2. 中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所
222Rn是由镭的核素226Ra衰变而产生,广泛存在于自然界,是人们所受天然辐射来源之一。室内222Rn及其子体被认为是空气最危险的污染物。研究表明,222Rn子体可以诱发肺癌[1],联合国原子能辐射效应科学委员会(UNSCEAR)1982年提出[2],人类生活的环境中(室内)吸入222Rn及其子体所受内照射剂量约占全部天然辐射所致有效剂量当量的一半。近年来发现222Rn及其子体还能诱发白血病、胃癌、皮肤癌等。为了解广州市室内外空气中222Rn浓度水平,于2003年7月~2004年6月选择了201间不同类型的建筑物,对其室内222Rn浓度进行为期1年的测量。
1 材料与方法 1.1 探测材料222Rn、220Rn检测采用中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所生产的Rn-Tn探测杯,探测材料为英国 Radtrack CR-39α固体径迹片。使用前经南华大学国家标准氡实验室刻度。
1.2 测量方法选择建设年代、建筑类型、建筑材料、墙面处理性质不同的201间建筑物,根据广州市气候特点,分别于2~4、5~6、7~10、11-1月进行累积测量,放置时间为3个月左右。房间面积<50 m2设1个采样点,50~100 m2设3个采样点,100 m2以上设5个采样点,在对角线或梅花式均匀分布。在测量现场将CR-39α固体径迹片用透明胶布固定在探测杯底部,室内放置于居室1.2~1.5 m高的家具顶部,离墙10 cm以上,室外放置于楼顶最高处,采样点避开通风口和电磁干扰。收样时立刻将径迹片放于铝箔袋中密封保存,带回实验室蚀刻和测量。
1.3 检测方法采用《环境空气中氡的标准测量方法》(GB/T14582-1993) 中的径迹蚀刻法。
1.4 统计分析采用SPSS 11.0 统计软件进行处理。
2 结果 2.1 各区氡浓度室内222Rn浓度范围为15.7~157.9Bq/m3,平均值为(47.3±23.4) Bq/m3,室外222Rn浓度平均值为(20.5±8.7) Bq/m3。室内222Rn浓度以东山区最高,黄埔区最低。经最小显著差法(LSD)多重检验,东山区与越秀、番禺区之间,白云区与番禺区之间室内222Rn浓度比较差异有统计学意义(P<0.05),其余各区之间差异无统计学意义。全市室内222Rn浓度平均值与文献[3]报道的山西省室内222Rn浓度相近。
2.2 不同季节室内222Rn浓度的变化情况(图 1)结果显示,室内222Rn浓度以11~1月最高,7~10月最低。随着空气湿度的增加,222Rn浓度有降低的趋势,主要原因是建筑材料和周围土壤的含水量随着空气湿度的增加而增加,土壤与空气温差加大,阻止了222Rn的析出,从而减少室内222Rn的来源,222Rn浓度随之降低。
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注:空气湿度来自广东省气象台同期《广州地面气象记录月简表》的平均值。 图 1 不同季节室内222Rn浓度的变化情况 |
2.3 墙面处理性质对室内222Rn浓度的影响
墙体材料同为含废渣砖,但墙面处理方法不同,室内222Rn浓度也不同。墙面只抹灰的建筑物室内222Rn浓度最高,为(110.7±50.5) Bq/m3;抹灰后刷乳胶漆的建筑物室内222Rn浓度最低,为(65.1±41.9) Bq/m3;抹灰后喷涂的建筑物室内222Rn浓度为(94.2±5.4) Bq/m3。抹灰后刷乳胶漆、抹灰后喷涂分别与只抹灰墙面之间室内222Rn浓度差异有统计学意义(P<0.05),抹灰后刷乳胶漆室内222Rn浓度略低于抹灰后喷涂室内222Rn浓度,但其之间差异无统计学意义(P>0.05),表明墙面刷乳胶漆和喷涂均能有效地阻止墙体材料的222Rn的析出,从而降低室内空气中222Rn浓度。
2.4 墙体材料对室内222Rn浓度的影响(表 1)不同墙体材料的建筑物比较,222Rn浓度以红砖结构最低,为40.6Bq/m3;高压蒸汽混凝土结构最高,为85.9 Bq/m3。变化规律与墙体材料放射性水平变化规律一致。废渣砖结构室内222Rn浓度明显高于红砖结构室内222Rn浓度(P<0.01),主要原因是广州市废渣砖226Ra含量(79.0 Bq/kg)明显高于红砖226Ra含量(53.9 Bq/kg) [4]。
| 表 1 不同墙体材料对室内222Rn浓度(x ± s) |
2.5 地板材料对室内222Rn浓度的影响(表 2)
墙体材料同为红砖,地板材料分别为瓷砖和花岗岩板材的建筑物比较,花岗岩板材建筑物室内222Rn浓度(49.5Bq/m3)高于瓷砖建筑物室内222Rn浓度(40.1Bq/m3),主要原因是广州市花岗岩板材226Ra含量(78.0Bq/kg)[5]明显高于瓷砖226Ra含量(51.5 Bq/kg)[4]。而水泥地板的房屋室内氡浓度最高,原因可能是表面未经处理,缝隙导致混凝土中的氡更易析出。
| 表 2 不同地板材料建筑物室内222Rn浓度(x ± s) |
2.6 楼层及建筑年代的对室内222Rn浓度的影响
地下建筑物室内222Rn浓度(64.8Bq/m3)明显高于地上建筑物室内222Rn浓度(46.1Bq/m3),主要原因是地下建筑物室内四周均为建筑材料,加上通风量比地上建筑物小所致。20世纪90年代后的建筑物室内222Rn浓度(51.4 Bq/m3)明显高于80年代以前的建筑物室内222Rn浓度(23.7 Bq/m3),主要原因是从90年代开始限制传统红砖的利用,而大规模使用放射性水平较高的新型建材红砖所致。
2.7 剂量估算根据联合国原子辐射效应科学委员会2000[6]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) ,取平衡因子F=0.4,每人每年室内停留时间7 008h,计算居民吸入222Rn子体产生的年有效剂量当量。全市室内222Rn子体所致公众年有效剂量当量为1.193 mSv/a,略高于世界典型值(1.0 mSv/a)[6]。室外222Rn子体所致居民年有效剂量当量为0.129 mSv/a。室内外222Rn子体所致居民人均年有效剂量当量为1.322 mSv/a,按广州市户籍人口881.3万计算,所致居民集体年有效剂量当量为11 650(man·Sv/a)。
3 讨论广州市室内空气222Rn 浓度及其子体所致公众有效剂量属正常天然本底水平,但222Rn浓度仍较高。室内空气中222Rn主要来源于建筑材料,建议加强对建筑材料生产、销售、使用环节的管理,杜绝超标建材在住房和公共生活用房中使用。在设计过程中,尽量选用226Ra含量低且氡不易析出的建材,特别注意花岗岩、废渣等226Ra含量较高的建材。在施工过程中,应防止墙壁出现裂隙和开口,经测试氡仍高时,可进一步密封其它细微空隙,采取密封地面和墙壁表面等其它有效方法。在使用过程中,应遵循辐射防护最优化原则,考虑到社会及经济效益后,通过增加通风、织物过滤、静电负离子等措施把氡及其子体浓度控制在尽可能低的水平。
| [1] | 国际放射防护委员会第50号出版物. 室内氡子体照射产生的肺癌危险[M]. 北京: 原子能出版社, 1992. |
| [2] | The United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation. Sources and effects of ionizing radiation[M].New York: United Nations, 1982. |
| [3] | 马效东, 原福胜, 白剑英, 等. 装修后办公室空气污染物浓度变化分析[J]. 中国公共卫生, 2007, 23(4) : 405. |
| [4] | 张林, 胡灿云, 梁婷婷. 广州市建筑材料放射性核素含量及所致人体外照射剂量估算[J]. 中华放射医学与防护杂志, 1999, 5(19) : 351–352. |
| [5] | 张林, 谭汉云. 广州市建筑石材天然放射性水平调查[J]. 中国公共卫生, 2006, 22(增刊) : 25. |
| [6] | The United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation: :Sources and effects of ionizing radiation[M].New York:United Nations,2000: ANNEX B: 107. |
2008, Vol. 24


