某鈾礦調(diào)查項(xiàng)目巖心庫(kù)房氡濃度評(píng)價(jià)與防護(hù)

趙霏

（核工業(yè)二0 八大隊(duì)，內(nèi)蒙古 包頭 014010）

1 研究背景

氡（222Rn）是鈾系衰變的放射性氣體，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，無(wú)色無(wú)味，不易發(fā)覺(jué)，以擴(kuò)散、地氣作用、地下水對(duì)氡的搬運(yùn)作用等形式表現(xiàn)出很強(qiáng)的遷移能力。近年來(lái)，有關(guān)放射性氡的研究一直是國(guó)際輻射防護(hù)領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)[1]。醫(yī)學(xué)研究證實(shí)，氡可能引起白血病、不孕不育、胎兒畸形等后果，常被稱為“隱形殺手”。由于氡能隨著呼吸系統(tǒng)進(jìn)入肺部破壞細(xì)胞組織的DNA，1987 年被國(guó)際癌癥研究機(jī)構(gòu)（IARC）列入室內(nèi)重要致癌物質(zhì)，確定為吸煙外導(dǎo)致肺癌的第二大病因。

從目前所獲得的資料顯示中國(guó)環(huán)境氡污染比較普遍。特別是鈾礦找礦地區(qū)巖心庫(kù)房中鈾礦心的暴露導(dǎo)致氡氣析出給鈾礦工作人員所產(chǎn)生的輻射影響更要被重視，所以有必要對(duì)生產(chǎn)工作的巖心庫(kù)房進(jìn)行氡濃度調(diào)查，從而進(jìn)行評(píng)價(jià)并采取有效控制措施保障人們的生活環(huán)境和身心健康[2]。

2 氡源

根據(jù)有關(guān)資料查閱，結(jié)合實(shí)地調(diào)查，在含鈾煤系地區(qū)某鈾礦調(diào)查項(xiàng)目巖心庫(kù)房，氡的主要來(lái)源為巖礦心，次要來(lái)源為地層和構(gòu)造。

2.1 巖礦心因素

在巖心庫(kù)房實(shí)地調(diào)查中，最主要且最直接的因素是鈾礦心產(chǎn)生的放射性氡氣。氡及其子體直接輻射巖心庫(kù)房?jī)?nèi)較為封閉的空氣，氡氣不斷聚集，氡濃度上升，造成氡污染。

2.2 地層因素

研究區(qū)主要為花崗巖基底，上部為煤層和砂巖地層，由于該地區(qū)大量露天煤礦的開(kāi)采活動(dòng)，煤層及上伏含鈾礦砂巖地層暴露在地表，導(dǎo)致氡直接向空氣中擴(kuò)散，致使巖心庫(kù)房遭受污染。

2.3 構(gòu)造因素

在美國(guó)，特別注意到斷層地帶釋放的氡可能會(huì)對(duì)居室及周邊的環(huán)境產(chǎn)生嚴(yán)重影響，所以其居民住宅都遠(yuǎn)離斷層發(fā)育地帶。相關(guān)資料顯示，研究區(qū)斷層較多，不乏一些深大斷裂，地層深部存儲(chǔ)的大量氡氣沿著斷層向上遷移擴(kuò)散釋放到大氣，造成巖心庫(kù)房氡污染[3]。

3 材料與方法

3.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?/h3>

本實(shí)驗(yàn)以某鈾礦調(diào)查項(xiàng)目巖心庫(kù)房為實(shí)驗(yàn)空間，通過(guò)測(cè)量室內(nèi)氡濃度評(píng)價(jià)巖心庫(kù)房空間內(nèi)氡對(duì)人體健康的影響程度。

3.2 實(shí)驗(yàn)儀器

本次實(shí)驗(yàn)采用北京核地科技發(fā)展中心生產(chǎn)的“FD216 環(huán)境氡測(cè)量?jī)x”，共3 臺(tái)。實(shí)驗(yàn)前均由國(guó)防科技工業(yè)1313 二級(jí)計(jì)量站進(jìn)行標(biāo)定，經(jīng)校準(zhǔn)檢定合格，并出具檢定證書(shū)，完全能夠滿足工作的需要和質(zhì)量要求。3 臺(tái)“FD216 環(huán)境氡測(cè)量?jī)x”經(jīng)過(guò)一致性檢測(cè)，誤差范圍在0.41%～11.06%之間，小于儀器標(biāo)定的±20%誤差范圍。本實(shí)驗(yàn)儀器性能穩(wěn)定，數(shù)據(jù)質(zhì)量可靠，符合規(guī)范要求。

3.3 實(shí)驗(yàn)原理

北京核地科技發(fā)展中心生產(chǎn)的“FD216 環(huán)境氡測(cè)量?jī)x”，實(shí)驗(yàn)原理以閃爍室法為基礎(chǔ)，用氣泵將含氡的氣體吸入閃爍室，氡及其子體發(fā)射的α粒子使閃爍室內(nèi)的ZnS（Ag）涂層發(fā)光，光電倍增管再把這種光訊號(hào)變成電脈沖。由單片機(jī)構(gòu)成的控制及測(cè)量電路，把探測(cè)器輸出的電脈沖整形進(jìn)行定時(shí)計(jì)數(shù)。單位時(shí)間內(nèi)的脈沖數(shù)與氡濃度成正比，從而確定空氣中氡的濃度[4]。

3.4 實(shí)驗(yàn)方法與步驟

實(shí)驗(yàn)空間于實(shí)驗(yàn)日前一晚20：00 開(kāi)始關(guān)閉門窗，保持密閉狀態(tài)12 h 以上；使用儀器清洗功能清洗10 min；對(duì)3 臺(tái)儀器進(jìn)行三性檢查，檢測(cè)結(jié)束后記錄數(shù)據(jù)并計(jì)算平均值，儀器誤差率以每次檢測(cè)的平均值為基準(zhǔn)，為采集穩(wěn)定、準(zhǔn)確、可靠的原始數(shù)據(jù)奠定基礎(chǔ)。

測(cè)試位置：將儀器放置在采樣點(diǎn)處，確?？諝膺M(jìn)口距離地板有50 cm 以上并遠(yuǎn)離墻壁，具體放置位置如圖1 所示。

圖1 環(huán)境氡測(cè)量?jī)x放置位置照片

設(shè)置儀器檢查參數(shù)，將空氣氡測(cè)量參數(shù)設(shè)置如下：充氣時(shí)間10 min，測(cè)量時(shí)間20 min，排氣時(shí)間1 min。按下“空氣氡”鍵進(jìn)行測(cè)量。

本次測(cè)量時(shí)間為24 h，時(shí)間段為實(shí)驗(yàn)日11：00 至次日11：00。其中11：00 至14：00 前3 小時(shí)為封閉測(cè)量，14：00 至次日11：00 為開(kāi)放測(cè)量（開(kāi)放方式為關(guān)閉房門，只開(kāi)一側(cè)窗戶）。具體測(cè)量時(shí)間和頻次如表1 所示。

表1 室內(nèi)氡濃度測(cè)量記錄表

4 結(jié)果與評(píng)價(jià)

4.1 根據(jù)氡照射量評(píng)價(jià)

通過(guò)大量的環(huán)境調(diào)查基本可以確定氡與氡子體有一個(gè)比較固定的平衡關(guān)系，其平衡因子為0.4。因此，采用與氡子體α潛能照射量相同的概念定義氡照射量為：

式（1）中：ERn為氡照射量，Bq·h/m3；CRn為工作環(huán)境中的氡濃度，Bq/m3；T為照射時(shí)間，h。

GB 18871—2002《電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)》推薦每年在工作場(chǎng)地照射時(shí)間為2 000 h 或在住宅中為7 000 h。

考慮平衡因子0.4 的情況，氡照射量與氡子體α潛能照射量的關(guān)系為1 Bq·h/m3=2.22×10-6MJ·h/m3。則氡照射量與有效劑量的換算關(guān)系為如下。

對(duì)工作人員：E/ERn=3.1×10-6mSv/（Bq·h/m3）。

對(duì)公眾：E/ERn=2.44×10-6mSv/（Bq·h/m3）。

根據(jù)GB 18871—2002《電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)》標(biāo)準(zhǔn)公眾照射劑量限值，年有效劑量為1 mSv。

選取本次測(cè)量實(shí)驗(yàn)結(jié)果的最大平均值625.20 Bq·h/m3和最小平均值69.27 Bq·h/m3為例，計(jì)算對(duì)公眾是否超過(guò)劑量限值1 mSv/年。

最大值：E=ERn×（2.44×10-6）mSv/（Bq·h/m3）=625.20 Bq·h/m3×7 000 h×（2.44×10-6）mSv/（Bq·h/m3）=10.68 mSv/年。

最小值：E=ERn×（2.44×10-6） mSv/（Bq·h/m3）=69.27 Bq·h/m3×7 000 h×（2.44×10-6）mSv/（Bq·h/m3）=1.18 mSv/年。

計(jì)算結(jié)果顯示，實(shí)驗(yàn)測(cè)量的最小值1.18 mSv/年比較接近限值1 mSv/年，但是最大值卻超出了限值的10倍以上。

4.2 根據(jù)氡濃度測(cè)量結(jié)果評(píng)價(jià)

本次實(shí)驗(yàn)根據(jù)GB 50325—2001《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制范圍（2006 版）》、GBZ/T 182—2006《室內(nèi)氡及其衰變產(chǎn)物測(cè)量規(guī)范》采用瞬時(shí)測(cè)量法，在面積約22.5 m2磚混結(jié)構(gòu)住宅平房?jī)?nèi)（現(xiàn)用來(lái)存放巖心）進(jìn)行，該住宅屬于Ⅰ類民用建筑工程，規(guī)范規(guī)定室內(nèi)氡濃度限量為小于等于200 Bq/m3。

根據(jù)本次在巖心庫(kù)測(cè)量氡濃度含量實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在測(cè)量的第1—7次，封閉室內(nèi)氡濃度呈持續(xù)上升的趨勢(shì)，3 臺(tái)儀器的測(cè)量平均值均大于200 Bq/m3，在封閉空間的第7 次測(cè)量達(dá)到最大值，682.7 Bq/m3?？梢钥闯?，巖心庫(kù)房如果長(zhǎng)時(shí)間保持密閉狀態(tài)，則會(huì)產(chǎn)生氡照射量超標(biāo)。

在開(kāi)窗結(jié)束封閉后，第8—12 次測(cè)量值急劇下降，之后趨于平穩(wěn)，測(cè)量平均值小于100 Bq/m3，如圖2 所示，最后測(cè)量未超過(guò)國(guó)家推薦的氡濃度控制標(biāo)準(zhǔn)。

圖2 室內(nèi)氡濃度測(cè)量數(shù)據(jù)折線圖

5 防護(hù)措施

開(kāi)窗通風(fēng)。通風(fēng)目前是降低室內(nèi)氡濃度、提高空氣質(zhì)量最簡(jiǎn)單有效的方法。專門的看管人員定期對(duì)巖心庫(kù)房開(kāi)門窗進(jìn)行通風(fēng)，不僅把室內(nèi)的含氡空氣排到室外，而且室外的空氣進(jìn)入室內(nèi)稀釋了氡濃度[5]。

對(duì)巖心庫(kù)房的看管實(shí)行負(fù)責(zé)人制。由專人保管鑰匙，無(wú)關(guān)人員不得進(jìn)入。確因工作需要進(jìn)入的，應(yīng)當(dāng)佩戴口罩、劑量牌等。

完善管理制度。工作人員進(jìn)入巖心庫(kù)房?jī)?nèi)時(shí)禁止抽煙、喝水等可能造成氡及其子體從口腔進(jìn)入呼吸系統(tǒng)的行為。

提高重視，定期監(jiān)測(cè)。加強(qiáng)放射性防護(hù)法規(guī)及有關(guān)知識(shí)的宣傳，提高工作人員的輻射防護(hù)意識(shí)和自我保護(hù)意識(shí)。降低居室氡濃度已經(jīng)成為我們必須重視的問(wèn)題，有必要開(kāi)展定期和不定期的監(jiān)測(cè)，積累科學(xué)的數(shù)據(jù)，更好的保障人們的生活和健康[6]。

6 討論

根據(jù)本次模擬在某鈾礦調(diào)查項(xiàng)目巖心庫(kù)房測(cè)量氡濃度含量的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，在封閉室內(nèi)氡濃度呈持續(xù)上升的趨勢(shì)，3 臺(tái)儀器的測(cè)量平均值均大于200 Bq/m3，超過(guò)國(guó)家推薦的氡濃度控制標(biāo)準(zhǔn)。在開(kāi)窗結(jié)束封閉后，測(cè)量值急劇下降，之后趨于平穩(wěn)，測(cè)量平均值小于100 Bq/m3，未超過(guò)國(guó)家推薦的氡濃度控制標(biāo)準(zhǔn)。

某鈾礦調(diào)查項(xiàng)目巖心庫(kù)房如果長(zhǎng)時(shí)間保持密閉狀態(tài)，則會(huì)產(chǎn)生氡照射量超標(biāo)的風(fēng)險(xiǎn)，可能會(huì)影響工作人員的健康。

無(wú)數(shù)的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)告訴我們，警惕氡的危害絕對(duì)不是庸人自擾。但只要認(rèn)真采取防護(hù)措施，氡的危害是可以控制的。例如開(kāi)窗通風(fēng)、實(shí)行專人負(fù)責(zé)制、完善管理制度、工作人員提高重視，加強(qiáng)定期監(jiān)測(cè)等。