日光温室(Sunlight Greenhouse)是节能日光温室的简称，又称暖棚，由透光屋面和围护结构组成，是一类能充分采光、保温、抵御恶劣天气条件，有效控制植物生长环境的农业生产建筑^[1]。日光温室由于具有保温蓄热能力强，结构简单，密闭性好，有利于作物生长和人工作业等特点，已成为我国农业设施的重要组成部分，近年来得到迅速发展。2014年我国温室(包括连栋温室、日光温室、塑料大棚)总面积为205.8万公顷，其中日光温室面积为69.66万公顷，占所有温室总面积的33.8%^[2]。

氡是室内重要污染物，日光温室具有土壤裸露、环境密闭、空气交换率低等易于氡产生和累积的条件，在利用过程发现一些温室、大棚中的氡浓度增高^[3-4]和PM 2.5超标^[5]等问题。为了解日光温室氡浓度水平和工作人员受照剂量，我们对北京3座日光温室中的氡及子体的浓度和细小颗粒物浓度PM 2.5浓度进行了测量，对影响氡及子体的因素进行了探讨。

1 材料与方法 1.1 测试场所

选择位于北京市朝阳区东北部金盏乡3座日光温室，其中2座为果蔬种植，1座为水产养殖和水果种植混用，基本情况如表 1所示。

根据用途、面积以及地面情况，每个温室选择4个测点。同时选择附近一间一层居室和室外进行对照测量。探测器取样位置在距地面0.8 ~ 1.5 m处。

1.2 测量仪器和时间 1.2.1 氡及子体α潜能浓度测量

采用美国RAD7氡气测量仪和EPERM驻极体探测器测量氡浓度C_Rn的水平变化和空间分布。所用仪器经南华大学标准氡室检定，仪器的校准系数分别为(1.04 ± 0.02)和(0.85 ± 1.18)。

采用德国SARAD公司的EQF3120 Rn /Tn gas & daughters monitor(氡钍射气及其子体测量仪)测量氡浓度C_Rn和氡子体α潜能浓度C_p。仪器的校准系数分别为1.03 ± 0.04(C_Rn)和0.86 ± 0.02(C_p)。

1.2.2 颗粒物浓度测量

采用德国GRIMM1.109 Portable Laser Aerosol spectrometer测量空气中细小颗粒物，包括PM 2.5和PM 10浓度。该仪器设有31个粒径通道，采样流量1.2 L /min，粒径测量范围为0.25 ~ 32 μm，最大可测质量浓度为105 μg/m³。

测量同时收集了北京市公布室外AQI(空气质量指数，Air Quality Index)和PM2.5的实时监测数据^[6]，数据源于国家环保局。

1.2.3 测量时间

日光温室氡浓度的季节变化是冬季高，夏季低，春秋居中^[4]。本工作测量时间选择在2016年3月2日至3月5日。

2 结果及讨论 2.1 测量结果 2.1.1 日光温室氡及子体水平

采用驻极体探测器和连续测量装置测量了3个日光温室的氡及子体浓度，并选择附近一栋独立式结构建筑物作为室内和室外对照点。测量结果如表 2和表 3所示。

3座温室氡浓度均值分别为(135 ± 41.9) Bq/m³、(43.1 ± 8.9) Bq/m³和(45.5 ± 15.9) Bq/m³ (12个测点范围值在28.1 ~ 169 Bq/m³)，均未超过GB 18871规定500 ~ 1000 Bq/m³工作场所氡浓度限值。1^#温室的氡浓度明显高于对照房间(45.0 Bq/m³)和我国室内氡的典型值(43.8 Bq/m³) ^[7]，另外2个温室与我国室内调查水平接近。

2.1.2 氡子体α潜能浓度和平衡因子

根据C_Rn，C_p的测量结果和F值计算公式(F = C_p /C_Rn)，计算了测量场所的F值(表 3)。结果显示日光温室的F值为(0.62 ± 0.13)，对照点室内和室外分别为(0.61 ± 0.16)和(0.69 ± 0.11)。室内F值结果明显高于文献^[8]给出的0.4的室内典型值，也高于以往中国文献报道的0.47的典型值^[9]。测量期间北京市颗粒物污染严重(其中，中度污染1天，重度污染1天，严重污染2天)，导致空气中结合态氡子体浓度C_p增加，进而引起F值增高。

图 1是氡浓度C_Rn和氡子体潜能浓度C_p的日变化曲线。在低气压的雾霾天气下，在温室3，室内和室外测量的氡和氡子体的昼夜变化规律不典型，两者的水平比较接近。

2.1.3 日光温室PM 2.5浓度

日光温室和对照点室内室外PM 2.5浓度如表 4所示。由于仪器限制，只测量了一座温室的PM 2.5浓度。测量期间，北京出现雾霾天气，表 4中PM 2.5^*为北京市公布的室外均值，可见室外PM 2.5浓度高于室内。

为了解室外颗粒物浓度对室内的影响，粗略估算了2类建筑的IO值(室内外浓度比，IO = C_in /C_out)，日光温室为0.86，对照房间为0.42，说明室外颗粒物对日光温室的影响大于对照房间。

2.2 影响因素探讨 2.2.1 土壤的影响

日光温室地面多为裸露土壤，土壤含有较高水平的氡^[10]，可直接释放到温室的大气中造成污染。另外，土壤的渗透率是影响氡析出的重要因素。有文献报道，耕作方式和种植时间可对土壤的渗透率产生影响^[11]。为了解土壤对温室氡的贡献，采用线性回归方程对本调查3座温室的裸露土壤面积的比率η_裸土 (= S_土壤/S_总)和使用时间T_使用与氡浓度的相关性进行了探讨(见表 5)。结果显示温室内C_Rn与η_裸土呈现明显正相关性，R² = 0.931。C_Rn与种植时间T_使用未见相关性，R²＜0.01。

根据中国土壤氡概况^[12]，北京被列入具有土壤氡中背景值的城市，土壤氡浓度的典型为7600 Bq/m³。我国还有很多土壤氡和其母体核素铀、镭背景值较高的地区，在这些地区日光温室工作的人员，应关注氡的危害。

2.2.2 颗粒物的影响

大气中氡子体可分为结合态与未结合态。理论上认为，短寿命氡子体与气溶胶的结合速率f_D与气溶胶粒子的数密度有关，f_D的实验拟合公式为: f_D =414/Z，Z为空气中气溶胶数密度^[13]。雾霾天气空气中悬浮的细颗粒物增加，有利于氡子体结合态形成。

图 2是雾霾天气3^#温室C_p、PM 2.5和室外PM 2.5^*、AQI的时间变化曲线。可见四者间有较好的一致性，变化趋势非常接近。

采用线性回归方程对温室和普通住宅颗粒物的影响进行了相关性分析(见表 6)。雾霾天气室外颗粒物对温室影响显著，PM 2.5 ~ PM 2.5^*和PM 2.5 ~ AQI的相关系数分别为0.841和0.446。分析显示C_p与室内外PM 2.5和AQI也呈现出明显的正相关性。对照室内的数据相关性不显著，可能与数据偏少有关。同时也说明民用建筑工程的密闭性和对颗粒物的屏蔽效果比结构简陋的日光温室要好。

2.2.3 室外风速的影响

测量期间收集了北京市的气象参数^[14]。日光温室内氡浓度C_Rn与室外风力(F，蒲氏风级)的实测值的相关性分析显示，两者间存在较显著的负相关性，1^#到3^#温室的R²值依次是0.0114，0.1407和0.249(见图 3)，说明日光温室围护结构比较单薄，透气性较好。

3 结论

对北京市区3座日光温室的氡水平和PM 2.5进行了测量。结果显示3座温室氡浓度均值分别为(135 ± 41.9) Bq/m³、(43.1 ± 8.9) Bq/m³和(45.5 ± 15.9) Bq/m³ (n = 12，28.1 ~ 169 Bq/m³)，均未超过GB 18875规定500 ~ 1000 Bq/m³工作场所氡浓度限值。

氡子体浓度C_P与室内外PM 2.5浓度有显著相关性，雾霾天气会导致空气中氡子体C_p增高，进而使F值增高。日光温室的F值为(0.62 ± 0.13)，与对照室内的F值(0.61 ± 0.16)接近，高于0.47的全国典型值。

土壤是日光温室氡的直接来源，根据中国土壤氡概况^[12]，我国土壤氡浓度分为中、高、低三类，北京属于土壤氡中背景值城市，土壤氡浓度的典型为7600 Bq/m³。我国还有很多土壤氡高背景值的地区，在这些地区日光温室工作的人员，应关注氡的危害。