广州某山体地下人防工事始建于二十世纪六十年代,是一个有典型时代特征的大型地下防空网络,初期主要由人力开挖,典型人员掩蔽所的长度约10 m,宽度约3 m,数量不详,后期采用了部分工程机械施工,修筑了大型的通道、指挥通讯场所、设备间等,总面积超过9 000 m2。该工事由专设机构进行维护保养。
该工事维护人员主要活动区域为指挥中心、无线通讯室、物资仓库、水/电/通讯设备间等场所共计约2 000 m2,建筑的装修和陈设同一般办公场所,墙体、地面铺设瓷砖,设充足的照明设备、有效的空调/通风设施和排水除湿装置。
该工事的主体为连片掩蔽所和通道等约6 000 m2。其中连片掩蔽所及坑道为两侧砌砖墙,顶部放置水泥板托住,地面为普通黏土砖立式铺砌,工事无有效的建筑防水措施,设简易照明装置和排水设施,无机械通风,气温常年保持在约26℃,相对湿度超过95%。掩蔽所的顶棚和墙体普遍有渗水,部分通道有积水。氡是由岩石和土壤中的放射性铀衰变而产生的,空气中的氡及其子体能借助呼吸运动,进入人体对肺细胞产生损伤而导致肺癌。而在地下坑道、矿井这类环境中,氡及其子体可累积至较高浓度。为评价广州某山体地下人防工事的放射性水平、估算工作人员年有效剂量当量,特进行本次研究。
1 材料与方法 1.1 测量仪器采用美国DURRIDGE公司生产的RAD7型快速氡测量仪。仪器使用前经南华大学氡实验室检定。
1.2 测量方法将快速氡测量仪接强力干燥单元,仪器放置于相应场所距离墙面约1 m的呼吸带(实际高度约0.8 m),外接220 V交流电。仪器于每日15:00连续工作至次日16:00,每小时生成一个瞬时测量数据并自动存入ROM。
1.3 布点原则选取该工事的指挥中心、无线通讯室、中央主通道、仓库区通道、水池、连片掩蔽所共6个场所,每个场所布设一个点。
1.4 数据分析检测数据经刻度因子校正处理后,采用SPSS 21.0统计软件进行处理,不同时间空气氡浓度比较采用t检验,以P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果 2.1 场所空气氡浓度6个场所的瞬时氡浓度一昼夜和日间的比较情况见下表 1。各场所氡浓度日变化规律见图 1。不同场所的氡浓度不尽相同,连片掩蔽所氡浓度最高、水池的氡浓度最低。
本研究所选取场所的空气氡浓度检测结果均小于我国对二类民用建筑工程室内氡浓度限值(≤400 Bq/m3),也低于国际辐射防扩委员会(ICRP)给出的对室内氡浓度干预行动水平的下限建议值200 Bq/m3[1]。类比其他同类工事氡浓度调查结果[2-3],显示该工事基址的氡产额较小。
2.2 剂量估算考虑到该人防工事内的大气环境常年较为稳定,假定该工事内的氡浓度不会发生明显的日变化和季节性波动,同时考虑到连片掩蔽所现有各项设施无法达到人员掩蔽的要求,水池处无人员停留,而其他场所在平时或战时均须用于人员掩蔽,在估算年有效剂量当量时不考虑连片掩蔽所和水池处的贡献。根据联合国原子辐射效应科学委员会[4]报告给出的吸入222Rn子体的有效剂量当量转换因子9 nSv/(Bq·h·m3),假定平衡因子0.4。该人防工事工作人员每人每年在工事的停留时间取1 000 h(工作性质主要为巡查及维护,居留因子取0.5),其他室内5 000 h。该工事有人员停留的指挥中心、无线通讯室、中央主通道、仓库区通道这4个主要工作场所的日间平均氡浓度均值分别为106.7、98.4、129.0、111.1 Bq/m3,总体日间平均氡浓度为111.0 Bq/m3,其他室内氡浓度为47.3 Bq/m3[5]。该人防工事工作人员在工事中吸入氡子体所致人均年有效剂量当量为0.400 mSv/a,其他室内1.021 mSv/a,合计1.421 mSv/a,与广州市室内222Rn子体所致公众年有效剂量当量1.193 mSv[6]有显著差异。考虑到工作人员实际居留时间远小于1 000 h/a,该人防工事氡子体所致工作人员人均年有效剂量当量应与广州市内222Rn所致公众年有效剂量当量相当。
3 讨论分析各场所的氡浓度一昼夜均值,由高到低依次为连片掩蔽所、中央主通道、指挥中心、仓库区通道、无线通讯室、水池。分析各场所的氡浓度日间均值(08:00~18:00),由高到低依次为连片掩蔽所、中央主通道、仓库区通道、指挥中心、无线通讯室、水池。连片掩蔽所因完全无通风设施,以及建筑防水不良,因而氡浓度最高,一昼夜均值和日间均值无显著差异(t=1.470,P=0.151)。水池处同时也是通道的通风口处,地面及墙体防水层严密,因而氡浓度最低。
3.1 氡浓度日变化规律分析 3.1.1 连片掩蔽所连片掩蔽所的一昼夜氡浓度的均值为230.7 Bq/m3,标准偏差为6.0 Bq/m3,用t检验显示以上结果一昼夜和日间的氡浓度无显著差异,与现场调查场所全年恒温、恒湿的情况较吻合。
3.1.2 水池该水池用于暂时存蓄工事渗水,排水泵每6~8 h启动一次将水池水泵至市政排水官网中。该场所的特征为通风状况较好,建筑防水防漏措施严密,分析氡浓度水平主要受存蓄水量的影响。
水池的一昼夜氡浓度均值为55.0 Bq/m3,日间氡浓度均值为64.7 Bq/m3,与广州市室内氡浓度典型值47.3 Bq/m3[5]均较相近。
分析一昼夜的变化趋势,氡浓度到达最高值(0:00、10:00、14:00)后即开始迅速下降,该时间间隔与水泵的开启间隔较一致,最大可能因素是水泵开启令水池水位快速下降,使得空气中氡浓度相应降低。
3.1.3 指挥中心、无线通讯室指挥中心、无线通讯室为该工事人员活动及停留最多的场所,设有齐全的空气调节、通风换气设施,在上班时间段以上设施均正常开启。
分析一昼夜的变化趋势,氡浓度的峰值均出现在3:00~4:00,且夜间氡浓度较平稳保持在高位,8:00开始迅速下降,显示机械通风换气可以快速降低室内空气氡浓度。
3.1.4 仓库区通道、中央主通道仓库区通道为连接各功能区与仓库的通道,隧道横截面大致为直径2 m的“Ω”形,隧道可通行小型电动车辆,通风受单次车辆通行或人员活动的影响较大。
中央主通道为直径位5 m的半圆形隧道,可通行大型车辆,通风受单次车辆通行或人员活动的影响相对较小。测量期间无人为活动。
分析一昼夜的变化趋势,仓库区通道氡浓度无明显规律,中央主通道则存在上班时间段(9:00~12:00、14:00~17:00)明显降低、其他时间段明显升高的特征,显示上班时间段的总体人类活动增加了中央主通道的通风量、降低了氡浓度水平。
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中华人民共和国住房和城乡建设部. GB 50325-2010民用建筑工程室内环境污染控制规范[S].北京: 中国标准出版社, 2013.
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唐泉, 马晓. 衡阳地区人防工程氡浓度调查[J]. 南华大学学报(自然科学版), 2011, 25(3): 4-7. DOI:10.3969/j.issn.1673-0062.2011.03.002 |
[3] |
王燕, 李晓燕, 郑宝山, 等. 我国六省人防工程氡浓度调查及影响因素初探[J]. 地球与环境, 2004, 32(Z1): 63-66. |
[4] |
The United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation: Sources and Effects of ionizing Radiation[M]. United Nations, New York, 2000.ANNEX: 107-140.
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张林, 杜琳, 张静波, 等. 室内外222Rn浓度及居民所受子体照射剂量测定[J]. 中国公共卫生, 2008, 24(4): 460-461. DOI:10.3321/j.issn:1001-0580.2008.04.041 |
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张林, 张静波, 谭汉云, 等. 广州市天然辐射所致公众照射剂量的评价[J]. 中国辐射卫生, 2011, 20(1): 79-80. |