青島市地表天然放射性水平及其主控因素特征

代杰瑞，董志成，喻 超，蔣文慧

（山東省地質(zhì)調(diào)查院，山東 濟(jì)南 250013）

青島市地表天然放射性水平及其主控因素特征

代杰瑞，董志成，喻 超，蔣文慧

（山東省地質(zhì)調(diào)查院，山東 濟(jì)南 250013）

通過對(duì)青島市1 500 km2范圍內(nèi)大密度土壤放射性核素（238U、232Th和40K）和地表γ輻射測(cè)量，系統(tǒng)深入地研究了其放射性特征、分布規(guī)律及其影響因素。結(jié)果表明，青島市土壤中核素232Th和40K的放射性比活度偏高，而238U偏低。地表γ輻射吸收劑量率（平均值91.87 nGy·h-1）略高于全國(guó)和世界平均值，研究發(fā)現(xiàn)地表93.14%的γ輻射來自地面放射性核素238U、232Th和40K的γ輻射，其中232Th和40K的貢獻(xiàn)占81.21%，是主要的貢獻(xiàn)者。地質(zhì)背景是影響地面γ輻射吸收劑量率的主要因素，燕山期各類花崗巖是導(dǎo)致青島市區(qū)—王哥莊一帶γ輻射吸收劑量率偏高的主要原因；同時(shí)環(huán)境因素（路面材料、地貌景觀）對(duì)地表γ輻射吸收劑量率也存在一定影響。雖然研究區(qū)的γ輻射吸收劑量率較高，但其年有效劑量（0.56 mSv）遠(yuǎn)低于公眾照射年劑量當(dāng)量限值1.0 mSv，人居環(huán)境基本不受影響。

天然放射性；土壤放射性核素；γ輻射吸收劑量率；年有效劑量當(dāng)量；青島市

安全環(huán)境是人類賴以生存的基礎(chǔ)，天然放射性輻射環(huán)境是人類生存環(huán)境的重要組成部分。研究表明，放射性物質(zhì)廣泛存在于自然界各類物質(zhì)中，包括空氣、水和土壤等［1］。人們賴以生存的地表環(huán)境中的放射性污染主要來自自然界中天然放射性核素，輻射源主要為衰變型天然放射性核素（238U、232Th和40K）。地表輻射與地質(zhì)背景、降雨和排水以及其他人類活動(dòng)和習(xí)慣均有關(guān)系［2］。但是，一定區(qū)域內(nèi)的天然輻射本底水平是由巖石和土壤中的衰變型天然放射性核素 （如238U、232Th和40K）［3-4］所決定的，地殼中的天然放射性核素濃度決定了該地區(qū)天然γ輻射劑量的大小。γ射線穿透能力極強(qiáng)，它可以穿透50～60 cm厚的鋁板［5］，人體如接受超劑量的γ照射會(huì)導(dǎo)致頭昏、失眠、貧血、發(fā)熱、脫發(fā)和流產(chǎn)等，嚴(yán)重可能會(huì)誘發(fā)人體細(xì)胞癌變。目前，國(guó)內(nèi)外研究中天然核輻射對(duì)環(huán)境的影響往往被人們所忽視，但它可能對(duì)環(huán)境造成一定的危害。因此，環(huán)境研究不僅需要了解重金屬和有機(jī)污染物，而且也需重視放射性污染［6-7］。

我國(guó)許多城市或地區(qū)已經(jīng)或正在開展環(huán)境放射性污染水平調(diào)查［8-16］。青島市是中國(guó)東部正在向國(guó)際化大都市邁進(jìn)的城市之一，這對(duì)青島地區(qū)的環(huán)境質(zhì)量提出更高的要求。區(qū)域構(gòu)造背景上，青島市屬于新華夏系巨型構(gòu)造的第2隆起帶，位于郯城—廬江斷裂構(gòu)造帶的東側(cè)，形成一系列NE向構(gòu)造，該區(qū)燕山期巖漿巖活動(dòng)頻繁，形成了以富含天然鈾、釷和鉀元素的堿性長(zhǎng)石花崗巖和二長(zhǎng)花崗巖為主的大規(guī)模侵入巖體，土壤覆蓋層較薄，許多房屋直接坐落在基巖之上。因此在青島市開展天然放射性環(huán)境科學(xué)研究及評(píng)價(jià)具有現(xiàn)實(shí)意義。

在青島市區(qū)、嶗山區(qū)以及膠州市、黃島等部分地區(qū)1 500 km2范圍內(nèi)開展大密度土壤放射性核素（238U、232Th和40K）和地表γ測(cè)量的基礎(chǔ)上，對(duì)其放射性特征和分布規(guī)律進(jìn)行了深入探討，將不同環(huán)境中的γ輻射吸收劑量率進(jìn)行了比較，并探討了其與巖性的關(guān)系，在放射性評(píng)價(jià)中通過GIS手段，對(duì)青島市環(huán)境放射性質(zhì)量進(jìn)行全面評(píng)價(jià)。這為青島市未來的規(guī)劃、建設(shè)、長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展和提高人居環(huán)境質(zhì)量提供了科學(xué)依據(jù)；并為進(jìn)一步深入研究放射性核素在生態(tài)系統(tǒng)中的遷移、轉(zhuǎn)化等奠定了基礎(chǔ)。

1 測(cè)量方法和質(zhì)量保證

1.1 點(diǎn)位布置

青島市區(qū)的測(cè)點(diǎn)布置采用網(wǎng)格布點(diǎn)。人口密度大的市區(qū)50 m標(biāo)高（海拔）以下用100 m×100 m網(wǎng)格布點(diǎn)，50 m標(biāo)高以上用200 m×200 m網(wǎng)格布點(diǎn)，人口密集區(qū)適當(dāng)加密。遇障礙時(shí)，根據(jù)實(shí)際情況適當(dāng)調(diào)整，但在50 m標(biāo)高以下地區(qū)，相鄰點(diǎn)的間距控制在50～150 m，50 m標(biāo)高以上地區(qū)，相鄰點(diǎn)的間距控制在150～250 m。

在城郊及鄉(xiāng)鎮(zhèn)，按250 m×250 m網(wǎng)格布點(diǎn)，相鄰點(diǎn)的間距控制在300～500 m；人口密度較小的地區(qū)適當(dāng)放寬，按500 m×250 m網(wǎng)格布點(diǎn)，相鄰點(diǎn)的間距控制在300～600 m；在地質(zhì)、環(huán)境等影響因素單一的田野、荒郊以及鹽灘，按500 m×500 m網(wǎng)格布點(diǎn)。

1.2 儀器及工作質(zhì)量

實(shí)施調(diào)查的主要儀器是FD-3022微機(jī)四道γ能譜儀和CKL-3120 χ-γ劑量率儀。

野外測(cè)點(diǎn)位置選擇在周邊5 m內(nèi)無建筑物的平坦地點(diǎn)。按中國(guó)地質(zhì)礦產(chǎn)行業(yè) 《地面γ能譜測(cè)量技術(shù)規(guī)程》（DZ/T0205-1999）進(jìn)行土壤天然放射性核素（238U、232Th和40K）含量測(cè)定。測(cè)量時(shí)，將γ能譜儀探頭置于地面，采用手持GPS定位儀確定坐標(biāo)。每點(diǎn)讀數(shù)3次，每次讀數(shù)的測(cè)量時(shí)間選定120 s，3次讀數(shù)之間誤差控制在：鈾含量≤±1.5×10-6；釷含量≤±2.0×10-6； 鉀含量≤±0.5%；總含量≤±10%［6］。測(cè)量完成后，在同一測(cè)點(diǎn)將γ劑量率儀探頭置于距地面1 m高處，設(shè)置為10 s/次，3次為1個(gè)循環(huán)，1個(gè)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行10個(gè)循環(huán)，10次測(cè)量間的變異系數(shù)控制在＜15%。測(cè)量過程中，嚴(yán)格按國(guó)家《環(huán)境地表γ輻射吸收劑量率測(cè)量規(guī)范》（GB/T14583-93）執(zhí)行，保證測(cè)量的可靠性。

全區(qū)測(cè)量點(diǎn)共計(jì)13 948個(gè)，累計(jì)獲得γ能譜和γ劑量率數(shù)據(jù)55 792個(gè)，在測(cè)量的同時(shí)對(duì)測(cè)點(diǎn)所處地質(zhì)背景（地層、構(gòu)造、巖性、地貌等）和地表環(huán)境（路面材料和地貌景觀等）屬性進(jìn)行了詳細(xì)記錄。

2 地表γ輻射吸收劑量率分布特征

2.1 地表γ輻射吸收劑量率含量特征

統(tǒng)計(jì)表明，測(cè)區(qū)γ輻射吸收劑量率數(shù)值主要集中在50.0～130.0 nGy·h-1之間，占測(cè)點(diǎn)總數(shù)的90%。其中，位于30.0～50.0 nGy·h-1區(qū)間的測(cè)點(diǎn)數(shù)占總測(cè)點(diǎn)數(shù)的3%；位于70.0～110.0 nGy·h-1區(qū)間的測(cè)點(diǎn)數(shù)約占總測(cè)點(diǎn)數(shù)的一半；位于130～150 nGy·h-1區(qū)間的測(cè)點(diǎn)數(shù)占總測(cè)點(diǎn)數(shù)的 6.5%； ＜30 nGy·h-1和＞150 nGy·h-1的測(cè)點(diǎn)數(shù)總和小于3%。直方圖所顯示的測(cè)區(qū)γ輻射吸收劑量率分布基本符合正態(tài)分布（圖1），峰度為-0.003；偏度系數(shù)為0.381，表明劑量率值較低的數(shù)據(jù)占多數(shù)，這與測(cè)區(qū)內(nèi)的地質(zhì)條件（存在大面積第四系地層）密切相關(guān)。但也存在一定數(shù)量的＞160 nGy·h-1的高值點(diǎn)，與局部較高的γ輻射區(qū)加密測(cè)量有關(guān)。

測(cè)區(qū)地表γ輻射吸收劑量率平均值為91.87 nGy·h-1， 變化范圍為 5.80～232.71 nGy·h-1，變異系數(shù)為28.99%。地表γ輻射吸收劑量率平均 值 略 高 于 全 國(guó) （81.5 nGy·h-1）［17］和世界（80 nGy·h-1）［18］平均值， 遠(yuǎn)高于整個(gè)山東省的天然輻射吸收劑量率平均值（56.5 nGy·h-1）［19］。

2.2 地表γ輻射劑量率區(qū)域分布特征

通過對(duì)比研究區(qū)γ輻射吸收劑量率與地質(zhì)簡(jiǎn)圖（圖2）可見，γ輻射吸收劑量率高值區(qū)分布在青島市區(qū)—王哥莊一帶，平均值為110.2 nGy·h-1， 測(cè)值范圍在 96.0～130.0 nGy·h-1，呈NE向斷續(xù)展布，與區(qū)域構(gòu)造和燕山晚期花崗巖體展布一致。高值點(diǎn)基本上沿著區(qū)內(nèi)幾條大斷裂帶展布，表明高值點(diǎn)的產(chǎn)生與堿性和中、酸性巖漿巖緊密相關(guān)。對(duì)比還發(fā)現(xiàn)，幾處γ輻射吸收劑量率值較高（介于120～230 nGy·h-1）的點(diǎn)，均與正長(zhǎng)斑巖巖脈相關(guān)。海岸帶由于砂、泥的覆蓋導(dǎo)致的屏蔽作用，輻射水平較低，局部地段γ輻射吸收劑量率在83.6 nGy·h-1左右或略低。

靈山衛(wèi)北部γ輻射吸收劑量率平均值為100.5 nGy·h-1， 測(cè)值范圍在 83.0～110.0 nGy·h-1。雖然該地區(qū)也廣泛發(fā)育花崗巖 （特別是正長(zhǎng)花崗巖），但多為隱伏花崗巖，區(qū)域內(nèi)80%以上的地區(qū)都被較厚的第四紀(jì)松散沉積物所覆蓋，導(dǎo)致了花崗巖體強(qiáng)γ輻射被屏蔽，因此，γ輻射吸收劑量率值并不高。紅島一帶零星分布的γ輻射吸收劑量率高值點(diǎn)，主要是花崗巖和砂石路面所引起的。

研究區(qū)西北部大部分地區(qū)都屬于γ輻射吸收劑量率低值區(qū)，其平均值為61.8 nGy·h-1，測(cè)值范圍一般在 38.0～83.0 nGy·h-1。 γ輻射吸收劑量率偏低與松散沉積物覆蓋導(dǎo)致基巖大部分輻射被屏蔽有關(guān)。

圖1 青島市地表γ輻射吸收劑量率分布直方圖Fig.1 Histogram of ground gamma radiation absorbed dose rate in Qingdao City

圖2 研究區(qū)地質(zhì)與γ輻射吸收劑量率水平分布疊加圖Fig.2 The horizontal distribution overlay of gamma radiation absorbed dose rate in the study area

3 環(huán)境天然放射性核素含量

通過地面γ能譜測(cè)量數(shù)據(jù)來評(píng)估環(huán)境中的天然放射性水平始于20世紀(jì)60年代。一般可以認(rèn)為在沒有受到人工放射性污染的地區(qū)，地表γ輻射吸收劑量率主要是由天然放射性核素238U、232Th系列和40K產(chǎn)生的［20-21］。國(guó)內(nèi)、外資料表明，利用地面γ能譜法得到的當(dāng)量含量計(jì)算環(huán)境天然輻射水平與直接測(cè)量γ輻射吸收計(jì)量率差異不大［22-24］。

3.1 核素含量與γ能譜數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換

采用全國(guó)礦產(chǎn)委員會(huì)飾面石材地質(zhì)勘探規(guī)定（1990年）將各項(xiàng)單位換算因素進(jìn)行轉(zhuǎn)換，見表 1。 用 Beck 公式法［25］（公式 1）通過放射性核素（238U、232Th和40K）的比活度來估算1 m高處的空氣γ輻射吸收計(jì)量率。

表1 γ能譜測(cè)量與環(huán)境天然放射性評(píng)價(jià)單位換算表［6］Table 1 The unit conversion table between gamma-ray spectrometry and environmental natural radioactivity assessment［6］

式中：Dγ為離地面1 m高處空氣的γ輻射吸收劑 量 率 （nGy·h-1）；ΚU、 ΚTh、 ΚK分別為鈾、釷、鉀的換算系數(shù)，其值分別為0.427、0.662、0.043［26］， aU、 aTh、 aK分別為238U、232Th、40K的放射性比活度（Bq·kg-1）。

3.2 土壤中核素（238U、232Th和40K）比活度

采用表1的換算系數(shù)將土壤中238U、232Th和40K的含量換算成比活度，計(jì)算地表1 m處空氣中γ輻射吸收劑量率，結(jié)果見表2，表中同時(shí)列出了中國(guó)青島、香港，其他國(guó)家，以及世界的平均值。由表2數(shù)據(jù)可知，土壤中238U比活度遠(yuǎn)低于全國(guó)及世界平均值，低于葡萄牙、保加利亞、美國(guó)等多數(shù)國(guó)家，僅高于希臘、埃及、丹麥平均值；土壤中232Th比活度高于世界平均值，是世界平均值的1.26倍，與全國(guó)平均值相當(dāng)，低于中國(guó)香港、印度，高于埃及、丹麥、希臘等多數(shù)國(guó)家；土壤中40K比活度分別是全國(guó)和世界平均值的1.64倍和1.65倍，高于葡萄牙、朝鮮，遠(yuǎn)高于埃及、美國(guó)、日本等多數(shù)國(guó)家?？梢?，研究區(qū)土壤中232Th、40K含量較高，而238U含量偏低。區(qū)內(nèi)土壤中放射性核素（238U、232Th和40K）在距離地面1 m處產(chǎn)生的γ輻射（85.6 nGy·h-1）略高于全國(guó)（81.5 nGy·h-1）和世界平均值（80 nGy·h-1），且明顯高于表中所列的多數(shù)國(guó)家平均值。由此可見，青島市環(huán)境天然放射性具有較高水平。

3.3 土壤核素輻射對(duì)地表γ輻射吸收劑量率的貢獻(xiàn)

通過Beck公式計(jì)算得到研究區(qū)的γ輻射吸收劑量率平均值為85.6 nGy·h-1，而實(shí)測(cè)平均值是 91.9 nGy·h-1， 兩者相差 6.3 nGy·h-1。這說明，距地表1 m處空氣中93.14%的γ輻射來自地表放射性核素（238U、232Th和40K），經(jīng)計(jì)算3種核素對(duì)地表空氣γ輻射的貢獻(xiàn)率分別為 11.93%（11.0 nGy·h-1）、 36.46%（33.5 nGy·h-1）、44.75%（41.1 nGy·h-1）， 其中232Th 和40K 的累計(jì)貢獻(xiàn)率達(dá) 81.21%（74.6 nGy·h-1）， 是主要貢獻(xiàn)者；地表空氣γ輻射中僅6.86%（6.3 nGy·h-1）的輻射來源于其他因素，如周圍建筑物材料、宇宙射線等。同時(shí)也說明所采用的模型適用于本區(qū)。另外40K對(duì)地面1 m處空氣γ輻射的貢獻(xiàn)較232Th略大，推測(cè)可能是由于正長(zhǎng)花崗巖、二長(zhǎng)花崗巖里的正長(zhǎng)石或鉀長(zhǎng)石中含有一定數(shù)量的40K所致。

表2 研究區(qū)及其他國(guó)家土壤中放射性核素比活度對(duì)比表［27］Fig.2 The comparison of specific activity of soil radionuclides between the study area and other countries［27］

從實(shí)測(cè)γ輻射吸收劑量率值和土壤中238U、232Th和40K含量的相關(guān)關(guān)系（表3）可以看出， γ輻射吸收劑量率值與232Th、40K放射性核素的相關(guān)系數(shù)大致相同 （0.884），且明顯大于實(shí)測(cè)γ輻射吸收劑量率與238U的相關(guān)系數(shù)（0.528）。說明地表232Th、40K含量是決定本區(qū)γ輻射吸收劑量率的主要因素，這也與γ能譜測(cè)量結(jié)果相一致。

表3 地表γ輻射吸收劑量率實(shí)測(cè)值和土壤鈾、釷、鉀含量的相關(guān)系數(shù)Table 3 The correlation coefficient between ground gamma radiation absorbed dose rate and the content of238U，232Th and40K in soil

4 地表γ輻射吸收劑量率影響因素研究

4.1 地質(zhì)因素的影響

從研究區(qū)不同巖石背景的γ輻射吸收劑量率統(tǒng)計(jì)結(jié)果（表4）來看，侵入巖的總體γ輻射吸收劑量率要比沉積巖、火山巖和第四紀(jì)松散沉積物的平均值明顯偏高。

如前所述，研究區(qū)γ輻射吸收劑量率高值區(qū)分布在青島市區(qū)—王哥莊一帶，與燕山期花崗巖體的分布基本一致，巖性主要是中生代侵入的各種類型的花崗巖，如二長(zhǎng)花崗巖、正長(zhǎng)花崗巖、堿長(zhǎng)花崗巖等。但不同種類花崗巖的γ輻射吸收劑量率值也有明顯差異，以堿長(zhǎng)花崗巖最高（圖3）， 平均值120.0 nGy·h-1，測(cè)值區(qū)間50.2～201.5 nGy·h-1，二長(zhǎng)花崗巖最低，平均值 98.1 nGy·h-1， 測(cè)值區(qū)間 27.2～212.7 nGy·h-1。另外偏高點(diǎn)（帶）基本上分布在幾條大斷裂帶上，表明γ輻射吸收劑量率與堿性和中、酸性巖漿巖密切相關(guān)。

中生代其他火成巖包括中性巖和基性、超基性巖，其巖石背景的γ輻射吸收劑量率均值范圍為71.8（粗面質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r）～91.3（流紋質(zhì)熔結(jié)凝灰?guī)r）nGy·h-1，均低于花崗巖。分布在黃島一帶元古代的變質(zhì)巖的劑量率也很低， 平均為 70.1 nGy·h-1。

分布在測(cè)區(qū)西部和西北部的第四紀(jì)松散沉積物和中生代沉積巖（砂巖和礫巖）的γ輻射吸收劑量率值均較低（圖3），均值區(qū)間為47.4（粗砂巖）～53.5（砂礫巖）nGy·h-1。 第四系γ輻射吸收劑量率變化范圍最大，這可能與測(cè)量對(duì)象的輻射差異較大有關(guān)，如第四系農(nóng)田區(qū)γ輻射吸收劑量率平均值（66.8 nGy·h-1）是花崗石路面（123.5 nGy·h-1）的 1.85倍。 各巖性背景γ輻射吸收劑量率分布規(guī)律為：堿長(zhǎng)花崗巖＞堿長(zhǎng)花崗斑巖＞正長(zhǎng)花崗巖＞二長(zhǎng)花崗巖＞角閃安山巖＞球粒流紋巖＞片麻巖＞橄輝玄武巖＞砂礫巖＞第四紀(jì)土壤＞粗砂巖。

4.2 環(huán)境因素的影響

研究區(qū)地表γ輻射吸收劑量率除受地質(zhì)因素影響外，還受環(huán)境因素的影響。本研究對(duì)比了在正長(zhǎng)花崗巖、二長(zhǎng)花崗巖、堿長(zhǎng)花崗巖、砂礫（砂）和第四系 5種地質(zhì)背景下，地表γ輻射吸收劑量率值隨地表環(huán)境變化而受到的影響（表 5）。

表4 不同巖性背景上γ輻射吸收劑量率平均值和范圍Table4 Thestatisticsofgammaradiationabsorbeddoserateamongvariousgeologicalbackgroundinthestudyarea

圖3 測(cè)區(qū)不同巖性上γ輻射吸收劑量率均值與變化范圍圖Fig.3 The mean and range of gamma radiation absorbed dose rate among the various geological background

由圖4可見，在相同地質(zhì)背景條件下，由于地表環(huán)境不同，其地表γ輻射吸收劑量率有明顯差異，但在所有地表環(huán)境中，基巖露頭的γ輻射吸收劑量率平均值都是最高的，它在一定程度上反映了巖石本身的放射性劑量。如在正長(zhǎng)花崗巖地區(qū)，由于巖石 （包括未風(fēng)化、中等風(fēng)化或強(qiáng)風(fēng)化露頭）的直接出露，地面γ輻射吸收劑量率水平最高；人類活動(dòng)造成自然環(huán)境有較大變化的地段（如水泥路面、砂石路面、人工填土等），其輻射劑量率水平較高，但低于基巖背景值；在人類活動(dòng)造成自然環(huán)境變化較少的地段（如林地、草地和海灘等），劑量率值一般較低。以上分析表明，地面γ輻射吸收劑量率值與地質(zhì)因素、環(huán)境因素都密切相關(guān)，但地質(zhì)因素是影響地面γ輻射吸收劑量率的主要因素。

除此之外，即使同一種巖石類型不同路面材料上的γ輻射吸收劑量率平均值都要比地貌景觀略高（圖4）。γ輻射吸收劑量率平均值在路面材料上的分布規(guī)律為：花崗巖地面＞砂石路面＞水泥路面＞瀝青路面＞水泥磚路面；在不同地物景觀上的分布規(guī)律大致為：人工填土＞海灘＞草地＞林地＞農(nóng)田。

表5 同種巖性、不同環(huán)境下的γ輻射吸收劑量率均值對(duì)比表Table 5 The comparison of gamma radiation absorbed dose rate among the same kinds of lithology under different environment 單位： nGy·h-1

圖4 同種巖性、不同測(cè)量對(duì)象的γ輻射吸收劑量率平均值對(duì)比圖Fig.4 The comparison chart of gamma radiation absorbed dose rate among the same kinds of lithology，under different measurement

5 天然放射性對(duì)人居環(huán)境的影響

5.1 年有效劑量當(dāng)量的估算方法

利用環(huán)境天然γ輻射吸收劑量率通過公式（2）［27］對(duì)當(dāng)?shù)鼐用癞a(chǎn)生的年有效劑量當(dāng)量進(jìn)行估算。

式中：He為有效劑量當(dāng)量，Sv；Dγ為地表γ輻射吸收劑量率，Gy·h-1；K為有效劑量當(dāng)量率與空氣吸收劑量率比值，規(guī)范［28］要求采用0.7 Sv/（Gy·h-1）； t為環(huán)境停留時(shí)間， h。

5.2 人居放射性環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)

按照我國(guó)《電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)》（GB18871-2002）的規(guī)定，公眾照射劑量當(dāng)量的限值為每年不超過1 mSv。通過地表γ輻射測(cè)量結(jié)果計(jì)算的年平均有效劑量當(dāng)量為0.56 mSv，變化范圍為 0.036～1.43 mSv；而通過能譜計(jì)算的年平均有效劑量為0.52 mSv，變化范圍為0.082～2.66 mSv。兩種方法計(jì)算的平均值都遠(yuǎn)低于標(biāo)準(zhǔn)所建議的公眾照射年劑量限值（1.0 mSv）。綜上所述，雖然青島市地面放射性核素（232Th、40K）濃度和γ輻射吸收劑量率偏高，但輻射水平基本都在標(biāo)準(zhǔn)限值范圍之內(nèi)，仍屬于正常輻射水平地區(qū)。

由環(huán)境γ輻射年有效劑量當(dāng)量等值線圖（圖5）可見，測(cè)區(qū)西北部γ輻射年有效劑量較低，一般低于0.44 mSv；黃島—柳花坡和流亭—惜福一帶γ輻射年有效劑量中等，一般在0.51～0.74 mSv，局部達(dá)0.80 mSv；青島市區(qū)及嶗山區(qū)γ輻射年有效劑量較高，一般在0.74～0.93 mSv。年有效劑量高于1.0 mSv的測(cè)量點(diǎn)零星分布在夏莊東部、北宅東部以及沙子口正東的正長(zhǎng)、堿長(zhǎng)花崗巖背景區(qū)當(dāng)中，應(yīng)注意防范。

6 結(jié)論

（1）青島市土壤中放射性核素232Th和40K的比活度較高，大于全國(guó)和世界的平均水平，而238U偏低。γ輻射吸收劑量率平均值為91.87 nGy·h-1， 高于全國(guó)（81.5 nGy·h-1）和山東?。?6.5 nGy·h-1）平均值， 本區(qū) 93.14%的地表γ輻射來自于地表放射性核素（238U、232Th和40K），其中232Th和40K的貢獻(xiàn)占81.21%，是導(dǎo)致本區(qū)γ輻射吸收劑量率偏高的直接原因。

（2）地表γ輻射吸收劑量率與地質(zhì)因素、環(huán)境因素密切相關(guān)，地質(zhì)因素是影響地表γ輻射吸收劑量率的主要因素，燕山期各類花崗巖尤其是堿性和中、酸性巖漿巖是導(dǎo)致青島市區(qū)—王哥莊一帶γ輻射吸收劑量率偏高的主要原因。路面材料的γ輻射吸收劑量率總體較地貌景觀大，在各類路面上的分布規(guī)律為：花崗巖地面＞砂石路面＞水泥路面＞瀝青路面＞水泥磚路面；在地物景觀上的分布規(guī)律大致為：人工填土＞海灘＞草地＞林地＞農(nóng)田。

（3）本區(qū)γ輻射所致居民年吸收劑量當(dāng)量的平均值為 0.56 mSv（0.036～1.43 mSv）， 雖然較高，但輻射水平基本仍在《電離輻射防護(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)》（GB18871-2002）所建議的限值范圍（1 mSv）之內(nèi)，屬于正常輻射水平地區(qū)。對(duì)于夏莊和北宅東部以及沙子口年吸收劑量大于1 mSv的局部地段（占0.61%），建議在進(jìn)行土地開發(fā)和城鎮(zhèn)建設(shè)時(shí)，應(yīng)考慮環(huán)境輻射因素；另外在花崗巖利用中需要進(jìn)行放射性含量檢測(cè)。

圖5 研究區(qū)環(huán)境γ輻射年有效劑量當(dāng)量等值線圖Fig.5 Contour of annual effective gamma radiation absorbed dose rate in the study area

致謝：本文是在 “山東省東部地區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查”（2006709）和收集 “青島市地質(zhì)環(huán)境質(zhì)量評(píng)價(jià)和生態(tài)與經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展”項(xiàng)目部分放射性數(shù)據(jù)資料基礎(chǔ)上研究而成，在數(shù)據(jù)收集和論文編寫過程中，青島海洋地質(zhì)研究所夏寧、魯靜研究員給予了極大幫助，在此表示誠(chéng)摯謝忱；審稿專家的修改使論文增色頗多，在此一并致謝。

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Characteristics and controlling factors of natural ground radioactivity in Qingdao City

DAI Jie-rui， DONG Zhi-cheng， YU Chao， JIANG Wen-hui
（Shandong Institute of Geological Survey， Ji’nan， Shandong 250013，China）

Based on a large density measurements of soil radionuclides （238U、232Th、40K） and surface gamma radiation within 1 500 km2in Qingdao City，a systematic in-depth study of its radioactive characteristics， distribution and influencing factors are conducted. The results reveal that the radioactive of nuclides232Th and40K in soils of Qingdao City are with high specific activity，while238U is low.Surface gamma radiation absorbed dose rate （mean value： 91.87 nGy/h） is slightly higher than the national and world mean values.The study found that 93.14%of the surface gamma radiation comes from radionuclides238U，232Th and40K， meanwhile232Th and40K are the main radioactive elements which accounted for 81.21%of the contribution. The geological background is the main factor which effect the gamma radiation absorbed dose rate of the surface soil，the high gamma radiation from Qingdao to Wanggezhuang could be mainly resulted from the various types of granite andfault structure of Yanshannian， in the meantime， environmental factors （paving， landscape， etc.）contributed the gamma radiation absorbed dose rate to a certain level as well.Although the gamma radiation absorbed dose rate in the study area is a little higher，the annual effective dose （0.56 mSv）is far below the public exposure dose limits 1.0 mSv，cause no harm to living environment.

natural radioactivity； soil radionuclides； gamma radiation absorbed dose rate； annual effective dose；Qingdao City

X591

A

1672-0636（2012）03-0173-10

10.3969/j.issn.1672-0636.2012.03.009

山東省地質(zhì)勘查項(xiàng)目 “山東省東部地區(qū)農(nóng)業(yè)生態(tài)地球化學(xué)調(diào)查”資助，編號(hào)：2006709。

2012-03-14；

2012-04-28

代杰瑞 （1977—），男，黑龍江蘿北人，高級(jí)工程師，主要從事農(nóng)業(yè)地質(zhì)和地球化學(xué)勘查技術(shù)應(yīng)用研究工作。E-mail：daijierui@sohu.com