陳東輝，朱國禎，李植純，彭俊哲，曹真?zhèn)ィ埢奂?，葛良全，李先?/p>

(1.湖南省職業(yè)病防治院，長沙 410007；2.成都理工大學核技術(shù)與自動化工程學院，成都 610059；3.核工業(yè)北京化工冶金研究院，北京 100141)

氡氣是一種集惰性與放射性于一體的特殊氣體。眾所周知，氡氣對人類的健康會帶來一定的危害。氡氣被吸入人體后，其衰變產(chǎn)生的相關(guān)子體，可能會在人體某些器官富集形成內(nèi)照射，從而威脅人體的健康。相關(guān)文獻表明，氡氣為引起肺癌的第二大誘因[1-2]。氡氣產(chǎn)生后，會隨大氣環(huán)流運送到自然界的每一個角落。氡氣與人類的日常生活形影相隨，密不可分。聯(lián)合國原子輻射影響科學委員會(UNSCEAR)2000年的報告中表明，氡及其子體所致人均年有效劑量約為天然本底輻射的54%[3](世界居民受到天然本底輻射的人均年有效劑量為2.4 mSv，氡及其子體所致人體的劑量約為1.3 mSv)。

通常情況下，地鐵修建在地面10 m以下，周圍地層釋放氡氣后，如果站臺內(nèi)通風效果不好，就容易造成氡累積，從而使其內(nèi)的公眾及工作人員接受不必要的輻射風險。長沙地鐵1號線開通運營后，廣受市民歡迎，人流量特別大，有資料顯示年度客運總量約0.9億乘次，日均客流24.5萬人。因而，調(diào)查長沙地鐵站內(nèi)的氡活度濃度，評價地鐵站內(nèi)氡給人們帶來的輻射劑量水平，對保障地鐵站內(nèi)公眾及工作人員的健康具有十分重要的意義。

1 材料與方法

1.1 測量元件

調(diào)查中用到的氡氣探測設(shè)備為核工業(yè)北京化工冶金研究院研發(fā)的KF606B型氡累積探測器，該設(shè)備的氡測量元件為日本BARYOTRAK公司生產(chǎn)的CR-39固體徑跡探測器，規(guī)格為1 cm×1 cm×1 mm。儀器對氡活度濃度的探測下限為1.7 Bq·m-3。

1.2 測量方法

采用典型抽樣法，抽取長沙地鐵一號線5個車站作為樣本，調(diào)查其中的氡活度濃度，并對其評價。用《環(huán)境空氣中氡的標準測量方法》(GB/T 14582—1993)[4]中的徑跡蝕刻法進行測量，布點時探測器遠離通風口，距墻壁大于20 cm，距地面的距離為1.5 m以上。在地鐵正常運營狀態(tài)下，讓探測器采樣3個月。收集探測器后，立即將探測器密封保存，寄往核工業(yè)北京化工冶金研究院進行測量，得到地鐵站臺的氡活度濃度。

表1為各車站探測器的分布情況。考慮到站臺內(nèi)的人流量較大，公眾在不知情的情況下，可能將其丟入垃圾筒，一般在站臺上只布一個樣。黃土嶺站因其兩個方向的站臺不在同一空間，故在每個方向的站臺內(nèi)各布一個樣。

表1 各車站布點數(shù)量Tab.1 The distribution number in the subway stations

1.3 質(zhì)量控制

本調(diào)查工作中所用的測量設(shè)備，均經(jīng)過了計量部門的刻度和校準。參與此工作的人員均經(jīng)過系統(tǒng)培訓，使用的探測器均有嚴格的質(zhì)量控制程序。

2 結(jié)果討論

2.1 監(jiān)測點氡活度濃度的整體分析

本次調(diào)查共布樣30個，回收29個，回收率為96.7%。表2為各監(jiān)測點氡活度濃度情況。由表2可見，鐵道學院站最低為30.0 Bq/m3，南湖路站最高為38.8 Bq/m3，氡活度濃度的范圍22.5～53.0 Bq/m3，均值為35.3 Bq/m3，與長沙市室內(nèi)氡活度濃度平均值(37.4 Bq/m3)的偏差僅為5.6%[9]，遠低于國家現(xiàn)行標準《公共地下建筑及地熱水應用中氡的放射防護要求》(WS/T 668—2019)[5]的限制要求(平均氡活度濃度的參考水平400 Bq/m3)，同時低于國際原子能機構(gòu)于2014發(fā)布的《國際電離輻射防護和輻射源安全基本標準》[6]中的推薦值(300 Bq/m3)。車控室、站臺、客服中心平均氡活度濃度分別為36.8 Bq/m3、44.6 Bq/m3、27.3 Bq/m3，各車站內(nèi)站臺的氡活度濃度最高，可能與環(huán)境的濕度、通風差異相關(guān)。

表2 各監(jiān)測點的氡活度濃度值Tab.2 Radon activity concentration value at each monitoring point

2.2 劑量估算

根據(jù)《室內(nèi)氡及其子體控制要求》(GB/T 16146—2015)[7]中的公式，估算地鐵車站內(nèi)的氡所致公眾及工作人員的有效劑量：

ERn=CRn×(DCFRn+F×DCFRnD)×t

(1)

式中，ERn為年均有效劑量，mSv；CRn為氡活度濃度值，Bq/m3；DCFRn為氡的劑量轉(zhuǎn)換因子，mSv/(Bq·h·m-3)；DCFRnD為氡子體的劑量轉(zhuǎn)換因子，mSv/(Bq·h·m-3)；F為平衡因子，取0.4；t為年停留時間，h。根據(jù)UNSCEAR 2000年報告中給出的數(shù)值，DCFRn=0.17×10-6，DCFRnD=9.0×10-6，參照我國室內(nèi)平衡因子典型值，取F=0.4。長沙地鐵1號線每天運營時間為16.5個小時，行車間隔為8分鐘。公眾每車次在站臺的停留時間不超過8分鐘，考慮到換乘、多次乘車等因素，公眾每日在站臺停留時間按2小時計算。工作人員年停留時間t=8×250=2 000 h，公眾年停留時間t=2×250=500 h。由此計算出的工作人員及公眾的年有效劑量列于表3。

表3 氡所致地鐵站內(nèi)人員年有效劑量估算結(jié)果Tab.3 The dose estimated from radon to personnel in subway stations

表3的結(jié)果表明，地鐵站內(nèi)的氡氣所致工作人員及公眾劑量處在本底水平范圍內(nèi)，滿足《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》(GB 18871—2002)[8]的限制要求。

2.3 與國內(nèi)外城市地鐵站內(nèi)氡活度濃度對比

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，國內(nèi)已有很多城市修建了地鐵。相關(guān)科研機構(gòu)對其內(nèi)的氡氣進行了調(diào)查。表4為北京、上海、成都、廣州、南京、天津、西安[10-17]等城市地鐵站內(nèi)的平均氡活度濃度與長沙地鐵1號線的對比。

表4 長沙市地鐵1號線與國內(nèi)其他城市地鐵氡活度濃度的對比Tab.4 Comparison of radon activity concentrations between Changsha Metro Line 1 and metro of other cities in China

表4的結(jié)果表明，長沙市地鐵1號線車站內(nèi)氡活度濃度的平均值，高于北京、上海、成都、南京、天津、武漢等城市，低于廣州、西安。地鐵內(nèi)氡所致工作人員的年有效劑量與氡活度濃度的平均值成正相關(guān)的關(guān)系。但是由于計算時有些參數(shù)選取的差異，導致不同城市地鐵站內(nèi)氡活度濃度與劑量規(guī)律不一致。

3 結(jié)論

1)長沙市地鐵一號線車站內(nèi)氡活度濃度的范圍22.5～53.0 Bq/m3，均值為35.3 Bq/m3，與長沙市室內(nèi)氡活度濃度平均值(37.4 Bq/m3)的偏差僅為5.6%，遠低于國家現(xiàn)行標準《公共地下建筑及地熱水應用中氡的放射防護要求》(WS/T 668—2019)的限制要求。

2)長沙市地鐵一號線車站內(nèi)氡活度濃度所致工作人員及公眾的年均有效劑量分別為0.28 mSv、0.08 mSv。地鐵內(nèi)的氡所致工作人員及公眾年均有效劑量處在本底水平范圍內(nèi)，滿足《電離輻射防護與輻射源安全基本標準》(GB 18871—2002)的限制要求。

3)長沙市地鐵一號線車站內(nèi)氡活度濃度的平均值，高于北京、上海、成都、南京、天津、武漢等城市，低于廣州、西安。地鐵內(nèi)氡所致工作人員的年均有效劑量與氡活度濃度的平均值成正相關(guān)的關(guān)系。

本工作得到長沙市地鐵運營公司的大力協(xié)助與支持，在此表示感謝。