南寧市大氣氣溶膠總α、總β放射性活度的測(cè)定

黃璐璐 莫達(dá)松 潘揚(yáng)昌 謝安杰 梁勇 蘇云鵬

（廣西分析測(cè)試研究中心，廣西 南寧 530022）

【摘 要】為初步探究南寧市環(huán)境空氣放射性水平，文章對(duì)2015年南寧市大氣氣溶膠中總α、總β放射性進(jìn)行測(cè)定，分析其濃度變化規(guī)律。結(jié)果表明：2015年南寧市大氣氣溶膠中總α、總β放射性水平整體情況良好，總α、總β放射性含量隨月份及季節(jié)變化不大，其比值K為常數(shù)，趨于穩(wěn)定。

【關(guān)鍵詞】大氣氣溶膠；總α放射性；總β放射性

【中圖分類號(hào)】TL751 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2016）07-0137-03

環(huán)境空氣中放射性氣溶膠主要是通過吸入途徑進(jìn)入人體，經(jīng)過沉積、滯留、轉(zhuǎn)移、排出等過程放射出α粒子、β粒子等，對(duì)人體產(chǎn)生內(nèi)照射并具有較大的毒性，造成骨髓、肝、腎、甲狀腺等靶器官明顯損傷，引起造血障礙、病理性骨折等。它在空氣中停留時(shí)間長(zhǎng)，對(duì)環(huán)境和人類都會(huì)產(chǎn)生危害[1]。放射性氣溶膠造成的大氣放射性污染問題日益受到人們的關(guān)注，大氣氣溶膠放射性已成為各地輻射監(jiān)測(cè)項(xiàng)目之一。

目前，大氣環(huán)境放射性監(jiān)測(cè)方法包括大氣氡監(jiān)測(cè)、氣溶膠監(jiān)測(cè)、沉降物監(jiān)測(cè)、降水監(jiān)測(cè)等，其中要以監(jiān)測(cè)氣溶膠中總α、總β放射性活度更直接地反映大氣放射性污染的情況，其中α-β比值法相對(duì)其他監(jiān)測(cè)方法而言，更為簡(jiǎn)單、方便、直觀[2]。α-β比值法是基于以下的原理建立：一般空氣中的Rn、Th子體基本是處于平衡狀態(tài)，因此在采樣過程中其在氣溶膠內(nèi)的濃度保持不變，經(jīng)過一段時(shí)間的累積取樣后，樣品中的總β和總α放射性比值K為常數(shù)。本文采用α-β比值法對(duì)2015年南寧市大氣氣溶膠中總α、總β放射性進(jìn)行監(jiān)測(cè)，分析其濃度變化規(guī)律，并計(jì)算總β和總α放射性比值K，初步探究南寧市環(huán)境空氣放射性水平。

1 樣品來源及檢測(cè)

1.1 主要儀器

TH-150C智能中流量空氣總懸浮微粒采樣器（武漢市天虹儀表有限責(zé)任公司）：流量范圍為80～120 L/min，流量準(zhǔn)確度為±2.5%，穩(wěn)定性為±3%；具有流量調(diào)節(jié)、恒溫、恒流控制裝置及流量、壓力及溫度探頭。

CLB-104型低本底α/β檢測(cè)儀（北京康科洛電子有限公司）：本底計(jì)數(shù)率為α≤0.001 7 cpm·cm-2，β≤0.035 4 cpm·cm-2；四通道探測(cè)效率：α均為86.4%，β為52.4%（第1，2通道）和51.8%（第3，4通道）。

所用儀器均定期校準(zhǔn)及進(jìn)行自校。

1.2 標(biāo)準(zhǔn)及試劑

α標(biāo)準(zhǔn)源：241 Am（比活度為10.6 Bq/g）。

β標(biāo)準(zhǔn)源：40 KCl（比活度為14.1 Bq/g）。

玻璃纖維濾膜：武漢市天虹儀表有限責(zé)任公司。

1.3 樣品采集方法

選擇南寧市廣西測(cè)試研究中心辦公樓樓頂作為采樣地點(diǎn)，該采樣點(diǎn)電力穩(wěn)定可靠，方便樣品的采集。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《環(huán)境空氣質(zhì)量手工監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范（HJ/T 194—2005）》[3]采樣要求進(jìn)行，采樣點(diǎn)四周開闊，無樹木、建筑物的影響。每個(gè)月連續(xù)5 d采集樣品。每天采集樣品時(shí)間設(shè)為20 h，采樣流量為100 L/min，采樣體積為120 m3，記錄采樣氣溫、氣壓等氣象參數(shù)。使用玻璃纖維濾膜采樣，具有高收集效率及較小的埋藏?fù)p失。每一次樣品采集結(jié)束后，均仔細(xì)檢查濾膜，若有破裂或上塵邊緣不清晰的現(xiàn)象，將該樣品膜作廢并重新采樣，以保證樣品采集的準(zhǔn)確性和有效性。2015年全年總共采集有效樣品60個(gè)。

1.4 樣品前處理及檢測(cè)

環(huán)境空氣中的放射性檢測(cè)很容易受到空氣中短壽命的Rn、Th子體的影響，而樣品放置時(shí)間的長(zhǎng)短會(huì)影響檢測(cè)的準(zhǔn)確性。因此通常采用衰變法，將采好樣的樣品濾膜放入密封袋，置于空干燥器中保存一周，使短壽命的Rn、Th子體衰變完全，放射性達(dá)到穩(wěn)定后再進(jìn)行測(cè)量[4]。氣溶膠在濾紙上具有一定的自吸收，但從理論上可以忽略不計(jì)，近似的認(rèn)為樣品在濾膜上分布均勻，為了與檢測(cè)樣品盤大小一致，將樣品濾膜剪成直徑約55 mm的小圓片，待測(cè)量[5]。將處理后的樣品放入樣品盤，使用低本底α/β檢測(cè)儀進(jìn)行檢測(cè)，取樣體積設(shè)為120 m3，采樣誤差為5%。每個(gè)樣品檢測(cè)次數(shù)為6次，每次測(cè)量時(shí)間為1 800 s，總測(cè)量時(shí)間為180 min。

2 結(jié)果與討論

2.1 南寧市大氣氣溶膠總α、總β放射性全年監(jiān)測(cè)結(jié)果

2015年南寧市大氣氣溶膠總α、總β放射性的監(jiān)測(cè)結(jié)果見表1。從2015年的監(jiān)測(cè)情況來看，總α、總β放射性含量均較低，總α放射性濃度范圍為0.10～0.41 mBq/cm3，年平均值含量為0.23 mBq/cm3，總β放射性濃度范圍為0.13～0.50 mBq/cm3，年平均值含量為0.26 mBq/cm3，總β和總α比值K在0.53～3.11范圍內(nèi)波動(dòng)，從1～12月份月均值來看，比值K變化不大，波動(dòng)范圍為0.95～1.44，最大值出現(xiàn)在5月份，最小值出現(xiàn)在3月份，年平均值為1.17。

2.2 總α、總β放射性隨月份變化規(guī)律

通過圖1可以看出，總α、總β放射性含量隨月份變化趨勢(shì)平緩，僅在0.16～0.32 mBq/cm3浮動(dòng)，且兩者含量相近，總α、總β放射性最低值出現(xiàn)在10月份，總α最大值發(fā)生在12月，總β最大值發(fā)生在11月，很可能與這幾個(gè)月冷暖空氣頻繁交替有關(guān)。

2.3 總α、總β放射性隨季節(jié)變化規(guī)律

一般而言，大氣氣溶膠放射性濃度會(huì)受到季節(jié)、氣象等多種自然因素影響。為了探究大氣氣溶膠放射性濃度隨季節(jié)變化規(guī)律，對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)按照季節(jié)進(jìn)行分組分析。通過表2可知，南寧市大氣氣溶膠總α、總β放射性隨季節(jié)變化情況不是很明顯，春、夏、秋、冬4個(gè)季節(jié)的總α、總β放射性含量相差不大，總α分別為0.23、0.23、0.21、0.25，最大值發(fā)生在冬季；總β分別為0.25、0.28、0.26、0.26，最大值發(fā)生在夏季；總β和總α比值K分別為1.12，1.24，1.26，1.06，秋季相對(duì)較高，冬季最低，趨于一個(gè)常數(shù)?？梢?，大氣氣溶膠總α、總β放射性含量受季節(jié)影響較小。遺憾的是，本文僅僅從總α、總β放射性含量分析方面對(duì)南寧市大氣氣溶膠放射性進(jìn)行初步的研究，氣溶膠放射性與顆粒物（PM10、PM2.5）的關(guān)系、氣象因素對(duì)其的影響及放射性中核素組分等還有待深入研究。

3 結(jié)論

2015年南寧市大氣氣溶膠中總α、總β放射性含量較低，放射性水平整體情況良好，屬天然本底水平，總α、總β放射性含量隨月份及季節(jié)變化不大，其比值K為常數(shù)，趨于穩(wěn)定。通常情況下，大氣氣溶膠放射性受天然放射性與人工放射性核素共同影響，人工放射性核素氣溶膠貢獻(xiàn)很小[6]。人工放射性核素多會(huì)產(chǎn)生于核電站、核燃料加工等生產(chǎn)活動(dòng)中，若此類場(chǎng)所發(fā)生放射性物質(zhì)泄漏，將會(huì)對(duì)環(huán)境帶來嚴(yán)重的放射性污染。廣西核電站的建立，會(huì)對(duì)大氣氣溶膠放射性帶來潛在的影響，可能會(huì)引起人工放射性核素污染。一旦空氣中發(fā)生總β和總α放射性污染時(shí)，比值K就會(huì)發(fā)生變化，出現(xiàn)異常值[2]。依據(jù)α-β比值法可以初步掌握放射性污染情況，建立放射性應(yīng)急方法，為放射性應(yīng)急事故提供快速有效的判斷依據(jù)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]林莉君，陳海燊.放射性氣溶膠的凈化[J].工業(yè)安全與環(huán)保，2009，35（2）：1-3.

[2]李德平，潘自強(qiáng).輻射防護(hù)手冊(cè)（第二分冊(cè)）：輻射防護(hù)監(jiān)測(cè)技術(shù)[M].北京：原子能出版社，1987：94-95.

[3]HJ/T 194—2005，環(huán)境空氣質(zhì)量手工監(jiān)測(cè)技術(shù)規(guī)范[S].

[4]何華燊.環(huán)境空氣中長(zhǎng)壽命α放射性氣溶膠濃度的測(cè)量

[J].輻射防護(hù)，1993，13（4）：303-307.

[5]高雪玲.大氣氣溶膠放射性活度初探[J].陜西環(huán)境，1997，4（4）：21-24.

[6]常印忠，王旭輝.西安地區(qū)大氣環(huán)境氣溶膠樣品中放射性核素監(jiān)測(cè)[J].核技術(shù)，2008，31（10）：796-800.

[責(zé)任編輯：陳澤琦]

【基金項(xiàng)目】本文系自治區(qū)直屬公益性科研院所基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)，項(xiàng)目名稱“南寧地區(qū)大氣氣溶膠總α、總β放射性水平研究”（項(xiàng)目編號(hào)：2014ACZ05）。

【作者簡(jiǎn)介】黃璐璐，女，廣西分析測(cè)試研究中心工程師，從事化學(xué)分析與空氣監(jiān)測(cè)工作。