吳國(guó)輝

廣西三〇五核地質(zhì)大隊(duì)，廣西 柳州 545005

近年來(lái)，人居環(huán)境引起全世界的關(guān)注，人居環(huán)境可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)成為全球性的普遍綱領(lǐng)，而天然放射性輻射是衡量?jī)?yōu)質(zhì)人居環(huán)境的一項(xiàng)重要指標(biāo)［1］。天然輻射源包括宇宙射線和地球起源時(shí)就已形成的天然放射性核素。就劑量而言，主要的天然放射性核素包括238U、226Ra、232Th 和40K，這些核素廣泛存在于巖石、土壤等環(huán)境介質(zhì)中［2］。

風(fēng)景區(qū)的天然放射性輻射環(huán)境現(xiàn)狀研究一直是廣西輻射環(huán)境現(xiàn)狀調(diào)查工作的主要內(nèi)容之一。1958—1989 年，廣西三〇五核地質(zhì)大隊(duì)曾在廣西某風(fēng)景區(qū)周邊開(kāi)展了數(shù)次鈾礦地質(zhì)勘查工作，查明了該區(qū)范圍內(nèi)存在部分γ 異常點(diǎn)，并在風(fēng)景區(qū)周邊直線距離不足10 km 范圍內(nèi)，圈定了4 個(gè)鈾礦（化）點(diǎn)，其中3 個(gè)位于風(fēng)景區(qū)西北部，一個(gè)位于風(fēng)景區(qū)東南部。

受相關(guān)部門委托，筆者于2019 年5—10月帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)對(duì)該風(fēng)景區(qū)主要范圍內(nèi)的天然放射性輻射環(huán)境狀況、各環(huán)境要素（巖石、土壤、水體）中天然放射性輻射分布規(guī)律及輻射水平進(jìn)行了全面調(diào)查，獲得了大量的第一手資料，為風(fēng)景區(qū)的生態(tài)環(huán)境保護(hù)、輻射環(huán)境綜合治理和旅游發(fā)展規(guī)劃提供依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)沉積巖地層主要由寒武系（∈）、泥盆系（D）、石炭系（C）、二疊系（P）、三疊系（T）及第四系（Q）組成，巖性主要為石英閃長(zhǎng)巖、細(xì)中粒黑云母花崗巖、花崗斑巖、云煌巖。燕山—印支期及燕山期均見(jiàn)有巖漿巖出露。構(gòu)造以褶皺為主，斷裂次之，軸向NNW，核部為寒武系，巖層傾角較陡，組成緊密線狀的復(fù)式背斜。背斜的西翼及北西傾伏端，廣泛分布泥盆系、石炭系及二疊系。斷裂構(gòu)造主要呈NW 向，走向300°～330°，傾向NE，傾角35°～45°。

2 技術(shù)方法

2.1 儀器設(shè)備

此次野外調(diào)查工作使用的主要儀器為REN 5 00 A型χ/γ 輻射空氣吸收劑量率儀、FD216 型環(huán)境氡測(cè)量?jī)x和eTrex?209x 型手持GPS 衛(wèi)星定位儀。在野外工作前，筆者所使用的監(jiān)測(cè)儀器均送往上海市計(jì)量測(cè)試技術(shù)研究院華東國(guó)家計(jì)量測(cè)試中心進(jìn)行檢定，檢定結(jié)果均為合格。

2.2 “三性”檢查

筆者在野外工作期間，每天工作前后均對(duì)儀器進(jìn)行長(zhǎng)期穩(wěn)定性檢查。測(cè)量過(guò)程中，嚴(yán)格按規(guī)范要求檢查儀器的各項(xiàng)性能參數(shù)，確保儀器“三性”檢查達(dá)到規(guī)范要求。從檢查結(jié)果來(lái)看，REN500A 型χ/γ 輻射空氣吸收劑量率儀準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性及一致性均在允許誤差以內(nèi)（見(jiàn)表1）；FD216 型環(huán)境氡測(cè)量?jī)x短期穩(wěn)定性的最大誤差為-3.24%，長(zhǎng)期穩(wěn)定性的最大誤差為8.67%。儀器穩(wěn)定性符合《環(huán)境γ 輻射空氣吸收劑量率測(cè)量技術(shù)規(guī)范》（HJ1157-2021）、《鈾礦勘查氡及其子體測(cè)量規(guī)范》（EJ/T605-2018）、《表面氡析出率測(cè)定積累法》（EJ/T 979-95）要求。手持GPS 衛(wèi)星定位儀使用2000 國(guó)家大地坐標(biāo)系，根據(jù)當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)參數(shù)進(jìn)行校正。

表1 REN500A 型χ/γ 輻射空氣吸收劑量率儀“三性”檢查結(jié)果表

2.3 調(diào)查內(nèi)容與測(cè)點(diǎn)布置

此次天然放射性輻射環(huán)境調(diào)查，受風(fēng)景區(qū)場(chǎng)地限制，無(wú)法進(jìn)行全網(wǎng)格布點(diǎn)，筆者經(jīng)專家組建議采用自由網(wǎng)格的方式進(jìn)行調(diào)查。根據(jù)實(shí)地踏勘與以往數(shù)據(jù)資料，研究區(qū)被分為3 類。一是游客、風(fēng)景區(qū)工作人員長(zhǎng)時(shí)間駐留場(chǎng)所；二是構(gòu)造帶或地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜、巖性變化頻繁的區(qū)域；三是道路以及公眾很難到達(dá)區(qū)域。一、二類場(chǎng)所進(jìn)行重點(diǎn)監(jiān)測(cè)，適當(dāng)做加密處理；三類場(chǎng)所測(cè)點(diǎn)適當(dāng)做放稀處理。通過(guò)γ 輻射空氣吸收劑量率監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)環(huán)境中γ 輻射水平，筆者共調(diào)查完成γ 輻射空氣吸收劑量率測(cè)量點(diǎn)126個(gè)；通過(guò)取樣分析評(píng)價(jià)研究區(qū)內(nèi)巖石、土壤、水體中天然放射性核素的含量，采集樣品75 個(gè)，其中包括61 個(gè)固體樣（土壤、巖石），14 個(gè)水體樣；筆者通過(guò)環(huán)境空氣氡濃度、表面氡析出率監(jiān)測(cè)評(píng)價(jià)氡致放射性環(huán)境污染，完成了景區(qū)內(nèi)21 個(gè)主要景點(diǎn)的氡監(jiān)測(cè)工作。

2.4 測(cè)量及采樣方法

筆者在進(jìn)行γ輻射空氣吸收劑量率測(cè)量時(shí)，嚴(yán)格按《環(huán)境γ 輻射空氣吸收劑量率測(cè)量技術(shù)規(guī)范》（HJ1157-2021）要求進(jìn)行。測(cè)量時(shí)儀器探頭距離地面的高度為1 m 左右，讀數(shù)10 s/次，共測(cè)10 次，取平均值。

筆者在測(cè)量空氣中氡濃度與表面氡析出率時(shí)，嚴(yán)格按《鈾礦勘查氡及其子體測(cè)量規(guī)范》（EJ/T605-2018）、《表面氡析出率測(cè)定積累法》（EJ/T 979-95）要求進(jìn)行測(cè)量，環(huán)境參數(shù)（溫度、濕度等）符合規(guī)范要求。筆者在γ 輻射空氣吸收劑量率偏高地段布設(shè)空氣氡濃度測(cè)量點(diǎn)，基本測(cè)量和檢查測(cè)量均避開(kāi)雨天，在同等氣候條件、不同日期下使用同一儀器進(jìn)行。

筆者在進(jìn)行固體（土壤、巖石）樣采樣時(shí)，每個(gè)景點(diǎn)最少取3 個(gè)土壤（巖石）樣，根據(jù)γ輻射空氣吸收劑量率測(cè)量結(jié)果，在調(diào)查點(diǎn)數(shù)據(jù)最高處進(jìn)行取樣工作。巖塊以撿塊或刻線方式進(jìn)行取樣，土層取上層15 cm 厚度取2～3 kg土樣，固體樣主要分析項(xiàng)目為238U、226Ra、232Th、40K。

水體樣采樣方式原則上選取具有代表性樣品。風(fēng)景區(qū)水資源豐富，除景點(diǎn)取水樣外，筆者還對(duì)山腳支流進(jìn)行了取樣，現(xiàn)場(chǎng)取水量10 L并進(jìn)行標(biāo)記，樣品涵蓋整個(gè)研究區(qū)水環(huán)境。水樣取樣器為10%硝酸清洗的聚乙烯塑料桶，取得樣品后加濃硝酸至pH=1～2 時(shí)密封送檢。水樣主要分析項(xiàng)目為U、Th、226Ra、總α、總β。

3 輻射環(huán)境調(diào)查結(jié)果分析與評(píng)價(jià)

3.1 γ 輻射空氣吸收劑量率調(diào)查結(jié)果分析與評(píng)價(jià)

通過(guò)此次實(shí)測(cè)分析，可知研究區(qū)空氣中γ 輻射空氣吸收劑量率范圍為70nGy/h～300 nGy/h，平均值為130 nGy/h。其中測(cè)區(qū)γ 輻射空氣吸收劑量率數(shù)值主要集中在70 nGy/h～150 nGy/h 之間，占測(cè)點(diǎn)總數(shù)的77%；＞150 nGy/h 的測(cè)點(diǎn)數(shù)占總數(shù)的23%，偏高值主要分布于構(gòu)造帶中，未發(fā)現(xiàn)明顯引起γ 輻射空氣吸收劑量率增高的放射性源區(qū)。

因?yàn)槭艿讲贾脺y(cè)點(diǎn)時(shí)客觀條件的制約，局部測(cè)點(diǎn)呈現(xiàn)不均性，所以統(tǒng)計(jì)數(shù)值的代表性有所下降。此次監(jiān)測(cè)γ 輻射空氣吸收劑量率數(shù)據(jù)測(cè)點(diǎn)平均值為130 nGy/h，高于全國(guó)和世界平均值，屬于廣西地區(qū)高本底區(qū)域（見(jiàn)表2）。筆者認(rèn)為，環(huán)境本底輻射主要來(lái)自宇宙射線、地殼中天然輻射核素以及人類核能技術(shù)產(chǎn)生的人工電離輻射源。該風(fēng)景區(qū)海拔較高，受宇宙射線影響較大。項(xiàng)目開(kāi)展時(shí)，研究區(qū)處于雨季，空氣濕度高，土壤中增加的水分阻礙了氡的逸出過(guò)程，從而土壤建立了226Ra—222Rn 平衡，導(dǎo)致土壤中氡子體對(duì)γ 輻射劑量率的貢獻(xiàn)度增加。同時(shí)，研究區(qū)空氣中的222Rn 在發(fā)生衰變時(shí)產(chǎn)生的氡子體214Pb 和214Bi 兩種重金屬原子，它們?cè)诮涤曜饔孟卵杆倥c空氣中的氣溶膠顆粒結(jié)合沉降至地面形成富集。214Pb 和214Bi 在衰變時(shí)均放出γ 光子，進(jìn)一步增強(qiáng)了氡子體對(duì)γ輻射劑量率的貢獻(xiàn)度。

表2 研究區(qū)空氣中γ 輻射空氣吸收劑量率對(duì)照表

3.2 土壤（巖石）放射性核素含量分析與評(píng)價(jià)

此次調(diào)查共采取固體（土壤、巖石）樣61 個(gè)，經(jīng)實(shí)驗(yàn)室分析，得到238U、226Ra、232Th、40K 含量。筆者將結(jié)果與廣西地區(qū)以及全國(guó)土壤中放射性核素含量比對(duì)（見(jiàn)表3），可知研究區(qū)土壤（巖石）中238U 比活度平均值為46.30 Bq/kg，略低于廣西平均值，但比全國(guó)以及世界平均值高；226Ra、232Th 比活度平均值分別為21.76 Bq/kg、30.75 Bq/kg，結(jié)果遠(yuǎn)低于廣西、全國(guó)以及世界土壤中含量平均值；40K 比活度平均值為399.91 Bq/kg，略高于廣西平均值，但遠(yuǎn)低于全國(guó)以及世界平均值。

表3 研究區(qū)土壤天然放射性核素比活度對(duì)照表

根據(jù)《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB50325-2020），求得研究區(qū)內(nèi)照射指數(shù)為0.11，外照射指數(shù)為0.32，遠(yuǎn)低于國(guó)家對(duì)建筑材料的內(nèi)外照射指數(shù)的限值1。

3.3 水環(huán)境放射性污染調(diào)查結(jié)果分析與評(píng)價(jià)

按《生活飲用水衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》（GB5749-2006）、《地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》（GB3838-2002）和《輻射防護(hù)規(guī)定》（GB8703-88）中的規(guī)定，具體限定水體中放射性核素含量限值標(biāo)準(zhǔn)為：鈾（天然鈾），CU＜50 μg/L；釷（天然釷），CTh＜100 μg/L；226Ra（鐳）、CRa＜1.11 Bq/L。凡超過(guò)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)限值的水體均為超標(biāo)水或放射性水，禁止飲用。

按《輻射防護(hù)規(guī)定》（GB8703-88）總則中要求，可將水中放射性核素濃度按危險(xiǎn)性程度分5 級(jí)［5］（見(jiàn)表4）。

根據(jù)對(duì)研究區(qū)內(nèi)水環(huán)境放射性核素濃度調(diào)查統(tǒng)計(jì)結(jié)果，可知該區(qū)水體中鈾含量最高為0.3 μg/L，釷含量最高為0.18 μg/L，鐳含量最高為20 mBq/L。由表4 給定的核素濃度進(jìn)行危害分級(jí)，筆者認(rèn)為該區(qū)水體中的危害性分級(jí)屬于無(wú)危害性。

表4 研究區(qū)水體中反射性核素濃度危害程度分級(jí)表

筆者將結(jié)果與廣西地區(qū)水體這3 項(xiàng)范圍值做比對(duì)（見(jiàn)表5），除釷的最大值偏大外，鈾、鐳的值都相對(duì)偏小，總α、總β 也遠(yuǎn)低于廣西與全國(guó)數(shù)值。由此可見(jiàn)，研究區(qū)周邊水源未受放射性污染，水質(zhì)優(yōu)良。

表5 研究區(qū)水中天然放射性核素比活度對(duì)照表

3.4 氡致放射性環(huán)境污染調(diào)查結(jié)果分析與評(píng)價(jià)

自然環(huán)境空氣中氡濃度監(jiān)測(cè)是一個(gè)長(zhǎng)期的過(guò)程，此次數(shù)據(jù)只代表調(diào)查時(shí)風(fēng)景區(qū)空氣當(dāng)下的氡濃度水平。此次調(diào)查查明環(huán)境中空氣氡濃度數(shù)值在11.1 Bq/m3～165.3 Bq/m3之間，平均值為5 0.2 Bq/m3。其中數(shù)值范圍在11.1 Bq/m3～19.3 Bq/m3的測(cè)點(diǎn)數(shù)占總數(shù)的38%，數(shù)值范圍在30.8 Bq/m3～150 Bq/m3的測(cè)點(diǎn)數(shù)占總數(shù)的57%，數(shù)值＞150 Bq/m3的測(cè)點(diǎn)數(shù)占總數(shù)的4.7%。

根據(jù)《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB50325-2020）規(guī)定，室內(nèi)氡濃度限值為150Bq/m3，即此次調(diào)查監(jiān)測(cè)點(diǎn)數(shù)值偏高。筆者認(rèn)為，監(jiān)測(cè)點(diǎn)相對(duì)周邊環(huán)境地勢(shì)較低，且地處密林地帶，空氣流通緩慢，導(dǎo)致了氡濃度的數(shù)值偏高。經(jīng)調(diào)查，未發(fā)現(xiàn)明顯引起空氣氡濃度增高的放射性源區(qū)。

此次監(jiān)測(cè)土壤氡析出率數(shù)值在0.000 7 Bq/（m2.s）～0.097 6 Bq/（m2.s）之間，平均值為0.021 3 Bq/（m2.s）。根據(jù)《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB50325-2020）規(guī)定，當(dāng)民用建筑工程地點(diǎn)氡氣析出率＞0.05 Bq/（m2.s）且＜0.1 Bq/（m2.s）時(shí)，應(yīng)采取建筑物底層地面抗開(kāi)裂措施。此次調(diào)查中，發(fā)現(xiàn)了部分氡析出率超過(guò)限值的地點(diǎn)。在未來(lái)工作中，如該風(fēng)景區(qū)內(nèi)有新建設(shè)施計(jì)劃時(shí)，應(yīng)先進(jìn)行表面氡析出率或土壤中氡濃度的檢測(cè)。

4 應(yīng)用與建議

（1）風(fēng)景區(qū)內(nèi)的山脈、河流的天然放射性輻射基本處于安全水平，風(fēng)景區(qū)內(nèi)原有的各項(xiàng)旅游設(shè)施可正常使用。

（2）風(fēng)景區(qū)內(nèi)的天然放射性輻射雖然處于安全水平，但仍然有小規(guī)模點(diǎn)狀分布的天然放射性輻射偏高的地段。因此，相關(guān)部門在對(duì)該風(fēng)景區(qū)進(jìn)行新的發(fā)展規(guī)劃時(shí)，可參考此次調(diào)查的成果進(jìn)行科學(xué)的研究、論證。例如，天然放射性輻射偏高地段可先進(jìn)行治理后再使用，或?qū)⒃摰囟我?guī)劃為人員不能進(jìn)入的地段。

（3）風(fēng)景區(qū)周邊直線距離不足10 km 范圍內(nèi)有4 個(gè)鈾礦（化）點(diǎn)，但經(jīng)筆者調(diào)查，這些礦點(diǎn)的成礦構(gòu)造沒(méi)有延伸到該風(fēng)景區(qū)的范圍內(nèi)，即該風(fēng)景區(qū)基本沒(méi)有受到天然放射性輻射環(huán)境污染。

（4）該項(xiàng)目為廣西天然放射性環(huán)境調(diào)查試點(diǎn)項(xiàng)目。天然放射性元素參與地殼、大氣、水源變遷和動(dòng)植物生命活動(dòng)過(guò)程，正常的天然本底輻射照射不會(huì)影響人的健康。筆者在調(diào)查中發(fā)現(xiàn)，公眾普遍缺乏對(duì)輻射環(huán)境的正確認(rèn)識(shí)，下一步的工作應(yīng)通過(guò)綜合各相關(guān)單位的放射性資料，對(duì)廣西的放射性環(huán)境進(jìn)行劃分，對(duì)有可能受強(qiáng)放射性環(huán)境影響的區(qū)域開(kāi)展輻射調(diào)查工作，同時(shí)加強(qiáng)輻射環(huán)境的宣傳力度，提高公眾對(duì)輻射環(huán)境的防護(hù)意識(shí)，助力廣西生態(tài)文明和諧發(fā)展。

5 結(jié) 語(yǔ)

筆者根據(jù)廣西三〇五核地質(zhì)大隊(duì)在某風(fēng)景區(qū)天然放射性輻射現(xiàn)狀的調(diào)查結(jié)果，對(duì)研究區(qū)的天然放射性輻射現(xiàn)狀進(jìn)行綜合分析研究和評(píng)價(jià)。

（1）研究區(qū)土壤（巖石）中238U 比活度平均值為46.30 Bq/kg，略低于廣西全區(qū)平均值，但比全國(guó)以及世界平均值高；226Ra、232Th 比活度平均值分別為21.76 Bq/kg、30.75 Bq/kg均遠(yuǎn)低于廣西全區(qū)、全國(guó)以及世界土壤中含量平均值；40K 比活度平均值為399.91 Bq/kg，略高于廣西全區(qū)平均值，但遠(yuǎn)低于全國(guó)以及世界平均值。研究區(qū)土壤（巖石）238U、226Ra、232Th、40K 比活度均處于正常范圍內(nèi)，無(wú)危害。

（2）γ 輻射空氣吸收劑量率平均值為130 nGy/h，高于全國(guó)和世界平均值，屬于廣西全區(qū)高本底區(qū)域，γ 輻射空氣吸收劑量率范圍在240 nGy/h～300 nGy/h 之間。γ 輻射空氣吸收劑量率處于正常范圍，無(wú)危害。

（3）空氣氡濃度平均值為50.2 Bq/m3，遠(yuǎn)低于《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制標(biāo)準(zhǔn)》（GB50325-2020）的限值標(biāo)準(zhǔn)，無(wú)危害。

（4）研究區(qū)內(nèi)水體未受放射性污染，水質(zhì)優(yōu)良。

（5）研究區(qū)的外照射指數(shù)、內(nèi)照射指數(shù)平均值分別為0.32 和0.11，均遠(yuǎn)小于國(guó)家對(duì)建筑材料外照射指數(shù)的限值1。

由此可見(jiàn)，該風(fēng)景區(qū)此次調(diào)查區(qū)域的天然放射性輻射處于安全的水平。