环境氡的测量

发布网友 发布时间：2022-04-23 04:24

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热心网友 时间：2023-06-29 21:49

氡气容易通过呼吸道进入人体，成为内照射的主要天然核素。根据流行病学调查统计，患肺癌死亡的总人数中有8.2%的人是吸入空气中氡造成的。氡被世界卫生组织(WHO)列为19种致癌物质之一，从而引起世界各国对空气中氡浓度的重视。

公众生活环境中的氡，主要来自大地(包括)岩石、土壤、地质构造和建筑材料，海水中含量很低。

决定氡在土壤中迁移的因素很多(在第六章已经作了论证)。当地下深部与地表，地表与大气之间存在压力差和氡浓度差的情况下，氡由土壤中析出进入大气。所以，大地是环境氡的主要来源。

图9-2-1 珠海市区γ射线(1m)剂量率等值图

(据王南萍等，2004)

(a)实测1m高γ射线剂量率等值图(剂量率仪)；(b)γ能谱测量换算的剂量率等值图

表9-2-6 珠海市两种方法空气吸收剂量率统计数据 (nGy·h^-1)

(据王南萍等，2004)

1984年美国宾夕法尼亚州环境资源部工作人员查看该州一所住房时，发现氡浓度高达100kBq/m³，高出美国环境保护署规定值148Bq/m³近700倍，又进一步调查该地2870所住房。1986年，在全国40个州完成了近5万户居室氡的抽样调查。Nero等(1986)发现，根据全国调查资料汇总的Rn浓度分布(如用对数坐标，则呈对数正态分布)如图9-2-2所示。统计结果显示全国居室氡浓度超过148Bq/m³的占7%，超过296Bq/m³的占2%。因此美国辐射防护与测量国家委员会[NCRP 103，1989]将148Bq·m^-3(4pCi·L^-1)作为行动水平(即控制标准)，将296 Bq·m^-3定为补救行动水平。我国部分省的测量统计(王作元，1992)，室内氡平均值为26.2Bq·m^-3。

图9-2-2 美国室内氡浓度分布图

为了维护人身健康，国际辐射防护委员会(ICRP)发表65号报告书，提出居室氡浓度安全*标准。有关各国根据自己的国土地质条件，制订了居室内氡的限量标准。如加拿大限量标准为800Bq/m³，瑞典、奥地利、芬兰等为400Bq/m³，德国为300Bq/m³，澳大利亚、英国为200Bq/m³，中国为200Bq/m³，美国为140Bq/m³。

室内氡浓度与所处地区地质条件关系密切。1975年初瑞典地质调查局开展一项环境氡评价计划。地调局根据航空γ能谱测量和地面γ能谱测量数据，以及地质图资料进行综合处理，编制出1：5万比例尺的称为GEO辐射图；到1990年已编制出450幅，覆盖国土55%的面积。以这些图件资料为依据，圈出高氡浓度地区，再进行室内氡浓度测量，确定高氡浓度分区，如表9-2-7所示。

20世纪80年代后期，国际原子能机构(IAEA)和欧共体委员会(CEC)发起为期5年的“关于人类环境中居室氡协调研究计划(CRP)”，有50个国家参与。瑞士1987～1991年，在全国范围内实现了居室氡浓度调查；按居室氡浓度高低，将全国划分为四类地区。如图9-2-3所示。全国居室氡浓度平均值为60～70Bq·m^-3，90%家庭不超过150Bq·m^-3。

美国的编图设想与瑞士的做法不同，首先选择盐湖城地区作为试验区。这里居住60万人，地形有高有低，出露有寒武纪结晶岩和古生代沉积岩，有小块新生代火山岩散布，低地以第四纪冲积和湖相沉积物为主。

表9-2-7 瑞典氡等级分区及防护措施

图9-2-3 瑞士居室氡浓度分布图

航空γ能谱测量，用直升机携带GR-800γ能谱仪(256道，NaI晶体2304in³，1in=2.54cm)，测线距3mile(1mile=1.6093km)。在本区发现5个放射性高值异常点。铀含量达(3.6～4.8)×10^-6(5号异常为铀矿尾矿石堆)。

在铀异常地区和断裂带地区(尤其是活动断层)，用地面γ能谱仪(四道GR-310)和射气仪(RDA-200)进行地面检查。铀含量与氡浓度的关系列于表9-2-8。

表9-2-8 岩性、铀含量与氡浓度关系

盐湖城地区试验测量的(见表9-2-8)结论如下：①前寒武片麻岩风化深，裂隙发育，氡的浓度最高。这类岩性分布区可能成为环境氡危害区。但要进行野外和室内氡详细测量。②第三纪花岗岩与前寒武片麻岩铀含量相似，但氡浓度很低。因为致密而无裂隙。③第三纪砾岩、砂岩有的地点铀含量较高，其中二叠纪磷灰岩纯铀含量较高，但氡浓度低。④断裂带上(沃萨奇断层)氡浓度平均14.4pci/L(163Bq/m³)与断层以外地区相比氡浓度很低。

基于上述试验，并经航空γ能谱测量取得的铀含量分布图为基础，开展了全国性氡浓度调查。1985～1990年大量进行室内氡测量，收集了17.5万户数据。综合研究了全国铀、钍分布；岩性和风化程度；地质构造和活断层；综合研究了各类岩石、土壤及其不同构造、结构体中氡的产生、迁移和析出。综合5种资料编制了全国氡浓度的地质潜势图。

考虑到各种因素，对氡析出的条件以打分形式衡量权重。具体打分规则如下：①室内氡浓度。平均值＜74Bq/m³，打3～8分；浓度在(74～148)Bq/m³，打9～10分。②铀含量不同的岩石(地区)。如花岗岩，磷酸盐岩，炭质页岩等铀含量较高，打3分。如构造复杂，变化较大(易于氡析出)打2 分；铀含量低的石英砂岩等，打1分。③土壤的渗透性(通过灌水试验)。如渗透速度超过15.24cm/h，打3分；小于15.24cm/h，打1分；中间值打2分。④建筑物类型。混凝土地面，打1分；混合型，打2分；有地下室打3分。⑤野外现场状况。有利于氡析出打2分；一般情况打1分；不利条件打负1分。

总之，最低相加总分为3分；最高为17分。

编图说明：①3～8分，说明地下潜在氡浓度＜74Bg/m³；②9～11分，为氡浓度中等；③12～17分，说明氡浓度较高。据此分为三等，制作完成美国国土氡地质潜势图。如图9-2-4所示。分成28个区域，分别研究地质、岩性特征和氡潜势远景。

图9-2-4 美国氡地质潜势图

(引自Alexander E.Gatesand Linda C.S.Gundersen)

由图可见，有三分之一地区属高氡地质远景，有可能引起室内氡浓度超148Bq/m³。