【转贴】居室中放射性污染调查与辐射剂量估算

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，为此，我们在安排调查时作了如下的考虑：
• 选择不同类型的住房，包括楼房，平房和地下室，以考察各来源对不同类型房屋的辐射水平的不同贡献。
• 选择室内装饰贴面不同的同一类型房屋以考查不同装饰贴面对室内氡水平的影响。
• 选择同一类型楼房但不同层次的房屋以考查不同来源的相对重要性。
• 为工作方便，所测房屋均选在太原市华卫所社区内，这可能会导致所得出的辐射水平的平均值与太原地区的平均值会有一些差异，但好在本工
作的重点在于估算各来源的相对贡献，因此这对所得室内各来源的相对重要性没有什么影响。
1.2测量的量及其布点原则：
1.2.1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。
1.2.2布点原则
室内外氡及其子体浓度的测量条件如下：采样时将取样装置置于离墙壁较远且气流较稳定的地方，进气口距地面的高度均为 1m，采样时间一律选在上午和下午，不作连续采样，一般是上午取两个样，下午取两个样，求平均值，将此值作为估计各来源相对贡献时的估计值；室内地面和墙壁的氡析出率采取在不同地点测量多次求平均的办法，测量时间选在测量氡及子体浓度的同时；γ照射量率的测量采取梅花状样的方法，在室内不同位置测五点取平均值，探头距地面的高度为1m。

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-2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，测量仪器采用本院研制的CIRP-G3型环境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] ，即无氡空气通过待测水样（每个水样均取 3L），从而将溶解在水中的氡携带至事先抽成真空的闪烁室中，等待3小时后在FD－125氡气分析仪上测量其α计数。装置进行刻度后只要将所得的计数乘以刻度系数就可以给出所测水中的氡浓度。
1.3.3煤气中氡的测量也用闪烁瞬时取样法 [2] ，测量时将已测好本底的闪烁球抽成真空，然后将欲测煤气经干燥管缓缓注入闪烁室中，待与外界大气压平衡后封好，放置 3小时后再用FD－125氡气分析仪测量，仪器的刻度与水中氡测量方法的相同，刻度系数为：18.24Bqm -3 /cpm。
1.4质量控制
REM-2氡析出率仪、RHZM—1氡及其子体测量仪、径迹蚀刻装置、FD－125氡气分析仪等在测量前已经核工业六所标准氡室刻度；环境γ剂量率仪在国防区域一级计量站用初级标准源刻度；所有测量人员在测量前均经过专业培训并考核合格。

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  潜能、氡析出率、γ照射量率的测量结果
项目     氡浓度（ Bq/m 3 ）     氡子体潜能
（ 10 -8 J/m）     氡析出率
mBq/（m 2 •s）     γ剂量率 10 -8 Gy/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1中， 室内氡浓度受气候、环境等影响，而且与房屋所在地区土壤成份，岩石结构，建材性质和房屋结构等密切相关；在同一防氡措施对不同地区，不同房屋的有效性也差别很大，因此其室内氡浓度结果存在明显的差距。

表2 测得的水中氡浓度结果 （单位： Bq/m 3 ）
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。
另外，我们统计得到的人均用水量(9.706×10 -2 m 3 •人 -1 d -1 )估算了不同用途水所占的比例，由于生活习惯的不同，其情况会有所不同，本文就按估计的比例进行估算，结果列于下表3中。
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 -3 m 3 •人 -1 d -1 )     16.41     34.44     64.57     37.21     27.10     179.06
各用途所占比例 (10 -3 m 3 •人 -1 d -1 )     9.13     19.16     35.93     20.70     15.08     100
估算的用水量 (10 -2 m 3 •人 -1 d -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
3.1测量结果的初步分析
从表 2可看出，尽管水中氡的浓度对同一水源应当是相同的，但测量结果还是有一定的差异，估计可能是采样前自来水在水管中停留时间的不同所致，比如说，从采样前刚刚使用过水的采样点所得到样品的测量结果要比长时间没有起作用过的采样点取得样品的测量结果大一些，另外，采样点距机井的距离不同，也会导致测量结果的不同。表4中所列的煤气中氡浓度值也有类似的情况，煤气中氡的浓度除与使用情况有关外，还与产生煤气的原料(煤)中的镭含量是否均匀有关，因此导致了不同日期测量的结果有所不同。至于说室内外氡及子体浓度在同类房屋中的差异估计是与居住者的生活习惯、气候条件等密切相关的房间的换气速率不同所致。
3.2室内放射性污染各来源相对贡献的计算
将测得的数据分别进行处理，即可计算出不同来源氡的进入率和各自所占的份额 ,结果如下表5所示。这里需说明的是：①在进行来自建材的氡进率的计算中，考虑室内有效面积时扣除了各自的门窗面积。对地下室，考虑到其结构特点，我们假定地下室顶、底部的氡析出率与四周墙壁的相同，对平房，因其操作不便，计算时没有考虑屋顶的贡献，这会使该项结构偏小。但对于以木材结构盖顶的房屋来说就不会有什么影响。对楼房，某房间天花板的氡析出率用其上一层房间地面的氡析出率代替。②计算水中氡进入率时，均以四口之家计算，释放率中的洗澡这一项选的是表3中淋浴的释放率，水中氡浓度用由表2中部分的平均值，为6.33×10 3 Bqm -3 ，地下室中的水氡浓度用1.51×10 3 Bqm -3 。③煤气氡浓度用表4的平均值：35.72Bqm -3 ，日用煤气量据太原市煤气公司的统计，全市居民平均每户用的煤气量为：0.8-1.7m 3 d -1 ，我们取中值1.25m 3 d -1 。

3.3对实验结果的进一步分析并由所给实验数据可得出下列结论：
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  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 ＝ 25.65 Bqm -3 ，室外平均氡浓度为C 外 = 8.56 Bqm -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= 25.65 bqm -3 ×0.5×0.061mSv/(Bqm -3 )+ 8.56 Bqm -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 -8 Gy/h ,室外为： 10.35 × 10 -8 Gy/h ，由下式计算外照剂量:
H=DQN (Sv/h),D=8.73×10 3 •X(Gy/h) .
对γ,Q=1,N=1 (Sv/ Gy) ,
H o =8.73×10 3 ×(13.21× 10 -8 Gy/h × 6935ha -1 +10.35× 10 -8 Gy/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)

5.讨论和建议： 有关室内放射性污染 调查研究的工作国内外虽有所报道，但鉴于室内氡浓度不但受气候，环境条件的影响，而且与房屋所在地域，该地区土壤成份，岩石结构，建材性质和房屋结构等密切相关，而且同一防氡措施对不同地区，不同房屋的有效性差别很大，况且还涉及到辐射防护最优化的问题 [3] ，因此很有必要对不同地区的室内氡来源进行调查，探讨适合于本地区特点的防氡措施，本工作的调查范围从华卫所社区扩大到太原市全市，全省乃至更大的地区，但由于时间的限制，只好留待以后去做，尽管如此，本工作的原理和方法是完整的。到目前，我国的居室氡及 γ辐射问题还没有有些国家（如美国、瑞典等）那么重视，但随着人们生活水平的提高，广大居民已开始意识到。

辐射无处不在，而且对我们影响也是有的，小心辐射。