2. 中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所,北京 100088
2. National Institute for Radiation Protection, China CDC, Beijing 100088 China
氡(222Rn)是一种无色无味的放射性惰性气体,广泛存在于人类环境中。联合国原子辐射效应科学委员会(UNSCEAR)2006年报告估计,正常本底地区公众吸入氡及其子体所致年有效剂量约为1.15 mSv,约占天然辐射剂量的48%(约2.4 mSv)[1]。世界卫生组织(WHO)于2009年公布室内氡是继吸烟之后导致公众肺癌的第二大危险因素,据估计全球约有3%~14%的肺癌由室内氡导致,根据氡的危害的最新研究,建议室内氡浓度参考水平为100 Bq/m3[2]。2000年初,我国城市室内氡调查结果显示,我国室内氡水平比上世纪八九十年代相比明显上升[3-5]。近几年,相关研究表明,我国部分城市的室内氡水平呈持续增长趋势[6-8],但是关于银川市室内氡浓度未见报道。2000年后随着我国经济的发展,银川市的房地产发展迅猛,房屋的建筑结构,建筑材料以及节能设计发生了显著的变化。此外,随着居民生活水平的提高,生活方式也发生了较大变化,尤其是在城市,这种现象更加明显。这些改变均对室内氡浓度产生重要影响。因此,针对银川市室内氡浓度开展调查,为本地区公众氡防护提供基础数据显得尤为重要。
1 材料与方法 1.1 调查对象选择银川市3区2县1市和宁东城市与农村普通居民住宅,其中城市49户、农村18户,共计67户,测量点覆盖兴庆区、金凤区、西夏区、贺兰县、永宁县、灵武市、宁东,布放比例为25%、25%、15%、12%、7.5%、7.5%和7.5%。所涉及房屋类型包含砖混结构、钢筋混凝土结构,建筑年代范围为1990—2017年。住宅使用情况为自然生活状态,每户房屋布放1个探测器,位置选择在人们频繁活动的客厅、卧室、书房,探测器布放距墙壁至少20 cm。布放时间为至少3个月。2019年6月—2019年9月,针对49户城市房屋进行了测量。2022年3月—2023年3月,选取15户代表性城市房屋和18户农村房屋,根据银川本地区的气候特点及采暖安排,分4个季度开展了测量。
1.2 测量方法本次测量采用中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所研制的LIH型固体径迹探测器累积测量氡浓度,探测器信息详见文献[6]。固体径迹材料为日本FUKUVI公司生产的CR-39。探测器回收后采用6.25 mol/L的NaOH溶液80℃蚀刻8 h,通过光学显微镜测读分析。
1.3 剂量估算氡及其子体对公众所致年有效剂量估算采用《室内氡及其子体控制要求》(GB/T 16146—2015)标准给出的公式和参数进行估算[9]:
$ {H_{Rn}} = {C_{Rn}} \times t \times DC{F_{Rn}} \times {10^{ - 6}} + {C_{Rn}} \times F \times t \times DC{F_{RnD}} \times {10^{ - 6}} $ |
式中,
本次调查所用探测器由中国计量院刻度,刻度系数为4.8 径迹/cm2/(kBq/m3·h)。现场平行样的布放比例为10%,同时实验室预留2个本底探测器。探测器回收后2周内送回实验室处理分析。
2 结 果 2.1 银川市室内氡浓度水平及分布本次测量银川市不同行政区居室内氡浓度见表1,室内氡浓度算数平均值为64 Bq/m3,几何均值为59 Bq/m3,中位数为57 Bq/m3,范围为25~172 Bq/m3。
本次测量67户房屋,室内氡浓度的频数分布如图1所示,基本服从正偏态分布。室内氡浓度20~40 Bq/m3的测量点有9个,占比为33.3%;室内氡浓度40~60 Bq/m3的测量点有26个,占比为38.8%;室内氡浓度60~80 Bq/m3的测量点有21个,占比为31.3%;室内氡浓度80~100 Bq/m3的测量点有6个,占比为8.9%;室内氡浓度>100 Bq/m3的测量点有5个,占比为7.5%。
本次不同年代建造的房屋室内氡浓度测量结果见表2,其中1990—1999年代的房屋氡浓度较高,但本次检测该年代数据仅包含农村,且样本量较少。2010年后建造的房屋的室内氡浓度明显高于2000—2010年代建造的房屋,前者是后者的1.2倍。
本次测量同楼层室内氡浓度结果见表3,结果表明,1~3层室内氡浓度均值最高,4层及以上楼层室内氡浓度无显著差别。
本次测量结果显示,城市氡浓度为(59 ± 24 )Bq/m3,农村氡浓度为(77 ± 30) Bq/m3。可以看出,农村室内氡浓度均值高于城市室内氡浓度均值。见表4。
本次调查共选取城市房屋15户、农村房屋18户,根据银川市季节变化特点及采暖季(从该年的11到次年的3月),分4个季度进行氡浓度测量。测量时间分布分别为3—5月(春季)、6—8月(夏季)、9—11月(秋季)、12—次年2月(冬季),测量结果见图2,冬季室内氡浓度最高,均值为(123 ± 61) Bq/m3,夏季室内氡浓度最低,均值为(70 ± 27) Bq/m3。秋冬季室内氡浓度较高,春夏季节氡浓度相对偏低。
根据UNSCEAR 2000报告推荐的氡及其子体剂量转换系数,按照我国室内氡平衡因子典型值0.5,估算银川市室内氡致公众的年有效剂量均值为 1.86 mSv,分布范围为0.82~5.62 mSv。
3 讨 论本次银川市室内氡浓度调查结果均值为64 Bq/m3,测量浓度范围为25~172 Bq/m3,室内氡浓度大于世界卫生组织推荐得参考水平100 Bq/m3的测量点占比为7.5%。与2004年宁夏医科大学德小明等[10]用瞬时测量法测量银川市室内氡浓度为77.7 Bq/m3结果较为接近。1990 年原宁夏劳动卫生职业病防治所李占沧等[11]用闪烁室瞬时法测量银川市室内氡浓度为 12.1 Bq/m3,本次测量结果约为1990 年测量结果的4.5 倍。分析原因,早期采用瞬时采样测量法,测量结果可能会偏低。此外,上世纪九十年代银川市居民建筑主要为砖混结构和平房,且房屋密封性相对较差;近年来银川市新建楼房较多,建筑结构多为钢筋混凝土,建筑材料发生了显著变化,密闭性增强,换气率降低,是室内氡浓度上升的重要原因[12]。
本次测量2010年后住宅室内氡浓度大于2000—2010年代室内氡浓度,研究表明银川市室内氡浓度有增高的趋势。这与近年其他城市报道的室内氡浓度趋势一致。本文不同楼层室内氡浓度结果分析表明,1~3层室内氡浓度最高,4层及以上楼层室内氡浓度无显著差别。通常,房屋地基周围土壤和建筑材料是室内氡主要来源。随着楼层的增加,室内氡浓度受地基及土壤的影响逐渐降低,建筑材料成为室内氡的主要来源。因此,室内氡浓度随楼层升高呈降低趋势,4层及以上楼层室内氡浓度变化不大。本次测量银川市农村室内氡浓度明显高于城市室内氡浓度,农村室内氡浓度约为城市的1.3倍,农村室内氡测量结果与城市楼房“1~3层”的测量结果(70 ± 30) Bq/m3基本一致。主要原因是银川市农村房屋主要是平房,同时受房屋地基周围土壤和建筑材料的影响;城市的房屋大多数为高层建筑,主要受建筑材料的影响。
本次研究表明,银川市室内氡季节性变化明显,呈现冬季室内氡浓度最高,夏季室内氡浓度最低的特点。这与文献[4]北方部分地区室内氡浓度的季节变化趋势基本一致。这与银川市的气候以及人们的生活习惯密切相关。银川市地处于寒冷地区,为温带大陆性气候,四季分明,春迟夏短,秋早冬长。秋季和冬季气温较低,居民关窗时间较长,室内通风较差,换气率较低导致室内氡浓度聚集。
银川市居民所受年有效剂量为1.86 mSv/a,高于UNSCEAR 2006 年报告书给出的氡致公众年有效剂量平均值1.2 mSv/a[1],高于《中国辐射水平》中室内氡所致居民内照射剂量 1.44 mSv/a[13] 。
综述所述,本次调查银川市室内氡浓度上升趋势明显,建议进一步开展宁夏全域室内氡监测,获取宁夏全域室内氡浓度水平及分布特征,并有针对性开展宁夏室内氡防护措施。
志谢 感谢中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所对室内氡测量的支持与协助,感谢住户的配合!
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