居室中放射性污染调查与辐射剂量估算

作者：2011/11/24 2:37:27

据UNSCEAR（联合国辐射效应委员会）1993年报告的估计，和正常本底地区的广大公众因吸入氡及其子体所致辐射照射的年剂量当量为1.2mSv，约占全部天然辐射致辐射照射的(1/2)^[1] ，氡子体是诱发肺癌主要因素之一，氡及其子体是环境空气中放射性的主要贡献者；与此同时，γ辐射的水平也是不可忽视的。但是，仅仅知道室内辐射污染的来源是很不够的，还需要估计不同来源的相对贡献大小，给采取适当的防治措施提供依据。

1．方法与仪器设备

1.1房屋类型的选择：

考虑到即使是同一地区的不同类型住宅，如楼房，平房，其室内氡及γ辐射的来源及水平也不尽相同，就是同一类型的房屋如楼房，在不同层次的房间中，不同辐射的相对重要性也不一样。

1.2测量的量

在这次室内氡来源的调查中，我们共测量了室内外的氡及其子体浓度，室内普通地面和墙壁（带各种屏蔽材料）的氡析出率[5]，室内外γ照射量率，室内用水中的氡浓度，家用煤气中的氡浓度，同时还记录了相关的气象参数。

1.3仪器与操作方法

1.3.1我们采用RCM-2氡连续监测仪、RHZM—1氡及其子体测量仪对室内氡浓度和氡子体潜能浓度进行测量；同时还利用径迹蚀刻法进行了比对和抽样调查；采用我院研制开发的REM-3氡析出率仪测量了室内地面和墙壁表面的氡析出；在测量室内外氡浓度及其子体潜能的同时，我们测量了室内外 γ照射率，测量结果包括地面γ 辐射和宇宙射线的贡献，测量仪器采用CIRP-G3型γ剂量率仪，测量操作按布点原则中所述的方法，所有的测量结果列于表1。

1.3.2水中氡的测量采用载带法[2]；煤气中氡的测量也用闪烁瞬时取样法[2]，刻度与水中氡测量方法的相同，刻度系数为：18.24Bqm^-3/cpm。

2．测量结果

我们按布点原则中所述的方法测量，所得的测量结果列于表如下：

表1室内外氡浓度、氡子体α潜能、氡析出率、γ照射量率的测量结果

项目	氡浓度（Bq/m³）		氡子体潜能（10^-8J/m）		氡析出率 Bq/（m²·s）		γ剂量率10^-8Gy/h
房屋类型	室内	室外	室内	室外	地面	墙壁	室内	室外
地下室	91.52	8.80	2.89	2.83	19.74·	13.59*	12.10	10.4
1#1层	54.65	10.42	1.52	0.17	19.38·	29.58#	12.38	10.30
地下室	53.9	6.21	0.74	0.4	18.03·	17.23*	11.07	10.70
平房1	30.7	3.66	1.06	0.12	3.52	5.29*	12.56	11.0
平房2	29.73	10.66	0.6	0.43	7.10	1.33	12.40	10.30
平房3	8.29	6.33	4.19	3.80	5.19	1.49	14.0	10.20
1#3层	9.40	8.71	0.15	0.21	5.22	2.63	13.80	10.30
2#3层	13.66	8.23	0.20	0.26	2.48	2.52	14.20	10.70
3#4层	11.53	5.20	0.27	0.31	2.04	1.50	13.60	10.80
3#3层	6.58	4.46	0.24	0.29	2.14	1.76	13.90	10.0
17#3	9.39	5.49	2.03	2.49	15.90	2.32	12.52	10.10
9#3	6.47	4.18	2.64	2.69	3.23	3.86	12.00	10.20
22#3	8.48	4.47	4.71	3.80	1.84	6.25*	14.0	10.50
22#1	9.94	13.97	5.36	4.25	2.51	2.80	15.78	11.0
13#2	6.88	7.43	4.21	5.44	2.22	1.76	13.70	10.01
15#4	6.00	6.11	2.96	3.05	29.74·	1.95	14.80	10.60
6#1	98.13	13.78	16.11	4.77	23.35·	6.55*	13.83	10.07
7#1	17.28	9.35	6.32	4.60	11.90	6.50*	15.25	10.05
8#1	20.68	10.58	5.24	5.62	6.50	5.11	5.19	10.06
10#1	18.41	16.67	8.10	3.89	4.61	4.70	11.67	10.01
11#2	30.80	16.67	9.01	3.89	4.84	4.66	15.65	10.20
10#3	21.89	6.96	8.05	2.71	l.04	7.30*	16.20	10.3
平均值	25.65	8.56	3.94	2.55	8.83	5.94	13.21	10.35
标准差	高98.13 低6.00	±3.90	±3.88	±1.93	±8.83	±6.59	±2.23	±0.32

注：·为水泥地面，其余为装饰后地面；#为新砌墙面，*为粉刷墙，其余为装饰后墙面。

表2 测得的水中氡浓度结果（单位：Bq/m³）

采样点	15#	152#	01#	011#	202#	201#	203#	2#	5#	115#	雨水
样品数	8	4	8	4	4	4	4	4	4	4	4
温度	18℃	17℃	16℃	17℃	16.5℃	16℃	17℃	18℃	19℃	16℃	10℃
浓度	6.34	4.39	5.59	5.72	5.76	6.66	7.36	6.39	6.53	7.04	0.09
标准差±	2.12	1.45	1.62	1.82	1.61	2.15	2.35	2.15	1.89	2.07	0.03

注：每个水样3L；其中01#、2#、5#、15#为一楼层自来水，201#、152#等第三个数字代表楼层。

表3 估计小区不同用途的用水量

用途	洗刷	洗澡	冲马桶	洗衣服	其他	总量
用水量(10^-3m³·人^-1d^-1)	16.41	34.44	64.57	37.21	27.10	179.06
各用途所占比例(10^-3m³·人^-1d^-1)	9.13	19.16	35.93	20.70	15.08	100
估算的用水量(10^-2m³·人^-1d^-1)	8.86	18.60	34.87	20.90	14.64	97.06

表4　本小区居民所用煤气中的氡浓度

采样点	样品数	氡浓度范围（Bqm^-3）	平均氡浓度（Bqm^-3）	标准差
1#	5	38.30～49.25	43.17	±0.84
2#	6	41.95～58.37	51.07	±0.91
3#	5	40.13～47.42	43.17	±0.84
4#	4	25.54～27.36	26.15	±0.73
5#	3	21.89～45.60	32.23	±0.95
6#	5	45.66～49.25	47.42	±1.02
7#	4	18.25～56.54	31.01	±0.71
8#	3	10.94～12.77	11.55	±0.61

注：以上为该小区一高楼各楼层的典型代表性的煤气用户。

3.室内氡及γ辐射来源的测量结果分析

表５三种类型居室中不同污染来源的相对重要性（%）

相对百分数（%）	土壤和建材	室外空气	水	煤气
地下室	90.35	8.51	0.20	0.96
平房	63.46	27.48	5.21	3.85
楼房	67.13	24.76	4.23	3.10

由此可见，在地下室中，污染的主要来源是土壤和建材中的氡析出，其次是室外空气氡及γ辐射、水和煤气的贡献很小，平房和楼房的情况很接近，主要来源也是土壤建材中的氡析出，如考虑在平房情况下还有天花板的贡献，则土壤建材的贡献在平房中要更大一些，水和煤气中氡的贡献要比地下室中的大，是不容忽视的。

就同一类型的居室来说，其室内表面的装饰贴面不同，其表面的氡析出率也不一样，这可以从1#1层、地下室等测量数据中的不同装饰地面及墙壁的氡析出率水平的不同而明显地看出：有装饰贴面的测量点的氡析出率水平低。
对同一类型（如楼房）不同层次的居室来说，同一氡来源的相对重要性也有所不同，一般来说，在楼房的一层，由于土壤地基的影响，土壤、建材这项来源要比其上层的重要，楼房的上层居室中这项来源完全来自建材，不受土壤地基的影响。
水和煤气的贡献与房间的体积有很大关系，在使用量相同，水源（或煤气源）相同的情况下，居室的体积越大，对居室内总氡浓度的贡献越小，反之亦然。

3.4根据我国《室内空气质量卫生规范》的要求一般住房氡浓度范围在0--100Bqm^-3 ，其行动水平为200--600 Bqm^-3 ，我们所调查的住房均符合规范要求,但采取适当的通风和适时开门窗也是有必要的。

4.居民所致年有效剂量当量的估算

4.1 由表1可求得所有房间中氡浓度的平均值为：C_内＝25.65Bqm^-3 ，室外平均氡浓度为C _外=8.56Bqm^-3；我们即以此为室内外平均氡浓度的平均值来估计年有效剂量当量；选平均因子为 0.5，可求得室内外的平衡等效氡浓度。则文献[1]第231页表22可查得单位放射性活度下产生的年有效剂量当量分别为：室内0.06lmSv/(Bqm^-3)，室外0.03l mSv/(Bqm^-3)。需说明的是这里选定室内停留因子为0.8，室外为0.2，并按一般人的呼吸速率计算所有年呼吸体积；室内V_内=5475m3;室外V_外=1825m3，于是居民所受氡子体照射的年有效剂量当量计算如下：

H=25.65bqm^-3×0.5×0.061mSv/(Bqm^-3)+8.56Bqm^-3×0.5×0.031mSv/(Bqm^-3)

=0.946(mSva^-1)

4.2 同样由表1可求得γ 外照射量率的平均值，室内为：13.21×10^-8Gy/h,室外为：10.35×10^-8Gy/h，由下式计算外照剂量:

H=DQN (Sv/h),D=8.73×10³·X(Gy/h).

对γ,Q=1,N=1(Sv/ Gy),

H_o=8.73×10³×(13.21×10^-8Gy/h×6935ha^-1+10.35×10^-8Gy/h×1825ha^-1)=0.994（mSva^-1）则居民个体所受的年总剂量当量为：

Ht =H+Ho=0.946mSva^-1+0.994 mSva^-1=1.94(mSv)

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