華南某鈾礦區(qū)空氣氡濃度特征及輻射劑量評價研究

摘要：測定并評估華南某鈾礦區(qū)居民的空氣氡濃度及其輻射劑量，測量9個主要村莊室內(nèi)外氡濃度，并計算年有效劑量，研究居民健康風(fēng)險，提出相應(yīng)防護(hù)建議。結(jié)果顯示：研究區(qū)室內(nèi)氡濃度范圍113.1～189.8 Bq/m3，平均值為151.5 Bq/m3，顯著高于我國和全球平均水平；室內(nèi)氡濃度導(dǎo)致的年有效劑量范圍為5.66～9.50 mSv/a，平均值為7.58 mSv/a；室外為0.97～1.27 mSv/a，平均為1.12 mSv/a，總年有效劑量平均值為8.70 mSv/a，為全球平均值的3.14倍。研究表明，肺和呼吸道胸外部受到的輻射劑量最高，平均值為20.87 mSv/a和25.04 mSv/a。建議通過增加通風(fēng)、使用環(huán)保材料以及定期檢測氡濃度來降低室內(nèi)氡濃度，減少對居民健康的潛在危害。

關(guān)鍵詞：氡濃度；鈾礦區(qū)；輻射劑量；健康風(fēng)險

中圖分類號：X591 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1008-9500（2024）08-0-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.08.041

Study on Air Radon Concentration and Radiation Dose in a Uranium Mining Area in South China

XIU Linfang， MO Wenbo

（Hainan Institute of Eco-Environmental Geological Survey， Haikou 570206， China）

Abstract： Measure and evaluate the air radon concentration and radiation dose of residents in a uranium mining area in southern China， measure indoor and outdoor radon concentrations in 9 major villages， calculate annual effective doses， study residents' health risks， and propose corresponding protective suggestions. The results showed that the indoor radon concentration in the study area ranged from 113.1～189.8 Bq/m3， with an average of 151.5 Bq/m3， significantly higher than the average levels in China and globally; The annual effective dose range caused by indoor radon concentration is 5.66～9.50 mSv/a， with an average of 7.58 mSv/a; The outdoor dose is 0.97～1.27 mSv/a， with an average of 1.12 mSv/a. The average annual effective dose is 8.70 mSv/a， which is 3.14 times the global average. Research has shown that the lungs and respiratory tract receive the highest radiation dose outside the chest， with an average of 20.87 mSv/a and 25.04 mSv/a."It is recommended to reduce indoor radon concentration and minimize potential harm to residents’ health by increasing ventilation， using environmentally friendly materials， and regularly monitoring radon concentration.

Keywords： radon concentration ; uranium mining area ; radiation dose ; health risk

氡是一種無色、無味、無嗅的放射性惰性氣體，主要來源于地殼中鈾和鐳的衰變[1]。人們長期暴露在高氡環(huán)境中可導(dǎo)致肺癌等疾病，尤其在鈾礦區(qū)，氡濃度通常較高[2]。華南某鈾礦區(qū)由于鈾礦化作用形成了較高的天然輻射背景，對該區(qū)域空氣中氡濃度及其輻射劑量的評估具有重要意義[3]。本研究主要分析華南某鈾礦區(qū)室內(nèi)外氡濃度和輻射劑量，評估該區(qū)域居民的健康風(fēng)險。

1 試驗部分

1.1 研究區(qū)

研究區(qū)的具體選址包括5個主要村莊，這些村莊的人口分布較為集中，居民主要從事農(nóng)業(yè)勞動，生活方式相對固定。研究區(qū)的環(huán)境特點包括較為封閉的房屋結(jié)構(gòu)和有限的通風(fēng)條件，可能影響空氣中氡濃度的分布和變化。

1.2 試驗方法

1.2.1 空氣中氡濃度測量方法

在華南某鈾礦區(qū)附近的村莊選定9處位置（編號SND-1～SND-9），采用FD216型測氡儀測定室內(nèi)外氡濃度。對于室內(nèi)氡濃度測定，室內(nèi)氡濃度測定位置選在較長的廳或臥室，將擬測量房間至少密閉24 h，測量時儀器距門窗2 m、距墻壁0.5 m，避開正風(fēng)口位置。對于室外氡濃度測定，室外氡濃度測定位置選擇在田野、道路與居民勞動生活密切位置，測定高度為距離地面1 m。

1.2.2 空氣中氡輻射劑量評價方法

吸入室內(nèi)、室外、室內(nèi)外空氣中氡及其子體所致年有效劑量計算可采用式（1）、式（2）、式（3）計算[4]。

Ainh-in=Cin×Ein×t×Oin×Dinh（1）

Ainh-out=Cout×Eout×t×Oout×Dinh（2）

Ainh-total=Ainh-in+Ainh-out（3）

式中：Cin、Cout分別為室內(nèi)、室外空氣中氡濃度，Bq/m3；Ein、Eout分別為室內(nèi)、室外空氣中氡與子體平衡因子，Ein取0.4，Eout取0.6；t為1年時間，取8 760 h；Oin、Oout為室內(nèi)、室外居留因子，Oin取0.7，Oout取0.3；Dinh為吸入平衡當(dāng)量氡濃度劑量轉(zhuǎn)換系數(shù)，取2.04×10-5 mSv/（Bq·h·m3）。

吸入空氣中氡及其子體對人體不同器官或組織年有效劑量采用式（4）計算。

Ai-air=（Cin×Bin×Oin+Cout×Bout×Oout）×t×Di-inh（4）

式中：Ai-air為吸入空氣中氡對i器官和組織的有效劑量，mSv/a；Bin、Bout分別為居民在室內(nèi)、室外的平均呼吸速率，Bin取0.78 m3/h，Bout取1.2 m3/h；Di-inh為吸入氡及其子體對i器官和組織的劑量系數(shù)，mSv/Bq。

2 結(jié)果與討論

2.1 調(diào)查區(qū)室內(nèi)空氣中氡濃度特征研究

檢測SND-1～SND-9室內(nèi)空氣氡濃度，檢測結(jié)果如表1所示。

由表1可知：磚混結(jié)構(gòu)樓房氡濃度范圍為165.3～189.8 Bq/m3，平均值為176.5 Bq/m3；磚混結(jié)構(gòu)平房氡濃度在125.3～176.2 Bq/m3，平均值為148.7 Bq/m3；磚瓦房氡濃度在113.1～125.8 Bq/m3，平均值為119.5 Bq/m3。結(jié)果表明，磚混結(jié)構(gòu)樓房室內(nèi)氡濃度最高，其次磚混結(jié)構(gòu)平房，最低為磚瓦房。磚混結(jié)構(gòu)樓房的密閉性較好，建筑主體材料和裝修材料中的氡析出量較大，導(dǎo)致氡濃度較高。而磚瓦房的通風(fēng)條件相對較好，因此室內(nèi)氡濃度較低。

由表1進(jìn)一步可知，華南某鈾礦區(qū)室內(nèi)氡濃度分布在113.1～189.8 Bq/m3，室內(nèi)氡濃度平均值為151.5 Bq/m3，室內(nèi)氡濃度顯著高于我國的平均水平（44.1 Bq/m3），顯著高于全球的平均水平（40.0 Bq/m3）；室內(nèi)氡濃度高于我國室內(nèi)氡濃度允許最高閾值（150.0 Bq/m3），也高于美國環(huán)境保護(hù)署建議的室內(nèi)氡濃度行動水平值（148 Bq/m3）。華南某鈾礦區(qū)與我國其他地區(qū)相比，室內(nèi)氡水平大幅度高于全國大部分區(qū)域。

2.2 空氣氡所致輻射劑量特征研究

華南某鈾礦區(qū)室內(nèi)外氡濃度、吸入空氣中氡及子體所致年有效劑量如表2所示。研究區(qū)室內(nèi)氡濃度在113.10～189.80 Bq/m3，平均值為151.50 Bq/m3，室內(nèi)氡濃度顯著更高，這可能與礦區(qū)土壤和建筑材料中天然放射性物質(zhì)含量高有關(guān)。研究區(qū)室外氡濃度在39.56～30.30 Bq/m3，平均值為34.93 Bq/m3，說明室外環(huán)境中氡的分布相對均勻，盡管室外氡濃度顯著低于室內(nèi)氡濃度，但其氡濃度平均值仍然較高，對居民健康的影響仍不可忽視，特別是長時間外出活動的居民。研究區(qū)居民吸入室內(nèi)空氣中氡及子體所致年效劑量為5.66～9.50 mSv/a，平均值為7.58 mSv/a，顯著高于全球平均年有效劑量（2.45 mSv/a），滿足國際放射防護(hù)委員會（International Commission on Radiological Protection，ICRP）提出的3～10 mSv/a限值；居民吸入室外空氣中氡及子體所致年效劑量為0.97～1.27 mSv/a，平均值為1.12 mSv/a，顯著高于全球平均年有效劑量（0.32 mSv/a）；研究區(qū)居民吸入室內(nèi)、室外空氣中氡及子體產(chǎn)生的總年有效劑量范圍為6.63～10.77 mSv/a，平均值為8.70 mSv/a，顯著高于全球平均值（2.77 mSv/a），為全球平均值的 3.14倍，但滿足ICRP提出的限值。同時，吸入空氣中氡及其子體所致年有效劑量室內(nèi)平均值為室外平均值的6.77倍。由此表明，在對該研究區(qū)氡輻射危害進(jìn)行防護(hù)處理時需重點考慮室內(nèi)氡輻射。

華南某鈾礦區(qū)居民吸入空氣中氡及其子體所致不同器官和組織的年有效劑量如表3所示，氡及其子體對人體各器官和組織的年有效劑量存在顯著差異。在評估的所有器官和組織中，肺和呼吸道胸外部（鼻、口腔、咽和喉）受到的輻射劑量最高，肺的年有效劑量在15.91～25.81 mSv/a，呼吸道胸外部的年有效劑量在19.10～30.98 mSv/a；其次是腎，年有效劑量在2.29 ～3.72 mSv/a；骨表面的年有效劑量在0.64 ～1.03 mSv/a；其他器官和組織的年有效劑量相對較低，胃、小腸、結(jié)腸、紅骨髓、肝的年有效劑量在0.08～0.24 mSv/a；乳腺、性腺、腦、膀胱、肌肉的年有效劑量在0.06～0.14 mSv/a。胎兒的年有效劑量平均值最低，為0.03 mSv/a，幾乎可以忽略不計。由此表明，氡及其子體對肺和呼吸道胸外部的影響最大，其次是腎，而其他器官和組織受到的影響相對較小。

鑒于室內(nèi)氡濃度對居民健康的主要影響，特別是對肺和呼吸道的顯著影響，建議采取3種防護(hù)措施：一是增加室內(nèi)通風(fēng)，通過加強自然通風(fēng)或使用機(jī)械通風(fēng)系統(tǒng)來降低室內(nèi)氡濃度；二是使用環(huán)保材料，在建筑和裝修過程中，盡量選擇低氡釋放的環(huán)保建筑材料，減少氡的源頭；三是定期檢測氡濃度，建立定期檢測機(jī)制，及時了解室內(nèi)氡濃度的變化，并根據(jù)檢測結(jié)果采取相應(yīng)的防護(hù)措施。實施這3種措施將有助于降低室內(nèi)氡濃度，減少氡及其子體對居民健康的潛在危害。

3 結(jié)論

主要研究華南某鈾礦區(qū)的空氣氡濃度及其輻射劑量。結(jié)果表明，該區(qū)域室內(nèi)氡濃度顯著高于我國和全球平均水平，范圍在113.1～189.8 Bq/m3，平均值為151.5 Bq/m3。室內(nèi)氡濃度導(dǎo)致的年有效劑量平均值為7.58 mSv/a，顯著高于室外的1.12 mSv/a，總年有效劑量為8.70 mSv/a，是全球平均值的3.14倍。特別是對肺和呼吸道胸外部影響最為顯著。該鈾礦區(qū)在鈾礦化作用形成高氡背景，具有潛在的輻射危害性，特別是室內(nèi)環(huán)境中的氡濃度對居民健康構(gòu)成主要威脅。因此，建議采取一系列措施，以降低室內(nèi)氡濃度，減少對居民健康的危害。

參考文獻(xiàn)

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