【文章內容簡介】 上空接近于零。 東華理工大學畢業(yè)設計（論文） 6 全球大氣中氡濃度平均值約為 m3；陸地上大氣中的氡濃度約為 m3；海洋上大氣中的氡濃度約為 m3。 不同地區(qū)、不同時間大氣中的氡濃度的差別是很大的。就全世界范圍來說，陸地上大氣中的氡濃度大致在 ～ 15Bqm3 之間，海洋上則小于 1Bqm3。一般是海洋氡濃度低于大陸，沿海氡濃度低于內地?？諝庵?氡濃度約是室內氡的 1/20。 聯合國原子輻射效應科學委員會（ UNSCEAR）在 1977 年報告中的氡濃度建議取m3，但在 1982 年的報告中只給出范圍值 m3。 表 13 大氣環(huán)境中氡的來源和每年向大氣中所釋放的氡活度 序號 環(huán)境中氡的來源 每年向大氣中釋放的氡活度 /（ Bqa1） 所占的百分數 /（ %） 1 大地的釋放 1019 2 海洋的釋放 1017 3 植物和地下水的載帶 1019 4 核工業(yè)的釋放 1019 5 煤的燃燒 1013 / 6 磷酸鹽工業(yè)的釋放 1018 7 天然氣的燃燒 1014 / 8 建筑物的釋放 1016 合計 / 氡的危害 （ 1） 斯尼伯格礦山病 早在 15 世紀初期東歐一些國家的人們開始在德國和捷克交界的 Erz 山區(qū)大規(guī)模開采銅、銀。鐵、鎳等礦， 1556 年發(fā)現這些礦中存在著一種能造成肺部壞死的氣體，礦工一旦患病，死亡率非常高。 1597 年捷克 Jachymov 礦礦醫(yī) Agrcoala 首先發(fā)現該 礦很多礦工較早的死于一種肺部疾病。隨后德國薩克森州的斯尼伯格礦山也發(fā)現很多礦工患上這種死亡率高且病因不明的肺病，有些礦井礦工肺病的死亡率高達 75%，其中很多事年輕的工人。由于這種疾病在斯尼伯格礦高發(fā)，也被稱為 “ 斯尼伯格礦山病 ” 。直到 1879年德國的 Harting 和 Hesse 醫(yī)生對斯尼伯格 20 例死亡礦工進行實體解剖后，才弄清導致礦工死亡的是肺部腫瘤 （ 1913 年被確定為肺癌） 。 科學家們圍繞礦工發(fā)病的原因進行了不懈努力。 1898 年科學家 Dorn 在實驗室發(fā)現氡元素， Marie 和 Pierre Curie 很快 （ 1900 年） 就在礦井中測到了氡氣。經過 25 年的時間，直到 1924 年有了比較方便的氡氣測量儀器后，科學家們對斯尼伯格礦井進行了全面調查，結果發(fā)現該礦井下氡濃度高達 13000～ 600000Bqm3。斯尼伯格礦由于礦井很東華理工大學畢業(yè)設計（論文） 7 深（平均深度達 300m），加上通風狀況很差，因此氡可以在里面累積到非常高的濃度。1937 年 Tekey 對大量資料進行分析后認為礦井中高水平的氡濃度是引起礦工肺癌的真正原因。 表 14 環(huán)境大氣中的氡濃度 Bqm3 國家或地區(qū) RnC 國家或地區(qū) RnC 國家或地區(qū) RnC 奧地利 蘇聯 辛辛那提 玻利維亞 蘇聯 新墨西哥 芬蘭 蘇聯 波多黎各 芬蘭 英國 阿拉斯加 芬蘭 美國 北非 芬蘭 芝加哥 挪威海 芬蘭 芝加哥 夏威夷 芬蘭 華盛頓 夏 威夷 法國 華盛頓 馬紹爾群島 德國 圣地亞哥 加羅林群島 印度 舊金山 關島 日本 西雅圖 薩摩亞群島 秘魯 孟菲斯 印度洋 菲律賓 紐約 北大西洋 波蘭 紐約 南太平洋 蘇聯 切斯特 （ 2） 氡子體致肺癌的機理 氡引起肺癌是一個復雜的過程。因為氡本身是惰性氣體，化學性質不活潑，人體吸入 氡氣后大部分被呼出體外。但空氣中的氡原子能自發(fā)地衰變成其他原子 — 氡子體。氡子體為金屬粒子子，帶有電 荷， 能夠附著到空氣中的微小粒子上。這些微小粒子很容易被吸入， 靠沉降和碰撞作用 沉積于呼吸道和肺 部。沉積在器官壁和肺泡上的氡子體衰變產生的 α 粒子具有很高的能量，能破壞或改變細胞中 DNA 的分子結構，抑制它的復制功能，導致 “ 不正常 ” 的細胞分裂，最終可發(fā)展成肺癌 。 見圖 13。 （ 3） 氡的毒性 由于氡的致癌作用， 1988 年被國際癌癥機構（第七屆致癌物年報告）定為具有確定性致癌效應的 A 類致癌物。 1990 年美國有毒物質和疾病登記局（ Agency for toxic substances and disease registry）將其列入 ATSDR 數據庫。到 2021 年，該數據庫收集了275 種有毒物質， Rn、 222Rn、 220Rn 分別被排在 10 117 和 129 的位置。由于氡的普遍東華理工大學畢業(yè)設計（論文） 8 存在，世界衛(wèi)生組織在 2021 年出版的《 2021 空氣質量準則》（ Air quality guidelines）中將氡列入 17 重要的環(huán)境致癌物質，對室內氡的濃度進行了限定。 圖 13 電離輻射（ Ionization Radiation,IR）導致 DNA損傷后的錯 誤修復 氡的濃度單位及換算 與化學污染物使用的單位不同，氡的濃度是用放射性活度的單位來表示的。常用的表示氡濃度的方式有三種，即氡濃度、平衡當量氡濃度和 α潛能濃度。它們的定義是不同的，使用的單位也不完全相同 [1]。 氡濃度 CRn 氡濃度是指單位體積空氣中氡的放射性活度，其單位是 Bqm3。貝克勒爾（ Becquerel）是 SI 活度單位名稱，簡稱 Bq（貝可）。 1Bq 等于每秒鐘發(fā)生一次衰變。很多文獻氡濃度的單位常用 pCi/L 表示。居里（ Ci）是表示放射性活度的舊單位，與 Bq的關系為 ： 101Ci 10 Bq?? （ 11） 31pC i/ L 37 B q m?? （ 12） 平衡當量濃度 EECRn 平衡當量氡濃度指與氡處于放射性平衡狀態(tài)的氡子體濃度，單位是 Bqm3。平衡當量氡濃度與個子體的關系為 2 1 8 2 1 4 2 1 4RnE E C 0 .1 0 4 C( Po ) 0 .5 1 4 C( Pb ) 0 .3 8 2 C( B i )? ? ? （ 13） 式中： ( Po)、 ( Pb)和 ( Bi) 分別代表氡的短壽命衰變產物218Po 、 214Pb 、 214Bi 的活度濃度。 東華理工大學畢業(yè)設計（論文） 9 RnEEC 也是氡子體 α潛能濃度的另外一種描述。正常情況下， RnEEC 比實際存在的氡濃度要小。 氡的控制標準 輻射防護基本原則和 ICRP 的建議 輻射防護的目的在于防止有害的確定性效應 的發(fā)生，并限制隨機性效應的發(fā)生率，使之達到被認為可以接受的水平。輻射防護三原則基本內容如下： （ 1） 實踐的正當化（ justification of practice） 為了防止不必要的照射，在引進任何伴有電離輻射的實踐都必須經過論證，或確認該項實踐是值得進行的，其所至的電離輻射危害同社會和個人從中獲得的利益相比是可以接受的，如果擬議中的實踐不能帶來超過代價（包括健康損害代價和防護費用的代價）的凈利益，就不應當采用該實踐 （ 2） 輻射防護的最優(yōu)化（ optimization of radiation protection） 首先要避免一切不必要的照射，要以輻射防護最優(yōu)化為原則，要用最小的代價，獲得最大的利益，從而使必要的照射保持在可以合理達到的盡量低的水平。 （ 3） 個人劑量限值（ dose limits） 由于利益 代價在群體中分布的不均一性，雖然輻射實踐滿足了正當化的要求。輻射防護亦做到了最優(yōu)化，但還不一定能夠為每個人提供足夠的防護。因此，對于給定的某項輻射實踐，不論利益 代價分析的結果如何，必須用劑量當量限值對個人所受照射加以限制。 氡是天然輻射中對劑量貢獻最大的核素，為了控制氡的危害， 1993 年 ICRP 第 65號出版物對住宅和工作 場所氡的照射提出了具體的建議，即住宅內氡濃度的行動水平為200～ 600Bqm3。這是迄今為止 ICRP 給出的慢性照射需要采取行動水平的唯一核素。 國外氡的控制標準 室內氡的問題已引起很多國家的重視，到目前為止已有 30 多個國家制定了住宅、工作場所等室內氡的行動水平。與其他輻射防護標準不同是室內氡的行動水平是建立在自愿執(zhí)行的基礎上的。因此絕大多數國家的標準都是建議性的，只有瑞典和少數東歐國家的標準為強制性。 有些國家對氡的行動水平進行了封細致的劃分，如丹麥就有兩個建議水平；200Bqm3為需要采取簡單的補救措施的行動水平； 400Bqm3為需要采取較高費用的降氡措施的行動水平。另外，各國對氡濃度行動水平的取值也不盡相同，美國的盧森堡行動水平是 150Bqm3，低于 ICRP 和 IAEA 的推薦范圍。加拿大的行動水平為 800Bqm3。有學者通過代價利益分析認為，行動水平的起點在 300Bqm3比較合適。 國內氡的控制標準 東華理工大學畢業(yè)設計（論文） 10 我國對室內氡的問題非常重視， 1992 年制定了《住房內氡濃度的控制標準》（ GB/T16146），提出了我國室內氡濃度行動水平（新建房屋： 100EECRnBqm3；已有房屋： 200EECRnBqm3）。同時還制定了《地下建筑氡及其子體控制標準》（ GB16356）和《地熱水應用中的放射性防護標準》（ GB16367）。 我國現行的《室內空氣質量標準》（ GB/T188832021）和《民用建筑工程內環(huán)境污染控制規(guī)定》（ GB/50325200）在單位上均采用了氡氣的濃度，前者側重于正在使用的房屋，后者針對新建和改建房屋。我國《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》（ GB188712021）給出的建議值為 200～ 400Bqm3。上述標準與 ICRP 的建議及GB/T16146 給出的控制水平原則上一致。 東華理工大學畢業(yè)設計（論文） 11 2. 氡析出率測量的原理 射氣介質可分為兩大類：一類是有孔隙的射氣介質；另一類是無孔隙度的射氣介質。無孔隙的射氣介質是完全均勻的介質，像晶體、液體、玻璃等。土壤、巖石、混凝土、磚、瓦 和陶瓷等建筑材料都是有孔隙的射氣介質。氡在擴散和滲流的作用下在 有 孔介質中運移，當運移到介質表面向外空間運動時就產生氡的析出 [2]。 氡析出率測量方法概述 氡面析出率的測量方法一般分為直接測量法和間接測量法兩類。所謂間接測量是指通過 測量空氣中的氡濃度和氣象因子或者通過測量介質中氡的質量析出率推算氡面析出率。該法計算公式中的一些參數很難確定，假定和簡化較多，推算結果的誤差相對較大。直接測量法是用各種密閉容器直接收集待測面析出的氡，然后根據氡的變化規(guī)律計算氡面析出率。嚴格地講，后者也是一種間接測量。因其測量對象比較單一，容易實施，因此運用較為廣泛 [3]。 現行的測定氡析出率的方法都是通過收集由射氣介質表面析出的氡來確定氡析出率，也就是直接測量。但是外界條件對氡析出率有影響，因此，用不同的測定方法所得到的氡的析出率也不相同。如果按通風與否來 分類，可把測氡析出率的方法分為靜態(tài)法和動態(tài)法。在沒有通風的條件下測量氡析出率的方法稱為靜態(tài)法。另外，在有穩(wěn)定風流存在的情況測量氡析出率的方法稱為動態(tài)法。如果按測點的條件分類則可分為全巷法和局部法。 把這兩種方法總和起來，就可以得到四種測量方法，即：全巷動態(tài)法、全巷靜態(tài)法、局部動態(tài)法和局部靜態(tài)法。此外，活性炭吸附法因具有簡單易行、靈敏、快速和便于大面積多點監(jiān)測等優(yōu)點為過內外采用。然而該方法在測介質表面氡析出率時，由于介質孔隙不同，測量值受到反擴散影響不同。