建筑室內氡污染研究進展

田蓉，劉迎云

南華大學環(huán)境保護與安全工程學院，湖南 衡陽 421001

建筑室內氡污染研究進展

田蓉，劉迎云*

南華大學環(huán)境保護與安全工程學院，湖南 衡陽 421001

為有效防護與控制建筑室內氡污染，從建筑室內氡污染現狀、污染來源、對人體健康的影響及相關控制標準和防控措施等方面綜述了國內外研究進展。結果表明：近年我國大部分城市或地區(qū)建筑室內氡污染水平呈上升趨勢，主要受建筑材料和裝修材料影響；國外建筑室內氡污染水平相差甚大，主要受地質影響。室內氡污染對人體具有強致癌風險，且與吸煙有協(xié)同效應。中國與北歐和北美地區(qū)針對室內氡污染問題均制定了一系列控制氡污染的標準及減排措施。通過對國內外建筑室內氡污染的研究總結，并根據我國目前存在的問題提出了進一步開展研究的建議。

室內；氡檢測；空氣污染

人的一生中約有80%的時間是在室內度過的，室內空氣污染已經被國內外研究人員普遍關注[1-2]，自20世紀50年代德國斯尼伯格礦區(qū)發(fā)現鈾礦開采工人肺癌發(fā)病率與井下空氣中氡及其子體濃度存在一定的線性關系后，氡污染越來越引起人們的關注[3]。氡是一種無色、無味、化學性質極不活潑的惰性氣體，可進一步衰變產生氡子體，曾被世界衛(wèi)生組織(WHO)列為19種致癌物質之一[4]。目前國內外對環(huán)境中氡及其子體的調查研究，實際上是針對氡(222Rn)及其子體[3]。氡是由鐳、釷衰變產生的一種天然的放射性氣體，穿透性很強，易被呼吸系統(tǒng)截留，并可沉積在肺部，根據動物實驗研究表明，氡的生物學效應表現為呼吸道腫瘤，肺纖維化和肺氣腫[5]。國內外學者就室內氡污染水平、來源、健康效應及防控措施等進行了大量的調查研究。筆者對國內外建筑室內氡污染的研究進行了綜述，并在此基礎上提出建議，以期為進一步研究提供參考。

1 建筑室內氡污染現狀

1.1 我國現狀

20世紀80年代以來，國內學者開展了不同規(guī)模的氡污染調查研究。如盧志娟等[6-7]調查了我國30多年的室內氡濃度和我國特殊場所氡濃度的變化發(fā)現：21世紀以來我國室內平均氡濃度為46.1 Bqm3，較20世紀八九十年代分別上升了57%和42%；福建省、湖南省及平涼市、延安市等地區(qū)室內氡濃度水平普遍較高，西藏自治區(qū)、吉林省及合肥市、上海市等地區(qū)室內氡濃度較低，其主要與當地地質結構、土壤中鐳濃度、住宅類型及居民生活習慣有關；此外地下建筑、窯洞和工礦附近建筑室內的氡濃度水平比普通建筑室內要高出數倍甚至數十倍。通過相關文獻[8-30]的調研，總結了近年來我國部分城市和地區(qū)室內氡濃度水平(表1)。從表1可以看出，我國各地區(qū)室內氡濃度水平有明顯不同，變化較大。

表1 我國室內空氣氡濃度現狀

1.2 國外現狀

國外室內氡污染的研究主要集中在北歐和北美地區(qū)[31]。1989年國際原子能機構向各成員國政府建議開展“人類環(huán)境氡調查”的研究工作，世界衛(wèi)生組織發(fā)起了一項“國際氡計劃”活動，并在2005年1月于日內瓦進行了“國際氡計劃”的第一次會議，旨在呼吁各國積極開展調查研究，減輕健康風險，提高公眾意識，制定氡檢測數據庫等。之后世界各國積極展開調查，Chambers等[32]對眾多國家的室內氡濃度現狀進行了總結(表2)。

表2 國外室內氡污染現狀[32]

2 建筑室內氡污染來源

2.1 我國建筑室內氡污染來源

根據我國學者開展的氡污染來源的大量研究，可將建筑室內氡的來源分為6類。

2.1.1 建筑物地基及周圍表層土壤中的氡

土壤中的氡是低層建筑物中氡的主要來源，土壤中氡的平均濃度是大氣中氡濃度的1 000倍以上[33]。據報道[34]，按世界平均水平計算，來源于建筑物地基及周圍土壤的氡濃度約占室內氡濃度的60.4%。

2.1.2 建筑材料

氡是由鐳核衰變產生的，裝修材料中均含有不同程度的鐳，來自建筑材料的氡占到室內氡濃度的19.5%[35]。對于高層樓房，室內氡主要來源于建筑、裝飾材料[36]。閻國龍[37]研究發(fā)現，以放射性核素含量較高的粉煤灰和大理石等作為建筑裝飾材料，室內氡濃度最高，粉煤灰磚墻體的室內氡濃度分別為鋼筋混凝土建筑和黏土磚建筑的4.1和7.4倍，大理石地板裝飾的房間室內氡濃度分別為瓷地板、水泥地板和木質地板的1.5、2.2和3.3倍。

2.1.3 家用燃氣

主要是指含有較高濃度的鈾、鐳元素的天然氣、液化石油氣及煤層氣等化石燃料。我國煤中鈾濃度為(0.6～10.4)×10-6，當煤中鈾濃度為2×10-6時，煤中可產生23.8 Bqkg的氡，而煤灰的放射性是煤的5～20倍[38]；天然氣中氡濃度約為0～50 kBqm3[39]。

2.1.4 生活用水

氡微溶于水，水中釋放的氡是室內氡的來源之一，約占室內氡濃度的1.8%[3]。宋剛等[40]研究了廣東省溫泉賓館的氡濃度，發(fā)現使用溫泉水的房間氡濃度高于使用自來水的房間，與未使用溫泉水的房間相比，使用溫泉水的房間浴室內平均氡濃度高出0.6～18.6倍，臥室內高出0.3～7.3倍。

2.1.5 室外空氣中的氡

室外氡濃度和室內氡濃度之間具有直線相關關系，相關系數為0.72[36]。陳迪云等[41]對廣東省下莊和南雄2個鈾礦區(qū)大氣中的氡進行了研究，發(fā)現廣東省下莊和南雄鈾礦區(qū)坑道上方的大氣氡濃度高達14 800～20 500 Bqm3，廢渣堆上方的大氣氡濃度高達350～280 Bqm3，導致礦區(qū)附近的室內氡濃度是正常室內的7～8倍。

2.1.6 地下深部的氡

由于地質的作用，地殼形成許多斷層和斷裂等構造，而這些構造會成為氡擴散到地表的主要通道。如果建筑物地基建設在發(fā)育斷層之上，地下深部的氡會通過這些通道進入到建筑物內[6]。

2.2 國外建筑室內氡污染來源

20世紀50年代，國外研究者從居民私井里發(fā)現了高濃度的氡；到70年代中期，在一些國家(如瑞典)發(fā)現建筑材料會釋放出大量氡，這些材料主要來源于富含鐳的巖石或鈾尾礦；70年代末至80年代初，陸續(xù)發(fā)表了一些關于井水中氡釋放研究的文章[42]。Nazaroff[43]研究指出土壤中釋放的氡是室內氡的主要來源，除了地質因素外，影響氡釋放的因素還包括風速、氣壓、相對濕度和降水等氣象因素。Orlando等[44]發(fā)現從土壤中進入室內的氡與該地地質息息相關。Kemski等[45]證實：1)地下巖石或土壤當中的鈾和鐳釋放出大量氡；2)大部分氡能從地下遷移到地面并釋放出來。Appleton等[46]研究得出室內氡濃度的影響因素為：1)地下巖石的遷移運輸能力以及土壤的滲透率和孔隙率；2)室內建筑結構及其通風和采暖功能；3)室外環(huán)境。

3 建筑室內氡污染對人體健康的影響

3.1 危害原理

楊鶴鳴等[3]在1991年提出對人體造成危害的是氡子體，而不是氡的觀點。氡被吸入人體后，其中一部分衰變成子體附著在人的呼吸器官內，另一部分則通過呼吸器官又排回到環(huán)境中，一旦離開高氡環(huán)境，呼吸系統(tǒng)內氡濃度很快降低，而氡子體有較強的附著力，進入機體后，很快沉積在呼吸系統(tǒng)表面，特別是α輻射體，不僅能把潛在能量完全轉移到器官表面，而且可形成很高的局部劑量當量。氡及其子體廣泛分布在脂肪組織、神經系統(tǒng)、網狀內皮系統(tǒng)和血液中，因氡及其子體具有很高的親和力而對細胞造成損傷，最終誘發(fā)白血病、肺癌等[47]。

3.2 對人體健康的影響

3.2.1 肺癌和白血病

孫世荃等[48]總結了1972—1999年中國輻射防護研究院和云錫勞動保護研究所對云錫礦工肺癌研究成果發(fā)現：與吸煙和砷暴露相比，長時間氡暴露是云錫礦工肺癌高發(fā)的主要病因。呂慧敏等[49]采用單核細胞凝膠電泳和微核檢測2種方法檢測了60名窯洞居民(高氡暴露組)和45名普通住房居民(對照組)外周血淋巴細胞DNA的損傷及微核細胞發(fā)生率，結果表明：高氡暴露組外周血淋巴細胞DNA的損傷及微核細胞發(fā)生率高于對照組(P<0.05)，從分子水平的研究提供了氡及其子體致白血病的證據。

2010年世界衛(wèi)生組織國際癌癥研究中心公布的癌癥排名單上，因氡污染致肺癌死亡的人數排名第三(21 000人)，僅次于白血病(21 840人)和淋巴癌(21 530人)[50]。英國健康保護署(HPA)[51]報告表明，英國每年有1 100人因氡致肺癌死亡，并發(fā)現氡是除吸煙以外致肺癌的最大殺手。Axelson等[52]對不同建筑材料住宅中居住的人群進行調查，發(fā)現居住或工作在水泥建筑等高氡環(huán)境下的人比居住在木制建筑或戶外工作的人患急性粒細胞白血病(AML)的風險高2～3倍。

3.2.2 其他危害

據美國國家環(huán)境保護局(US EPA)估測，美國每年有21 000人因氡致肺癌死亡，并發(fā)現吸煙和氡污染具有協(xié)同效應[53]。Angell等[42]比較了同等環(huán)境下抽煙者與非抽煙者的健康風險(表3)。

同時性別差異也會影響患癌風險率[54]，1995—2004年，葡萄牙北部地區(qū)肺癌死亡人數為8 514人，同樣氡濃度背景下男性占82%(6 988人)，女性僅占18%(1 526人)。

Marjan等[55]研究了室內高氡

暴露人群的外周血淋巴細胞，表明高氡暴露居民外周血淋巴細胞DNA的損傷隨室內空氣的氡水平增高具有劑量與效應的線性關系。

4 建筑室內氡的相關控制標準

4.1 我國的控制標準

為有效控制室內氡污染，相關主管部門制定了一系列室內氡濃度控制標準。目前我國對新建、擴建或改建的Ⅰ類民用建筑要求室內氡濃度不得高于200 Bqm3，Ⅱ類民用建筑室內氡濃度不得高于400 Bqm3[56](表4)。

表4 我國室內氡濃度相關控制標準

4.2 國外的控制標準

20世紀80年代起，美國、瑞典、英國等國進行了全國氡濃度水平調查及大量控氡方案研究，根據國際放射防護委員會(ICRP)建議書和各國國情，制定了建筑物室內氡防護標準[57](表5)，用以指導和規(guī)劃氡污染的監(jiān)測與治理工作。另外，英國于1998年發(fā)布了《室內氡補救措施導則》(BRE 1998)；美國于2006年發(fā)布了《低層建筑土壤活性減壓排氡標準》(AARST 2006)，并于2007年發(fā)布了《低層建筑排氡設施安裝標準規(guī)范》(AARST 2007)等[58]。

金益和等[59]對國內外室內氡濃度限值進行了對比分析，認為我國應該盡快制定職業(yè)環(huán)境室內氡濃度限值標準。尚兵等[60]建議將氡行動水平的單位由平衡當量濃度改為氡的實測濃度，以滿足公眾對氡濃度水平的理解。

表5 部分國家及組織氡防護標準

5 建筑室內氡污染的控制

對于民用建筑，我國學者多從舊住房和新建住房2個角度去考慮居室選址、裝修選材、建筑施工、采暖和通風等問題，旨在將室內氡氣排出去，阻止室外氡氣進入。筆者擬從建筑室內氡污染來源的角度，總結國內建筑室內控氡措施。

(1)建筑物地基及其周圍表層土壤中氡。堵塞或者密封氡從地基和周圍土壤進入建筑內的所有通道、空隙，避免氡經過地基巖土、墻壁或地板等處進入室內，新建住房應正確選址，避免修建在工礦區(qū)等放射本底較高的污染區(qū)附近或者下風向位置。

(2)建筑材料。目前建筑和裝修材料被認為是室內氡污染的主要來源，政府嚴格規(guī)范建材的生產和出售，對違反商加大懲罰力度。鼓勵民眾選擇環(huán)保認證綠色建筑材料，或在建筑材料表面涂防氡材料。

(3)家用燃氣。室內通風或排煙不當會使燃料中釋放的氡迅速積聚，根據家用燃料的使用量，加強室內通風(自然通風和機械通風)，修建煙囪等，同時避免室內吸煙。

(4)生活用水。水對室內氡濃度的影響取決于水源、用水量、用水方式、房間大小和通風效果等[61]。鉆井取水是我國農村居民的主要取水渠道，加強水質監(jiān)測、加快水處理、改進取水方式并嚴格規(guī)范城鄉(xiāng)生活用水質量將成為工作重點。

(5)室外空氣。加強通風能降低室內氡濃度，許家昂等[62]研究發(fā)現，長期持續(xù)的有效通風可使室內氡平均水平由100～142 Bqm3降到18～41 Bqm3，達到降氡效果。但對于氡濃度本底較高的地區(qū)，加強通風反而會加速抬升室內氡濃度，故需考慮其他凈化空氣方式或者搬離該區(qū)域，避免對人體造成傷害。

(6)地下深部。地下深部氡對人體的直接影響小且緩慢，但從長遠角度考慮，我國需加快此方面的研究。

與我國不同，國外防氡焦點不是集中于建筑材料上，而是將重點放在地表土壤和地下巖石等地質問題上，根據地區(qū)土壤和地質特征來決定該地是否需要采取減氡措施[42]。Clifford等[63]認為對室內小范圍的氡檢測已很難滿足全國范圍內的質量需求，應重視基于地質統(tǒng)計學和地質學的大范圍防控處理。在挪威、瑞典、北愛爾蘭、瑞士、比利時和美國等國已建立了氡檢測地圖，用不同顏色區(qū)分不同地質區(qū)的氡水平，并在網站上向全球公眾開放。1990年美國建立了全國防氡行動周(NRAW)，允許公民建立測氡和防氡營業(yè)性公司，鼓勵公眾參與氡防護培訓，積極向民眾展示科研成果(氡檢測地圖和健康風險報告)，研發(fā)并出售氡檢測試劑盒，公共場所制定氡污染應急預案等。

6 結論和建議

6.1 結論

(1)21世紀以來，我國氡濃度水平呈逐年上升的趨勢；受地質影響，世界各國氡濃度水平差異甚大。

(2)國內外普遍承認室內氡濃度的主要污染源包括：建筑物地基及其周圍土壤、建筑材料、家用燃料、生活用水、室外環(huán)境等。

(3)國內外研究發(fā)現，長時間暴露于高氡環(huán)境下會有強致癌風險，其與吸煙行為有協(xié)同效應。

(4)為有效控制室內氡污染，中國以及北歐和北美等地區(qū)先后制定了室內氡濃度控制標準和防氡減氡措施。國外在加強公眾意識和創(chuàng)建氡檢測數據庫等方面明顯優(yōu)于國內，且國內防氡減氡措施僅停留在建議層面，缺乏相應法規(guī)約束市場，公民意識仍然相當淡薄。

6.2 建議

(1)公布檢測信息。加快創(chuàng)建氡檢測數據庫和氡檢測地圖并公之于民。

(2)完善室內氡防控標準。綜合考慮各地區(qū)自然環(huán)境特征、社會經濟條件和科學技術基礎，從氡污染源頭、污染途徑、污染受體等角度制定可操作性標準，全面控制。

(3)深入開展地基巖石和地下土壤等污染源研究以及氡與人體健康的關系研究。

(4)加強公眾環(huán)保意識。公眾場所應建立氡污染應急預案，組織開展氡防護知識培訓以及研發(fā)小型家用型檢測產品等。

(5)嚴格監(jiān)督建材市場及建筑施工，加大懲罰力度。

(6)鼓勵社會專業(yè)人士創(chuàng)立室內測氡和控氡營業(yè)性公司，但需嚴格審核其經營許可資格，加強監(jiān)督其檢測工作。

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Research Progress of Indoor Radon Pollution in Dwellings

TIAN Rong, LIU Yingyun

Environmental Protection and Safety Engineering College, University of South China, Hengyang 421001, China

In order to prevent and mitigate indoor radon pollution effectively in existing dwellings, the research progress at home and abroad was reviewed from the aspects of pollution status, polluting sources, effects on human health, related control standards and radon mitigation strategies, etc. It is shown that the levels of indoor radon pollution in dwellings of most cities and areas in China have been rising in recent years, mainly due to the building and decoration materials. There exist much different radon levels among foreign countries with different geologies. The indoor radon pollution in dwellings has strong carcinogenic effect on human body and has double risk with smoking. A series of indoor radon control standards and mitigation strategies have been established in China, North Europe and North America. Finally, researches of indoor radon pollution in dwellings at home and abroad were concluded and suggestions on further researches in indoor radon pollution were put forward.

indoor; radon detection; air pollution

田蓉，劉迎云.建筑室內氡污染研究進展[J].環(huán)境工程技術學報,2016,6(1):35-42.

TIAN R, LIU Y Y.Research progress of indoor radon pollution in dwellings[J].Journal of Environmental Engineering Technology,2016,6(1):35-42.

2015-07-28

田蓉(1992—)，女，碩士研究生，主要從事大氣污染控制的研究，1475107075@qq.com

*責任作者:劉迎云(1964—)，女，教授，主要從事室內空氣品質及空調節(jié)能的研究，596723835@qq.com

X591

1674-991X(2016)01-0035-08

10.3969j.issn.1674-991X.2016.01.006