南京市地鐵內氡氣濃度調查及評估

徐 敏

(南京市環(huán)境監(jiān)測中心站，江蘇南京 210000)

一、前言

隨著經濟的發(fā)展，城市化進程的加快，包括地鐵、遂道在內的地下建筑的建設、使用越來越廣泛，大量的地下建筑在和平年代用作商場和購物中心。南京地鐵于2005年開始營運，各類隧道工程也逐漸增多，等等這些使得氡的問題越來越引起人們的廣泛關注。國際癌癥中心(IARC)公布，氡及其子體是當前認識到的最重要的十九種致癌物質之一，繼而，環(huán)境中的氡被世界衛(wèi)生組織(WHO)正式列為本世紀初十大健康殺手之一。聯(lián)合國原子能輻射效應科學委員會(UNSCEAR)稱，非職業(yè)性放射性內照射劑量的54%以上來自氡及其子體。而且由于分布漲落大，少數情況可能高于正常平均值的幾百倍甚至更高［1］。中國疾病預防控制中心輻射防護與核安全醫(yī)學所研究員王作元率領的研究小組在經過長達9年的調查研究之后，首次提出室內氡污染所造成的肺癌危險度指數為0．19。它意味著當室內空氣中氡濃度每增加100 Bq/m3時，在這種環(huán)境里居住的人患肺癌的幾率就會增加19%［2］。

氡氣在室內的累積起因:一是在于它是房基下土壤和巖石空隙中自由運動的氣體，并可通過任何縫隙進人室內，尤其遇到某些地質結構邊緣，由于上升氣流滲出地表，稱為“氡異常區(qū)”;二是在于水泥、花崗巖等的伴生放射性。地鐵等地下建筑由于處于地面以下，各個表面均可釋放氡氣至地鐵通道內，加之通風不暢，氡難以擴散，容易造成氡的大量累積，致使?jié)舛葮O高。1998年韓國漢城地鐵七號線的九個車站的氡濃度嚴重超標引起公眾恐慌和國際重視。我國沈陽市在1988－1989年對地下建筑氡濃度的調查結果顯示，地下室平衡當量氡濃度算術均值為293 Bq/m3，高于地面建筑物室內20余倍，＞600 Bq/m3的占十分之一［3］。

二、檢測方法的選擇

目前，測氡方法按照從測氡耗用時間可分為累積測氡法與瞬時測氡法。α徑跡法獲取數據需數月至一年，被動式活性炭吸附氡需數天，二者都屬于累積測氡。電離室、閃爍法、雙濾膜法等測氡耗時數分鐘到數小時，屬瞬時測氡法。用累積法測量的氡濃度比較準確，但所需時間較長。瞬時法可反映氡及其子體時間變化規(guī)律，并且能快速、簡便地測定環(huán)境氡濃度，但瞬時法儀器探測下限較高，且受時間等因素變化的影響較大，所以誤差也較大。由于地鐵運行時會到地面，地鐵列車內氡濃度可能較低，用瞬時法測量結果比用累計法測量結果誤差大，因此，我們對地鐵進行氡濃度調查時，采用瞬時法和累積法兩種方法進行測量，而按累積法的測量結果進行評價。

三、檢測儀器

累積法測量采用中國疾病預防控制中心輻射防護與核安全醫(yī)學所(衛(wèi)生部核事故醫(yī)學應急中心)(以下簡稱輻射安全所)提供的含有CR－39固體徑跡探測器的LIH測氡杯;瞬時測量采用美國 Durridge公司的Rad7測氡儀和美國SUN NUCLEAR公司的L1027連續(xù)測氡儀進行，技術指標如表1所示:

表1 測量方法和儀器

四、檢測點位與檢測時間

13個地鐵車站，其中包括11個地下車站(奧體中心站、元通站、中勝站、三山街站、張府園站、新街口站、珠江路站、鼓樓站、玄武門站、新模范馬路站和南京站)和2個地面車站(小行站、紅山動物園站))，在每個地鐵車站的站臺，售票亭和車控室布放LIH測氡杯，布放時間為三個月。

瞬時測量:車站的選擇和累積測量的相同，在站臺、售票亭和車控室三個點進行，每個點連續(xù)測量24小時取平均值。選擇無雨雪、無大風的日子開展監(jiān)測工作，且在雨天、雨后24h內或大風過后12h內不進行監(jiān)測。

五、測量結果和分析

(一)瞬時氡濃度測量結果

瞬時氡濃度測量分別于2005年11月和2006年元月進行了兩次，取兩次測量的平均值作為平均氡濃度。

(二)累積氡濃度測量結果

累積氡濃度測量由2005年11月布放測氡杯開始，至2006年2月回收止，持續(xù)時間為三個半月，測氡杯回收后送輻射安全所蝕刻、測讀，地鐵車站累積氡濃度的測量結果。

(三)影響南京地鐵站氡濃度的因素

(1)地質結構的影響

在空氣中氡的四個來源中，建筑材料和地基土壤是其主要來源。

在此次對南京地鐵氡濃度的測量中，無論是累積測量或者瞬時測量，作為地面站的紅山動物園站氡濃度都為最高值，超過地下車站的氡濃度值，而同為地面站的小行站，氡濃度則相對較低，這一現(xiàn)象和兩個站的地質構造有關。

(2)季節(jié)的影響

元月測量結果略高于11月的測量結果，雖不明顯但也反映了季節(jié)對地鐵內空氣中氡濃度的影響，即溫度越高氡濃度越低。這一差異說明地鐵雖然是地下建筑，但出入口較多，開放性強，因此氡氣的變化規(guī)律和大氣中基本相同。

(3)通風方式的影響

分析地鐵中氡濃度較低的原因，除了地質構造外，主要和地鐵內的通風狀況有關，影響地鐵系統(tǒng)中空氣流通的因素主要有三個:一是，機械通風，各車站兩端均有活塞/機械通風機房，內有兩臺TVF風機，新風量為3×104m3/h左右，每天通風時間為16小時;二是，自然通風，分別由內外溫差和站口及進風亭受室外風影響造成的壓差形成，風量約為(6～7)×104m3/h;三是，列車在隧道行駛，由于活塞效應產生的活塞風，每輛列車產生總風量為(8～10)×103m3，白天運行高峰每小時列車密度為20列，由此計算通風量可達(16～20)×104m3/h，此值已超過前面兩種的總和。

在地鐵11個地下車站的氡濃度累積測量值中，車控室最高，平均值為33．4Bq/m3，售票室最低，平均值為20．7Bq/m3，站臺略高于售票亭，為22．5Bq/m3，反映出車控室為一相對封閉的環(huán)境，只受機械通風的影響，售票室雖和車控室同位于負一層，但為開放環(huán)境，同時受到三種通風方式的影響，而站臺在負二層，主要受機械通風和活塞風的影響。

六、有效劑量估算及評價

(一)氡及其子體所致工作人員的有效劑量

目前，估算氡及其子體所致居民的有效劑量，一般都采用聯(lián)合國原子輻射效應科學委員會(UNSCEAR)推薦的估算模式，即采用氡暴露量(等于平衡等效氡濃度乘以暴露時間)乘以一個有效劑量轉換系數來計算氡致有效劑量，估算公式為:

式中:D為氡致人體的年有效劑量當量(Sv·a－1);

f為人員居留因子，視調查地區(qū)人員在室內、外居留時間比例而定;

365×24是一年的小時數;

q為有效劑量與氡暴露量之間的轉換系數，UNSCEAR在其每年向聯(lián)合國大會提交的報告中不斷更新系數q的推薦值，以期得到更合理的結果。UNSCEAR2000年報告中的推薦值為9×10－9Sv/(Bq·m－3·h)［7］，并申明，對于兒童，這個值要更高一些。

由測量結果計算得出的地鐵工作人員所吸入氡及其子體產生的內照射有效劑量列于表2中

表2 地鐵站內氡及子體致工作人員內照射年有效劑量

(二)有效劑量評價

經計算，南京地鐵內工作人員因吸入氡及其子體所致內照射年有效劑量為0．63 mSv，低于全國平均值0．916 mSv［8］和江蘇省平均值 0．64 mSv［8］，也低于世界平均值 1．15 mSv［8］。

七、結論與建議

(一)對南京地鐵內空氣中氡監(jiān)測結果顯示:累積測量和瞬時測量兩種結果在數值上存在一定的差別，累積值要比瞬時值高，但整體變化規(guī)律相同。

(二)在評價地鐵內氡濃度時，選擇累積測量結果為依據。結果表明:南京地鐵車站中13個站內氡濃度水平為17．9 Bq/m3～34．4 Bq/m3，平均氡濃度為26．3 Bq/m3，地鐵列車中各車廂內的氡濃度水平為13．1 Bq/m3～30．1 Bq/m3，平均氡濃度為 19．8 Bq/m3，平均值均高于南京室內氡濃度的平均值(17 Bq/m3)［4］，但遠低于國家標準規(guī)定的II類建筑物內氡濃度400Bq/m3的限值［5］。

(三)元月測量結果略高于11月的測量結果，反映了季節(jié)對地鐵內空氣中氡濃度的影響，即溫度越高氡濃度越低;在地鐵11個地下車站的氡濃度累積測量值中，車控室最高，平均值為33．4Bq/m3，售票室最低，平均值為20．7Bq/m3，站臺略高于售票亭，為22．5Bq/m3，反映出通風對地鐵內空氣中氡濃度的影響，即通風方式越多，通風量越大，氡濃度越低。

(四)地鐵內氡及子體致居民的有效劑量為0．63mSv，接近江蘇省平均值0．64 mSv，低于全國平均值0．916 mSv，也低于世界平均值1．15 mSv［8］。南京地鐵雖為地下建筑，但由于出入口較多，而且受機械通風、自然通風和活塞風的影響，車站內空氣中氡濃度較低，總體放射性水平較低，基本上為正常本底水平。因此，對普通乘客來說，在這些場所停留不會導致過多的氡氣吸入量，不會對身體健康造成額外的傷害。

［1］Sources，Effects and Risks of Ionizing Radiation．UNSCEAR 1982 Report to the General Assembly，with annexes．New York:United Nations，1982．［2］白郁華等．室內環(huán)境質量調查．原子能出版社1998．

［3］Art Hobson，Physics:concepts and connections(2nd ed．)，Prentice－h(huán)all Inc．，N．Y．，Chap．15．

［4］江蘇省環(huán)境氡調查協(xié)作組，江蘇省環(huán)境氡及其子體濃度與所致居民內照射劑量估算，中華放射醫(yī)學與防護雜志．1994．01

［5］國家標準，(GB50325 2001)民用建筑工程環(huán)境污染控制規(guī)范［M］．

［6］潘自強．中國天然輻射水平和控制中一些問題的討論［J］．輻射防護．2001，21(5):257－268．

［7］UNSCEAR．Effects and Risks of Ionizing Radiation［M］．United Nations，New York，2000．

［8］江蘇省環(huán)境氡調查組．江蘇省環(huán)境氡及其子體濃度與所致劑量的研究［J］．中華放射醫(yī)學與防護雜志．1992，12(1):28．