南京市地铁内氡气浓度调查及评估

徐 敏

(南京市环境监测中心站，江苏南京 210000)

一、前言

随着经济的发展，城市化进程的加快，包括地铁、遂道在内的地下建筑的建设、使用越来越广泛，大量的地下建筑在和平年代用作商场和购物中心。南京地铁于2005年开始营运，各类隧道工程也逐渐增多，等等这些使得氡的问题越来越引起人们的广泛关注。国际癌症中心(IARC)公布，氡及其子体是当前认识到的最重要的十九种致癌物质之一，继而，环境中的氡被世界卫生组织(WHO)正式列为本世纪初十大健康杀手之一。联合国原子能辐射效应科学委员会(UNSCEAR)称，非职业性放射性内照射剂量的54%以上来自氡及其子体。而且由于分布涨落大，少数情况可能高于正常平均值的几百倍甚至更高［1］。中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所研究员王作元率领的研究小组在经过长达9年的调查研究之后，首次提出室内氡污染所造成的肺癌危险度指数为0．19。它意味着当室内空气中氡浓度每增加100 Bq/m3时，在这种环境里居住的人患肺癌的几率就会增加19%［2］。

氡气在室内的累积起因:一是在于它是房基下土壤和岩石空隙中自由运动的气体，并可通过任何缝隙进人室内，尤其遇到某些地质结构边缘，由于上升气流渗出地表，称为“氡异常区”;二是在于水泥、花岗岩等的伴生放射性。地铁等地下建筑由于处于地面以下，各个表面均可释放氡气至地铁通道内，加之通风不畅，氡难以扩散，容易造成氡的大量累积，致使浓度极高。1998年韩国汉城地铁七号线的九个车站的氡浓度严重超标引起公众恐慌和国际重视。我国沈阳市在1988－1989年对地下建筑氡浓度的调查结果显示，地下室平衡当量氡浓度算术均值为293 Bq/m3，高于地面建筑物室内20余倍，＞600 Bq/m3的占十分之一［3］。

二、检测方法的选择

目前，测氡方法按照从测氡耗用时间可分为累积测氡法与瞬时测氡法。α径迹法获取数据需数月至一年，被动式活性炭吸附氡需数天，二者都属于累积测氡。电离室、闪烁法、双滤膜法等测氡耗时数分钟到数小时，属瞬时测氡法。用累积法测量的氡浓度比较准确，但所需时间较长。瞬时法可反映氡及其子体时间变化规律，并且能快速、简便地测定环境氡浓度，但瞬时法仪器探测下限较高，且受时间等因素变化的影响较大，所以误差也较大。由于地铁运行时会到地面，地铁列车内氡浓度可能较低，用瞬时法测量结果比用累计法测量结果误差大，因此，我们对地铁进行氡浓度调查时，采用瞬时法和累积法两种方法进行测量，而按累积法的测量结果进行评价。

三、检测仪器

累积法测量采用中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所(卫生部核事故医学应急中心)(以下简称辐射安全所)提供的含有CR－39固体径迹探测器的LIH测氡杯;瞬时测量采用美国 Durridge公司的Rad7测氡仪和美国SUN NUCLEAR公司的L1027连续测氡仪进行，技术指标如表1所示:

表1 测量方法和仪器

四、检测点位与检测时间

13个地铁车站，其中包括11个地下车站(奥体中心站、元通站、中胜站、三山街站、张府园站、新街口站、珠江路站、鼓楼站、玄武门站、新模范马路站和南京站)和2个地面车站(小行站、红山动物园站))，在每个地铁车站的站台，售票亭和车控室布放LIH测氡杯，布放时间为三个月。

瞬时测量:车站的选择和累积测量的相同，在站台、售票亭和车控室三个点进行，每个点连续测量24小时取平均值。选择无雨雪、无大风的日子开展监测工作，且在雨天、雨后24h内或大风过后12h内不进行监测。

五、测量结果和分析

(一)瞬时氡浓度测量结果

瞬时氡浓度测量分别于2005年11月和2006年元月进行了两次，取两次测量的平均值作为平均氡浓度。

(二)累积氡浓度测量结果

累积氡浓度测量由2005年11月布放测氡杯开始，至2006年2月回收止，持续时间为三个半月，测氡杯回收后送辐射安全所蚀刻、测读，地铁车站累积氡浓度的测量结果。

(三)影响南京地铁站氡浓度的因素

(1)地质结构的影响

在空气中氡的四个来源中，建筑材料和地基土壤是其主要来源。

在此次对南京地铁氡浓度的测量中，无论是累积测量或者瞬时测量，作为地面站的红山动物园站氡浓度都为最高值，超过地下车站的氡浓度值，而同为地面站的小行站，氡浓度则相对较低，这一现象和两个站的地质构造有关。

(2)季节的影响

元月测量结果略高于11月的测量结果，虽不明显但也反映了季节对地铁内空气中氡浓度的影响，即温度越高氡浓度越低。这一差异说明地铁虽然是地下建筑，但出入口较多，开放性强，因此氡气的变化规律和大气中基本相同。

(3)通风方式的影响

分析地铁中氡浓度较低的原因，除了地质构造外，主要和地铁内的通风状况有关，影响地铁系统中空气流通的因素主要有三个:一是，机械通风，各车站两端均有活塞/机械通风机房，内有两台TVF风机，新风量为3×104m3/h左右，每天通风时间为16小时;二是，自然通风，分别由内外温差和站口及进风亭受室外风影响造成的压差形成，风量约为(6～7)×104m3/h;三是，列车在隧道行驶，由于活塞效应产生的活塞风，每辆列车产生总风量为(8～10)×103m3，白天运行高峰每小时列车密度为20列，由此计算通风量可达(16～20)×104m3/h，此值已超过前面两种的总和。

在地铁11个地下车站的氡浓度累积测量值中，车控室最高，平均值为33．4Bq/m3，售票室最低，平均值为20．7Bq/m3，站台略高于售票亭，为22．5Bq/m3，反映出车控室为一相对封闭的环境，只受机械通风的影响，售票室虽和车控室同位于负一层，但为开放环境，同时受到三种通风方式的影响，而站台在负二层，主要受机械通风和活塞风的影响。

六、有效剂量估算及评价

(一)氡及其子体所致工作人员的有效剂量

目前，估算氡及其子体所致居民的有效剂量，一般都采用联合国原子辐射效应科学委员会(UNSCEAR)推荐的估算模式，即采用氡暴露量(等于平衡等效氡浓度乘以暴露时间)乘以一个有效剂量转换系数来计算氡致有效剂量，估算公式为:

式中:D为氡致人体的年有效剂量当量(Sv·a－1);

f为人员居留因子，视调查地区人员在室内、外居留时间比例而定;

365×24是一年的小时数;

q为有效剂量与氡暴露量之间的转换系数，UNSCEAR在其每年向联合国大会提交的报告中不断更新系数q的推荐值，以期得到更合理的结果。UNSCEAR2000年报告中的推荐值为9×10－9Sv/(Bq·m－3·h)［7］，并申明，对于儿童，这个值要更高一些。

由测量结果计算得出的地铁工作人员所吸入氡及其子体产生的内照射有效剂量列于表2中

表2 地铁站内氡及子体致工作人员内照射年有效剂量

(二)有效剂量评价

经计算，南京地铁内工作人员因吸入氡及其子体所致内照射年有效剂量为0．63 mSv，低于全国平均值0．916 mSv［8］和江苏省平均值 0．64 mSv［8］，也低于世界平均值 1．15 mSv［8］。

七、结论与建议

(一)对南京地铁内空气中氡监测结果显示:累积测量和瞬时测量两种结果在数值上存在一定的差别，累积值要比瞬时值高，但整体变化规律相同。

(二)在评价地铁内氡浓度时，选择累积测量结果为依据。结果表明:南京地铁车站中13个站内氡浓度水平为17．9 Bq/m3～34．4 Bq/m3，平均氡浓度为26．3 Bq/m3，地铁列车中各车厢内的氡浓度水平为13．1 Bq/m3～30．1 Bq/m3，平均氡浓度为 19．8 Bq/m3，平均值均高于南京室内氡浓度的平均值(17 Bq/m3)［4］，但远低于国家标准规定的II类建筑物内氡浓度400Bq/m3的限值［5］。

(三)元月测量结果略高于11月的测量结果，反映了季节对地铁内空气中氡浓度的影响，即温度越高氡浓度越低;在地铁11个地下车站的氡浓度累积测量值中，车控室最高，平均值为33．4Bq/m3，售票室最低，平均值为20．7Bq/m3，站台略高于售票亭，为22．5Bq/m3，反映出通风对地铁内空气中氡浓度的影响，即通风方式越多，通风量越大，氡浓度越低。

(四)地铁内氡及子体致居民的有效剂量为0．63mSv，接近江苏省平均值0．64 mSv，低于全国平均值0．916 mSv，也低于世界平均值1．15 mSv［8］。南京地铁虽为地下建筑，但由于出入口较多，而且受机械通风、自然通风和活塞风的影响，车站内空气中氡浓度较低，总体放射性水平较低，基本上为正常本底水平。因此，对普通乘客来说，在这些场所停留不会导致过多的氡气吸入量，不会对身体健康造成额外的伤害。

［1］Sources，Effects and Risks of Ionizing Radiation．UNSCEAR 1982 Report to the General Assembly，with annexes．New York:United Nations，1982．［2］白郁华等．室内环境质量调查．原子能出版社1998．

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

［4］江苏省环境氡调查协作组，江苏省环境氡及其子体浓度与所致居民内照射剂量估算，中华放射医学与防护杂志．1994．01

［5］国家标准，(GB50325 2001)民用建筑工程环境污染控制规范［M］．

［6］潘自强．中国天然辐射水平和控制中一些问题的讨论［J］．辐射防护．2001，21(5):257－268．

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

［8］江苏省环境氡调查组．江苏省环境氡及其子体浓度与所致剂量的研究［J］．中华放射医学与防护杂志．1992，12(1):28．