深圳市环境放射性异常带识别与影响因素分析

时劲松，邱国华，杜喜臣，李娜娜

（1.深圳市环保局核与辐射管理中心，广东 深圳 518049；2.核工业北京地质研究院，北京 100029）

深圳市环境放射性异常带识别与影响因素分析

时劲松1，邱国华2，杜喜臣2，李娜娜2

（1.深圳市环保局核与辐射管理中心，广东 深圳 518049；2.核工业北京地质研究院，北京 100029）

在环境放射性调查的基础上，结合地质环境特征分析，对深圳市环境放射性异常带进行识别，并对相关影响因素进行分析。研究结果表明，沿NE、NW向断裂带附近土壤氡活度浓度和花岗岩出露区岩石放射性核素含量较高，根据分析结果，识别出深圳市范围内主要有3条放射性异常带。

环境放射性调查；放射性异常带；氡

随着我国社会、经济、技术的高速发展，社会文明程度不断提高，城市规模的不断扩大，如何尽快统筹协调环境保护与城市规划两大系统工程，成为新的形势和发展的要求。环境保护是人类为解决现实的或潜在的环境问题，维护自身的存在与发展所进行的各种具体实践活动的总称；而天然环境状况的调查是环境保护的组成部分和重要基础。

深圳市是我国首个经济特区，地域经济发展迅猛，公众环保意识强，但同时又是我国天然放射性的偏高背景区。本文在环境放射性调查的基础上，结合地质环境特征，有针对性地开展深圳市环境放射性异常带识别与影响因素分析研究，可为城市规划以及不同地块的合理使用提供科学的基础数据，从而在发展经济的同时最大程度地保证公众健康和环境安全。

1 项目概况

深圳市地处广东省南部，珠江口东岸，东临大亚湾和大鹏湾，西濒珠江口和伶仃洋，辽阔海域连接南海及太平洋。深圳下辖6个行政区和光明新区，土地总面积为1 952.84 km2，2007年末常住人口861.55万。深圳市全境属珠江三角洲，地势东南高，西北低，多为低丘陵地，间以平缓的台地，西部沿海一带是滨海平原。北面和东北面多为山地和丘陵，重峦叠翠，有丰富的森林资源。东部和西部沿海地带有丰富的海产资源。全市共有大小河流160余条，分属东江、海湾和珠江口水系。深圳属亚热带海洋性气候，常年气候温和，雨量充沛，日照充足，年平均气温为22.3℃，年均日照2 060 h，年平均降雨量为1 948.6 mm，常年主导风向为东南风。

深圳市位于NE向莲花山大断裂南西段与EW向高要—惠来构造带中段的交汇处，经历了自加里东期以来长期的构造变动，不同时期、不同方向、不同作用方式的构造变动都留有痕迹，其中包括褶皱构造和断裂构造。深圳市的岩石可分为三大类：沉积岩、火成岩和变质岩。深圳市的土壤分为40个土种，归纳为18个土属，分属6个土类或亚类。

深圳市属天然放射性背景偏高区［1-7］，具体表现在：（1）花岗岩在深圳市分布广泛；（2）土壤氡背景偏高；（3）附近区域构造活动发育，等等。

2 研究方案

本研究采用资料调研与现场测量并重的方法，结合相关标准［8-12］，在综合分析和调研的基础上，对主要放射性异常带的成因及其影响因素进行探讨。具体技术方案包括：（1）深圳市环境放射性资料调研；（2）深圳市与环境放射性有关的地质特征（断裂、构造、岩性与矿产资源分布等）调研；（3）环境放射性异常带识别；（4）环境放射性异常带的实地测量；（5）对存在异常的地段进行放射性巡测；（6）环境放射性异常带影响因素分析；本项目研究技术路线如图1所示。

图1 环境放射性异常带识别与影响因素分析技术路线图Fig.1 Technical route for recognizing radioactive abnormal belt and analyzing influencing factors

3 放射性环境现状调查与分析

在资料调研和分析的基础上开展放射性环境现状调查，现状调查布点的原则为：根据深圳地质环境和本项目特点，突出重点，兼顾全面。2008～2009年，对可能存在异常的约70个监测点位开展现场测量，测点覆盖深圳市所有区。

3.1 测量仪器及方法

根据本项目研究目的和放射性环境的特点，现状调查与测量主要采用以下仪器和方法：

（1）γ辐射剂量率测量：γ辐射剂量率测量使用BH3103B X-γ辐射剂量率仪，测量时仪器探头离地面高度为1 m，每点对典型地段分别测量10次，取其平均值作为该点代表值。

（2）就地γ能谱测量：在测量环境陆地γ辐射剂量率的同时，同位布点，同步测定了土壤中天然放射性核素238U、232Th、40K和226Ra的含量。就地γ能谱测量使用FD3022型4道γ能谱仪进行，测量土壤、岩石中铀、钍、钾的放射性含量，测量形式为定点测量，测量时将仪器探头直立在比较平坦的基岩露头或地面上进行测量，测量时间为120 s。

（3）土壤氡浓度测量：使用FD-3017RaA测氡仪布点测量，与γ辐射剂量率同步测量。该仪器由抽气泵和测量操作台两部分组成，当氡气经干燥器被抽入筒后，在衰变时产生新的子体RaA（218Po），它在开始形成的瞬间是带正电的离子。本仪器采用加电场的方式对它进行收集，使RaA离子在电场作用下被收集在带负高压的金属收集片上。在经一段时间加电收集后，取出金属片放到操作台内，用金硅面半导体探测器测量RaA的α放射性。测量前首先用钢钎在地面打一个内径约2 cm，深约70 cm的小孔，放入取样器压实密封，抽取土壤中的氡气到容器中后仪器加高压测量，读取计数率，最后根据标定系数换算为土壤氡浓度。

（4）环境空气中氡浓度测量：使用FD216型测氡仪测量，空气中氡浓度测量位置为环境γ辐射剂量率、就地γ能谱测量、土壤氡浓度测量异常地段，测量时间为30 min。

（5）环境水体中氡浓度测量：使用RAD7电子氡气检测仪及其水测量附件（RAD H2O），对深圳市有代表性的水体进行监测，测量时间为30 min。

3.2 现状调查与测量结果

3.2.1 γ辐射剂量率

使用BH3103B X-γ辐射剂量率仪对深圳市放射性异常点的γ辐射剂量率进行测量，现状调查点实测结果表明：深圳市γ辐射剂量率测量没有发现明显异常。γ辐射剂量率平均值为 10.9×10-8Gy·h-1（扣除深圳市宇宙射线2.7×10-8Gy·h-1［13］）， 高 于 深 圳 市 及 广 东省的原野γ辐射剂量率平均值［13］。部分岩石裸露区γ辐射剂量率较高，变化范围从0.2×10-8Gy·h-1到 32.7×10-8Gy·h-1。 各监测点 γ 辐射剂量率分布情况如图2所示。

图2 深圳市γ辐射剂量率的频率分布图Fig.2 Frequency histogram of γ dose rate in Shenzhen City

由图2可见，深圳市的γ辐射剂量率集中在 （5～15）×10-8Gy·h-1之间，其中（7～9）×10-8Gy·h-1之间出现频率最高。

3.2.2 就地γ能谱测量

在测量环境陆地γ辐射剂量率的同时，使用FD3022型四道γ能谱仪同步测定了深圳市土壤中天然放射性核素的含量（表1）。

表1 深圳市就地γ能谱质量活度平均值统计表Table 1 Statistics ofγspectrum of average massic activity in Shenzhen City

由表1可知，深圳市238U、226Ra的平均质量活度低于广东省平均值，而232Th和40K平均质量活度则高于广东省平均值。各种核素含量与广东省平均水平相比，分别所占比例见图3。此外，有17个测点的外照射系数大于1；对于各种岩石表面而言，有1个测点的岩石外照射系数大于1，其使用应按照 《建筑材料放射性核素限量》［11］合理使用，避免核素含量超标的石材不合理用作建筑主体材料对公众造成额外附加照射。

图3 深圳市238U、232Th、226Ra和40K与广东省平均水平相比各占比例图Fig.3 The proportion of the massic activity of238U、232Th、226Ra and40K in Shenzhen City compared to Guangdong Province

3.2.3 土壤氡放射性活度浓度测量

本次放射性调查中，土壤中氡活度浓度测量使用的是FD-3017 RaA测氡仪布点测量。经土壤氡实地测量，深圳市土壤氡活度浓度范围为 0.2×103～175.4×103Bq·m-3， 平均值为27.8×103Bq·m-3。 测量结果表明， 深圳市土壤氡放射性活度浓度较高，多处异常呈带状分布。

根据 GB50325-2001（2006 年版）［12］中对土壤氡的划分规定，当土壤中氡活度浓度＞20 000 Bq·m-3且＜30 000 Bq·m-3时， 应采取建筑物底层地面抗开裂措施；当土壤中氡活度浓度≥30 000 Bq·m-3且＜50 000 Bq·m-3时， 除应采取建筑物底层地面抗开裂措施外，须按《地下工程防水技术规范》的一级防水要求，对基础进行处理；当土壤中氡浓度≥50 000 Bq·m-3时，应依据《新建底层住宅建筑设计与施工中氡控制导则》（GB/T17785-1999）采取综合建筑构造防氡措施。

据此标准，对土壤氡监测结果进行划分，详见图4。

图4 深圳市土壤氡活度浓度区域划分图Fig.4 Regional classification map of active concentration of soil radon in Shenzhen City

本研究解释的氡浓度高值区对于该区域合理开发利用具有指导意义，如在这些区域建设底层建筑物或地下工程时，应参照GB50325-2001（2006年版）中的要求相应采取建筑物底层地面抗开裂、防水等防氡措施。

3.2.4 空气中氡活度浓度测量

环境空气中氡活度浓度测量使用FD216型测氡仪，测量结果：深圳市室外空气氡活度浓度范围为 1.04～77.6 Bq·m-3， 平均值为 9.9 Bq·m-3。在空气氡活度浓度测量中，约17%测点的空气氡活度浓度高于广东省平均值［14］（广东省环境氡活度浓度本底室内为：19.0 Bq·m-3，室外为：15.4 Bq·m-3），具体分析见图5。

图5 深圳市空气氡活度浓度分布图Fig.5 Distributing map of the active concentration of air radon in Shenzhen City

3.2.5 水体中氡活度浓度测量

氡在水中具有一定的溶解度，不同水体中氡的活度浓度差异较大。地面水中氡活度浓度较低，而地下水中氡的活度浓度变化较为复杂，其富集程度主要取决于水循环过程中岩石内放射性物质的含量和岩石的射气系数等因素。由于各个地区的地质构造、岩石类型不同，其地下水中氡的活度浓度差异较大，一般流经变质岩、酸性侵入岩和喷发岩的裂隙水中氡的浓度较高，沉积岩地区水中氡的浓度较低。

环境水体中氡活度浓度测量使用RAD7电子氡气检测仪及其水测量附件（RADH2O），笔者主要选取了深圳市有代表性的水体进行监测。测量结果见表2。

表2 深圳市水体中氡活度浓度监测结果Table 2 Statistics of radon active concentration in water in Shenzhen City

4 深圳市环境放射性异常带识别

4.1 放射性异常带分析

深圳市地质环境特征呈现两大特点：（1）深圳市范围内（含郊区）断裂构造发育，这为深部气体向上运移提供了输运通道；（2）花岗岩体在深圳市内广泛分布。这两大特点预示着本区域范围内环境放射性背景偏高，放射性环境现状调查结果也与这一地质环境条件相吻合。

经对研究结果的综合分析，深圳市范围内放射性异常主要表现在：（1）沿NE、NW向断裂带附近土壤氡活度浓度普遍有增高现象；（2）花岗岩出露区岩石放射性核素含量较高，部分测点外照射系数大于1；（3）环境γ辐射剂量率测量，除花岗岩大面积裸露区域外，没有发现明显的异常区；（4）土壤中238U、232Th、226Ra和40K测量总体没有明显异常，与花岗岩风化相关的部分测点的核素含量较高。

4.2 放射性异常带识别

图6 深圳市环境放射性异常带分布图Fig.6 Distributing map of the radioactive abnormal belts in Shenzhen City

结合深圳市地质环境特征与放射性环境现状调查结果，进行综合分析与识别，深圳市范围内异常带主要有3条：（1）莲塘—坪山放射性异常带；（2）观澜放射性异常带；（3）公明放射性异常带。

本研究识别的放射性异常带分布如图6所示。

5 结 论

（1）本项目结合已经完成的环境放射性调查和地质环境特征进行分析研究，识别出3条放射性异常带。

（2）放射性调查表明：沿NE、NW向断裂带附近土壤氡浓度普遍高，花岗岩出露区岩石放射性核素含量较高。

（3）本研究的环境意义和社会经济效益体现在：①氡活度浓度高值区对于该区域合理开发利用有指导意义，如在这些区域建设底层建筑物或地下工程时，应参照相关标准和规范采取相应的防氡措施；②对于采石场放射性核素含量较高的石材，其使用应按照标准［11］中的要求合理使用，避免因不合理使用核素含量超标的石材作建筑主体材料而对公众造成额外附加照射。

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Recognition of radioactive abnormal belt and analysis of influencing factors in Shenzhen City

SHI Jin-song1， QIU Guo-hua2， DU Xi-chen2， LI Na-na2
（1.Nuclear and Radiation Management Centre of Shenzhen EPA， Shenzhen， Guangdong 518049，China； 2.Beijing Research Institute of Uranium Geology， Beijing 100029， China）

Based on the radioactive environmental investigation and analysis of characteristics of geological environment， radioactive abnormal belts in Shenzhen City were recognized， and the influencing factors are analyzed.The results show that there’s high soil radon concentration in NE and NW trending fracture zones and high radionuclide content in rock in granite outcroping area.According to the analysis result，three radioactive abnormal belts in Shenzhen City are recognized.

radioactive environmental investigation； radioactive abnormal belt； radon

TL75+1

A

1672-0636（2010）03-0182-05

10.3969/j.issn.1672-0636.2010.03.012

2009-11-30

深圳市环境科研课题资助项目（2007-8）

时劲松（1967—），男，吉林长春人，高级工程师，主要从事辐射环境管理与监测工作。E-mail：shjs99@tom.com