居室内氡的化学性质、来源及对人体健康的危害
 

    自然界中氡的天然放射性同位素有²²²Rn²²⁰Rn²¹⁹Rn,分别来源于铀系、钍系和锕系三种主要天然放射性衰变系列。铀系和钍系都在自然界中广泛存在,由它们衰变出来的²²²Rn²²⁰Rn的半衰期分别为3.83d55.6s;锕系在自然界中含量很少,而且由它衰变的²¹⁹Rn的半衰期更短,只有3.96s,在空气中几乎显不出它的存在。因此,²²²Rn是低层大气中天然放射性气体的主要组分,在人们接受的来自天然辐射中大约50%是由氡及其短寿命衰变子体造成的。所以,²²²Rn及其子体的生物学危害已引起人们越来越广泛的重视。

    氡是自然界惟一的天然放射性惰性气体,它没有颜色,也没有任何气味。氡原子在空气中的衰变的产物被称为氡子体,为金属粒子。氡及其子体既有α辐射,也有βγ辐射,因此是αβγ的混合辐射源。常温下氡及子体在空气中能形成放射性气溶胶而污染空气,由于它们是无色无味的化学性质,很容易被人们忽视,但却容易被呼吸系统截留,并在局部区域不断累积。长期吸入高浓度氡最终可诱发肺癌。

    在标准状况下,氡的密度为9.96kg,是空气的7.7倍。它能溶解于水和多种液体,还能溶解于血液和脂肪,但是在人体内组织的溶解度很低,一旦脱离含氡气体的环境就可以很快经肺排出。人们进入氡浓度较高的环境中,约3040min其吸人与呼出的氡就能达到平衡;在离开此环境1h后,90%的氡可从呼出气排出。

氡子体却不同,它们是钋、铅、铋等金属粒子。²²²Rnα衰变以后,顺序生成的产物是²¹⁸Po(RaA)²¹⁴Pb(RaB)²¹⁴Bi(RaC)²¹⁴Po(RaC¹),它们的半衰期都较短,最后的产物是²¹⁰Pb,半衰期较长,为22.3年。所以,在研究氡及其子体对健康的危害时,一般主要考虑²²²Rn²¹⁸Po²¹⁴Pb²¹⁴Bi²¹⁴Po等。

    我国存在着严重的氡污染问题。1994年以来我国调查了14座城市的1524个写字楼和居室,空气中氡含量超过国家标准的占6.8%,氡含量最高的达到596Bq,是国家标准的6倍。有关部门曾对北京地区公共场所进行室内氡含量调查,发现室内氡含量最高值是室外的3.5倍。

    氡虽然都是由镭直接衰变而来的,但不同环境条件有不同的来源。例如,平房,室内氡主要来自地基下的岩石、土壤,构造带(特别是新构造带)以及镭水等;而对于三层以上楼房,氡则主要来自花岗岩等建材。室内环境中的氡可能还来自一些生活用品,例如水,特别是直接的地下水、煤气、燃煤、陶瓷制品和室外氡的侵入等,但它们都相对次要。下面具体来介绍室内氡的来源。

    (1)地基土壤中析出的氡  在地层深处含有铀、镭、钍的土壤、岩石中人们可以发现高浓度的氡。这些氡可以通过地层断裂带,进入土壤,并沿着地或者建筑物的裂缝、建筑材料结合处、管道入室的松动处扩散到室内。一般而言,这种来源的氡在低层住房室内含量高于高层的住房,如果有地下室,则地下室内氡及其子体的含量最高。

    (2)建筑材料中析出的氡  1982年联合国原子辐射效应科学委员会的报告中指出,建筑材料是室内氡的最主要来源,例如石块、花岗岩、黏土、砖瓦、水泥、再生水泥及石膏等含有镭的建筑材料,特别是含有放射性元素的天然石材。各种石材由于产地、地质结构和生成年代不同,其放射性也不同。国家质量技术监督局曾对市场上的天然石材进行了监督抽查,从检测结果看,其中花岗岩超标较多,放射性较高。我国某些用石煤渣制成的碳化砖建成的住宅中,室内的浓度高达300Bq以上,氡子体为0.066wL;而国内的一般住宅在不通风的情况下,氡和氡子体的浓度一般低于24300Bq0.0064WL

    (3)户外空气进入室内的氡  在室外空气中氡的辐射剂量是很低的,可是一旦进入室内,就会在室内大量地积聚。研究发现:室内的氡具有明显的季节变化,冬季最高,夏季最低。可见,室内通风状况直接决定了室内氡气的浓度,从而决定了其对人体危害的大小。

    (4)取暖和炊事时燃料的燃烧煤和气体燃料的燃烧均可以释放出一定量的氡;由于沉积在土壤中的氡子体可以被吸收进入植物体内,故烟草中也含有一定的氡子体,可以随吸烟进入体内或者污染室内环境。

发布日期:2017-07-17 

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