天然放射性水平调查的重要组成部分, 已引起了有关国际组织和国家部门的重视。在我国, 系统的陆地γ辐射剂量率测量工作起步于1983年开始的全国环境天然放射性水平调查, 并已有对1983 ~1994年的相关数据整理报道。笔者通过对1995~ 2008年, 我国30个省市、自治区、直辖市陆地原野环境瞬时γ辐射剂量率的监测数据的整理、校对、汇总归类, 为进一步了解和总结我国陆地原野环境γ辐射天然本底照射水平及其分布规律, 获得人类实践活动所引起的环境γ辐射水平变化提供全面、系统、完整的参考资料, 同时为各级环境保护部门辐射安全监管提供科学的决策依据。

1 监测方案与仪器设备

为全面掌握各辖区内的辐射环境质量状况及变化趋势, 全国各监测单位依据国家环保总局《全国辐射环境监测方案(暂行)》^[2]的要求以及《辐射环境监测技术规范》(HJ/T61-2001)^[3]的有关规定, 结合辖区内辐射环境状况和自身的监测能力, 不断地对监测频度、监测点位等进行优化、调整, 在野外空旷原野中选择若干个瞬时γ辐射剂量率监测点。每个监测点每年定期测量1~12次, 每次测量3个以上数据。同时不断地改进测量方法, 完善和充实环境质量监测方案。

各省、市、自治区辐射环境监测机构配备的瞬时γ辐射空气吸收剂量率测量仪的类别有JW3104-γ辐射剂量率仪、Micro rem X-γ剂量当量率仪、BH3103便携式X-γ剂量率仪、SG102 X-γ闪烁剂量率仪、FH40G剂量率仪和高压电离室等。

2 质量保证

在辐射环境监测过程中, 2001年前质量保证工作按《电离辐射监测质量保证一般规定》(GB8999- 88)^[4]执行。2001年开始执行《辐射环境监测技术规范》(HJ/T61-2001), 从而使全国辐射环境监测网的质量保证工作做到测试分析方法标准化、量值传递的可溯源化、监测与分析人员持证上岗、实验室管理制度化等要求。

2.1 辐射环境监测机构

我国政府历来十分重视辐射环境监测的质量保证工作。自1983年开展"全国环境天然放射性水平调查"以后, 基本建成了覆盖全国的辐射环境监测网络系统。为进一步提高我国辐射环境监测能力, 从上世纪末至本世纪初, 全国已建成以辐射环境监测技术中心、核与辐射事故应急技术中心为龙头的, 包括31个省、市级辐射环境监测机构的辐射环境监测网的"一网络, 两中心"体系, 并全面开展了相应的工作。

2.2 实验室内质量保证

按照《辐射环境监测技术规范》(HJ/T61-2001)要求, 全国辐射环境监测网络各单位积极做好实验室内部质量保证工作, 除了对γ剂量率测量仪器设备定期送国家计量检定部门进行检定以外, 还进行长期可靠性检验、作质控图检验以及满足泊松分布的检验, 确保其量值能溯源到国家计量标准, 保证数据的可靠性。

2.3 实验室间质量控制

为了修正全国辐射环境监测机构γ剂量率测量仪器设备的系统误差, 提高分析结果的总体可信度, 加强不同实验室间数据的可比性, 使数据具有较高的一致性, 辐射环境监测技术中心不定期地组织实验室间γ剂量率测量比对。

2.4 计量认证

各省、市、自治区辐射环境监测机构十分重视计量认证和实验室国家认可工作, 并将该项工作作为提升实验室质量保证工作的重要手段。截至2008年, 浙江、江苏、安徽、北京、广东、广西、山东、山西、上海、天津、四川、云南、河南等14个省市的辐射环境监测机构通过了国家级计量认证; 内蒙古、福建、贵州、黑龙江、湖北、辽宁、青岛、陕西、新疆、重庆等13个省市的辐射环境监测机构通过了省级计量认证。

2.5 数据处理

各省、市、自治区、直辖市的陆地原野环境γ辐射空气吸收剂量率的监测点的测量结果取算术平均值为年平均测量结果。测量数据严格按照环保部测量规范的规定进行处理。

在数据统计中, 所有监测数据均采用扣除宇宙射线响应值后的测量值。对于报告中未扣除宇宙射线响应值的数据, 按《辐射环境监测技术规范》(HJ/T61- 2001)附录B中相关的经验公式^[4]处理。

3 监测结果

1995~2008年, 全国30个省、市、自治区、直辖市陆地原野环境瞬时γ辐射空气吸收剂量率监测点位共有7 298个, 共获取有效测量数据17 992个。

3.1 全国平均水平

由表 1可见, 在1995~2008年, 全国30个省连续14 a间陆地原野环境中瞬时γ辐射剂量率范围为46.3~98.1 nGy/h, 平均值为62.3 nGy/h。与1983~1990年的本底调查时的平均值62.8 nGy/h相比, 甚为接近。其中, 以广东省的最大, 为98.1 nGy/h, 比全国平均值约高57%。其次是福建, 为76.1 nGy/h。最低是天津为46.3 nGy/h, 比全国平均值低约26%。

3.2 年变化规律

按年份, 将30个省市取平均值为1个数据, 以所得的14个数据作图观察1995~2008年全国环境瞬时γ辐射空气吸收剂量率的年变化趋势, 如图 1所示。

由图 1可见, 全国30个省市1995~2008年的陆地原野环境瞬时γ辐射空气吸收剂量率水平相对稳定, 其范围在55.5~66.9 nGy/h, 平均值为59.9 nGy/h。

3.3 长江南、北的比较

以长江为分界线, 对长江以南和以北各15个省市的陆地原野环境瞬时γ辐射空气吸收剂量率作比较。比较结果表明:长江以北辽宁、山西、天津等15个省市陆地原野环境瞬时γ剂量率在46.3~71.3 nGy/h, 平均为60.6 nGy/h; 长江以南广东、福建、云南等15个省市的γ剂量率在49.8~ 98.1 nGy/h, 平均为63.9 nGy/h。长江以南的陆地原野环境中γ剂量率略大于长江以北。另外, 将各省市14 a的平均剂量率进行降序排列作图进行比较, 结果如图 2所示。

3.4 各大区比较

按我国东北、华北、华东、华中、华南、西南、西北七大行政区域, 对1995~2008年陆地原野瞬时γ辐射空气吸收剂量率进行统计, 并分别例于表 2中。

由表 2可知, 华南地区最大为83.1 nGy/h, 比七大行政区域平均值63.9 nGy/h约高30%。除此以外, 其余六个地区的剂量率水平在58.2~63.8 nGy/h, 处于同一水平。

3.5 各省市比较

将各省14a环境瞬时γ辐射空气吸收剂量率算术平均值进行比较发现, 除广东省外, 各省的环境瞬时γ辐射空气吸收剂量率水平相差不大。广东省的环境瞬时γ辐射空气吸收剂量率的算术平均值比其余各省比较大, 这可能与广东省内地层大部份属燕山期花岗岩有关^[7]。

4 结论与建议 4.1 结论

① 全国30个省(除西藏自治区外)在1995~2008的14 a间原野环境中γ辐射剂量率范围为46.3~98.1 nGy/h, 平均值为62.3 nGy/h。②除广东省外, 各省原野环境中瞬时γ辐射空气吸收剂量率水平相差不大。另外, 各省环境中辐射剂量率水平随年份的变化起伏不大。③长江以南地区的陆地原野环境γ剂量率水平略大于长江以北。④除华南地区以外, 东北、华北、华东、华中、西南、西北六大地区的环境瞬时γ辐射空气吸收剂量率水平相差不大。

4.2 建议

① 不同仪器、不同经纬度, 对宇宙射线的响应不一样, 各地需进行宇宙射线响应测量并对水中⁴⁰K以及U、Th系元素产生的γ射线、空气中氡浓度等影响因素进行测量和估算, 再进行机除; ②宇宙射线强度随海拔高度和地磁纬度等的变化而变化, 因此给出某地区宇宙射线强度时, 应标明该地区的海拔高度、地磁纬度等; ③各地辐射环境监测机构须选取合适能量响应范围的仪器进行瞬时γ剂量率测量, 如RSS131型高压电离室; ④应加强对不同类数据的验证和核对工作, 如采用Beck公式, 用土壤中γ核素含量推算当地γ剂量率水平; ⑤各地辐射环境监测机构应积极开展辐射环境监测与分析技术及质量保证技术培训, 对辖区内从事辐射环境监测、数据分析和评价、剂量评估的人员开展系统的技术培训, 提高人员的专业业务素质。同时, 各地辐射环境监测机构之间应开展辐射环境监测项目的比对, 以提高各地辐射环境监测数据的可比性和统一性。