2. 北京市疾病预防控制中心/北京市预防医学研究中心;
3. 中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所
2. Beijing Center for Disease Control and Prevention/Beijing Center for Prevention Medicine Research;
3. National Institute for Radiological Protection, Chinese Center for Disease Control and Prevention
氡及其衰变子体广泛存在于人类生活环境中,人体通过吸入含有放射性氡及其子体的空气,呼吸道及其相关组织器官将会受到由其发射的α粒子产生的内照射,并可能诱发肺癌[1-3]。所以在人们关注雾霾等环境污染的同时,室内氡也已成为了人类生活、世界科学界、媒体以及环境保护和放射防护等相关领域的热门话题,我国放射防护工作者作了大量的调查研究并制订了一系列的室内氡监测方法和技术标准[4-5],为室内氡的治理和防护提供了有益的指导。鉴于生活在核设施和各种辐射工作场所周围的居民可能更存在环境放射性威胁的心理负担,本研究选取北京某核设施周围10 km范围内住宅区和工作区33个典型监测点作为室内空气氡浓度的调查对象,基本掌握了这些位点的室内氡浓度,为公众天然辐射照射提供了基础数据,并以此进一步正确引导居民的健康生活方式和个人防护。本文报道室内空气氡浓度监测结果,并对相关问题进行分析。
1 材料与方法 1.1 研究对象选取北京某核设施周围10 km范围内33处房屋作为监测点,其中住宅场所28处,办公场所5处。住宅场所根据GB 50352-2005《民用建筑设计通则》分为低层住宅10处,多层住宅15处,中高层和高层住宅3处。监测点基本覆盖了该核设施周围有代表性的人员活动区域。按照预先制订的监测计划在每个监测点放置1个累积探测器,在非采暖季(2016年5月-2016年10月)对全部33个监测点均布放探测器,采暖季(2016年11月-2017年4月)抽取6个典型监测点布放探测器作对比监测。住宅区的探测器绝大多数布放在卧室,少数布放在客厅、起居室和餐厅,办公区的探测器均布放在办公室,探测器布放位点均距离墙面30 cm以上,远离门窗和空调等空气流动较大之处,详细记录探测器位置的物理条件、房屋建筑结构等信息以及布放回收的具体日期,在正常居住和工作条件下测量。
1.2 测量方法各个监测点室内空气氡浓度均采用固体径迹探测器累积测量。探测器均为中国疾病预防控制中心辐射安全所氡实验室研制的LIH型氡探测器,探测器扩散盒为圆柱体的外形结构,圆柱体底面直径62 mm,高为40 mm,径迹片固定在扩散盒内底部的支架上,探测器扩散盒出入口使用匹配的圆形滤膜架将滤膜固定在入口。固体径迹材料采用CR-39,由日本FUKUVI化学公司生产。将回收的探测器在专门实验室进行处理,CR-39采用6.25 mol/L的NaOH溶液80℃蚀刻8 h,最后用显微镜测读分析产生的径迹。
1.3 质量控制LIH型探测器在南华大学标准氡室刻度,刻度系数为4.8 tracks·cm-2·(kBq·m-3·h)-1。该探测器曾与日本JCAC的Raduet®探测器在日本NIRS标准氡室和南华大学标准氡室进行了比对,LIH探测器的测量结果与标准氡室的参考值相对百分偏差在2.8%~5.6%之间[6]。对测量获得的数据建立专门的数据库,采用SPSS 16.0进行数据分析和统计学检验。
2 结果 2.1 非采暖季室内空气氡浓度及分布北京地区每年5月-10月为非采暖季,在此期间选择某核设施周围10 km范围内住宅和办公室区域共计33个监测点探测室内空气氡浓度,其中办公区监测点5个,住宅区监测点28个。检测结果分析表明,33个监测点室内空气氡浓度总体平均值为48.5 Bq/m3,范围值为30~74 Bq/m3,其中办公区室内空气氡浓度平均值为46 Bq/m3,范围值为42~51 Bq/m3,住宅区室内空气氡浓度平均值为49 Bq/m3,范围值为30~74 Bq/m3,办公区域31号监测点室内空气氡浓度值最高,为51 Bq/m3,33号监测点室内空气氡浓度值最低,为42 Bq/m3;住宅区域22号监测点室内空气氡浓度值最高,为74 Bq/m3,2号监测点室内空气氡浓度值最低,为30 Bq/m3。本期内33个监测点室内空气氡浓度见表 1。
2.2 采暖季室内空气氡浓度及分布北京地区每年11月至次年4月为采暖季,在此期间室内通风相对于非采暖季较少,从表 1中确定的监测位点抽取6个点位作为采暖季该核设施10 km范围内生活区室内空气氡浓度监测点,测量结果见表 2。结果表明,6个监测点室内空气氡浓度总体平均值为71 Bq/m3,范围值为50-108 Bq/m3,其中1号监测点室内空气氡浓度值最高,为108 Bq/m3,5号监测点室内空气氡浓度值最低,为50 Bq/m3。
2.3 住宅区不同楼层室内空气氡浓度根据GB 50352-2005《民用建筑设计通则》,将住宅建筑依层数划分为:1~3层为低层住宅,4~6层为多层住宅,7~9层为中高层住宅,10层及10层以上为高层住宅。本次在非采暖季调查低层住宅10户,多层15户,中高层和高层住宅3户,图 1描绘了不同楼层室内空气氡浓度。从图 1可见,中高层室内空气氡浓度平均值为56 Bq/m3,高层室内空气氡浓度平均值为44 Bq/m3。低层(1~3层)和多层及以上住宅室内空气氡浓度均值比较采用t检验,t值为0.232,P>0.05,两者无明显差异。
氡是一种无色、无味、化学性质极不活泼的惰性气体,可进一步衰变产生氡子体,曾被世界卫生组织(WHO)列为19种致癌物质之一。由于人的一生80%~90%的时间是在室内工作和生活,所以室内空气氡浓度与人体的健康关系重大[7]。本研究中调查了北京某核设施周围10 km范围内33处生活场所室内空气氡浓度,也是考虑到核设施周围居民可能存在对这些特殊地区环境空气放射性污染可能性较大的心理顾虑,所选监测点具有一定的代表性。监测结果表明,非采暖季室内空气氡浓度总体均值为48.5 Bq/m3,采暖季室内空气氡浓度总体均值为71 Bq/m3,采暖季比非采暖季室内空气氡浓度高出46.4%。2007年我国报道了26个主要城市室内空气氡浓度总体均值为43.8 Bq/m3,其中北京432个监测点室内空气氡浓度平均值为45.2 Bq/m3[8],本次调查的该核设施周围非采暖季室内空气氡浓度与全国水平和当年北京总体水平相当,与深圳地区2007年报道的室内氡47 Bq/m3相近,明显低于深圳2016年新建住宅室内空气氡浓度64 Bq/m3的总体均值[9],但高于江苏省2012年2月至2017年2月室内空气氡浓度的平均值(30 Bq/m3) [10]。
从表 1可知,非采暖季33个监测点室内空气氡浓度范围值为30~74 Bq/m3,采暖季6个监测点室内空气氡浓度范围值为50~108 Bq/m3,2012年秦春燕等[11]报道了北京地区11栋砖混建筑物室内空气氡浓度范围值为16.18~76.72 Bq/m3,本次调查表明该核设施周围非采暖季室内空气氡浓度范围值在此范围值之内。我国国家标准GB/T 16146-2015《室内氡及其子体控制要求》[5]规定,新建建筑物室内空气氡浓度设定的年均氡浓度目标水平为100 Bq/m3。本次调查的非采暖季33个监测点室内空气氡浓度均在国家规定的目标值之内,采暖季6个监测点中仅有1个监测点室内空气氡浓度高于100 Bq/m3,而该点对应的非采暖季室内空气氡浓度为59 Bq/m3,远低于国家标准规定的目标值。室内空气中的氡主要来源于建筑物地基和周围土壤、建筑材料、家用燃料、生活用水以及室外环境空气中的氡。对于某一个具体建筑物室内空气氡的主要来源也因地而异,世界上总体来源于建筑物地基和周围土壤的约占室内氡的60.4%,北京地区各类建筑物室内氡进入率约有56.3%、20.5%和20.5%分别来自地基岩土、建筑材料和室外空气,来自燃料和用水的氡合计不到3%。对于相同建筑材料、相同楼层和相同居住环境和人员活动的情形,本次调查中采暖季和非采暖季室内氡浓度相异的主要影响因素应归结于室内通风状况。表 2可见,相同监测位点采暖季室内空气氡浓度明显高于非采暖季,主要是由于采暖季室内通风频率降低,而由建材产生的室内氡占主要部分且不能及时排出室外而造成积累所致。当然,在室外空气雾霾污染程度较严重的情况下,室外氡浓度可能有所增高[12-13],应及时关闭门窗,减少室外氡的进入。
关于低层建筑物室内空气氡浓度,由于土壤是室内氡的主要来源,所以通常应该是室内空气氡浓度随楼层的升高呈降低趋势。而对于高层建筑来说,目前墙体材料采用新型建筑材料加气混凝土,因为加气混凝土具有质轻、保温隔热性能好、抗震能力强、施工简便等优点被高层建筑广泛应用。但是由于加气混凝土采用了发泡技术,提高了孔隙度,导致建材氡析出率增加,研究表明加气混凝土砌块氡析出率明显高于粉煤灰砖、煤矸石砖和粘土砖,而且高层设计住宅一般多为单元式住宅和塔式住宅,单朝向户型较多,自然通风效果较差,加上通常没有采取室内空气净化过滤措施[14-15],所以可能导致高层建筑室内氡浓度反而比低层建筑更高一些。本次调查结果没有揭示出各楼层之间室内氡浓度存在明显差异的现象,主要是因为该核设施10 km周围建筑物以中高层以下为主,高层建筑监测点位较少,所获取数据尚不可充分反映出室内氡浓度随楼层的变化关系,需在今后密切关注周围建筑物楼层变化趋势并作进一步的监测和研究工作。
总体分析表明,北京某核设施周围10 km范围内室内空气氡浓度与本地区室内氡浓度总体水平相当,但采暖季室内氡浓度均值明显高于非采暖季,说明通风效果是影响室内氡浓度的主要因素。居室和办公场所在严格执行建材放射性标准的基础上,应在使用中加强和改进室内通风措施,以有效降低和控制室内氡辐射危害人体的健康。
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