环境地表γ辐射剂量率测定是环境辐射监测的组成部分，其测量方式有两种^[1]:即时测量与连续测量。

即时测量是指用各种γ剂量率仪直接测量出点位上的γ辐射空气吸收剂量率瞬时值。连续测量又可分为两种，分别是在环境固定监测点上，测量从本底水平到事故的环境辐射场空气吸收剂量率的连续变化值，及布设在固定监测点位上的热释光剂量计测出一定间隔时间内环境辐射场的累积剂量值。

根据监测目的和监测内容的需要，上述两种监测方式互为补充，被用于辐射环境质量监测与污染源监督性监测^[2]。为掌握辐射环境质量状况和变化趋势，预警辐射事故及事件，保证辐射环境安全，对环境地表γ辐射剂量率两种测量方式三种方法均布设了不同频次的监测点位。本文选取三种方法均布设点位的5个环境监测点和2个监督监测点，对其2010-2014五年间的监测数据进行对比分析，并对结果进行解释和探讨。

1 材料与方法 1.1 监测仪器 1.1.1 γ辐射剂量率自动连续监测

γ辐射环境自动监测系统由辐射环境监测站和中央控制显示系统组成，为辐射环境提供连续、实时的自动监测数据。本文中监测与分析使用的自动站数据来自于奥地利BITT公司的AMS02型及RS03型辐射环境自动监测站，以及来自于德国ENVINET公司的AGS421型辐射环境自动监测站。其中BITT公司的剂量率探头为正比计数管探测器，型号为RS03S，测量范围10 nSv/h~10 Sv/h，AMS02型及RS03型自动站使用的γ剂量率探头均为该种探头；ENVINET公司的剂量率探头为盖革计数管探测器, 其剂量率量程为10 nSv/h~10 Sv/h。

所有自动站均能够实时监测、传输γ辐射剂量率值，监测数据通过无线方式实时传回至中央控制显示系统内，仪器稳定性良好。数据获取时间间隔为5 min，小时数据获取率为90%以上。

1.1.2 γ辐射剂量率瞬时监测

本文中监测与分析使用的γ辐射剂量率瞬时监测仪器是北京核仪器厂生产的型号为BH3103B的便携式X-γ剂量率测量仪，探头采用盖革计数管探测器，其性能指标如下：

工作温度：-10℃~+40℃；能量测量范围：25 keV~3 MeV；宇宙射线响应：＜±15%(相对于RS-111电离室)；量程范围：10 nGy/h(nSv/h)~100 μGy/h(μSv/h)；剂量率指示固有误差：不大于10%；能量响应：＜±15%(对Cs-137源)。

1.1.3 γ辐射累积剂量监测

本文中监测与分析使用的γ辐射累积剂量测量系统包括RGD-3B型热释光测量仪、TLD-2000B型远红外精密退火炉、内置Cs-137辐照源的辐照器、以及LiF(Mg, Cu, P)材质的热释光片。RGD-3B型热释光测量仪的工作环境温度：0~45℃；量程范围：0.01 μGy(μSv)~9.999 Gy(Sv)。

为保证监测数据质量，便携式X-γ剂量率测量仪及γ辐射累积剂量测量系统经过国防科技工业电离辐射一级计量站检定，自动连续监测系统探头经过中国计量科学研究院校准，所有测量数据在校准有效期内。

1.2 监测方法 1.2.1 γ辐射剂量率自动连续监测

γ辐射剂量率自动连续监测的点位通常选择布设在周围没有树木、没有建筑物影响的开阔地，或没有高大建筑物影响的建筑物的无遮盖平台上。探头方向垂直于地面，位置在距离地面1米处。受建设条件影响，本文选取的点位中，环境监测点位一和环境监测点位五的站点建设在箱体上，探头距离地面高度约3 m，其他点位均建设在地面上，探头距离地面高度约1 m。

γ剂量率探测器连续实时监测数据，每5 min获取一个监测数据，1 h内的5 min数据平均值为小时测值，日监测数据为当日小时测值均值，依次类推，12个月监测均值为年监测值，计算时段内满足75%的数据量为有效数据。

每年的监测结果计算公式如下：

$ X = K \cdot \overline x $

1)

其中：X-监测结果，nSv/h；K-校准系数，根据历年检定证书，一般在1左右，本文取K=1；x-每月监测数据的平均值，nSv/h。

1.2.2 γ辐射剂量率瞬时监测

γ辐射剂量率瞬时监测在城市的道路、草坪和广场测量时，测点距附近的高大建筑物的距离需大于30米，原野测量时，选择在地势平坦、开阔、无积水的裸露土壤上或有植被覆盖的地表上方，探头方向为垂直地面，位置在距离地面1米处。由于布设原则的差异，本文选取的点位中γ辐射剂量率瞬时监测点与自动连续监测点直线距离约100~500 m。

监测前，仪器开机预热15 min以上，数据获取时间间隔为10 s，每次监测读取5个数据，5个监测数据平均值即为该点位的监测值，监测频次为1次/半年，上、下半年监测均值为年监测值。

每半年的监测结果计算公式如下：

$ X = K \cdot \overline x $

2)

其中：X-监测结果，nSv/h；K-校准系数；x-5个监测数据的平均值，nSv/h。

1.2.3 γ辐射累积剂量监测

γ辐射累积剂量监测的布点设置通常选择空旷地区、远离建筑物与可能引起周围辐射场改变的物体(设施)，所在地区要求平整、开阔不受附近建筑物的屏蔽影响。剂量计悬挂以距地面1 m为宜，防止太阳直射，宜选择在隐蔽、阴凉的地方并有避雨措施。本文选择的监测点位考虑到TLD布放的隐蔽性，选择悬挂在距离地面1.0~2.0 m的小树枝或电线杆(附近无树木时)上。本文选取的点位中γ辐射累积剂量监测点与γ辐射剂量率瞬时监测点位于同一点，与自动连续监测点直线距离约100~500 m。

每组热释光片布放时间约90天左右，布放频次为1次/季度，4个季度监测结果的平均值为点位年度监测值。

每个季度的监测结果计算公式如下：

$ {D_i} = {K_1} \cdot {K_2} \cdot \left( {{I_i} - {I_o}} \right) $

3)

其中：D_i-布放点的空气吸收剂量，Gy；K₁-刻度系数，Gy/C；K₂-空气吸收剂量转化为周围剂量当量的转换系数，Sv/Gy，本文测量类型均为γ射线，K₂值取1；I_i-布放点一组读数的平均值，C；I_o-本底组读书的平均值，C。

2 结果 2.1 监测结果

对每一年所有监测数据按监测方法分类作平均运算，将2010-2014年间三种监测方法的监测结果的年均值列于表 2。为表征监测结果间的偏离程度，对五年监测均值、方法监测均值做标准差运算，五年均值、五年标准差及方法标准差也列于表 2。其中，五年标准差为某一监测方法五年监测结果的标准差；方法标准差为三种监测方法对应的五年均值的标准差。

2.2 数据对比图

根据表 2中的监测结果，对每一点位使用三种监测方法监测地表γ剂量率的历年数据做对比图，如图 1~图 7所示。

3 讨论 3.1

从监测的结果及变化趋势来看，三种监测方法具有可比性。整体而言，对同一点位，其γ辐射剂量率的监测结果，自动监测>累积监测>瞬时监测，这是因为：环境中天然辐射主要由宇生放射性核素、原生放射性核素以及宇宙射线三部分组成。此外，环境中辐射本底还包括大气层核试验所致的全球核沉降中长寿命人工放射性核素以及切尔诺贝利等核事故沉降灰产生的辐射^[3]。陆地γ辐射主要是原生放射性核素，包括土壤和岩石中的放射性核素、氡钍射气及其子体产生的γ辐射，其变化一般由降雨、降雪以及相关联氡、土壤水分变化、周围环境等因素决定。通常情况下，降雨、降雪时，大气中的放射性核素由高空带至地表，导致环境γ剂量率瞬时变大。氡子体就是这些被冲刷下来的核素中最主要的^[4]。

根据辐射环境监测技术规范(HJ/T 61-2001)，γ辐射剂量率瞬时监测的点位一般选取远离建筑物的空旷地带，如无砂石的草地，因此建筑物、岩石等对瞬时监测结果的贡献较小，而且瞬时剂量监测尽量避开降雨、降雪等恶劣天气状况，因此天气状况造成的地表环境γ剂量率的瞬时增大对瞬时监测几乎没有影响。因此理论上讲，γ辐射剂量率瞬时监测值应当最小，这与实际监测结果是相符的。

理论上，γ辐射累积剂量与γ辐射剂量率自动连续监测均是环境地表γ剂量率连续监测，气象、源项等影响因子相同，监测结果应当是吻合的。但在实际布点时，出于安全性的考虑，γ辐射累积剂量的布点一般选取距离地面1.0~2.0 m左右的树干或者电线杆上，受到树干或者电线杆的屏蔽，因此γ辐射累积剂量监测结果略低于γ辐射剂量率自动连续监测的结果。

3.2

监督性监测点位监测数据较环境监测点位无明显偏高，因此认为监测期间所监督污染源未对环境地表γ辐射剂量率产生明显污染。

3.3

对同一点位同一监测方法，五年标准差的范围是0.62~6.96 nSv/h，监测结果稳定性较好；对同一点位不同监测方法，标准差范围是4.95~28.11 nSv/h，稍高于五年标准差。其中环境监测点位一、环境监测点位四、环境监测点位五因自动监测数据较高导致方法标准差较大(最大为28.11 nSv/h)，其原因是环境监测点位一、环境监测点位五的自动监测站点是建设在房屋顶上的；而环境监测点位四、环境监测点位五的自动监测站所用探头为盖革计数管，这也会导致所测数据有一定的偏离。

3.4

由于不同的仪器的能量测量范围不同，对宇宙射线的及地面γ辐射的能量响应误差不同，以上结果可能存在一定的偏差，然而从监测方式与目的的角度出发，以上比对仍然是有重要意义的。

3.5

以上对比结果，在一定程度上证明了环境地表γ辐射剂量率测定三种方法的科学性与可比性，保证了监测数据的质量。辐射环境监测时，三种监测方法互补使用，方法各有优势：γ辐射瞬时剂量率监测快速、便携、准确度高；γ辐射连续测量实时、快速、自动化程度高、可起到辐射事故预警功能；累积剂量测量则可衡量一段监测时期内所有γ辐射剂量的累加值。辐射环境监测中累积和连续测量可提供完整的辐射剂量数据资料，有利于评价辐射环境质量和相关人群所受外照射剂量^[5]。

3.6

本次比对在辐射环境监测点位优化层面也有一定的作用。根据本文监测数据的比对及三种监测方法的优势，对辐射环境监测点位优化建议如下：对环境监测点位，可按照网格法布设一定频次的累积剂量监测点位，同时根据区域敏感度及污染源情况选择部分点位布设γ辐射连续监测点位；对污染源监督监测点位，可在场内及场外下风向区域、地下/地表水流经区域、人流密集区域分别布放γ辐射连续监测点位，同时在场内外人流密集区域及敏感区域布设累积剂量监测点位。在环境监测与污染源监督监测期间，γ辐射剂量率瞬时监测可作为质控手段，根据情况布设及调整监测点位。