深圳市環(huán)境放射性異常帶識(shí)別與影響因素分析

時(shí)勁松，邱國(guó)華，杜喜臣，李娜娜

（1.深圳市環(huán)保局核與輻射管理中心，廣東 深圳 518049；2.核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，北京 100029）

深圳市環(huán)境放射性異常帶識(shí)別與影響因素分析

時(shí)勁松1，邱國(guó)華2，杜喜臣2，李娜娜2

（1.深圳市環(huán)保局核與輻射管理中心，廣東 深圳 518049；2.核工業(yè)北京地質(zhì)研究院，北京 100029）

在環(huán)境放射性調(diào)查的基礎(chǔ)上，結(jié)合地質(zhì)環(huán)境特征分析，對(duì)深圳市環(huán)境放射性異常帶進(jìn)行識(shí)別，并對(duì)相關(guān)影響因素進(jìn)行分析。研究結(jié)果表明，沿NE、NW向斷裂帶附近土壤氡活度濃度和花崗巖出露區(qū)巖石放射性核素含量較高，根據(jù)分析結(jié)果，識(shí)別出深圳市范圍內(nèi)主要有3條放射性異常帶。

環(huán)境放射性調(diào)查；放射性異常帶；氡

隨著我國(guó)社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、技術(shù)的高速發(fā)展，社會(huì)文明程度不斷提高，城市規(guī)模的不斷擴(kuò)大，如何盡快統(tǒng)籌協(xié)調(diào)環(huán)境保護(hù)與城市規(guī)劃兩大系統(tǒng)工程，成為新的形勢(shì)和發(fā)展的要求。環(huán)境保護(hù)是人類為解決現(xiàn)實(shí)的或潛在的環(huán)境問(wèn)題，維護(hù)自身的存在與發(fā)展所進(jìn)行的各種具體實(shí)踐活動(dòng)的總稱；而天然環(huán)境狀況的調(diào)查是環(huán)境保護(hù)的組成部分和重要基礎(chǔ)。

深圳市是我國(guó)首個(gè)經(jīng)濟(jì)特區(qū)，地域經(jīng)濟(jì)發(fā)展迅猛，公眾環(huán)保意識(shí)強(qiáng)，但同時(shí)又是我國(guó)天然放射性的偏高背景區(qū)。本文在環(huán)境放射性調(diào)查的基礎(chǔ)上，結(jié)合地質(zhì)環(huán)境特征，有針對(duì)性地開展深圳市環(huán)境放射性異常帶識(shí)別與影響因素分析研究，可為城市規(guī)劃以及不同地塊的合理使用提供科學(xué)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，從而在發(fā)展經(jīng)濟(jì)的同時(shí)最大程度地保證公眾健康和環(huán)境安全。

1 項(xiàng)目概況

深圳市地處廣東省南部，珠江口東岸，東臨大亞灣和大鵬灣，西瀕珠江口和伶仃洋，遼闊海域連接南海及太平洋。深圳下轄6個(gè)行政區(qū)和光明新區(qū)，土地總面積為1 952.84 km2，2007年末常住人口861.55萬(wàn)。深圳市全境屬珠江三角洲，地勢(shì)東南高，西北低，多為低丘陵地，間以平緩的臺(tái)地，西部沿海一帶是濱海平原。北面和東北面多為山地和丘陵，重巒疊翠，有豐富的森林資源。東部和西部沿海地帶有豐富的海產(chǎn)資源。全市共有大小河流160余條，分屬東江、海灣和珠江口水系。深圳屬亞熱帶海洋性氣候，常年氣候溫和，雨量充沛，日照充足，年平均氣溫為22.3℃，年均日照2 060 h，年平均降雨量為1 948.6 mm，常年主導(dǎo)風(fēng)向?yàn)闁|南風(fēng)。

深圳市位于NE向蓮花山大斷裂南西段與EW向高要—惠來(lái)構(gòu)造帶中段的交匯處，經(jīng)歷了自加里東期以來(lái)長(zhǎng)期的構(gòu)造變動(dòng)，不同時(shí)期、不同方向、不同作用方式的構(gòu)造變動(dòng)都留有痕跡，其中包括褶皺構(gòu)造和斷裂構(gòu)造。深圳市的巖石可分為三大類：沉積巖、火成巖和變質(zhì)巖。深圳市的土壤分為40個(gè)土種，歸納為18個(gè)土屬，分屬6個(gè)土類或亞類。

深圳市屬天然放射性背景偏高區(qū)［1-7］，具體表現(xiàn)在：（1）花崗巖在深圳市分布廣泛；（2）土壤氡背景偏高；（3）附近區(qū)域構(gòu)造活動(dòng)發(fā)育，等等。

2 研究方案

本研究采用資料調(diào)研與現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量并重的方法，結(jié)合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)［8-12］，在綜合分析和調(diào)研的基礎(chǔ)上，對(duì)主要放射性異常帶的成因及其影響因素進(jìn)行探討。具體技術(shù)方案包括：（1）深圳市環(huán)境放射性資料調(diào)研；（2）深圳市與環(huán)境放射性有關(guān)的地質(zhì)特征（斷裂、構(gòu)造、巖性與礦產(chǎn)資源分布等）調(diào)研；（3）環(huán)境放射性異常帶識(shí)別；（4）環(huán)境放射性異常帶的實(shí)地測(cè)量；（5）對(duì)存在異常的地段進(jìn)行放射性巡測(cè)；（6）環(huán)境放射性異常帶影響因素分析；本項(xiàng)目研究技術(shù)路線如圖1所示。

圖1 環(huán)境放射性異常帶識(shí)別與影響因素分析技術(shù)路線圖Fig.1 Technical route for recognizing radioactive abnormal belt and analyzing influencing factors

3 放射性環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查與分析

在資料調(diào)研和分析的基礎(chǔ)上開展放射性環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查，現(xiàn)狀調(diào)查布點(diǎn)的原則為：根據(jù)深圳地質(zhì)環(huán)境和本項(xiàng)目特點(diǎn)，突出重點(diǎn)，兼顧全面。2008～2009年，對(duì)可能存在異常的約70個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)位開展現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量，測(cè)點(diǎn)覆蓋深圳市所有區(qū)。

3.1 測(cè)量?jī)x器及方法

根據(jù)本項(xiàng)目研究目的和放射性環(huán)境的特點(diǎn)，現(xiàn)狀調(diào)查與測(cè)量主要采用以下儀器和方法：

（1）γ輻射劑量率測(cè)量：γ輻射劑量率測(cè)量使用BH3103B X-γ輻射劑量率儀，測(cè)量時(shí)儀器探頭離地面高度為1 m，每點(diǎn)對(duì)典型地段分別測(cè)量10次，取其平均值作為該點(diǎn)代表值。

（2）就地γ能譜測(cè)量：在測(cè)量環(huán)境陸地γ輻射劑量率的同時(shí)，同位布點(diǎn)，同步測(cè)定了土壤中天然放射性核素238U、232Th、40K和226Ra的含量。就地γ能譜測(cè)量使用FD3022型4道γ能譜儀進(jìn)行，測(cè)量土壤、巖石中鈾、釷、鉀的放射性含量，測(cè)量形式為定點(diǎn)測(cè)量，測(cè)量時(shí)將儀器探頭直立在比較平坦的基巖露頭或地面上進(jìn)行測(cè)量，測(cè)量時(shí)間為120 s。

（3）土壤氡濃度測(cè)量：使用FD-3017RaA測(cè)氡儀布點(diǎn)測(cè)量，與γ輻射劑量率同步測(cè)量。該儀器由抽氣泵和測(cè)量操作臺(tái)兩部分組成，當(dāng)氡氣經(jīng)干燥器被抽入筒后，在衰變時(shí)產(chǎn)生新的子體RaA（218Po），它在開始形成的瞬間是帶正電的離子。本儀器采用加電場(chǎng)的方式對(duì)它進(jìn)行收集，使RaA離子在電場(chǎng)作用下被收集在帶負(fù)高壓的金屬收集片上。在經(jīng)一段時(shí)間加電收集后，取出金屬片放到操作臺(tái)內(nèi)，用金硅面半導(dǎo)體探測(cè)器測(cè)量RaA的α放射性。測(cè)量前首先用鋼釬在地面打一個(gè)內(nèi)徑約2 cm，深約70 cm的小孔，放入取樣器壓實(shí)密封，抽取土壤中的氡氣到容器中后儀器加高壓測(cè)量，讀取計(jì)數(shù)率，最后根據(jù)標(biāo)定系數(shù)換算為土壤氡濃度。

（4）環(huán)境空氣中氡濃度測(cè)量：使用FD216型測(cè)氡儀測(cè)量，空氣中氡濃度測(cè)量位置為環(huán)境γ輻射劑量率、就地γ能譜測(cè)量、土壤氡濃度測(cè)量異常地段，測(cè)量時(shí)間為30 min。

（5）環(huán)境水體中氡濃度測(cè)量：使用RAD7電子氡氣檢測(cè)儀及其水測(cè)量附件（RAD H2O），對(duì)深圳市有代表性的水體進(jìn)行監(jiān)測(cè)，測(cè)量時(shí)間為30 min。

3.2 現(xiàn)狀調(diào)查與測(cè)量結(jié)果

3.2.1 γ輻射劑量率

使用BH3103B X-γ輻射劑量率儀對(duì)深圳市放射性異常點(diǎn)的γ輻射劑量率進(jìn)行測(cè)量，現(xiàn)狀調(diào)查點(diǎn)實(shí)測(cè)結(jié)果表明：深圳市γ輻射劑量率測(cè)量沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯異常。γ輻射劑量率平均值為 10.9×10-8Gy·h-1（扣除深圳市宇宙射線2.7×10-8Gy·h-1［13］）， 高 于 深 圳 市 及 廣 東省的原野γ輻射劑量率平均值［13］。部分巖石裸露區(qū)γ輻射劑量率較高，變化范圍從0.2×10-8Gy·h-1到 32.7×10-8Gy·h-1。 各監(jiān)測(cè)點(diǎn) γ 輻射劑量率分布情況如圖2所示。

圖2 深圳市γ輻射劑量率的頻率分布圖Fig.2 Frequency histogram of γ dose rate in Shenzhen City

由圖2可見，深圳市的γ輻射劑量率集中在 （5～15）×10-8Gy·h-1之間，其中（7～9）×10-8Gy·h-1之間出現(xiàn)頻率最高。

3.2.2 就地γ能譜測(cè)量

在測(cè)量環(huán)境陸地γ輻射劑量率的同時(shí)，使用FD3022型四道γ能譜儀同步測(cè)定了深圳市土壤中天然放射性核素的含量（表1）。

表1 深圳市就地γ能譜質(zhì)量活度平均值統(tǒng)計(jì)表Table 1 Statistics ofγspectrum of average massic activity in Shenzhen City

由表1可知，深圳市238U、226Ra的平均質(zhì)量活度低于廣東省平均值，而232Th和40K平均質(zhì)量活度則高于廣東省平均值。各種核素含量與廣東省平均水平相比，分別所占比例見圖3。此外，有17個(gè)測(cè)點(diǎn)的外照射系數(shù)大于1；對(duì)于各種巖石表面而言，有1個(gè)測(cè)點(diǎn)的巖石外照射系數(shù)大于1，其使用應(yīng)按照 《建筑材料放射性核素限量》［11］合理使用，避免核素含量超標(biāo)的石材不合理用作建筑主體材料對(duì)公眾造成額外附加照射。

圖3 深圳市238U、232Th、226Ra和40K與廣東省平均水平相比各占比例圖Fig.3 The proportion of the massic activity of238U、232Th、226Ra and40K in Shenzhen City compared to Guangdong Province

3.2.3 土壤氡放射性活度濃度測(cè)量

本次放射性調(diào)查中，土壤中氡活度濃度測(cè)量使用的是FD-3017 RaA測(cè)氡儀布點(diǎn)測(cè)量。經(jīng)土壤氡實(shí)地測(cè)量，深圳市土壤氡活度濃度范圍為 0.2×103～175.4×103Bq·m-3， 平均值為27.8×103Bq·m-3。 測(cè)量結(jié)果表明， 深圳市土壤氡放射性活度濃度較高，多處異常呈帶狀分布。

根據(jù) GB50325-2001（2006 年版）［12］中對(duì)土壤氡的劃分規(guī)定，當(dāng)土壤中氡活度濃度＞20 000 Bq·m-3且＜30 000 Bq·m-3時(shí)， 應(yīng)采取建筑物底層地面抗開裂措施；當(dāng)土壤中氡活度濃度≥30 000 Bq·m-3且＜50 000 Bq·m-3時(shí)， 除應(yīng)采取建筑物底層地面抗開裂措施外，須按《地下工程防水技術(shù)規(guī)范》的一級(jí)防水要求，對(duì)基礎(chǔ)進(jìn)行處理；當(dāng)土壤中氡濃度≥50 000 Bq·m-3時(shí)，應(yīng)依據(jù)《新建底層住宅建筑設(shè)計(jì)與施工中氡控制導(dǎo)則》（GB/T17785-1999）采取綜合建筑構(gòu)造防氡措施。

據(jù)此標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)土壤氡監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行劃分，詳見圖4。

圖4 深圳市土壤氡活度濃度區(qū)域劃分圖Fig.4 Regional classification map of active concentration of soil radon in Shenzhen City

本研究解釋的氡濃度高值區(qū)對(duì)于該區(qū)域合理開發(fā)利用具有指導(dǎo)意義，如在這些區(qū)域建設(shè)底層建筑物或地下工程時(shí)，應(yīng)參照GB50325-2001（2006年版）中的要求相應(yīng)采取建筑物底層地面抗開裂、防水等防氡措施。

3.2.4 空氣中氡活度濃度測(cè)量

環(huán)境空氣中氡活度濃度測(cè)量使用FD216型測(cè)氡儀，測(cè)量結(jié)果：深圳市室外空氣氡活度濃度范圍為 1.04～77.6 Bq·m-3， 平均值為 9.9 Bq·m-3。在空氣氡活度濃度測(cè)量中，約17%測(cè)點(diǎn)的空氣氡活度濃度高于廣東省平均值［14］（廣東省環(huán)境氡活度濃度本底室內(nèi)為：19.0 Bq·m-3，室外為：15.4 Bq·m-3），具體分析見圖5。

圖5 深圳市空氣氡活度濃度分布圖Fig.5 Distributing map of the active concentration of air radon in Shenzhen City

3.2.5 水體中氡活度濃度測(cè)量

氡在水中具有一定的溶解度，不同水體中氡的活度濃度差異較大。地面水中氡活度濃度較低，而地下水中氡的活度濃度變化較為復(fù)雜，其富集程度主要取決于水循環(huán)過(guò)程中巖石內(nèi)放射性物質(zhì)的含量和巖石的射氣系數(shù)等因素。由于各個(gè)地區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造、巖石類型不同，其地下水中氡的活度濃度差異較大，一般流經(jīng)變質(zhì)巖、酸性侵入巖和噴發(fā)巖的裂隙水中氡的濃度較高，沉積巖地區(qū)水中氡的濃度較低。

環(huán)境水體中氡活度濃度測(cè)量使用RAD7電子氡氣檢測(cè)儀及其水測(cè)量附件（RADH2O），筆者主要選取了深圳市有代表性的水體進(jìn)行監(jiān)測(cè)。測(cè)量結(jié)果見表2。

表2 深圳市水體中氡活度濃度監(jiān)測(cè)結(jié)果Table 2 Statistics of radon active concentration in water in Shenzhen City

4 深圳市環(huán)境放射性異常帶識(shí)別

4.1 放射性異常帶分析

深圳市地質(zhì)環(huán)境特征呈現(xiàn)兩大特點(diǎn)：（1）深圳市范圍內(nèi)（含郊區(qū)）斷裂構(gòu)造發(fā)育，這為深部氣體向上運(yùn)移提供了輸運(yùn)通道；（2）花崗巖體在深圳市內(nèi)廣泛分布。這兩大特點(diǎn)預(yù)示著本區(qū)域范圍內(nèi)環(huán)境放射性背景偏高，放射性環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查結(jié)果也與這一地質(zhì)環(huán)境條件相吻合。

經(jīng)對(duì)研究結(jié)果的綜合分析，深圳市范圍內(nèi)放射性異常主要表現(xiàn)在：（1）沿NE、NW向斷裂帶附近土壤氡活度濃度普遍有增高現(xiàn)象；（2）花崗巖出露區(qū)巖石放射性核素含量較高，部分測(cè)點(diǎn)外照射系數(shù)大于1；（3）環(huán)境γ輻射劑量率測(cè)量，除花崗巖大面積裸露區(qū)域外，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)明顯的異常區(qū)；（4）土壤中238U、232Th、226Ra和40K測(cè)量總體沒(méi)有明顯異常，與花崗巖風(fēng)化相關(guān)的部分測(cè)點(diǎn)的核素含量較高。

4.2 放射性異常帶識(shí)別

圖6 深圳市環(huán)境放射性異常帶分布圖Fig.6 Distributing map of the radioactive abnormal belts in Shenzhen City

結(jié)合深圳市地質(zhì)環(huán)境特征與放射性環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查結(jié)果，進(jìn)行綜合分析與識(shí)別，深圳市范圍內(nèi)異常帶主要有3條：（1）蓮塘—坪山放射性異常帶；（2）觀瀾放射性異常帶；（3）公明放射性異常帶。

本研究識(shí)別的放射性異常帶分布如圖6所示。

5 結(jié) 論

（1）本項(xiàng)目結(jié)合已經(jīng)完成的環(huán)境放射性調(diào)查和地質(zhì)環(huán)境特征進(jìn)行分析研究，識(shí)別出3條放射性異常帶。

（2）放射性調(diào)查表明：沿NE、NW向斷裂帶附近土壤氡濃度普遍高，花崗巖出露區(qū)巖石放射性核素含量較高。

（3）本研究的環(huán)境意義和社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益體現(xiàn)在：①氡活度濃度高值區(qū)對(duì)于該區(qū)域合理開發(fā)利用有指導(dǎo)意義，如在這些區(qū)域建設(shè)底層建筑物或地下工程時(shí)，應(yīng)參照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范采取相應(yīng)的防氡措施；②對(duì)于采石場(chǎng)放射性核素含量較高的石材，其使用應(yīng)按照標(biāo)準(zhǔn)［11］中的要求合理使用，避免因不合理使用核素含量超標(biāo)的石材作建筑主體材料而對(duì)公眾造成額外附加照射。

［1］地質(zhì)礦產(chǎn)部 《深圳市區(qū)域穩(wěn)定性評(píng)價(jià)》編寫組.深圳市區(qū)域穩(wěn)定性評(píng)價(jià)［M］.北京：地質(zhì)出版社，1991.

［2］王喜元，朱 力，品 磊，等.中國(guó)土壤氡概況［M］.北京：科學(xué)出版社，2006.

［3］慈捷元，時(shí)勁松，陳 峰，等.深圳地鐵一期工程各站段放射性水平與分析［J］. 中國(guó)輻射衛(wèi)生，2006， 15（4）： 474-475.

［4］李忠平，劉祖森，李勝濃，等.1993～2005年深圳市自來(lái)水中的放射性水平［J］.中國(guó)輻射衛(wèi)生，2007， 16（1）： 95-96.

［5］肖慧娟.深圳地區(qū)室內(nèi)天然貫穿輻射水平［J］.中華放射醫(yī)學(xué)與防護(hù)雜志，2000，20（5）：362-364.

［6］宋 剛，張伯友，王新明，等.廣東溫泉水-汽轉(zhuǎn)化過(guò)程對(duì)室內(nèi)氡濃度的影響［J］.礦物巖石地球化學(xué)通報(bào)， 2005， 24（1）： 67-70.

［7］宋 剛，張伯友，王新明，等.廣東省溫泉水和溫泉賓館室內(nèi)氡濃度研究［J］.環(huán)境科學(xué)與技術(shù)，2006， 29（6）： 52-54.

［8］國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB18871－2002，電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2002.

［9］國(guó)家環(huán)境保護(hù)局.GB12379－1990，環(huán)境核輻射監(jiān)測(cè)規(guī)定［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1990.

［10］國(guó)家環(huán)境保護(hù)局.GB11215－1989，核輻射環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)的一般規(guī)定［S］.北京：中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，1989.

［11］國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.GB6566－2001，建筑材料放射性核素限量［S］.北京： 中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社，2001.

［12］國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，中華人民共和國(guó)建設(shè)部.GB50325-2001，民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范 （2006年版）［S］.北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2006.

［13］全國(guó)環(huán)境天然放射性水平調(diào)查研究課題組.中國(guó)環(huán)境天然放射性水平［M］.北京：國(guó)家環(huán)?？偩郑?995：509-510.

［14］萬(wàn)玉松，李耀輝，封章林，等.廣東省部分大型建設(shè)工程中環(huán)境氡濃度調(diào)查研究［J］.輻射防護(hù)通訊， 2001， 21（5）： 35-38.

Recognition of radioactive abnormal belt and analysis of influencing factors in Shenzhen City

SHI Jin-song1， QIU Guo-hua2， DU Xi-chen2， LI Na-na2
（1.Nuclear and Radiation Management Centre of Shenzhen EPA， Shenzhen， Guangdong 518049，China； 2.Beijing Research Institute of Uranium Geology， Beijing 100029， China）

Based on the radioactive environmental investigation and analysis of characteristics of geological environment， radioactive abnormal belts in Shenzhen City were recognized， and the influencing factors are analyzed.The results show that there’s high soil radon concentration in NE and NW trending fracture zones and high radionuclide content in rock in granite outcroping area.According to the analysis result，three radioactive abnormal belts in Shenzhen City are recognized.

radioactive environmental investigation； radioactive abnormal belt； radon

TL75+1

A

1672-0636（2010）03-0182-05

10.3969/j.issn.1672-0636.2010.03.012

2009-11-30

深圳市環(huán)境科研課題資助項(xiàng)目（2007-8）

時(shí)勁松（1967—），男，吉林長(zhǎng)春人，高級(jí)工程師，主要從事輻射環(huán)境管理與監(jiān)測(cè)工作。E-mail：shjs99@tom.com