氡是人类所受天然辐射照射的最主要来源, 同时也是室内放射性污染的主要来源。居室环境中的氡诱发肺癌被认为是全球负担疾病之一。近年来, 随着我国国民经济的快速增长和人民生活水平的不断改善, 人们的居住条件和环境也发生了很大变化, 新型墙体材料和建筑装饰装修材料普遍使用, 室内氡水平有整体增高的趋势[1]。为了解崇明县室内外环境中的氡浓度水平及其所致居民照射剂量, 我们于2011年6月至2014年1月组织对崇明县18个乡镇进行了室内外氡浓度水平调查, 结果如下。
1 材料与方法 1.1 调查对象崇明县所辖崇明、长兴、横沙三岛, 按2010年全国人口普查数据三岛户籍人口总量为68.8万人。崇明县常住人口为703 722人, 崇明县常住人口中, 共有家庭户293 095户, 家庭户人口为650 621人, 平均每个家庭户的人口为2.22人。根据崇明县的行政区划人口比例(近1/103)、房屋建筑类型、建筑年代和主体建筑材料对测量样本进行分类选择, 室内有效样本数360个, 室外有效样本数41个。
1.2 222Rn测量方法使用美国Durridge公司制造RAD7型电子氡气检测仪, 室内氡浓度测量前12 h及整个测量期间关闭所有门窗和通风系统。布点位置避开房间通风口加热装置等, 离墙壁大于0.5 m, 离门窗距离大于1 m, 检测点高度控制在离地面1.5 m。室外氡浓度测量时探测器放置在离建筑物10 m以外的地方。每个样本测量时间大于3.5 h。仪器定期送上海市计量测试技术研究院进行检定。
1.3 统计学处理数据采用SPSS 17.0软件进行统计分析, 两组差异比较采用Mann-Whitney检验, 多组差异比较采用Kruskal-Wallis秩和检验, 同时应用SNK法进行两两比较。显著性水平α=0.01, 若P < 0.01, 则判断差异有统计学意义。
2 结果与分析 2.1 室内外222Rn浓度的检测结果本次调查的室内氡样本量360个, 222Rn浓度的范围为5.75~195.29 Bq/m3, 几何均值为25.76 Bq/m3。约有73.89%的房屋内氡浓度低于40 Bq/m3。调查的室外氡样本量为41个, 其222Rn浓度的范围为5.70~19.32 Bq/m3, 几何均值9.92 Bq/m3, 详见表 1, 崇明县18个乡镇室内氡浓度检测结果见表 2, 室内外氡浓度的频数分布情况见图 1和图 2。
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表 1 崇明县室内外氡浓度检测结果 |
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表 2 崇明县不同乡镇室内氡浓度检测结果 |
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图 1 室内氡浓度的频数分布图 |
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图 2 室外氡浓度的频数分布图 |
室内氡浓度检测结果按不同区域进行划分统计结果见表 3, 表中的西部包括新村乡、新海镇、绿华镇、三星镇、庙镇和港西镇, 中部包括城桥镇、建设镇、东平镇、新河镇、坚新镇和港沿镇, 东部包括堡镇、向化镇、中兴镇、陈家镇、长兴镇和横沙乡。由表 3可见东部室内氡浓度算术平均值最高, 其他依次为中部和西部, 经Kruskal-Wallis秩和检验分析, 三个区域的室内氡浓度水平有差异有统计学意义, P < 0.01。进一步进行SNK法两两比较, 西部的室内氡浓度明显低于东部和中部, 主要为西部与东部和中部的室内氡浓度有显著性差异, 东部和中部间无显著性差异。考虑可能和西部地区新型建筑较少有关。
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表 3 崇明县不同区域的室内氡浓度检测结果 |
本次调查住宅用房232个, 办公用房128个, 两组室内氡浓度检测结果见表 4。经Mann-Whitney检验分析, 住宅和办公用房室内氡浓度水平差异有统计学意义, P= 0.003。
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表 4 崇明县住宅及办公用房室内氡浓度检测结果 |
由表 5可见, 不同建筑材的氡浓度水平依次为:框架结构>砖混结构>砖木结构。Kruskal-Wallis秩和检验分析, 三种建筑结构的室内氡浓度水平有统计学意义差异, P < 0.01。进一步进行SNK法两两比较, 主要为砖木结构与砖混结构和框架结构的室内氡浓度差异有统计学意义, 砖混结构和框架结构之间的室内氡浓度差异无统计学意义。
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表 5 崇明县不同建筑结构的室内氡浓度检测结果 |
楼层对室内氡浓度水平的影响见表 6, 在不同楼层中, 地下室的室内氡浓度最高, 平均值为51.32 Bq/m3, 一楼、二楼、三楼和四楼及以上的室内氡浓度平均值分别为24.03 Bq/m3、23.23 Bq/m3、25.24 Bq/m3和34.71Bq/m3, 经Kruskal-Wallis秩和检验分析, 不同楼层的室内氡浓度水平差异有统计学意义, P=0.001。进一步进行SNK法两两比较, 主要为地下室与一楼、二楼、三楼、四楼及以上楼层之间的室内氡浓度水平差异有统计学意义, 一楼、二楼、三楼、四楼及以上楼层之间差异均无统计学意义。
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表 6 崇明县不同楼层的室内氡浓度检测结果 |
由表 7可见, 不同年代建筑的室内氡浓度中, 1990年以前、1990年~、2000年以后各组的平均值分别为19.63、26.49、27.43 Bq/m3。经Kruskal-Wallis秩和检验分析, 不同年代建筑的室内氡浓度水平差异有统计学意义, P=0.007。进一步进行SNK法两两比较, 1990年以前的室内氡浓度水平与2000年以后的室内氡浓度水平差异有统计学意义, 1990年~和2000年以后两组之间的室内氡浓度水平差异无统计学意义。
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表 7 崇明县不同年代建筑的室内氡浓度检测结果 |
不同室内面积的室内氡浓度结果详见表 8, 可以看出: < 10 m2组、10 m2~组、20 m2~组、30 m2~组、40 m2~组的平均值分别为28.21、25.71、23.07、28.90、31.57 Bq/m3。经Kruskal-Wallis秩和检验分析, 不同室内面积的室内氡浓度水平差异无统计学意义, P=0.157。
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表 8 崇明县不同室内面积的室内氡浓度检测结果 |
室内不同地面的氡浓度检测结果见表 9, 其他组地面材料包括:塑料地板、水磨石、混凝土、油漆、砖等。经Kruskal -Wallis秩和检验分析, 三种建筑结构的室内氡浓度水平差异有统计学意义, P < 0.01。进一步进行SNK法两两比较, 主要为其他组与瓷砖组、大理石组和木材组的室内氡浓度有显著性差异, 瓷砖、大理石和木材各组之间的室内氡浓度差异无统计学意义。
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表 9 崇明县不同地面室内氡浓度检测结果 |
不同窗台材料的室内氡浓度检测结果见表 10, 其他窗台材料包括:混凝土、瓷砖、涂料、砖混和无窗台等。经Kruskal-Wallis秩和检验分析, 不同窗台材料的室内氡浓度水平差异有统计学意义, P=0.001。进一步进行SNK法两两比较, 各组之间的室内氡浓度差异无统计学意义。
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表 10 崇明县不同窗台材料的室内氡浓度检测结果 |
不同季节对氡浓度水平的影响见表 11, 经Kruskal-Wallis秩和检验分析, 不同季节的室内氡浓度水平差异有统计学意义, P=0.693。
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表 11 崇明县不同季节的室内氡浓度检测结果 |
环境中的氡衰变之后所形成的衰变子体通过呼吸作用进入人体后, 氡子体所产生的人均年有效剂量He为:
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式中, Ceq为平衡等效氡浓度, 其值为氡浓度与平衡因子的乘积, 根据UNSCEAR报告室内外平衡因子F值分别取0.4和0.6, q为居留因子, 室内外居留因子分别取0.8和0.2, 即一年中在室内的时间为7000 h, 室外的时间为1760 h; f为氡子体剂量转换因子, 根据UNSCEAR报告取9 nSv/(Bq·h·m-3)。根据本次室内外222Rn调查测量数据, 计算出崇明县居民吸入222Rn及其子体所致年均有效剂量, 室内为0.65 mSv, 室外为0.09 mSv, 室内外合计为0.74 mSv。
3 结论本次调查的室内样本为360个, 222Rn浓度的范围为5.75~195.29 Bq/m3, 平均浓度为(25.76 ± 2.07) Bq/m3。其中约有73.89%的房屋内氡浓度低于40 Bq/m3[2]。此次调查的室内氡浓度均未超过国家推荐的控制限值, 但比以往上海市调查水平有所不同[3], 原因待查。
本次调查的室外氡样本量为41个, 其222Rn浓度的范围为5.70~19.32 Bq/m3, 平均浓度为(9.92 ± 1.43) Bq/m3。
对不同区域的室内氡浓度分析发现:崇明西部的室内氡浓度明显低于东部和中部, 西部与东部和中部的室内氡浓度有显著性差异, 考虑可能与西部地区新型建筑较少有关。
不同建筑材料的氡浓度水平调查结果显示:砖木结构与砖混结构和框架结构的室内氡浓度差异有统计学意义, 崇明的框架结构房屋均为近几年新型建筑。
不同楼层的室内氡浓度结果表明:地下室与一楼、二楼、三楼、四楼及以上楼层之间的室内氡浓度水平差异有统计学意义, 一楼、二楼、三楼、四楼及以上楼层之间均未发现有显著性差异。说明崇明室内222Rn浓度主要来源于建筑材料及装饰材料的氡析出。
对各类型房屋的统计发现:1990年以前的室内氡浓度水平与2000年以后的室内氡浓度水平差异有统计学意义, 可能和2000年以后的建筑及装饰材料有关。
本次调查室内氡浓度所致居民的年均有效剂量为0.65 mSv, 与文献[1]报道的上海市居民吸入222Rn及其子体所致年均有效剂量0.64 mSv接近, 低于UNSCEAR2000年报告的世界平均值1.00[2]。本次调查室外氡浓度所致居民的年均有效剂量为0.09 mSv, 接近UNSCEAR2000年报告的世界平均值[2]。崇明县居民吸入222Rn及其子体所致年均有效剂量为0.74 mSv, 低于UNSCEAR2000年报告的世界平均值[2]。
《电离辐射防护与辐射源安全防护基本准[4]中指出:在大多数情况下, 住宅中氡持续照射的优化行动水平应在年平均活度浓度为(200~400) Bq/m3, 其上限值用于已建信宅氡持续照射的干预, 其下限用于对待建住宅氡持续照射的控制。而《室内空气质量标准[5]中222Rn年平均值(行动水平)为400 Bq/m3, 建议修改后者以便于今后工作中的使用。
志谢:衷心感谢崇明县18个乡镇社区卫生服务中心防保条线人员顾盛萍、龚慧玲、施勇、刘小兵、沈祖国、王兴忠、方刚、刘建宁、王燕、钱欢欢、任锦周、张卫星、施妙兴、朱燕、彭宏安、张健妹、刘华和朱小称等同志在调查对象的选择确定及入户调查测量工作中给予的支持和帮助。
衷心感谢崇明县疾病预防控制中心环境职业医学科陈辰、尹炳慧和马文娣等同志在入户调查测量及数据录入、复核等工作中给予的支持和帮助。
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尚兵.我国室室内氡浓度水平及分布[A]//徐东群.居住环境中重要污染物的调查研究[C].北京: 化学工业出版社, 2005: 210.
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| [2] |
赵静芳.上海市室内氡浓度水平与建材氡析出率的研究[D].上海: 复旦大学, 2009. http://cdmd.cnki.com.cn/Article/CDMD-10246-2009183773.htm
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| [3] |
UNSCEAR.Sources and effects of ionizing radiation[R].Sweden: UNSCEAR, 2000.
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| [4] |
国家质量监督检验检疫总局.GB 18871-2002电离辐射防护与辐射源安全防护基本准[S].北京: 中国标准出版社, 2002.
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| [5] |
国家质量监督检验检疫总局.GB/T 18883-2002室内空气质量标准[S].北京: 中国标准出版社, 2002.
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