室内建筑装饰装修材料与健康

目录：6. 室内空气中的氡及其对健康的危害第一节人类接受的辐射剂量有一半来自氡及其子体第二节对氡危害认识的历史第三节氡的来源第四节常用辐射剂量单位和描述氡及其子体的特定单位第五节通用氡的测量方法第六节室内氡浓度标准的演变第七节室内、外空气中的氡浓度水平第八节矿井空气中的氡暴露与矿工肺癌关系研究第九节居室空气中的氡暴露与居民肺癌关系研究第十节降低室内氡浓度的措施思考题重要参考文献6. 室内空气中的氡及其对健康的危害氡是人类生存环境中天然存在的一种惰性放射性气体。

近年来发现这种放射性气体及其衰变产物，被人体吸入后，会引起肺癌发病率的增加，因此引起了人们的广泛关注，竞相开始了对氡及其子体对健康影响的研究。

这里将对氡及其子体的基本知识、对人类健康的影响做简要介绍。

第一节人类接受的辐射剂量有一半来自氡及其子体空气中的氡是一种天然存在的放射性气体。

要了解吸入氡对人类健康产生的影响，首先要对放射性对健康的影响做一简单介绍。

人类接受的辐射一般可分为两大类：电离辐射与非电离辐射。

电离辐射，顾名思义是指可以引起物质电离的辐射，这包括各种各样的放射性物质产生的辐射以及各种射线装置产生的辐射，一般称为线或粒子，如X射线，γ射线（也有的称为丙种射线），宇宙线，β射线（也称β粒子）α射线（也称α粒子），中子及其它重粒子。

非电离辐射是指不能引起物质电离的辐射，一般称为波，如电磁波，超声波，微波等。

从对人体的危害，电离辐射要大于非电离辐射。

本书只讨论电离辐射方面的问题。

产生电离辐射的放射性一般有两大类：一为天然放射性，一为人工放射性。

天然放射性是指自然存在的放射性，自地球诞生时起就存在，广泛存在于包括人体在内的各种环境介质之中。

人工放射性是指由于科学技术的进步，由人类活动而产生的放射性，其中具有不同半衰期的放射性核素就有2000多种，还有不同类型的射线装置。

核爆炸产生的多种放射性核素，反应堆（包括核电站）生成的各种裂变产物等都属于人工放射性。

在正常情况下，人体接受的来自电离辐射的剂量大部分都来自天然放射性。

这种情况可见表1。

表 1 2000年世界范围每人接受的年有效剂量来源有效剂量（mSv）范围或趋势天然本底 2.4 范围是1-10 mSv，部分人群会达10-20 mSv。

医疗诊断0.4 范围是0.04-1.0 mSv.大气核核试验0.005 1963年最高为0.15 mSv。

北半球高于南半球。

切尔诺贝利事故0.002 1986年最高为0.04 mSv。

临近地区较高。

核电站0.0002 随核电站数目的增加会升高，随改进设计会降低。

由表1可以看出，人类接受的天然辐射剂量约占总接受总剂量的85%。

这其中来自氡的暴露又占相当一部分。

这种情况可见表2。

表2 平均天然辐射剂量来源世界平均年有效剂量（mSv）范围外暴露宇宙线0.4 0.3-1.0, 海拔高度越高，数值越大。

地球 射线0.5 0.3-0.6, 由土壤和建材中放射性核素含量决定。

内暴露吸入（主要是氡） 1.2 0.2-10, 由室内氡累积程度决定。

食入0.3 0.2-0.8, 由食物和饮水中放射性核素含量决定。

总计 2.4从表2可以看出，在人类接受的来自天然辐射的2.4 mSv有效剂量当中，约有一半，即1.2 mSv 来自吸入氡及其短寿命子体。

可见氡及其短寿命子体对人类的健康是多么重要了。

因此有必要对空气中的氡及其子体来源、进入身体的途径、可能对人体造成的危害等方面做进一步的研究和讨论。

放射性对健康的影响可分为确定性效应和随机性效应两大类。

顾名思义，确定性效应就是肯定会发生的效应。

即当人体接受的辐射剂量超过一定量值（剂量阈值）时，人体肯定会发生的反应。

反应的严重程度与接受的剂量有关。

临床症状有乏力、脱发、牙龈出血、性欲降低、白细胞数降低、皮肤红斑，直至不同程度的放射病，死亡。

受照个人的随机效应是随机发生的。

个人接受的辐射剂量虽然没有达到阈值，但对健康也会产生影响，这种影响主要表现为人体不同部位癌症发病率的增加。

对随机性效应而言，在辐射剂量没有达到阈值的情况下，效应概率随接受剂量的增加而升高，但效应的严重程度与初始剂量无关。

日本放射线影响研究所根据对日本原子弹受害者的调查结果，给出了核爆炸时受到2 Sv辐射剂量的个体与没有受到辐射剂量个体的调查结果比较（图1）。

图1 电离辐射引起人体癌症危险度增加情况由图1可以看出，人体接受电离辐射剂量后，确实可以引起恶性肿瘤和良性肿瘤发病率的增加，其中尤以白血病发病率增加得最多，约增加15倍（图1的右半部分）。

在恶性肿瘤中，直肠癌、胰腺癌与子宫癌基本与电离辐射无关，但其它部位的癌症都与电离辐射有关，尤其是白血病和多发骨髓瘤（图1的左半部分）。

所以应该认为，放射性对人类健康的影响，在随机效应方面，主要是引起各种癌症发病率的增加。

从现代辐射防护的观点来看，任何小剂量的电离辐射，对人体都是有害的。

所以人体接受的电离辐射应该保持在可以合理做到的最低水平。

第二节对氡危害认识的历史人类对空气中的氡及其子体会对健康产生危害的认识，来源于对矿工的调查。

因此，有必要对氡危害认识的历史，做一简要回顾。

欧洲的采矿史大约开始于15世纪。

16世纪初在德国萨克森州斯尼伯格（Schneeberger）地区，发现年轻矿工中肺部疾病死亡率很高。

在18和19世纪，随着银、钴、铜等开采量的增加，这种肺部疾病的死亡率也逐渐增加。

当时称这种病为“斯尼伯格肺病”，1879年确认为肺癌。

当时，斯尼伯格地区的矿工，75%死于肺癌。

最初认为，“斯尼伯格肺病”是由吸入金属粉尘引起的。

1898年，居里夫妇从亚西莫夫矿石（Jachymov ores）中提炼出镭（226Ra）和钋（210Po）。

随后氡（222Rn）被确认为镭衰变产生的惰性放射性气体。

测量证实斯尼伯格和亚西莫夫矿井空气中氡浓度很高。

20世纪初，报道了首批镭辐射引起的癌症（特别是皮肤癌）病例。

由此假定肺癌与矿井中的高氡浓度有关。

随后在斯尼伯格和亚希莫夫矿井中进行的较为准确的氡测量，支持了这一假说。

然而，氡是引起肺癌的病因，在当时并没有被普遍接受。

有人认为，肺癌是由于吸入有毒粉尘引起的。

有人认为，砷和其它污染物及健康状况不良是引起肺癌的主要原因。

这种情况与二十世纪八十年代，对我国云南锡矿矿工研究结果的解释，有类似之处。

20世纪40年代以后，出于军事目的，开始在比属刚果（扎伊尔），加拿大，美国科罗拉多，德国东部，法国等地，大规模开采和加工铀。

当时的铀矿开采很少注意工人的防护问题。

也很少有氡的监测数据。

在此期间，氡的剂量学研究和吸入氡可能产生的生物效应研究仍在继续。

但是，仅用吸入氡来解释肺癌发病情况的所有尝试都没有成功。

一直到1951年，贝乐（William F. Bale）提出氡的衰变产物可能是致病因素的想法，情况才有了改变。

贝乐指出：在与氡有关的危害评价中，看来完全忽略了一个极其重要的事实–在氡存在的大多数情况下，空气中还存在着氡衰变产生的子体产物，而其产生的辐射剂量，可能远远超过氡本身和在支气管内衰变形成的子体产物的辐射剂量。

哈雷（John Harley）用测量证实了矿井空气中存在着高浓度氡衰变子体产物。

在随后年代的研究中，给出了吸入氡子体所致支气管上皮细胞平均α剂量的定量估计，提出了肺剂量学模型。

1957年美国提出了空气中氡子体α潜能浓度的概念，并以工作水平（WL）来表示。

用此概念适于对矿工的氡子体暴露进行监测和评价。

同时美国完成了科罗拉多铀矿工健康状况与氡及其子体暴露关系的研究。

初步结果表明这些工人中的肺癌病例显著增加。

进入七十年代，八十年代，各国相续开展了矿井中高浓度氡及其子体暴露，与矿工肺癌关系的流行病学研究。

九十年代初，矿工研究基本告一段落。

通过大量流行病学资料证实，矿井中的高浓度氡及其子体暴露，确实可以引起矿工肺癌发病率的显著增加。

在对矿工进行的肺癌与氡暴露关系的流行病学调查后期，已开始了居室水平氡与肺癌关系的流行病学调查。

因为居室高浓度氡水平已与矿井的低浓度氡水平一致。

况且居室水平氡浓度暴露涉及的人群更大，更为人们所关心。

但由于居室水平氡浓度相对较低，混杂因素多，研究起来困难更大。

现在这一领域的调查研究已基本完成，已进入汇总分析阶段。

初步研究结果证明，居室水平氡浓度与肺癌之间正相关。

这将在后面详细谈到。

第三节氡的来源氡的原子序数是86，有三种同位素：222Rn, 220Rn, 219Rn，它们均来自三个天然放射性衰变系列（铀系中还有另外一种氡的同位素–218Rn，因其衰变分支比不到2%，且半衰期极短– 0.035秒，故忽略不计）。

氡是一种惰性气体。

在实验室条件下，具有形成化合物的微弱能力。

在0︒C时氡的密度为9.37g/L，在水中的溶解度为510cm3/L。

通常室内空气中每1018个原子中才有一个氡原子，所以它不能形成层。

自然界中的氡来自三个天然放射性衰变系列：铀系、钍系和锕系。

每个衰变系列中都涉及多种放射性核素，它们分别发出α、β或γ射线。

铀系中半衰期最长的核素是铀-238，半衰期45亿年。

如果地球的年龄为46亿年，则铀-238只经过了一个半衰期多一点。

所以地壳中还广泛存在着铀-238。

钍系中半衰期最长的核素是钍-232，半衰期140亿年。

从地球诞生到现在，钍-232只经过了不到三分之一个半衰期。

所以地壳中也广泛存在着钍-232。

锕系中寿命最长的核素是铀-235，半衰期7.04亿年。

从地球诞生到现在，已经经过了6.5个半衰期，所以地壳中铀-235的含量已经很少，仅为铀-238的百分之零点七。

所以可以说，自地球诞生时起大气中的氡就存在了。

铀系铀系是人们最关心的一种天然放射性衰变系列，因为此系列中包括有对人类健康至为重要的氡及其衰变子体。

它们广泛存在于空气之中。

如前所述，在一般情况下，人们接受的辐射剂量，有一半来自这些核素。

铀系的第一个放射性衰变核素是铀-238（238U），半衰期为45亿年，广泛存在于地壳之中。

它发射α射线后变为钍-234（234Th），234Th经β衰变成为镤-234m (234m Pa)，再经β衰变成为铀-234（234U）。

在自然界中，铀-238与铀-234一般总是处于平衡状态，因为它们中间的两个核素–钍-234和镤-234m半衰期都很短。

但是由于环境中核素转移传输不同，在土壤与河流、海洋中的相对组成可能会有差别。

铀-234半衰期25万年，经α衰变成为钍-230（230Th），其半衰期为8万年。

再经α衰变成为镭-226（226Ra），半衰期1620年，这就是居里夫人在二十世纪初发现的镭元素。

镭-226经α衰变生成氡-222（222Rn），半衰期3.82天。

因为氡-222在正常情况下是气态，它会从土壤中跑到空气中来，从而被人体吸入造成危害。

接下来的四种衰变子体，半衰期都较短。