室內(nèi)空氣污染與防治：第八章--室內(nèi)氡對(duì)健康的影響課件

1、 第八章 室內(nèi)氡對(duì)健康的影響CONTENTS目錄第八章 室內(nèi)氡對(duì)健康的影響8.1 自然界的氡均來(lái)自天然放射性衰變系列8.2 氡的測(cè)量方法8.3 室內(nèi)、外的氡濃度水平8.4 居室空氣中的氡暴露與居民肺癌發(fā)病率關(guān)系研究8.5 降低室內(nèi)氡濃度的措施第八章 室內(nèi)氡對(duì)健康的影響 8.1 自然界的氡均來(lái)自天然放射性衰變系列 氡是一種惰性氣體,在實(shí)驗(yàn)室條件下，具有形成化合物的能力微弱。在0C時(shí)氡的密度為9.37g/L，在水中的溶解度為510cm3/L。通常室內(nèi)空氣中每1018個(gè)原子中才有一個(gè)氡原子。氡的原子序數(shù)是86. 自然界中的氡來(lái)自3個(gè)天然放射性衰變系列：鈾系、釷系和錒系,有三種同位素：222Rn,22

2、0Rn,219Rn，它們均來(lái)自三個(gè)天然放射性衰變系列（鈾系中還有另外一種氡的同位素218Rn，因其衰變分支比不到2%，且半衰期極短0.035秒，故忽略不計(jì)）。每個(gè)衰變系列中都涉及多種放射性核素，它們分別發(fā)出a、b或g射線。鈾系中半衰期最長(zhǎng)的核素是238U，半衰期45億年。如果地球的年齡為46億年，則238U只經(jīng)過(guò)了一個(gè)半衰期多一點(diǎn)。所以地殼中還廣泛存在著238U。釷系中半衰期最長(zhǎng)的核素是232Th，半衰期140億年。從地球誕生到現(xiàn)在，232Th只經(jīng)過(guò)了不到1/3個(gè)半衰期，所以地殼中也廣泛存在著232Th。錒系中壽命最長(zhǎng)的核素是235U，半衰期7.04億年。從地球誕生到現(xiàn)在，已經(jīng)經(jīng)過(guò)了6.5個(gè)半

3、衰期，所以地殼中235U的含量已經(jīng)很少，僅為238U的0.7%。所以可以說(shuō)自地球誕生時(shí)起大氣中的氡就存在了。8.1.1 有關(guān)放射性和氡及其子體的特定單位 8.1 自然界的氡均來(lái)自天然放射性衰變系列 (1)放射性活度 是表明放射性強(qiáng)度的值，單位為貝可（Becquerel,Bq）。放射性物質(zhì)每秒有一次衰變，其放射性活度為1Bq。它與基本單位的關(guān)系為1Bq=1s-1。以前使用的表示活度的非法定單位是居里（Curie,Ci），現(xiàn)已逐漸被貝可取代。它們的關(guān)系是：1Ci=3.7x1010Bq；1Bq=2.70 x10-11Ci；1pCi=0.037Bq；1Bq=27pCi。 (2)克鐳當(dāng)量（gRa） 過(guò)去

4、的輻射防護(hù)文獻(xiàn)有用克鐳當(dāng)量來(lái)描述放射性強(qiáng)度，意思是輻射活度相當(dāng)于多少克鐳。但由于數(shù)值與能量有關(guān)，現(xiàn)已棄置不用。具體定義是：任何發(fā)出射線的放射性物質(zhì)，在距它1cm處產(chǎn)生的照射量率等于8.25c/h，其放射性強(qiáng)度就相當(dāng)于1mg鐳當(dāng)量。由于射線能量不同，即使相同活度的放射源，也會(huì)有不同的克鐳當(dāng)量數(shù)。(3)盧瑟福（Rd） 在過(guò)去的文獻(xiàn)中也有用盧瑟福為單位表示放射性活度的，這是為了紀(jì)念盧瑟福而命名的，現(xiàn)在已很少用。1 Rd相當(dāng)于106衰變/秒,即1Rd=106Bq=0.027mCi。(4)照射量與照射量率 照射量表示X或射線在單位質(zhì)量空氣中，釋放出的全部電子（正、負(fù)）被空氣完全阻止時(shí)，在空氣中形成的一種

5、符號(hào)的離子總電荷的絕對(duì)值（單位：庫(kù)侖，C）。照射量的單位為倫琴（Noentgen,R）：1R=2.58x10-4C/kg。過(guò)去倫琴既作為照射量的單位，也作為吸收劑量的單位。1956年決定倫琴只作為照射量的單位，而以拉德（rad）作為吸收劑量單位?，F(xiàn)在又以戈瑞（Gray,Gy）取代了拉德。照射量率為單位時(shí)間內(nèi)的照射量，單位為倫琴/秒（R/s），即1R/s=2.58x10-4C/(kgs)。（5）吸收劑量 表示單位質(zhì)量吸收的能量，單位為焦耳每千克（Jkg-1）吸收劑量專(zhuān)用單位名稱(chēng)是戈瑞（Gy）。（6）劑量當(dāng)量 指一定吸收劑量產(chǎn)生的生物效應(yīng)，與射線種類(lèi)和照射條件有關(guān)。換句話說(shuō)，在知道了人體接受的吸收

6、劑量后，還不能說(shuō)明人體受到了多大傷害，還需要引入劑量當(dāng)量。8.1.2 表示氡及其子體的特定名詞和單位 1）空氣中氡的濃度 空氣中氡濃度以每立方米空氣中氡的衰變數(shù)表示，單位為貝可/米3（Bq/m3）。過(guò)去用皮居/升（pCi/L）表示也很普遍。它們的關(guān)系是：1pCi/L=37Bq/m3；1Bq/m3=0.027pCi/L在過(guò)去的文獻(xiàn)中，也有用愛(ài)曼（E）表示氡的濃度的，1E=10-10Ci/L=3700Bq/m3。（2）氡子體的潛能 一個(gè)氡子體原子的潛能（p）等于其衰變到210Pb之前發(fā)射的能量之和。（3）空氣中氡子體的潛能濃度 定義為單位體積空氣中所有氡子體原子潛能的總和，以每立方米空氣中的焦耳數(shù)

7、（J/m3）表示，（4）工作水平（WL） 空氣中氡子體的潛能濃度也可用工作水平（Working Level）來(lái)表示。（5）氡暴露量和氡子體的潛能暴露量 氡暴露量是指?jìng)€(gè)體在一定時(shí)間內(nèi)，受到氡濃度暴露的時(shí)間積分，單位為Bqh/m3。氡子體的潛能暴露量是指?jìng)€(gè)體在一定時(shí)間內(nèi)，受到氡子體潛能濃度暴露的時(shí)間積分。（6）工作水平月（WLM） 礦工的氡子體潛能暴露量，美國(guó)通常以工作水平月（WLM）表示。（7）平衡當(dāng)量濃度與平衡因子 這是描述氡及其子體的特定概念。如果母體的衰變常數(shù)與子體的衰變常數(shù)相比可以忽略不計(jì)，經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，就會(huì)達(dá)到一種恒定的放射性平衡狀態(tài)。 （8）氡子體的未吸附份額 氡-222衰變，順序

8、生成其短壽命子體產(chǎn)物218Po（RaA），214Pb（RaB），214Bi（RaC）和214Po（RaC）。在釙-218剛形成的時(shí)候，它是氣體中未被吸附的原子，帶正電。但經(jīng)過(guò)極短時(shí)間即被氣溶膠粒子吸附。這些被吸附氡子體粒子的沉降特性與其物理性質(zhì)和氣溶膠的物理性質(zhì)有關(guān)。未被吸附的氡子體移動(dòng)速率明顯高于被吸附的氡子體。因此呼吸系統(tǒng)不同部位接受的來(lái)自氡子體的輻射劑量，與空氣中未被吸附的氡子體份額有關(guān)。在氣溶膠濃度較高的空氣中，氡子體幾乎全被吸附，而在較清潔的空氣中，未被氣溶膠吸附的氡子體就會(huì)占一定份額。為了明確解吸入氡子體造成的劑量分布，需了解空氣中氡子體的未吸附份額，其定義為：空氣中未被吸附的氡子

9、體濃度除以空氣中氡子體的總濃度（吸附的和未吸附的）。 （9）居留因子 在一般情況下，室內(nèi)氡濃度要高于室外。為了清楚了解個(gè)體接受的來(lái)自氡及其子體的暴露劑量，就要了解個(gè)體在室內(nèi)和室外的停留時(shí)間比例。個(gè)體在室內(nèi)的停留時(shí)間占總的時(shí)間比例，定義為居留因子。8.2 氡的測(cè)量方法8.2.1 雙濾膜法這是一種最經(jīng)典的空氣中氡濃度的主動(dòng)瞬時(shí)測(cè)量方法。主要設(shè)備是氡的取樣筒（俗稱(chēng)炮筒）和計(jì)數(shù)器。取樣筒的入口和出口都用濾膜封閉。取樣時(shí)以10L/min的流速抽動(dòng)空氣通過(guò)取樣筒。入口濾膜將濾掉所有的固態(tài)氡子體粒子，而只讓純氡氣進(jìn)入取樣筒。氡氣經(jīng)由取樣筒到達(dá)出口濾膜時(shí)又會(huì)有一部分衰變成氡子體（主要是218Po），從而被出口

10、濾膜擋住。出口濾膜上氡子體的量取決于過(guò)濾效率、流速和取樣筒長(zhǎng)度。取樣后1min和取樣后16min，分別測(cè)量出口濾膜上的計(jì)數(shù)15min，把數(shù)值代入給定公式中，即可算出空氣中的氡濃度。8.2.2 固體徑跡法此法亦稱(chēng)固體徑跡探測(cè)器法（SSNDT），是一種累積被動(dòng)測(cè)量方法。在探測(cè)盒中放置一小塊塑料體（通常為CR-39）作為探測(cè)器。用濾膜封住探測(cè)盒空氣入口處，以防空氣中的氡子體進(jìn)入。8.2.3 駐極體電離室氡探測(cè)器駐極體電離室氡探測(cè)器（EICs）是另外一種累積被動(dòng)氡探測(cè)器。探測(cè)器包括一個(gè)長(zhǎng)期充電駐極體-一個(gè)聚四氟乙烯靜電充電盤(pán)。8.2.4 閃爍瓶法這是一種瞬時(shí)被動(dòng)測(cè)氡方法，歷史最久，使用簡(jiǎn)單，方法可靠，

11、廣泛用于實(shí)驗(yàn)室和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量。主要設(shè)備是閃爍瓶和計(jì)數(shù)裝置。閃爍瓶由有機(jī)玻璃制成，內(nèi)涂硫化鋅粉。最主要的要求是閃爍瓶不能漏氣。8.2.5 活性炭吸附法活性炭吸附法測(cè)氡也是一種被動(dòng)測(cè)氡方法，不需動(dòng)力。主要設(shè)備是活性炭盒與碘化鈉探頭多道能譜儀。測(cè)量之前，先把活性炭盒打開(kāi)，放入高溫烤箱中使已被吸附的氡及其子體釋放出來(lái)。取出活性炭盒密封待用。測(cè)量時(shí)把活性炭盒密封條打開(kāi)，放入待測(cè)房間，使其吸附房間內(nèi)空氣中的氡氣。一般放置2-7天。.2.6 氡的連續(xù)測(cè)量法連續(xù)測(cè)氡方法主要有3種類(lèi)型。一為閃爍瓶法，以一定速率抽動(dòng)空氣通過(guò)濾紙進(jìn)入閃爍瓶，濾紙會(huì)過(guò)濾掉空氣中的氡子體和塵埃。氡在閃爍瓶中衰變，生成氡子體時(shí)和氡子體衰變時(shí)

12、生成的粒子撞擊閃爍瓶中的硫化鋅層，發(fā)出熒光，可被光電倍增管探頭探測(cè)到。隔一定時(shí)間測(cè)量一次，達(dá)到連續(xù)測(cè)量的目的。二為電離室法，空氣中的氡經(jīng)濾膜擴(kuò)散進(jìn)入電離室。雖然有些滯后，但電離室中的氡濃度與空氣中的氡濃度是一致的。記錄電離室的數(shù)據(jù)即可確定空氣中的氡濃度，達(dá)到連續(xù)測(cè)量的目的。第三種方法是探測(cè)室法，室內(nèi)空氣通過(guò)濾膜進(jìn)入探測(cè)室，然后用固體硅探測(cè)器直接測(cè)量氡子體衰變生成的粒子。一般連續(xù)法測(cè)氡的探測(cè)下限為18Bq/m3。8.3 室內(nèi)、外的氡濃度水平8.4 居室空氣中的氡暴露與居民肺癌發(fā)病率關(guān)系研究8.5 降低室內(nèi)氡濃度的措施選擇建房地點(diǎn)對(duì)降低室內(nèi)氡濃度水平很重要，因?yàn)槭覂?nèi)空氣中絕大部分的氡都來(lái)自地基土壤

13、。建房地區(qū)土壤中的放射性核素含量，特別是鈾和鐳的含量，應(yīng)在正常水平；不要在地質(zhì)斷裂帶附近建房。這件事說(shuō)起來(lái)容易，做起來(lái)難。一般人不知道哪里放射性水平高，哪里低，哪里是斷裂帶。況且如果祖祖輩輩都生活在這里，不在這里建房到哪里去建？這里要提醒的是，在可能的情況下，要選擇建房地點(diǎn)。在建房之前，要向有關(guān)部門(mén)了解建房地點(diǎn)的放射性水平，附近有沒(méi)有地質(zhì)斷裂帶。不要把房建在尾礦壩上、不要把房建在空氣不流通的地方。盡量不要在經(jīng)常發(fā)生逆溫現(xiàn)象的地區(qū)建房。天然石材的選用也要注意。并不是所有天然石材放射性核素含量都高，不能用做建筑材料，而是要注意某些天然石材選用。一般來(lái)講，巖漿巖中的酸性侵入巖，如花崗巖，放射性含量較高；沉積巖中的碎屑沉積巖，如頁(yè)巖，放射性含量也比其它石材高?；◢弾r和頁(yè)巖都不適宜用做居室的建筑材料，特別不適宜用做居室的內(nèi)裝修材料。建造排氡地基是最有效的減低室內(nèi)氡的方法。居室內(nèi)的氡有80%到90%來(lái)自地基下的土壤。如果在建房之初就注意到降低室內(nèi)氡的問(wèn)題，在地基方面采取一些措施，就可以起到事半功倍的效果。沒(méi)有地下室的住宅，可在屋內(nèi)水泥地板的下方建一個(gè)1m1m0.5m的聚氡室，由管道通到室外。聚氡室四壁應(yīng)由松透的空心磚建成，磚與磚之間要留有較大縫隙。在聚氡室四周要回填一些小的碎石，以利于土壤中的氡氣擴(kuò)散到聚