南部沿海地区坑道降氡的若干思考

孙红影 刘彬彬

（1、三亚学院，海南 三亚572000 2、中国人民解放军91515 部队,海南 三亚572016）

氡及其子体在空气中易形成气溶胶而污染空气，对人员的身体健康造成危害。而较高的氡浓度是各类地下坑道和山体坑道普遍存在的问题，因此测量坑道的氡浓度水平，研究降低氡浓度的技术措施，是非常必要的。

1 氡及其子体的性质、危害

222Rn 是226Ra 的衰变产物，二者之间的衰变关系如式（1）所示：

222Rn 的衰变系如图1 所示。氡为气体，而氡的主要衰变子体为固体，且均为金属核素。

在标准状态下，氡是一种无色、无味、无嗅、透明的放射性气体，密度是9.96kg/m3。氡能溶于水、油等脂溶性液体，还能溶于血液和脂肪，易进入人体组织。氡是一种化学性质极不活泼的惰性气体，一般不与其它物质发生化学作用，但可被活性炭等固体物质所吸附。由于氡衰变时放出的α 粒子会形成He 核，它们使氡的子体产物携带正电，很容易吸附在空气中的尘埃上，形成放射性气溶胶。氡还具有强烈的扩散性。

图1 222Rn 衰变系

氡子体与氡不同，它们不是气体，而是极细的金属微粒。氡子体悬浮在空气中形成放射性气溶胶，经呼吸进入并沉积于人体肺部，造成内照射危害，氡子体对人体产生的辐射危害大于氡。氡子体218Po、214Po、214Pb、214Bi 的半衰期较短，分别为3min、1.64×10-4s、26.8min、19.7min。

氡污染是仅次于吸烟导致肺癌的第二大诱因。流行病学调查和分子生物实验己经证实，吸入肺部的氡气会衰变成钋、铅、铋的放射性同位素，以金属离子的形式附着在支气管表层粘膜，有的溶于体液进入细胞组织，从而继续衰变放射出α、β 和γ 射线对细胞造成损伤，最终诱发肺癌。研究发现，因氡及其子体照射引起的肺癌可占到患肺癌人群的8%～20%。此外，氡子体所放射的α 射线是构成人体血液病的主要原因，β 和γ 射线的外照射同样能够损伤人体五官，产生皮肤干燥、毛发脱落等病变，甚至会引起皮肤癌，严重影响人员身体健康。

美国由于氡污染每年致死二万一千人，超过了艾滋病每年的致死人数。加拿大7%住所内氡含量超标。与氡本身的辐射危害相比，氡衰变产生的子体是对人员造成吸入内照射的主要威胁因素。氡对人类的健康危害主要表现为：肺癌、血液病、五官及皮肤病、神经疾病、遗传病[1]。

2 氡浓度测量与分析

本课题对我国南部沿海某山体坑道进行了多次氡浓度测量（为便于叙述，下文将氡及其子体的浓度、危害等统称为氡的浓度、危害），表1 选取了典型功能间4 组不同季节的测量数据。

根据GB18871-2002《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》规定，工作场所中氡（222Rn）持续照射情况下采取补救行动的水平是年平均活度浓度为500～1000Bq/m3(工作场所停留时间为2000h)，如表2 所示。

从表1 中的数据可知，在开启通风系统情况下，坑道功能间氡浓度平均值小于500Bq/m3的比例分为87.5%，大于500Bq/m3的比例为12.5%，但大部分房间的氡浓度水平接近500Bq/m3；在关闭通风系统情况下，坑道功能间氡浓度平均值小于1000Bq/m3的比例为25%，大于1000Bq/m3的比例为75%，但所有房间氡浓度水平都大于500Bq/m3，且接近1000Bq/m3。

通过分析，还可以得出以下结论：（1）通风系统对降低坑道内氡浓度具有比较明显的效果，坑道功能间在开启通风状态下的氡浓度水平要低于关通风时的氡浓度。（2）对于不同的氡浓度区间，通风系统的降氡效果不同，当氡浓度＞1000Bq/m3时，通风系统的降氡效果较明显；但当氡浓度＜500Bq/m3时，降氡效果不明显。

坑道通风试验的结果表明，新风注入量和通风方式也影响降氡的效果：（1）新风注入量关系到氡浓度水平的高低，新风注入量较多的区域，通风降氡效果较好；新风注入量较少的区域，通风降氡效果不够显著。（2）通排风方式关系到降氡的效果，下进上排的通风方式，有利于氡及其子体的消除[2]。

总体而言，坑道内氡浓度的整体水平在开启通风系统的情况要低于关闭通风系统的情况，通风降氡效果明显；通风状态下，大部分房间的氡浓度接近宜采取补救行动的水平，而且一小部分房间的氡浓度达到了宜采取补救行动的水平。

表1 氡浓度测量结果

表2 工作场所补救行动的氡浓度限值

3 坑道降氡措施建议

3.1 预置通风降氡

减少人员在坑道通风系统关闭时的停留时间；在通风系统关闭的情况下，若有人员进入坑道工作，应提前开启通风系统；在确保任务高质量遂行的前提下，适当减少在高氡区域和功能间停留的时间。

条件允许的情况下，加大坑道新风注入量，在不影响其它工况情况下，对坑道高氡区域和功能间内的通排风口位置进行改造，尽量采用下进上排的方式，有利于氡及其子体的消除。

3.2 空气净化降氡

氡衰变产生的子体是对人员造成吸入内照射的主要威胁因素，因此空气净化降氡是有效降低氡浓度水平的重要措施。空气净化降氡主要是通过除尘的方法，除去空气中附着氡子体的粉尘或微粒，间接达到降氡除氡的目的。目前，被认为比较有效的净化技术有：纤维过滤净化技术、吸附净化技术和静电除尘技术。效果较好的空气净化降氡装置通常是集过滤、吸附、电离等多种净化技术于一体的复合型专用氡净化装置，如火箭军装备研究院研制的移动式降氡装置，降氡、除氡效果更加高效。

3.3 建材封闭防氡

防氡水泥砂浆、防氡腻子和防氡多功能涂料的技术相对成熟，国内外在此领域己有多项专利问世。文献表明，水泥砂浆、腻子、涂料三种技术综合应用于某房间后，其降氡、防氡效果可达到99%以上[3]。由于山体坑道岩体的暴露面积极大，防氡建材的施工量和耗资巨大，不切实际。建议采用查找并封闭岩体裂隙的方法，视情利用防氡水泥砂浆、腻子和涂料进行填补和涂抹，将岩石裂隙封闭，堵塞氡的析出路径，能够在一定程度上降低岩体氡的析出率，从而达到降氡的目的。

3.4 清除山体渗水、积水

沿海坑道位于高氡背景地区，山体渗水中的氡浓度较高，因此及时对山体渗水、功能间和夹壁层中的积存水进行清理，能够在一定程度上减小水中氡向空间的析出，从而达到坑道降氡、除氡的目的。

目前，通风降氡是最常用的坑道降氡方式；空气净化降氡是有效降低局部空间氡浓度水平的重要措施；防氡建材填补岩体裂隙在一定程度上能够降低岩体氡的析出率，从而达到降氡的目的；人员经常疏通排水管道，及时排出山体渗水、积水，也能够降低坑道功能间氡的浓度。

4 结论

坑道的氡会对人员的身体健康造成一定的危害，针对南部沿海某坑道氡浓度水平的实际水平，结合坑道降氡的常用措施，本文提出了减少人员停留时间、加大新风注入量、通风系统改造、活性炭吸附、复合型降氡装置、封闭夹壁层岩体裂隙、清除山体渗水和积水多种技术相结合的降氡方法，对有效降低坑道的氡浓度水平具有重要的实际参考价值。