淺析醫(yī)用加速器室內(nèi)氡的危害及防護(hù)

魯旭尉，曾德高

(湖南省腫瘤醫(yī)院，湖南長(zhǎng)沙410013)

淺析醫(yī)用加速器室內(nèi)氡的危害及防護(hù)

魯旭尉，曾德高

(湖南省腫瘤醫(yī)院，湖南長(zhǎng)沙410013)

氡是目前國(guó)際上十分熱門的生態(tài)環(huán)境問題之一，諸多研究表明室內(nèi)氡暴露會(huì)引起人體肺癌發(fā)病率的增加［1－2］，世界各國(guó)對(duì)氡的問題都十分重視，我國(guó)對(duì)室內(nèi)氡的危害也引起公眾關(guān)注。本文描述了氡的性質(zhì)、危害及加速器機(jī)房?jī)?nèi)氡的防護(hù)建議。

氡;加速器;防護(hù)

醫(yī)用加速器機(jī)房位于氡的富集區(qū)，氡對(duì)工作人員的危害很大。但我國(guó)各醫(yī)院對(duì)這種危害認(rèn)識(shí)有些不足，至今還沒有一份加速器工作場(chǎng)所氡濃度的實(shí)測(cè)文獻(xiàn)，包括月、周、日的變化，也沒有加速器工作人員終生肺癌危險(xiǎn)度估計(jì)文獻(xiàn)。

1 氡的性質(zhì)

氡是一種化學(xué)元素，符號(hào)為 Rn，原子序?yàn)?6。氡屬于稀有氣體，密度為9.72kg/m3(0℃)，無(wú)色、無(wú)臭、無(wú)味，具放射性，是鈾和釷自然衰變后的間接產(chǎn)物。其最穩(wěn)定同位素為222Rn，半衰期為3.8235±0.0003d。在常規(guī)條件下，氡是密度最高的氣體物質(zhì)之一，也是唯一的常規(guī)條件下只含放射性同位素的氣體。

釷和鈾在地球形成時(shí)已經(jīng)存在，廣泛地存在于自然界的巖石、土壤、水和植物等之中，因此氡是無(wú)處不存在的，它隨時(shí)隨地都在伴隨著每個(gè)人。但不同的物質(zhì)中鈾和釷的含量不同，因此不同的物質(zhì)氡的析出能力也不同。又由于氡的相對(duì)分子質(zhì)量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于空氣的平均相對(duì)分子質(zhì)量，其密度約為空氣的8倍，是密度最高的氣體物質(zhì)之一，因此無(wú)風(fēng)的情況下，氡多沉積于低處及封閉環(huán)境中。室內(nèi)氡主要來(lái)自于土壤、地基、墻壁、建筑材料、生活用水和天然氣等。其中土壤和地基的來(lái)源約占80%～90%，由建筑地基、底層土壤、建筑房屋墻體的縫隙、建筑材料縫隙、接合處或其他通道等進(jìn)入室內(nèi)(見圖1)，并在室內(nèi)積聚。地下建筑與地面建筑相比，周圍所有四個(gè)界面均有巖石和土壤被覆，皆可釋放氡氣，因此氡濃度明顯高于地面建筑［3］。此外，辦公場(chǎng)所內(nèi)氡濃度水平隨時(shí)間、氣象條件變化［4］。所以室內(nèi)氡的行為特性為: (1)地下的氡濃度比地上的氡濃度高，室內(nèi)比室外高;(2)在室內(nèi)則是一樓和地下室的氡濃度較高，越往上氡濃度逐漸降低;(3)不同地質(zhì)條件，不同建筑材料的房屋，室內(nèi)的氡濃度差異較大;(4)工作場(chǎng)所，上班時(shí)間的室內(nèi)氡濃度水平隨時(shí)間逐漸降低，而下班時(shí)間后室內(nèi)氡濃度水平隨時(shí)間逐漸增加。

圖1 氡進(jìn)入室內(nèi)的途徑

氡的主要危害:氡是人們所受天然輻射劑量的主要來(lái)源，聯(lián)合國(guó)原子輻射效應(yīng)科學(xué)委員會(huì)(UNSCEAR)2000年報(bào)告書指出，天然輻射對(duì)公眾的年有效劑量為2.4mSv，氡及其子體的貢獻(xiàn)就占52%［5］。當(dāng)人們進(jìn)入含高濃度氡的場(chǎng)所，經(jīng)過(guò)30～40min后吸入的氡和呼出的氡達(dá)到平衡，體內(nèi)的氡含量不再增加。離開此場(chǎng)所60min后，體內(nèi)的氡被排出90%。當(dāng)人們吸入后，氡子體沉積在呼吸道和肺部，并發(fā)射出a、b、g射線，其中危害最大的是a射線，α粒子能量大，射程短，雖然粒子難以從體外對(duì)人體構(gòu)成傷害，但進(jìn)入體內(nèi)在所經(jīng)途徑會(huì)破壞細(xì)胞結(jié)構(gòu)，對(duì)體內(nèi)細(xì)胞構(gòu)成傷害。大約有(14～15)%的氡和(25～70)%氡子體會(huì)殘留在肺中［6］。這些射線長(zhǎng)期作用于肺支氣管上皮細(xì)胞，造成輻射損傷，誘發(fā)肺癌(見圖2)，大部分肺癌首先在這里發(fā)生。需要注意的是，氡222被列為中毒性核素，其毒性是由放射產(chǎn)生的α粒子造成的，并不是化學(xué)性質(zhì)所至。氡誘發(fā)的肺癌主要是中低濃度、而不是高濃度的氡造成的，氡致肺癌的危險(xiǎn)度隨著氡水平和照射時(shí)間的增加而增加。據(jù)估算，如果在氡濃度370Bq/m3的室內(nèi)環(huán)境中，每千人中將有30～120人死于肺癌［7］。S.Darby等的研究表明:氡濃度每增加100 Bq/m3，肺癌的危險(xiǎn)度將增加16%(95%可信區(qū)間在5%～31%)［8］。氡子體與吸煙存在促發(fā)作用或協(xié)同效應(yīng)，在相同氡濃度環(huán)境中生活，吸煙者發(fā)生肺癌的絕度危險(xiǎn)度比不吸煙者要高 25倍以上［8］。氡已被世界衛(wèi)生組織(WHO)列為19種致癌物質(zhì)之一，1987年氡被國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)(IARC)列為Ⅰ類致癌物質(zhì)。

有關(guān)氡的限量標(biāo)準(zhǔn):我國(guó)對(duì)室內(nèi)氡的危害非常重視，組建了氡監(jiān)測(cè)與防治領(lǐng)導(dǎo)小組，協(xié)調(diào)全國(guó)氡的研究和防治工作，在80年代開始加強(qiáng)了氡的普查和研究，并制定了相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)(見表1)，我國(guó)氡濃度控制標(biāo)準(zhǔn)大體同國(guó)際輻射防護(hù)委員會(huì)(ICRP) 39號(hào)出版物相當(dāng)。

加速器機(jī)房的特點(diǎn):醫(yī)用電子加速器是采用微波電場(chǎng)將電子加速到高能的一類射線裝置，它能夠根據(jù)患者病變部位治療深度的要求提供不同能量的光子和電子，從而輸出不同的輻射劑量以達(dá)到治愈疾病的目的。加速器機(jī)房需要防護(hù)工作人員在工作場(chǎng)所中所受到的照射，按照《GBZT 201.1－2007放射治療機(jī)房的輻射屏蔽規(guī)范第1部分:一般原則》和《GBZT 201.2－2011放射治療機(jī)房的輻射屏蔽規(guī)范第2部分:電子直線加速器放射治療機(jī)房》，加速器機(jī)房需要有厚重的主屏蔽墻、側(cè)屏蔽墻等，因此，加速器機(jī)房只能建筑在建筑物的最底層?，F(xiàn)階段，我國(guó)大型醫(yī)院土地使用緊張，新建的加速器機(jī)房都位于醫(yī)療大樓地下的最底層。也就是說(shuō)在我國(guó)，加速器機(jī)房已呈從地表的底層轉(zhuǎn)至更易于氡富集的地下底層的趨勢(shì)，這更需要注意加速器機(jī)房?jī)?nèi)氡的防治問題。

表1 有關(guān)氡的控制標(biāo)準(zhǔn)

圖2 氡引起肺癌示意圖

2 加速器機(jī)房氡的防治

氡的防治方法概括起來(lái)就是一句話“截源、消散和自我保護(hù)”?！敖卦础本褪墙?cái)嗪蜏p少氡的來(lái)源?！跋ⅰ本褪前咽覂?nèi)氡氣擴(kuò)散至室外，以減小室內(nèi)氡濃度?！白晕冶Ｗo(hù)”就是工作人員在氡濃度相對(duì)低時(shí)再進(jìn)入機(jī)房?jī)?nèi)工作。具體措施如下:

(1)在建機(jī)房選址時(shí)，應(yīng)避開土壤中鈾、釷、鐳等放射性含量偏高的地區(qū)，以減少氡從居室土壤和地基的來(lái)源。

(2)在建筑選材方面，不要使用那些鈾、釷、鐳含量高的建材，以減少氡從建材的來(lái)源。木材、瓷磚、通體磚、墻紙等材料的放射性含量較低。不要使用花崗巖鋪地面或裝飾臺(tái)面，因?yàn)榛◢弾r中天然放射性含量較高，為普通建材的10～100倍;特別不要使用石煤渣建材，因?yàn)檫@類房室內(nèi)氡濃度約為普通建材住房的6倍。

(3)機(jī)房位于建筑的最底層，氡濃度最高，使用防氡涂料密封墻壁和地面裂縫及房間內(nèi)各種管道縫隙，可以減少氡從地下土壤進(jìn)入室內(nèi)，降低室內(nèi)氡濃度。例如磚外附有白灰，氡的析出率大約可以降低3倍，如果白灰外再涂有油漆，析出率又會(huì)降低1倍。一般防潮性能較好的材料，防氡性能也較好，這是因?yàn)榉莱辈牧弦话愣季哂泻芎玫拿芊庑阅?，它在阻止水分散發(fā)的同時(shí)，也阻止了氡的析出。

(4)增強(qiáng)室內(nèi)通風(fēng)，提高換氣率這是降低室內(nèi)有害氣體濃度最簡(jiǎn)單、最有效的方法。加大新風(fēng)換氣量可以把室內(nèi)的有害氣體排至室外，用室外空氣稀釋了室內(nèi)空氣中的有害氣體濃度，同時(shí)，氡服從氣體擴(kuò)散的裴克定律，氣體的擴(kuò)散及擴(kuò)散系數(shù)隨室內(nèi)溫度升高和壓力下降而增加，而通風(fēng)能使室內(nèi)外氣壓保持一致或者室內(nèi)略高，從而減少了氡析出的數(shù)量。研究表明:高換氣率的房間，氡濃度可降低不到10 Bq/m3，接近室外環(huán)境水平［9］。雖然通過(guò)機(jī)房通風(fēng)換氣的方式可以降低氡濃度，但在機(jī)房?jī)?nèi)治療的都是重病體弱的患者，換氣速度過(guò)快將導(dǎo)致患者體感不適，可能引發(fā)其他疾病，這就限制了機(jī)房?jī)?nèi)的換氣速度。GBZ 126－2002《醫(yī)用電子加速器衛(wèi)生防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)》中第4.9項(xiàng)規(guī)定治療室通風(fēng)換氣次數(shù)應(yīng)達(dá)到3～4次/h。

(5)切忌通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)為了節(jié)能大量采用回風(fēng)。研究表明:室外新風(fēng)量對(duì)室內(nèi)換氣率影響非常大［6］。通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)為了節(jié)能大量采用回風(fēng)會(huì)使含有氡的空氣重復(fù)使用，加劇氡的富集。因此，在加速器機(jī)房通風(fēng)換氣次數(shù)受到限制的情況下，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，尤其是地下機(jī)房，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮新風(fēng)換氣次數(shù)，甚至全部使用室外新風(fēng)。

(6)下班時(shí)間機(jī)房應(yīng)該保持通風(fēng)，切忌為了節(jié)能而關(guān)閉通風(fēng)系統(tǒng)，導(dǎo)致氡大量聚集于機(jī)房?jī)?nèi)，難以短時(shí)間內(nèi)排出。

(7)采用合理的通風(fēng)系統(tǒng)布局方案。鑒于氡的比重為空氣的8倍，易沉積于低處，故采用“上進(jìn)下出”的通風(fēng)方式，在換氣速率相同的情況下，可以較其它通風(fēng)方式更好地降低機(jī)房?jī)?nèi)的氡濃度。

(8)機(jī)房?jī)?nèi)和通風(fēng)系統(tǒng)的回風(fēng)口安裝具有降氡功能的空氣凈化裝置，可有效降低機(jī)房?jī)?nèi)氡濃度。

(9)作為加速器工作人員自身來(lái)講，應(yīng)該增強(qiáng)自身的職業(yè)防護(hù)安全意識(shí)，不斷加強(qiáng)自身學(xué)習(xí)以提高職業(yè)防護(hù)知識(shí)水平，早上上班的加速器工作人員應(yīng)該打開機(jī)房門，在機(jī)房通風(fēng)5min之后再進(jìn)入機(jī)房?jī)?nèi)工作，此時(shí)機(jī)房?jī)?nèi)的氡濃度已經(jīng)有所降低，可以減少工作人員氡的吸入量。

(10)由于氡子體與吸煙存在促發(fā)作用或協(xié)同效應(yīng)，工作人員應(yīng)該戒煙，工作場(chǎng)所必須禁煙。

(11)機(jī)房?jī)?nèi)應(yīng)該安裝氡濃度監(jiān)測(cè)儀，監(jiān)測(cè)工作場(chǎng)所的氡濃度，一旦探測(cè)到氡濃度超出規(guī)定值200Bq/m3，應(yīng)立即關(guān)閉加速器，所有人員撤離機(jī)房，打開所有通風(fēng)設(shè)備，待氡濃度降低到規(guī)定值之下再重新進(jìn)入機(jī)房。

(12)醫(yī)院各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)要重視氡的防護(hù)教育，提高各級(jí)人員的自我防護(hù)意識(shí)，組織學(xué)習(xí)有關(guān)防護(hù)方面的知識(shí)。防護(hù)知識(shí)掌握越好，其自身采取的防護(hù)行為就越規(guī)范。

綜上所述，加速器機(jī)房?jī)?nèi)的氡對(duì)工作人員會(huì)造成危害，醫(yī)院應(yīng)合理設(shè)計(jì)加速器機(jī)房通風(fēng)系統(tǒng)，配備完備、有效的防護(hù)設(shè)施，通過(guò)制定并落實(shí)嚴(yán)格、全面的操作規(guī)程和規(guī)章制度，強(qiáng)化工作人員安全意識(shí)，以減少放療工作人員受到氡的危害。

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