中华放射医学与防护杂志  2024, Vol. 44 Issue (9): 771-775   PDF    
宁夏城市和农村室内氡浓度初步调查
董良1 , 武云云2 , 宋延超2 , 寇珊珊2 , 姬绪莉1 , 李鸿成1 , 王媚琳1     
1. 宁夏回族自治区疾病预防控制中心放射卫生科, 银川 750001;
2. 中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所 辐射防护与核应急中国疾病预防控制中心重点实验室, 北京 100088
[摘要] 目的 初步调查宁夏城市和农村室内氡浓度水平及季节变化。方法 2022年3月—2023年3月, 采用CR-39固体核迹径累积探测器, 根据宁夏行政区域划分及人口分布情况, 选择宁夏5个地级市22个县(区)的82户城市及61户农村典型住宅, 共计143户, 按照季节测量室内氡浓度, 每期测量3个月, 共4期, 测量时间为1年。结果 宁夏室内年均氡浓度中位数为88 Bq/m3, 范围为39~226 Bq/m3, 室内平均氡浓度<100 Bq/m3的测量点占全部调查点的69.9%, 所有调查点室内年均氡浓度均<300 Bq/m3。农村室内氡浓度均值明显高于城市(Z=5.85, P<0.05)。宁夏总体、城市和农村室内氡浓度随季节变化明显且呈秋冬季高, 春夏季低的特点(χ2=63.97、24.74、43.15, P<0.05)。结论 本次宁夏调查点室内氡浓度年均值均小于我国《室内空气质量标准》(GB/T 18883-2022)建议的参考水平300 Bq/m3
[关键词] 室内    氡浓度    固体核径迹探测器    城市    农村    
Preliminary investigation on indoor radon concentrations in urban and rural areas of Ningxia
Dong Liang1 , Wu Yunyun2 , Song Yanchao2 , Kou Shanshan2 , Ji Xuli1 , Li Hongcheng1 , Wang Meilin1     
1. Radiological Health Department, Ningxia Center for Diseases Prevention and Control, Yinchuan 750001, China;
2. Key Laboratory of Radiological Protection and Nuclear Emergency, China CDC, National Institute for Radiological Protection, Chinese Center for Disease Control and Prevention, Beijing 100088, China
[Abstract] Objective To investigate the indoor radon concentrations and to analyze their seasonal variations in urban and rural residential dwellings in Ningxia province. Methods From March 2022 to March 2023, based on the administrative region division and population distribution in Ningxia, a total of 143 typical residential dwellings, including 82 urban houses and 61 rural houses, were selected to measure indoor radon concentration by CR-39 solid nuclear track detectors for 1 year in Ningxia, with detectors changed every 3 months. Results The annual average indoor radon concentration in Ningxia was 88 Bq/m3, range 39-226 Bq/m3. The annual average indoor radon concentration was below 100 Bq/m3 for 69.9% of the measured dwellings, and below 300 Bq/m3 for all of surveyed dwellings. Indoor radon concentrations in rural areas were much higher than those in urban areas (Z=5.85, P < 0.05). Indoor radon concentration varied significantly with the seasons, higher in autumn and winter, but lower in spring and summer, in total (χ2=63.97, P= < 0.05), urban (χ2=24.74, P= < 0.05), and rural (χ2=43.15, P= < 0.05). Conclusion The annual average indoor radon concentrations in all the measured dwellings are below the reference level of 300 Bq/m3 recommended by Indoor Air Quality Standard (GB/T 18883-2022) in China.
[Key words] Indoor    Radon concentration    Solid nuclear track detectors    Urban    Rural    

氡(222Rn)是天然放射性铀系产生的一种放射性惰性气体,具有较强的迁移性,广泛存在于人类生活环境中。联合国原子辐射效应科学委员会(UNSCEAR)2006年报告估计,正常本底地区公众吸入氡及其子体所致年有效剂量约为1.15 mSv,约占天然辐射剂量的48%[1]。据估计全球有3%~14%的肺癌由室内氡导致[2-3]。我国《室内空气质量标准》(GB/T 18883-2022)建议室内氡浓度参考水平为300 Bq/m3[4]。近年研究表明,我国部分城市的室内氡水平呈增长趋势[5-6],特别是在我国严寒和寒冷地区的城市,室内氡水平增长较为突出[7]。宁夏地处西北地区,属于寒冷地区,同时,近年城乡居民的房屋结构、建筑材料以及生活方式发生了较大变化。但是,关于宁夏室内氡的报道非常有限。因此,本研究针对宁夏室内氡浓度开展调查,为该地区公众氡照射防护提供基础数据。

材料与方法

1. 调查对象:宁夏回族自治区面积6.64万km2,总人口728万,共设5个地级市,22个县(区),常住人口城镇化率为66.04%。本次调查根据行政区域及人口分布特点进行布点,按2022年宁夏常住人口1∶50 000人比例,参照宁夏城镇化率,城镇和农村3∶2比例,测量范围覆盖全部22个县(区),选择城市82户及农村61户典型住宅,共计143户。所涉及房屋类型包含砖混结构、钢筋混凝土结构,建筑年代范围为1990—2021年。

2. 布点原则:选择正常居住的房屋,每户房屋布放1个探测器、选择客厅、卧室或书房,探测器距墙壁>20 cm,防止220Rn干扰。布放点远离空调进风口、门口、窗口、通风口、风扇等“风口”,距门、窗或开孔的离1 m以上。高度均控制在房主呼吸的最佳高度处(0.5~1.5 m),布放时间为3个月,每季度更换1个批次,分4个季度开展调查工作。全部22个县(区)连续4个季度共计布放和回收572个探测器。调查时间为2022年3月至2023年3月。图 1为本项目探测器布点图。

图 1 探测器布点图 Figure 1 Locations of sampling detectors

3. 测量方法:采用中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所研制的LIH型固体径迹探测器累积测量氡浓度,探测器原理和结构详见文献[8]。固体径迹材料为日本FUKUVI公司生产的CR-39,将CR-39置于冰箱密封3个月,本底径迹密度为(25.8±5.8)径迹/cm2。在95%置信区间情况下,该探测器的探测下限为2.6 Bq/m3。探测器回收后塑料袋密封,尽快送回实验室进行蚀刻分析。CR-39采用6.25 mol/L的NaOH溶液80℃蚀刻8 h,然后冲洗、晾干,通过光学显微镜测读分析。

4. 质量控制措施:本次探测器的布放和回收由各区县疾病预防控制中心放射卫生工作人员配合完成。测量前制定了调查方案、技术手册并进行了相关培训,相关人员具备一定的基本理论知识,第一批次布点由项目负责人亲自示范。各区县疾病预防控制中心人员按照所在行政区域分布,结合居民自愿原则,选择能够积极配合完成4个批次布放的住户,保证了98% 以上的回收率。

本次调查所用探测器由中国计量院刻度,刻度系数为4.8径迹/cm2/(kBq/m3·h)。现场平行样的布放比例为10%,同时实验室预留2个本底探测器。探测器回收后2周内送回实验室处理分析,由中国疾病预防控制中心辐射防护与核安全医学所负责实验室测量,并实施质量控制。

5. 统计学处理:数据采用SPSS 25.0进行分析。采用Origin 2018及Arc Gis 10.8.1进行绘图。经检验数据不服从正态分布,氡浓度采用中位数、四分位数区间和分布范围表示。两组间和多组间比较均采用秩和检验。P<0.05为差异有统计学意义。

结果

1. 宁夏室内氡浓度水平:本次调查分4个批次有效布放572个探测器。结果显示,宁夏室内年均氡浓度中位数为88 Bq/m3,范围为39~226 Bq/m3,宁夏不同行政区的室内氡浓度见表 1

表 1 宁夏不同行政区居室内氡浓度(Bq/m3) Table 1 Indoor radon concentrations in different districts of Ningxia(Bq/m3)

本次共调查143户房屋,调查点室内氡浓度年均值均低于我国《室内空气质量标准》(GB/T 18883-2022)要求的参考水平300 Bq/m3[4],其中,低于世界卫生组织推荐的参考水平100 Bq/m3的点占全部调查点的69.9%。

2. 城市与农村室内氡浓度:表 2为宁夏城市与农村室内氡浓度测量结果,城市年均氡浓度中位数为73 Bq/m3,农村年均氡浓度中位数为103 Bq/m3。农村室内氡浓度均值明显高于城市室内氡浓度均值,差异有统计学意义(Z= 5.85,P<0.05)。

表 2 宁夏城市与农村室内氡浓度(Bq/m3) Table 2 Indoor radon concentrations in rural and urban areas in Ningxia (Bq/m3)

3. 室内氡浓度季节分布:本次调查分4个季度进行了城市和农村室内氡浓度测量。表 3为宁夏不同季节总体室内氡浓度测量结果,由表 3可知,宁夏总体4个季度室内氡浓度差异有统计学意义(χ2=63.97, P<0.05),秋冬季室内氡浓度较高,春夏季氡浓度相对偏低。图 2为城市和农村室内氡浓度随季节变化情况。由图 2可见,宁夏城市和农村不同季节的室内氡浓度差异均有统计学意义(χ2=24.74、43.15,P<0.05)。

表 3 宁夏不同季节室内氡浓度测量结果(Bq/m3) Table 3 Seasonal variation in indoor radon concentrations in Ningxia (Bq/m3)

注:城市四季比较,χ2=24.74,P<0.05;农村四季比较χ2=43.15,P<0.05 图 2 宁夏城市(A)和农村(B)室内氡浓度季节变化(Bq/m3) Figure 2 Seasonal variation in indoor radon concentrations in urban(A) and rural(B) of Ningxia(Bq/m3)

讨论

本次调查宁夏室内年均氡浓度中位数为88 Bq/m3,范围为39~226 Bq/m3,低于山西省部分地区(142.1 Bq/m3)[9],高于新疆(62.0 Bq/m3)[10]和西藏(47.8 Bq/m3)[11],与我国东北地区(88 Bq/m3)[12]、西安市(89.9 Bq/m3)[13]氡浓度水平接近。本次宁夏室内氡测量结果为1990年李占沧等[14]调查结果的8.1倍、是2004年德小明等[15]调查结果的1.3倍。可以看出,宁夏室内氡浓度与北方寒冷地区接近且上升趋势明显。主要原因是20世纪90年代宁夏居民建筑主要为土木结构和砖混楼房,近年宁夏城乡新建房屋较多,建筑结构多为砖混或钢筋混凝土,建筑材料和建筑结构的变化,不但增加了室内氡的来源,也导致房屋的密闭性增强。王喜元[16]通过实验模拟,得出建筑墙体材料对室内氡浓度影响结果为:加气混凝土>烧结砖块;地面材料影响结果为:瓷砖>水泥地>木地板。武云云等[17]研究表明,房屋的换气率随建筑年代增加而降低,其中银川市房屋的换气率在调查的5个城市中最低(0.15次/h)。

本次调查宁夏农村室内氡浓度明显高于城市室内氡浓度,农村室内氡浓度约为城市的1.3倍。分析其原因,目前宁夏农村房屋类型主要是平房,同时受房屋地基周围土壤和建筑材料的影响;城市的房屋类型大多数为高层建筑,主要受建筑材料的影响。王喜元[16]指出土壤氡是底层建筑物室内氡的主要来源之一,研究表明,土壤氡浓度与一层及平房室内氡浓度呈显著正相关,与二层室内氡呈弱相关性,与三层室内氡无相关性。因此,土壤氡是底层建筑物室内氡的主要来源。宁夏回族自治区核地质调查院对宁夏北部地区土壤氡开展了调查,该地区土壤氡浓度为18 212 Bq/m3[18],高于全国平均水平7 300 Bq/m3[16]。对于城市高层建筑,室内氡主要来源于建筑材料[19]。因此,本次调查宁夏农村室内氡浓度明显高于城市室内氡浓度。

本次研究表明,宁夏室内氡浓度随季节性变化明显,宁夏室内氡浓度均呈秋冬季高,春夏季低的特点。与北方部分地区室内氡浓度的季节变化趋势基本一致[6]。这与宁夏的气候以及人们的生活习惯密切相关。宁夏地处于寒冷地区,属温带大陆性干旱、半干旱气候,是典型的大陆性气候,具有冬寒长、夏热短、春暖快、秋凉早的特点。秋季和冬季气温较低,居民关窗时间较长,室内通风较差,换气率较低导致室内氡浓度聚集。春夏季节则气温相对较高,居民开窗通风频繁,导致室内氡浓度稀释。

由于经费和人力有限,本次调查样本量偏少,但是测量点覆盖了全部22个县区,开展了室内氡浓度累积1年的测量,可以反映目前宁夏的室内氡浓度水平及季节变化特点。本次调查可以看出,宁夏室内氡浓度相比20世纪90年代和21世纪初上升趋势明显。建议居民根据宁夏室内氡浓度水平及季节分布特征,有针对性开展宁夏室内氡照射防护措施。特别是冬季,在不影响正常生活的条件下,积极开窗通风,对于农村或城市采用自烧天然气或煤炭取暖的家庭,可适当增加开窗频率,每天2~3次,每次半个小时以内,通过持续适量的通风来保持室内氡浓度在较低水平,保护居民健康。

利益冲突  无

志谢 感谢住户的配合作者

贡献声明  董良负责数据分析、论文撰写和修改;武云云负责提出研究思路、设计研究方案、数据处理和论文修改;宋延超、寇珊珊负责实验室测量;姬绪莉、李鸿成、王媚琳负责室内空气氡浓度调查表信息采集、探测器布放和回收

参考文献
[1]
United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation. UNSCEAR 2006 report. Effects of ionizing radiation[R]. Vienna: UNSCEAR, 2006.
[2]
World Health Organization. WHO handbook on indoor radon: a public health perspective[M]. Geneva: WHO, 2009.
[3]
Lubin JH. Studies of radon and lung cancer in North America and China[J]. Radiat Prot Dosim, 2003, 104(4): 315-319. DOI:10.1093/oxfordjournals.rpd.a006194
[4]
国家卫生健康委员会. GB/T 18883-2022室内空气质量标准[S]. 北京: 中国标准出版社, 2022.
National Health Commission of the People's Republic of China. GB/T 18883-2022 Standards for indoor air quality[S]. Beijng: Standards Press of China, 2022.
[5]
尚兵, 崔宏星, 吴锦海, 等. 我国室内氡水平及影响因素的研究//第二次全国天然辐射照射与控制研讨会论文汇编[C]. 北京: 中国核学会, 中国环境科学学会, 2005: 31-32.
Shang B, Cui HX, Wu JH, et al. Study on indoor radon level and influence factor in China//The Second National Seminar on Natural Radiation and Control[C]. Beijing: Chinese Nuclear Society, Chinese Society for Environmental Sciences, 2005: 31-32.
[6]
王春红, 潘自强, 刘森林, 等. 我国部分地区居室氡浓度水平调查研究[J]. 辐射防护, 2014, 34(2): 65-73.
Wang CH, Pan ZQ, Liu SL, et al. Investigation on indoor radon levels in some parts of China[J]. Radiat Prot, 2014, 34(2): 65-73. DOI:10.3969/j.issn.1000-8187.2014.02.001
[7]
Su CX, Pan MY, Zhang YP, et al. Indoor exposure levels of radon in dwellings, schools, and offices in China from 2000 to 2020: a systematic review[J]. Indoor Air, 2022, 32(1): e12920. DOI:10.1111/INA.12920
[8]
武云云, 孙浩, 刘丹, 等. 深圳新建住宅室内氡水平及分布特征[J]. 中华放射医学与防护杂志, 2016, 36(7): 513-516.
Wu YY, Sun H, Liu D, et al. Levels and distribution of indoor radon concentrations in Shenzhen, China[J]. Chin J Radiol Med Prot, 2016, 36(7): 513-516. DOI:10.3760/cma.j.issn.0254-5098.2016.07.008
[9]
党英华, 于海洋, 李佳, 等. 山西省部分地区居民住宅室内氡浓度的测量[J]. 山西师范大学学报(自然科学版), 2014, 28(4): 48-50.
Dang YH, Yu HY, Li J, et al. Measurement of indoor radon concentration in the residence of part areas in Shanxi province[J]. J Shanxi Norm Univ (Nat Scie Edit), 2014, 28(4): 48-50. DOI:10.16207/j.cnki.1009-4490.2014.04.014
[10]
刁春娜. 新疆居室氡活度浓度水平调查[J]. 辐射防护通讯, 2020, 40(1): 30-34.
Diao CN. Indoor radon concentration level survey in Xinjiang[J]. Radiat Prot Bull, 2020, 40(1): 30-34. DOI:10.3969/j.issn.1004-6356.2020.01.007
[11]
王春红, 刘森林, 王晓峰, 等. 西藏居室内氡浓度调查及所致居民剂量估算[J]. 中国辐射卫生, 2020, 29(4): 366-369.
Wang CH, Liu SL, Wang XF, et al. Investigation on indoor radon concentrations in Tibet and dose assessment to residents[J]. Chin J Radiol Health, 2020, 29(4): 366-369. DOI:10.13491/j.issn.1004-714X.2020.04.011
[12]
武云云, 宋延超, 张庆召, 等. 我国东北地区室内氡浓度水平与变化趋势分析[J]. 中国辐射卫生, 2023, 32(2): 115-118, 130.
Wu YY, Song YC, Zhang QZ, et al. Indoor radon concentration and its changing trend in northeastern[J]. Chin J Radiol Health, 2023, 32(2): 115-118, 130. DOI:10.13491/j.issn.1004-714X.2023.02.005
[13]
景军波, 卢新卫, 李长卓, 等. 西安市室内空气氡浓度水平及人体辐射暴露研究[J]. 中国辐射卫生, 2015, 24(2): 167-169.
Jing JB, Lu XW, Li CZ, et al. Study indoor radon concentration levels and human radiation exposure in Xi'an city[J]. Chin J Radiol Health, 2015, 24(2): 167-169. DOI:10.13491/j.cnki.issn.1004-714x.2015.02.027
[14]
李占沧, 王永远, 崔志庆, 等. 宁夏回族自治区环境氡水平及其所致公众肺部剂量[J]. 中华放射医学与防护杂志, 1991, 11(1): 28-31.
Li ZC, Wang YY, Cui ZQ, et al. Level of environmental 222Rn and its daughters in Ningxia region[J]. Chin J Radiol Med Prot, 1991, 11(1): 28-31.
[15]
德小明, 刘宗杰, 杨参军, 等. 银川市26户居室内氡污染水平调查[J]. 宁夏医学院学报, 2004, 26(6): 402-403, 406. DOI: CNKI:SUN:XNXY.0.2004-06-004.
De XM, Liu ZJ. Yang CJ, et al. Study on the indoor pollution of radon in Yinchuan[J]. J Ningxia Med Coll, 2004, 26(6): 402-403, 406. DOI: CNKI:SUN:XNXY.0.2004-06-004.
[16]
王喜元. 中国室内氡研究[M]. 北京: 科学出版社, 2013.
Wang XY. Indoor radon research in China[M]. Beijjing: Science Press, 2013.
[17]
武云云, 张庆召, 宋延超, 等. 建筑节能设计对严寒和寒冷地区居室氡浓度和换气率的影响[J]. 中华放射医学与防护杂志, 2020, 40(12): 945-950.
Wu YY, Zhang QZ, Song YC, et al. Impact of energy-saving design of residential buildings on both indoor radon concentration and air exchange rate in severe-cold areas and cold areas[J]. Chin J Radiol Med Prot, 2020, 40(12): 945-950. DOI:10.3760/cma.j.issn.0254-5098.2020.12.009
[18]
赵德才, 窦志娟, 叶敏生, 等. 宁夏北部地区土壤氡浓度随季节变化规律研究[J]. 中国高新科技, 2023, 20: 111-113.
Zhao DC, Dou ZJ, Ye MS, et al. Research on seasonal variation of soil radon concentration in northern Ningxia[J]. China High-Tech, 2023, 20: 111-113. DOI:10.13535/j.cnki.10-1507/n.2023.20.38
[19]
Magalhaes MH, Amaralecs SI. Radon measurements in Rio de Janeiro// Rio de Janeiro: proceedings of Ⅱ international symposium on technologically enhanced natural radiation[C]. Vienna: LAEA, 2001: 334-339.