(深圳市環(huán)境監(jiān)測中心站，深圳 518049)

引 言

天然環(huán)境電離輻射不僅累及到全世界的居民，而且是世界居民集體劑量的最大貢獻者(占全部環(huán)境店里輻射的百分之八十以上)。因此，評價人類受到天然輻射源照射的輻射劑量具有特別重要的意義。

為掌握深圳市各地環(huán)境天然輻射水平，幾時正確判斷有無造成新的污染。深圳市人居環(huán)境委員會核與輻射管理中心從2007年至2011年在全市范圍內(nèi)布設(shè)17個監(jiān)測點位，進行了每月一次的環(huán)境γ輻射劑量率監(jiān)測的調(diào)查。調(diào)查的總面積為1988.59平方公里，總?cè)丝跀?shù)891.22萬。

本文只涉及天然γ輻射而不包括只產(chǎn)生小的外照射劑量的宇宙射線種子和天然β輻射。對核試驗落下灰產(chǎn)生的γ輻射也不做專門的討論。

1 地理地質(zhì)概況

深圳市是中國南部海濱城市，陸域位置東經(jīng)113°46′～114°37′，北緯22°27′～22°52′；深圳市地勢東南高、西北低，由三個地貌帶組成。

深圳市出露地層主要由五大巖性構(gòu)成。花崗巖：分布于羊臺山及其周圍地帶、海岸山脈中段、大鵬半島的西半部、坪山河谷地和龍崗河谷地北側(cè)，其分布面積最大；砂頁巖：集中分布在中、北部；火山巖：主要分布在梧桐山、七娘山、東部邊境的筆架山和田心山；變質(zhì)巖：包括石英砂巖，僅局部分布；第四紀松散層：分布于平地及堆積階地。

深圳市的巖石可分為沉積巖、火成巖、和變質(zhì)巖三大類。其中沉積巖的分布較為廣泛，總面積約為1115平方公里，約占全市總面積的57%，燕山各期的酸性至中性火成巖分布很廣，其中花崗巖侵入體出露面積750平方公里，約占全市總面積的38%。

2 選點與測量

本次調(diào)查以每個區(qū)為單位進行選點；調(diào)查點數(shù)根據(jù)已有的資料估計各區(qū)天然輻射場的可能變化范圍，規(guī)定對抽樣誤差的限制然后根據(jù)統(tǒng)計學中樣本容量的計算公式[1]估算出每個調(diào)查區(qū)大約應(yīng)選的調(diào)查點數(shù)；樣本數(shù)決定后根據(jù)調(diào)查面積的大小做到均勻布點，對交通不便的地方適當減少測點；根據(jù)放射性企業(yè)分布密度的差異適當調(diào)整調(diào)查點數(shù)；考慮人口密度的差異適當調(diào)整調(diào)查點數(shù)。綜上所述，全市共選取17個調(diào)查點(輻照中心、洪湖公園、荔枝公園、濱海紅樹林、市環(huán)境監(jiān)測站、華僑城小學、荔香中學、南油小學、寶安文匯中學、龍崗機關(guān)幼兒園、大鵬華僑醫(yī)院、南澳大酒店、鹽港中學、葵涌子站、深圳市人民醫(yī)院、沙井人民醫(yī)院、光明新區(qū)管委會)。全市測量點分布見圖1。

由于天然輻射水平隨時間變化所以測量頻次定位每月進行一次測量，并避開陰雨天氣和大氣層核試驗對輻射場的影響。測量高度為1±0.3米。測量點離開建筑物50米以上，離開公路20米以外，在約100平方米的范圍巡測5點。

3 測量儀器

由于天然環(huán)境電離輻射的成分復(fù)雜，輻射水平低，影響現(xiàn)場測量的因素多，因此，準確地測量天然環(huán)境電離輻射水平是比較困難的。一個比較理想的環(huán)境輻射監(jiān)測或調(diào)查儀器應(yīng)當滿足以下要求[2]：

(1)可以測量1μR/h以下的環(huán)境γ輻射；

(2)有適當長短的時間常數(shù)，適合進行大量的測量；

(3)對環(huán)境輻射有均勻的和接近各向同性的響應(yīng)；

(4)對環(huán)境因素特別是溫度變化反映不靈敏；

(5)體積小、重量輕、便于攜帶。

基于上述要求并結(jié)合當時的實際情況，本調(diào)查選取了便攜式x-γ劑量率儀BH3103B作為現(xiàn)場調(diào)查儀器。BH3103B每年經(jīng)過深圳市劑量質(zhì)量檢測研究院檢定，測量結(jié)果相對固有誤差不大于10%；使用環(huán)境溫度為-10～+40℃；使用環(huán)境濕度為小于等于90%(40℃)；能量響應(yīng)范圍25～13MeV；量程范圍為1～10000×10-8Gy/h。

圖1 全市環(huán)境天然輻射水平測量點分布圖

4 結(jié)果與分析

4.1 深圳市天然輻射外照射空氣吸收劑量率水平

根據(jù)中華人民共和國衛(wèi)生部1986年出版的資料[3]顯示，全國室外γ輻射水平范圍為(1.16～52.29)×10-8Gy/h，按點算術(shù)均值為8.15×10-8Gy/h，變異系數(shù)為30%；人口加權(quán)均值為8.03×10-8Gy/h；面積加權(quán)均值為8.23×10-8Gy/h；總平均值為8.16×10-8Gy/h。

UNSCEAR1982年報告書[4]公布的全世界室外γ輻射空氣吸收劑量率人口加權(quán)平均值為5.00×10-8Gy/h，顯然我國的室外值比世界平均值搞60%以上。而與法國(8.1×10-8Gy/h)、羅馬尼亞(8.1×10-8Gy/h)相比，比東德(9.4×10-8Gy/h)、瑞士(8.7×10-8Gy/h)稍低。屬于正常天然本底范圍。

全市天然輻射外照射空氣吸收劑量率調(diào)查點數(shù)共17個。γ輻射水平范圍為(4.87～17.68)×10-8Gy/h，按點求算術(shù)均值為9.94×10-8Gy/h，變異系數(shù)為21%；人口加權(quán)均值為9.97×10-8Gy/h，面積加權(quán)均值為10.10×10-8Gy/h。三種均值相當接近，三種均值的總平均值為10.00×10-8Gy/h。

圖2為深圳市天然輻射外照射空氣吸收劑量率在2007年至2011年期間的漲落情況及其平均值走勢。從圖中可以看出2007年的漲落較大，變化范圍為(3.53～15.80)×10-8Gy/h；2009年次之，變化范圍為(6.83～17.70)×10-8Gy/h；2011年漲落最小，變化范圍為(6.84～17.70)×10-8Gy/h。2007年至2011年的平均值沒有明顯變化，變化范圍為(9.71～10.57)×10-8Gy/h。

圖2 深圳市 天然輻射外照射空氣吸收劑量率在2007年至2011年期間的漲落情況及其平均值走勢

根據(jù)中華人民共和國衛(wèi)生部1986年出版的資料[3]顯示，廣東省室外天然輻射外照射空氣吸收劑量率水平的變化范圍為(4.4～32.0)×10-8Gy/h，平均值為103.2×10-8Gy/h。顯然深圳市的空氣吸收劑量率水平與廣東平均值相當接近，稍高于全國平均值。屬于正常天然本底范圍。

全市天然輻射外照射空氣吸收劑量率的頻率分布見圖3～4。圖3為深圳市天然輻射外照射空氣吸收劑量率的頻率分布；圖4是深圳市天然輻射外照射空氣吸收劑量率的累積頻率分布。由此可見，我市天然輻射外照射空氣吸收劑量率近似正態(tài)分布，因此求算術(shù)均值是合理的。

圖3 深圳市天然輻射外照射空氣吸收劑量率的頻率分布

表1列出了我市各區(qū)五年內(nèi)天然輻射外照射空氣吸收劑量率的漲落范圍、均值和標準差。龍崗區(qū)最高，按點均值為10.42×10-8Gy/h；福田區(qū)最低，按點均值為(9.48×10-8Gy/h)。各區(qū)之間差異不大，龍崗區(qū)測量結(jié)果與布點主要圍繞大亞灣核電站有關(guān)；鹽田區(qū)、南山區(qū)測量結(jié)果達到10×10-8Gy/h以上與附近港口產(chǎn)業(yè)有關(guān)；羅湖區(qū)里涉及放射源單位較多，布點主要圍繞涉源單位，測量結(jié)果與此不無關(guān)系。

表1 全市各區(qū)天然輻射外照射空氣吸收劑量率(×10-8Gy/h)

圖4 深圳市天然輻射外照射空氣吸收劑量率的累積頻率分布

圖5為深圳市各區(qū)天然輻射外照射空氣吸收劑量率在2007年至2011年期間的變化情況。從圖中可以看出2007年至2011年期間，福田區(qū)呈逐年上升的趨勢，主要由于福田區(qū)內(nèi)測量點周邊環(huán)境有顯著變化(特別是深圳市環(huán)境監(jiān)測中心站測量點周邊植被減少，巖層被翻出，建筑物增多)；其余各區(qū)5年內(nèi)平均值相對穩(wěn)定，在15%范圍內(nèi)漲落。

圖5 深圳市各區(qū)天然輻射外照射空氣吸收劑量率在2007年至2011年期間的變化情況

4.2 深圳市居民受照劑量的評價

居民劑量的估算采用聯(lián)合國原子輻射效應(yīng)科學委員會(UNSCEAR)1982年報告書介紹的模式[4]。天然輻射對人體產(chǎn)生的年有效劑量當量：

H=D×0.7×8760×F=6132FD

式中，F(xiàn)表示存在因子；D表示空氣中的吸收劑量率(Gy/h)；H表示年有效劑量當量率(Sv/a)；0.7是空氣中吸收劑量率換算為有效劑量當量率的換算因子，對于室內(nèi)和室外，男人和女人可采用同一因子；8760是每年的小時數(shù)。

根據(jù)中華人民共和國衛(wèi)生部1986年出版的資料[3]顯示，廣東省因天然輻射外照射所致人均年有效劑量當量為1.124mSv；全國人均年有效劑量當量0.952mSv。

2007年至2011年期間，深圳市居民因天然輻射外照射所致人均年有效劑量當量為0.61mSv。其中最高的為羅湖區(qū)(0.64mSv)和龍崗區(qū)(0.64mSv)；福田區(qū)最低(0.58mSv)。各區(qū)之間的人均年有效劑量當量最大和最小值之間相差不超過0.03mSv。天然輻射外照射致深圳市居民集體年有效劑量當量54.32×102man·Sv。2007年至2011年期間每年各區(qū)的人均年有效劑量當量見表2。表3列出了我市各區(qū)天然輻射外照射致深圳市居民集體有效劑量當量。

根據(jù)中華人民共和國衛(wèi)生部1986年出版的資料[3]顯示，1982年到1984年深圳地區(qū)人口數(shù)35.2萬，人均年有效劑量當量1.044mSv，集體年有效劑量當量3.7×102man·Sv。

5 結(jié) 論

(1)深圳市天然輻射外照射空氣吸收劑量率變動范圍為(4.87～17.68)×10-8Gy/h，總平均值為10.00×10-8Gy/h，與廣東平均值(103.2×10-8Gy/h)相當，高于全國平均值(8.15×10-8Gy/h)。屬于正常天然本底范圍。其中龍崗區(qū)稍高(10.42×10-8Gy/h)，福田區(qū)由于建筑環(huán)境變化呈上升趨勢。

表2 天然輻射外照射致深圳市居民年有效劑量當量

表3 天然輻射外照射致深圳市居民集體年有效劑量當量

(2)深圳市居民因天然輻射外照射所致人均年有效劑量當量為0.61mSv，低于廣東省與全國的平均水平。其中最高的為羅湖區(qū)(0.64mSv)和龍崗區(qū)(0.64mSv)；福田區(qū)最低(0.58mSv)。天然輻射外照射致深圳市居民集體年有效劑量當量54.32×102man·Sv。

通過這一長期調(diào)查研究，基本查清了我市天然環(huán)境外照射水平及其分布；估算了天然輻射外照射對居民產(chǎn)生的人均年有效劑量當量和集體年有效劑量當量。同時也填補了全國環(huán)境電離輻射水平數(shù)據(jù)中深圳市部分的數(shù)據(jù)。

參考文獻：

[1]高玉堂主編C環(huán)境監(jiān)測常用統(tǒng)計方法.原子能出版社，北京，1980.

[2]NCRP.Environmental Radiation Measurements.NCRP Report No.50.1976.

[3]衛(wèi)生部工業(yè)衛(wèi)生實驗所.中國環(huán)境電離輻射水平及居民受照劑量(外照射部分).中華人民共和國衛(wèi)生部.北京，1986.

[4]UNSCEAR翻譯組，《輻射防護通訊》編輯組.電離輻射：輻射源與生物效應(yīng)—UNSCEAR—1982年報告.核工業(yè)部第七研究所情報室，太原，1983.

[5]潘自強等主編.環(huán)境本底輻射測量和劑量評價.太原機械學院印刷廠印刷，華清環(huán)境保護咨詢公司發(fā)行，北京，1986.