环境中放射性物质附着在大气中的固体或液体上形成放射性气溶胶,通过呼吸系统进入人体内,危害身体健康,特别是核电站、矿井等生产环境的放射性气溶胶水平更应严格控制[1]。铀、钍放射系中的衰变子体形成的放射气溶胶是导致罹患肺癌几率增加的主要原因[2]。核电站在正常运行情况下包括反应堆运行、核燃料化学处理和后处理、放射性废物处理等环节都会产生放射性气溶胶排放到空气中,可能会造成空气中气溶胶放射性水平过高。雾霾天气下的气溶胶浓度高于常规天气,因此连云港市作为具有核电站地区之一开展雾霾中气溶胶的放射性水平监测[3]有着十分重要的意义。
1 材料与方法 1.1 监测样品根据《环境空气质量指数(AQI)技术规定》HJ 633-2012,采集雾霾天气情况下的(空气质量指数AQI>200,空气质量达到重度污染)气溶胶样品和常规天气情况下的(空气质量指数AQI<100,空气质量优、良)气溶胶样品。
1.2 采样地点和频次气溶胶采样点在连云港市疾控中心实验楼顶楼。常规天气下每周连续采集一次气溶胶样品≥50 m3,雾霾天气下每次连续采集气溶胶样品≥50 m3。
1.3 仪器设备气溶胶采样设备为CF-903-DIG/230型大流量空气采样器,气溶胶放射性水平监测采用武汉谱析PAB-6000型低本底α、β测量仪。
1.4 检测方法气溶胶总α总β测量目前没有国家标准,所以在方法验证后采用《食品中放射性物质检验总则》GB 14883.1-2016[4]的要求对样品进行前处理、碳化、灰化;采用《生活饮用水标准检验方法放射性指标》GB/T 5750.13-2006[5]的要求对样品进行总α、总β放射性水平测量。监测样品、指标见表 1。
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表 1 监测样品、指标和频次 |
空气采样器经上海市计量测试技术研究院校准合格后使用,低本底α、β测量仪经湖北省计量测试技术研究院检定合格,α标准源物质为241Am粉末,β标准源物质为40 KCl粉末,经中国计量科学研究院检定合格并在使用有效期内。
1.6 统计分析用SPSS 20.0进行数据分析。定量资料描述采用均数±标准差,采用方差齐性检验、独立样本t检验和单因素方差分析,双侧检验水准为0.05。
2 结果 2.1 全年气溶胶放射性水平本次监测周期从2016年1月份至2017年1月份,持续1年,共采集有效样品44份(除去因天气、节假日等原因未采集到样品),包括雾霾天气下9份、常规天气下35份。气溶胶总α放射性比活度范围0.20~3.43 mBq/m3, 平均值为(0.93±0.80)mBq/m3,总β放射性比活度范围0.14~1.74 mBq/m3,平均值为(0.66±0.40)mBq/m3。
2.2 雾霾天气下气溶胶放射性水平雾霾天气下采集的样品气溶胶总α放射性比活度范围0.21~1.63 mBq/m3, 平均值为(0.86±0.61)mBq/m3,总β放射性比活度范围0.17~1.54 mBq/m3,平均值为(0.73±0.46)mBq/m3。
2.3 常规天气下气溶胶放射性水平常规天气下采集的样品气溶胶总α放射性比活度范围0.20~3.43 mBq/m3, 平均值为(0.95±0.85)mBq/m3,总β放射性比活度范围0.14~1.74 mBq/m3,平均值为(0.64±0.38)mBq/m3。
2.4 雾霾天气、常规天气气溶胶放射性水平比较雾霾天气、常规天气及全年的气溶胶总α、β放射性比活度见表 2。气溶胶总α放射性比活度在雾霾天气和常规天气下比较,进行t检验,t=-0.302,P=0.764,无明显差异(P>0.05)。气溶胶总β放射性比活度在雾霾天气和常规天气下比较,进行t检验,t=0.573,P=0.569,无明显差异(P>0.05)。
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表 2 雾霾天气、常规天气及全年的气溶胶总α、β放射性比活度 |
根据气象划分法划分季节以阳历3~5月为春季,6~8月为夏季,9~10月为秋季,12月~来年2月为冬季,不同季节气溶胶总α、β放射性比活度见表 3。采用单因素方差分析比较春季和秋季的气溶胶总α放射性比活度,P=0.001,有显著差异(P<0.05);冬季和秋季的气溶胶总α放射性比活度,P=0.017,有显著差异(P<0.05);气溶胶总β放射性比活度在各季节之间统计分析均无显著差异(P>0.05)。
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表 3 不同季节气溶胶总α、β放射性比活度 |
从监测结果来看,连云港市气溶胶放射性水平在本底范围内,未受到放射性污染,气溶胶总α放射性水平平均值略高于南京[6],全年变化呈现春、冬季较高,秋季结果较低的趋势,与2014年监测结果一致[7],这可能与秋季空气质量较好,采集到的气溶胶颗粒较少有关,与广州[8]、阳江[9]等地全年气溶胶总α放射性水平变化趋势相似,与无锡地区[10]相比较均为秋季结果较低。雾霾天气下气溶胶总α、总β放射性水平较常规天气并无显著变化,表明连云港市气溶胶的天然放射性核素和人工放射性核素放射性水平在雾霾天气下并无显著增加或减少,与陈亮[11]报道的雾霾天气时,由于大气中固体颗粒物数量明显升高,测得总α、总β放射性水平比往常明显偏高结果不一致,在今后的工作中打算考虑温度、湿度、风速等气象条件的影响进一步研究。
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中华人民共和国卫生部. GB/T 5750.13-2006生活饮用水标准检验方法放射性指标[S].北京: 中国标准出版社, 2006.
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