《環(huán)境空氣中氡的標準測量方法（征求意見(jiàn)稿）》編制說(shuō)明

1 項目背景

1.1 任務(wù)來(lái)源

      根據原國家環(huán)境保護總局 2007 年下達的國家標準制修訂計劃，浙江省輻射環(huán)境監測站承擔了 24 項國標的制修訂任務(wù)?！董h(huán)境空氣中氡的標準測量方法》（GB/T14582-1993）的修訂是此次國標制修訂任務(wù)的其中一項，此項任務(wù)的完成期限為 2008 年 12 月。項目編號為 1585。

      項目要求通過(guò)對現有的標準方法進(jìn)行系統調研，修訂《環(huán)境空氣中氡的標準測量方法》（GB/T 14582-1993），經(jīng)廣泛征求意見(jiàn)后進(jìn)一步修改，形成科學(xué)實(shí)用性、符合現實(shí)情況的新標準，即形成環(huán)境空氣中氡的標準測量方法國家標準送審稿。承擔單位為浙江省輻射環(huán)境監測站（輻射環(huán)境監測技術(shù)中心）。

1.2 工作過(guò)程

      2007 年任務(wù)下達后，編制單位成立標準編制組，開(kāi)展資料調研、專(zhuān)家咨詢(xún)、論證。2008 年形成征求意見(jiàn)稿，向全國各有關(guān)單位征求意見(jiàn)。根據反饋意見(jiàn)， 于 2010 年 1 月，形成送審稿；后又陸續收到中國輻射防護學(xué)會(huì )、中國核學(xué)會(huì )關(guān)于標準的修改意見(jiàn)，編制組根據修改意見(jiàn)進(jìn)行了修改。

      按照《國家環(huán)境保護標準“十三五”發(fā)展規劃》（環(huán)科技〔2017〕 49 號） 及輻射環(huán)境監測管理新要求，2019 年，編制單位重新組建標準編制組，對標準的修訂重新進(jìn)行了梳理。2020 年 3 月，標準編制組組織專(zhuān)家對征求意見(jiàn)稿進(jìn)行了函審，根據專(zhuān)家提出的意見(jiàn)，對標準進(jìn)一步修改完善，形成征求意見(jiàn)稿。

2 標準修訂的必要性分析

2.1 氡的危害

2.1.1 氡及氡子體的特性

      （1）氡的理化特性

      氡在標準狀態(tài)下是無(wú)色無(wú)味透明的單原子惰性氣體，密度為 9.73 kg/m³。當溫度下降到-65℃時(shí)變?yōu)橐后w，其密度為 5.7×103 kg/m³，汽化熱為 4325 cal/mol。溫度進(jìn)一步下降到-71℃時(shí)變成閃閃發(fā)光的橙黃色固體。

      氡是惰性氣體，不易發(fā)生化學(xué)反應。氡的半衰期為 3.825d，衰變時(shí)發(fā)射出能量為 5.49MeVα粒子。氡可溶解于水和多種液體中，也易溶于血液和脂肪中，還可溶解于橡膠中，其溶解因子（液體中與空氣中濃度之比值）與溫度、壓力有密切關(guān)系。同時(shí)氡容易被活性炭、粘土等多孔材料所吸附。

（2）氡子體性質(zhì)

      氡子體指的是鈾系中氡衰變后的幾個(gè)短壽命子體核素，鈾系的 ²¹⁸Po（鐳 A—RaA）、²¹⁴Pb（鐳 B—RaB）、²¹⁴Bi（鐳 C—RaC）、²¹⁴Po（鐳 C’—RaC’）。釷系中釷射氣衰變后產(chǎn)生的幾個(gè)短壽命子體稱(chēng)為釷射氣子體，錒射氣的短壽命子體稱(chēng)為錒射氣子體。由于釷射氣和錒射氣的半衰期較短，在空氣中積累的濃度有限，因此，人們比較關(guān)注的是氡及氡子體。

      氡子體的性質(zhì)與氡完全不同，他們是重金屬的固體微粒。氡衰變后新生成的²¹⁸Po 原子是一個(gè)能量約為 100 keV 的反沖核，在它與物體表面或凝聚核結合之前能自由存在一段時(shí)間，此時(shí)被稱(chēng)為未結合態(tài)氡子體。未結合態(tài)氡子體一般帶有正電，擴散能力較強，在空氣中存在的時(shí)間不長(cháng)，很容易與空氣中的凝聚核結合在一起而變成結合態(tài)氡子體。

      未結合態(tài)氡子體有很強的附著(zhù)能力，它們能牢固地附著(zhù)在物體的表面，此種現象叫做附壁效應（plate-out），也稱(chēng)淀積效應。當空氣流動(dòng)速度增大時(shí)，這種附壁效應更明顯，此種現象常用來(lái)降低局部空間的氡子體濃度。因此，只有在環(huán)境條件較穩定的情況下，空氣中氡與其子體有一定的比例關(guān)系。

（3）氡對人體的危害

      氡作為一種廣泛存在的天然輻射源，與其子體一起對人產(chǎn)生的輻射劑量，占天然輻射源產(chǎn)生的總輻射劑量中的 50%左右。氡的危害最早是在對鈾礦礦工的健康影響中顯現出來(lái)的，其記錄可以追溯到 16 世紀中歐厄爾士（Erz）山區一些礦工患有一種異常的致命的肺部疾病，當時(shí)稱(chēng)其為“施內貝格礦山病”，患者一般死于進(jìn)礦工作 15~25 年之后。1913 年阿恩斯坦（Arnstein，A.）將“施內貝格礦山病”確診為“初期肺癌”。1924 年路德維格（Ludweig，P.）和洛倫森（Lorenser， E.）報道施內貝格礦井空氣中氡濃度高達 15~570 kBq/m³，并認為是礦工高發(fā)肺癌的致癌因素。這個(gè)觀(guān)點(diǎn)在氡的輻射防護方面具有里程碑的意義。1951 年貝爾在美國聯(lián)邦政府公共衛生調查局的支持下調查了科羅拉多高原鈾礦井下輻射環(huán)境，提出礦工吸入含氡和氡子體的空氣后，肺部輻射劑量幾乎全部來(lái)自氡子體的α輻射貢獻。從此氡及氡子體的輻射防護得到了世界各國與國際組織的高度重視。

      氡也是導致居民肺癌發(fā)生的原因之一，是僅次于吸煙的誘發(fā)肺癌的第二大因素。自 20 世紀 70 年代末開(kāi)始，發(fā)達國家對環(huán)境氡特別是室內氡濃度水平進(jìn)行了大量的調查，美國國家科學(xué)院估計美國每年約 5000~20000 例肺癌死亡與氡有關(guān)。因此，1990 年以來(lái)各國都相繼制定了居室內氡的干預行動(dòng)水平，國際放射防護委員會(huì )（ICRP）65 號出版物《住宅和工作場(chǎng)所 222Rn 的防護》建議行動(dòng)水平在200~600Bq/m3。2005 年公布了一項關(guān)于歐洲 9 個(gè)國家的氡致肺癌危險研究，此項研究明確地證明了居室內高水平氡照射有導致肺癌的危險，而且在英國現行的行動(dòng)水平 200Bq/m3 以下，肺癌的危險仍在增長(cháng)，世界衛生組織（WHO）將氡及其子體列為 19 種致癌物質(zhì)之一。

2.2 相關(guān)環(huán)保標準和環(huán)保工作的需要

      為貫徹《中華人民共和國環(huán)境保護法》、《中華人民共和國放射性污染防治法》和《中華人民共和國核安全法》，加強環(huán)境質(zhì)量管理，監測氡對環(huán)境可能造成的污染，不斷規范環(huán)境空氣中氡的監測方法是十分必要和重要的。

      《環(huán)境空氣中氡的標準測量方法》（GB/T14582-1993）標準頒布實(shí)施已有20 余年，在實(shí)際工作中已發(fā)現有不適宜的地方。因此，需要對上述標準進(jìn)行修訂，使修訂后的標準主要技術(shù)內容科學(xué)、合理、可行，滿(mǎn)足現實(shí)監測要求。

      本項目的實(shí)施，可提高測量方法的準確性，對開(kāi)展環(huán)境監測工作具有十分重要的意義?？蓮V泛應用于環(huán)境監測、放射性污染源監測與評價(jià)等領(lǐng)域，以正確判斷和估計環(huán)境中氡濃度水平以及對人可能造成的危害，及時(shí)發(fā)現異常情況，以便采取安全措施，防止對居民造成有害影響，保證環(huán)境安全，有較高的環(huán)境效益和社會(huì )效益。

2.3 現行標準的實(shí)施情況和存在的問(wèn)題

      目前國內開(kāi)展氡測量的單位很多，采用的測量方法也很多，自發(fā)現氡以來(lái)， 隨著(zhù)人們對氡的認識的深入，以及對氡危害的日益重視，測氡的方法和儀器也在不斷完善和提高，但每種方法也都有其適用的范圍和局限性。環(huán)境中的溫度、濕度、氣壓及儀器的本底、靈敏度、響應時(shí)間等因素都會(huì )對測量結果造成影響。因此根據不同測量目的需選擇不同的測量方法。

      現行標準存在的問(wèn)題主要表現為以下幾個(gè)方面：

      （1）由于標準頒布實(shí)施時(shí)間過(guò)長(cháng)，在文字表述、編制格式等方面與國內現有標準編制要求有差距，有必要對標準的章節進(jìn)行合理安排，對內容進(jìn)行適當修改。

      （2）原標準中采用雙濾膜法、氣球法現在已極少使用，同時(shí)脈沖電離室法、靜電收集法和儀器在不斷完善和提高，并得到了廣泛的運用。

      （3）原標準中所列的測量方法描述過(guò)細，且該方法在現階段已被新的方法所取代。

      （4）原標準中缺少方法應用的選擇策略，根據不同的測量方法、目的和場(chǎng)所不同，應該要對測量方法有不同要求。

3 國內外相關(guān)標準情況

3.1 主要國家、地區及國際組織相關(guān)分析方法研究

      目前， 國際上關(guān)于氡的標準主要由 ISO11665 和 IEC61577 標準。其中ISO11665 標準系列提供了多種測量方法，并且提供了不同方法的選擇策略。該標準主要由 10 個(gè)部分組成，包括了瞬時(shí)測量法、累積測量方法、連續測量法等。

      對氡測量方法的現狀進(jìn)行的調研表明，至今為止，國內外已經(jīng)開(kāi)發(fā)出不少測量環(huán)境中氡及其子體的技術(shù)，主要有閃爍室法、α徑跡法、活性炭盒法、雙濾膜法、氣球法、電離室法、靜電收集法、駐極體法等。各種測量方法的比較見(jiàn)下表1。

表 3-1 氡的各種測量方法比較

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