陳東輝，朱國(guó)禎，李植純，彭俊哲，曹真?zhèn)?，龍慧佳，葛良全，李先?/p>

(1.湖南省職業(yè)病防治院，長(zhǎng)沙 410007；2.成都理工大學(xué)核技術(shù)與自動(dòng)化工程學(xué)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(duì)人類的健康會(huì)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(huì)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(xiàn)表明，氡氣為引起肺癌的第二大誘因[1-2]。氡氣產(chǎn)生后，會(huì)隨大氣環(huán)流運(yùn)送到自然界的每一個(gè)角落。氡氣與人類的日常生活形影相隨，密不可分。聯(lián)合國(guó)原子輻射影響科學(xué)委員會(huì)(UNSCEAR)2000年的報(bào)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(tái)內(nèi)通風(fēng)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(fēng)險(xiǎn)。長(zhǎng)沙地鐵1號(hào)線開通運(yùn)營(yíng)后，廣受市民歡迎，人流量特別大，有資料顯示年度客運(yùn)總量約0.9億乘次，日均客流24.5萬(wàn)人。因而，調(diào)查長(zhǎng)沙地鐵站內(nèi)的氡活度濃度，評(píng)價(jià)地鐵站內(nèi)氡給人們帶來的輻射劑量水平，對(duì)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(cè)量元件

調(diào)查中用到的氡氣探測(cè)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(cè)器，該設(shè)備的氡測(cè)量元件為日本BARYOTRAK公司生產(chǎn)的CR-39固體徑跡探測(cè)器，規(guī)格為1 cm×1 cm×1 mm。儀器對(duì)氡活度濃度的探測(cè)下限為1.7 Bq·m-3。

1.2 測(cè)量方法

采用典型抽樣法，抽取長(zhǎng)沙地鐵一號(hào)線5個(gè)車站作為樣本，調(diào)查其中的氡活度濃度，并對(duì)其評(píng)價(jià)。用《環(huán)境空氣中氡的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量方法》(GB/T 14582—1993)[4]中的徑跡蝕刻法進(jìn)行測(cè)量，布點(diǎn)時(shí)探測(cè)器遠(yuǎn)離通風(fēng)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(yùn)營(yíng)狀態(tài)下，讓探測(cè)器采樣3個(gè)月。收集探測(cè)器后，立即將探測(cè)器密封保存，寄往核工業(yè)北京化工冶金研究院進(jìn)行測(cè)量，得到地鐵站臺(tái)的氡活度濃度。

表1為各車站探測(cè)器的分布情況?？紤]到站臺(tái)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(tái)上只布一個(gè)樣。黃土嶺站因其兩個(gè)方向的站臺(tái)不在同一空間，故在每個(gè)方向的站臺(tái)內(nèi)各布一個(gè)樣。

表1 各車站布點(diǎn)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(cè)量設(shè)備，均經(jīng)過了計(jì)量部門的刻度和校準(zhǔn)。參與此工作的人員均經(jīng)過系統(tǒng)培訓(xùn)，使用的探測(cè)器均有嚴(yán)格的質(zhì)量控制程序。

2 結(jié)果討論

2.1 監(jiān)測(cè)點(diǎn)氡活度濃度的整體分析

本次調(diào)查共布樣30個(gè)，回收29個(gè)，回收率為96.7%。表2為各監(jiān)測(cè)點(diǎn)氡活度濃度情況。由表2可見，鐵道學(xué)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(zhǎng)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(yuǎn)低于國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《公共地下建筑及地?zé)崴畱?yīng)用中氡的放射防護(hù)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(shí)低于國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)于2014發(fā)布的《國(guó)際電離輻射防護(hù)和輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)》[6]中的推薦值(300 Bq/m3)。車控室、站臺(tái)、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(tái)的氡活度濃度最高，可能與環(huán)境的濕度、通風(fēng)差異相關(guān)。

表2 各監(jiān)測(cè)點(diǎn)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(shí)間，h。根據(jù)UNSCEAR 2000年報(bào)告中給出的數(shù)值，DCFRn=0.17×10-6，DCFRnD=9.0×10-6，參照我國(guó)室內(nèi)平衡因子典型值，取F=0.4。長(zhǎng)沙地鐵1號(hào)線每天運(yùn)營(yíng)時(shí)間為16.5個(gè)小時(shí)，行車間隔為8分鐘。公眾每車次在站臺(tái)的停留時(shí)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(tái)停留時(shí)間按2小時(shí)計(jì)算。工作人員年停留時(shí)間t=8×250=2 000 h，公眾年停留時(shí)間t=2×250=500 h。由此計(jì)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(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18871—2002)[8]的限制要求。

2.3 與國(guó)內(nèi)外城市地鐵站內(nèi)氡活度濃度對(duì)比

隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，國(guó)內(nèi)已有很多城市修建了地鐵。相關(guān)科研機(jī)構(gòu)對(duì)其內(nèi)的氡氣進(jìn)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(zhǎng)沙地鐵1號(hào)線的對(duì)比。

表4 長(zhǎng)沙市地鐵1號(hào)線與國(guó)內(nèi)其他城市地鐵氡活度濃度的對(duì)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(zhǎng)沙市地鐵1號(hào)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(jì)算時(shí)有些參數(shù)選取的差異，導(dǎo)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(zhǎng)沙市地鐵一號(hào)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(zhǎng)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(yuǎn)低于國(guó)家現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)《公共地下建筑及地?zé)崴畱?yīng)用中氡的放射防護(hù)要求》(WS/T 668—2019)的限制要求。

2)長(zhǎng)沙市地鐵一號(hào)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(hù)與輻射源安全基本標(biāo)準(zhǔn)》(GB 18871—2002)的限制要求。

3)長(zhǎng)沙市地鐵一號(hào)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(zhǎng)沙市地鐵運(yùn)營(yíng)公司的大力協(xié)助與支持，在此表示感謝。