建筑室内氡污染研究进展

田蓉，刘迎云

南华大学环境保护与安全工程学院，湖南 衡阳 421001

建筑室内氡污染研究进展

田蓉，刘迎云*

南华大学环境保护与安全工程学院，湖南 衡阳 421001

为有效防护与控制建筑室内氡污染，从建筑室内氡污染现状、污染来源、对人体健康的影响及相关控制标准和防控措施等方面综述了国内外研究进展。结果表明：近年我国大部分城市或地区建筑室内氡污染水平呈上升趋势，主要受建筑材料和装修材料影响；国外建筑室内氡污染水平相差甚大，主要受地质影响。室内氡污染对人体具有强致癌风险，且与吸烟有协同效应。中国与北欧和北美地区针对室内氡污染问题均制定了一系列控制氡污染的标准及减排措施。通过对国内外建筑室内氡污染的研究总结，并根据我国目前存在的问题提出了进一步开展研究的建议。

室内；氡检测；空气污染

人的一生中约有80%的时间是在室内度过的，室内空气污染已经被国内外研究人员普遍关注[1-2]，自20世纪50年代德国斯尼伯格矿区发现铀矿开采工人肺癌发病率与井下空气中氡及其子体浓度存在一定的线性关系后，氡污染越来越引起人们的关注[3]。氡是一种无色、无味、化学性质极不活泼的惰性气体，可进一步衰变产生氡子体，曾被世界卫生组织(WHO)列为19种致癌物质之一[4]。目前国内外对环境中氡及其子体的调查研究，实际上是针对氡(222Rn)及其子体[3]。氡是由镭、钍衰变产生的一种天然的放射性气体，穿透性很强，易被呼吸系统截留，并可沉积在肺部，根据动物实验研究表明，氡的生物学效应表现为呼吸道肿瘤，肺纤维化和肺气肿[5]。国内外学者就室内氡污染水平、来源、健康效应及防控措施等进行了大量的调查研究。笔者对国内外建筑室内氡污染的研究进行了综述，并在此基础上提出建议，以期为进一步研究提供参考。

1 建筑室内氡污染现状

1.1 我国现状

20世纪80年代以来，国内学者开展了不同规模的氡污染调查研究。如卢志娟等[6-7]调查了我国30多年的室内氡浓度和我国特殊场所氡浓度的变化发现：21世纪以来我国室内平均氡浓度为46.1 Bqm3，较20世纪八九十年代分别上升了57%和42%；福建省、湖南省及平凉市、延安市等地区室内氡浓度水平普遍较高，西藏自治区、吉林省及合肥市、上海市等地区室内氡浓度较低，其主要与当地地质结构、土壤中镭浓度、住宅类型及居民生活习惯有关；此外地下建筑、窑洞和工矿附近建筑室内的氡浓度水平比普通建筑室内要高出数倍甚至数十倍。通过相关文献[8-30]的调研，总结了近年来我国部分城市和地区室内氡浓度水平(表1)。从表1可以看出，我国各地区室内氡浓度水平有明显不同，变化较大。

表1 我国室内空气氡浓度现状

1.2 国外现状

国外室内氡污染的研究主要集中在北欧和北美地区[31]。1989年国际原子能机构向各成员国政府建议开展“人类环境氡调查”的研究工作，世界卫生组织发起了一项“国际氡计划”活动，并在2005年1月于日内瓦进行了“国际氡计划”的第一次会议，旨在呼吁各国积极开展调查研究，减轻健康风险，提高公众意识，制定氡检测数据库等。之后世界各国积极展开调查，Chambers等[32]对众多国家的室内氡浓度现状进行了总结(表2)。

表2 国外室内氡污染现状[32]

2 建筑室内氡污染来源

2.1 我国建筑室内氡污染来源

根据我国学者开展的氡污染来源的大量研究，可将建筑室内氡的来源分为6类。

2.1.1 建筑物地基及周围表层土壤中的氡

土壤中的氡是低层建筑物中氡的主要来源，土壤中氡的平均浓度是大气中氡浓度的1 000倍以上[33]。据报道[34]，按世界平均水平计算，来源于建筑物地基及周围土壤的氡浓度约占室内氡浓度的60.4%。

2.1.2 建筑材料

氡是由镭核衰变产生的，装修材料中均含有不同程度的镭，来自建筑材料的氡占到室内氡浓度的19.5%[35]。对于高层楼房，室内氡主要来源于建筑、装饰材料[36]。阎国龙[37]研究发现，以放射性核素含量较高的粉煤灰和大理石等作为建筑装饰材料，室内氡浓度最高，粉煤灰砖墙体的室内氡浓度分别为钢筋混凝土建筑和黏土砖建筑的4.1和7.4倍，大理石地板装饰的房间室内氡浓度分别为瓷地板、水泥地板和木质地板的1.5、2.2和3.3倍。

2.1.3 家用燃气

主要是指含有较高浓度的铀、镭元素的天然气、液化石油气及煤层气等化石燃料。我国煤中铀浓度为(0.6～10.4)×10-6，当煤中铀浓度为2×10-6时，煤中可产生23.8 Bqkg的氡，而煤灰的放射性是煤的5～20倍[38]；天然气中氡浓度约为0～50 kBqm3[39]。

2.1.4 生活用水

氡微溶于水，水中释放的氡是室内氡的来源之一，约占室内氡浓度的1.8%[3]。宋刚等[40]研究了广东省温泉宾馆的氡浓度，发现使用温泉水的房间氡浓度高于使用自来水的房间，与未使用温泉水的房间相比，使用温泉水的房间浴室内平均氡浓度高出0.6～18.6倍，卧室内高出0.3～7.3倍。

2.1.5 室外空气中的氡

室外氡浓度和室内氡浓度之间具有直线相关关系，相关系数为0.72[36]。陈迪云等[41]对广东省下庄和南雄2个铀矿区大气中的氡进行了研究，发现广东省下庄和南雄铀矿区坑道上方的大气氡浓度高达14 800～20 500 Bqm3，废渣堆上方的大气氡浓度高达350～280 Bqm3，导致矿区附近的室内氡浓度是正常室内的7～8倍。

2.1.6 地下深部的氡

由于地质的作用，地壳形成许多断层和断裂等构造，而这些构造会成为氡扩散到地表的主要通道。如果建筑物地基建设在发育断层之上，地下深部的氡会通过这些通道进入到建筑物内[6]。

2.2 国外建筑室内氡污染来源

20世纪50年代，国外研究者从居民私井里发现了高浓度的氡；到70年代中期，在一些国家(如瑞典)发现建筑材料会释放出大量氡，这些材料主要来源于富含镭的岩石或铀尾矿；70年代末至80年代初，陆续发表了一些关于井水中氡释放研究的文章[42]。Nazaroff[43]研究指出土壤中释放的氡是室内氡的主要来源，除了地质因素外，影响氡释放的因素还包括风速、气压、相对湿度和降水等气象因素。Orlando等[44]发现从土壤中进入室内的氡与该地地质息息相关。Kemski等[45]证实：1)地下岩石或土壤当中的铀和镭释放出大量氡；2)大部分氡能从地下迁移到地面并释放出来。Appleton等[46]研究得出室内氡浓度的影响因素为：1)地下岩石的迁移运输能力以及土壤的渗透率和孔隙率；2)室内建筑结构及其通风和采暖功能；3)室外环境。

3 建筑室内氡污染对人体健康的影响

3.1 危害原理

杨鹤鸣等[3]在1991年提出对人体造成危害的是氡子体，而不是氡的观点。氡被吸入人体后，其中一部分衰变成子体附着在人的呼吸器官内，另一部分则通过呼吸器官又排回到环境中，一旦离开高氡环境，呼吸系统内氡浓度很快降低，而氡子体有较强的附着力，进入机体后，很快沉积在呼吸系统表面，特别是α辐射体，不仅能把潜在能量完全转移到器官表面，而且可形成很高的局部剂量当量。氡及其子体广泛分布在脂肪组织、神经系统、网状内皮系统和血液中，因氡及其子体具有很高的亲和力而对细胞造成损伤，最终诱发白血病、肺癌等[47]。

3.2 对人体健康的影响

3.2.1 肺癌和白血病

孙世荃等[48]总结了1972—1999年中国辐射防护研究院和云锡劳动保护研究所对云锡矿工肺癌研究成果发现：与吸烟和砷暴露相比，长时间氡暴露是云锡矿工肺癌高发的主要病因。吕慧敏等[49]采用单核细胞凝胶电泳和微核检测2种方法检测了60名窑洞居民(高氡暴露组)和45名普通住房居民(对照组)外周血淋巴细胞DNA的损伤及微核细胞发生率，结果表明：高氡暴露组外周血淋巴细胞DNA的损伤及微核细胞发生率高于对照组(P<0.05)，从分子水平的研究提供了氡及其子体致白血病的证据。

2010年世界卫生组织国际癌症研究中心公布的癌症排名单上，因氡污染致肺癌死亡的人数排名第三(21 000人)，仅次于白血病(21 840人)和淋巴癌(21 530人)[50]。英国健康保护署(HPA)[51]报告表明，英国每年有1 100人因氡致肺癌死亡，并发现氡是除吸烟以外致肺癌的最大杀手。Axelson等[52]对不同建筑材料住宅中居住的人群进行调查，发现居住或工作在水泥建筑等高氡环境下的人比居住在木制建筑或户外工作的人患急性粒细胞白血病(AML)的风险高2～3倍。

3.2.2 其他危害

据美国国家环境保护局(US EPA)估测，美国每年有21 000人因氡致肺癌死亡，并发现吸烟和氡污染具有协同效应[53]。Angell等[42]比较了同等环境下抽烟者与非抽烟者的健康风险(表3)。

同时性别差异也会影响患癌风险率[54]，1995—2004年，葡萄牙北部地区肺癌死亡人数为8 514人，同样氡浓度背景下男性占82%(6 988人)，女性仅占18%(1 526人)。

Marjan等[55]研究了室内高氡

暴露人群的外周血淋巴细胞，表明高氡暴露居民外周血淋巴细胞DNA的损伤随室内空气的氡水平增高具有剂量与效应的线性关系。

4 建筑室内氡的相关控制标准

4.1 我国的控制标准

为有效控制室内氡污染，相关主管部门制定了一系列室内氡浓度控制标准。目前我国对新建、扩建或改建的Ⅰ类民用建筑要求室内氡浓度不得高于200 Bqm3，Ⅱ类民用建筑室内氡浓度不得高于400 Bqm3[56](表4)。

表4 我国室内氡浓度相关控制标准

4.2 国外的控制标准

20世纪80年代起，美国、瑞典、英国等国进行了全国氡浓度水平调查及大量控氡方案研究，根据国际放射防护委员会(ICRP)建议书和各国国情，制定了建筑物室内氡防护标准[57](表5)，用以指导和规划氡污染的监测与治理工作。另外，英国于1998年发布了《室内氡补救措施导则》(BRE 1998)；美国于2006年发布了《低层建筑土壤活性减压排氡标准》(AARST 2006)，并于2007年发布了《低层建筑排氡设施安装标准规范》(AARST 2007)等[58]。

金益和等[59]对国内外室内氡浓度限值进行了对比分析，认为我国应该尽快制定职业环境室内氡浓度限值标准。尚兵等[60]建议将氡行动水平的单位由平衡当量浓度改为氡的实测浓度，以满足公众对氡浓度水平的理解。

表5 部分国家及组织氡防护标准

5 建筑室内氡污染的控制

对于民用建筑，我国学者多从旧住房和新建住房2个角度去考虑居室选址、装修选材、建筑施工、采暖和通风等问题，旨在将室内氡气排出去，阻止室外氡气进入。笔者拟从建筑室内氡污染来源的角度，总结国内建筑室内控氡措施。

(1)建筑物地基及其周围表层土壤中氡。堵塞或者密封氡从地基和周围土壤进入建筑内的所有通道、空隙，避免氡经过地基岩土、墙壁或地板等处进入室内，新建住房应正确选址，避免修建在工矿区等放射本底较高的污染区附近或者下风向位置。

(2)建筑材料。目前建筑和装修材料被认为是室内氡污染的主要来源，政府严格规范建材的生产和出售，对违反商加大惩罚力度。鼓励民众选择环保认证绿色建筑材料，或在建筑材料表面涂防氡材料。

(3)家用燃气。室内通风或排烟不当会使燃料中释放的氡迅速积聚，根据家用燃料的使用量，加强室内通风(自然通风和机械通风)，修建烟囱等，同时避免室内吸烟。

(4)生活用水。水对室内氡浓度的影响取决于水源、用水量、用水方式、房间大小和通风效果等[61]。钻井取水是我国农村居民的主要取水渠道，加强水质监测、加快水处理、改进取水方式并严格规范城乡生活用水质量将成为工作重点。

(5)室外空气。加强通风能降低室内氡浓度，许家昂等[62]研究发现，长期持续的有效通风可使室内氡平均水平由100～142 Bqm3降到18～41 Bqm3，达到降氡效果。但对于氡浓度本底较高的地区，加强通风反而会加速抬升室内氡浓度，故需考虑其他净化空气方式或者搬离该区域，避免对人体造成伤害。

(6)地下深部。地下深部氡对人体的直接影响小且缓慢，但从长远角度考虑，我国需加快此方面的研究。

与我国不同，国外防氡焦点不是集中于建筑材料上，而是将重点放在地表土壤和地下岩石等地质问题上，根据地区土壤和地质特征来决定该地是否需要采取减氡措施[42]。Clifford等[63]认为对室内小范围的氡检测已很难满足全国范围内的质量需求，应重视基于地质统计学和地质学的大范围防控处理。在挪威、瑞典、北爱尔兰、瑞士、比利时和美国等国已建立了氡检测地图，用不同颜色区分不同地质区的氡水平，并在网站上向全球公众开放。1990年美国建立了全国防氡行动周(NRAW)，允许公民建立测氡和防氡营业性公司，鼓励公众参与氡防护培训，积极向民众展示科研成果(氡检测地图和健康风险报告)，研发并出售氡检测试剂盒，公共场所制定氡污染应急预案等。

6 结论和建议

6.1 结论

(1)21世纪以来，我国氡浓度水平呈逐年上升的趋势；受地质影响，世界各国氡浓度水平差异甚大。

(2)国内外普遍承认室内氡浓度的主要污染源包括：建筑物地基及其周围土壤、建筑材料、家用燃料、生活用水、室外环境等。

(3)国内外研究发现，长时间暴露于高氡环境下会有强致癌风险，其与吸烟行为有协同效应。

(4)为有效控制室内氡污染，中国以及北欧和北美等地区先后制定了室内氡浓度控制标准和防氡减氡措施。国外在加强公众意识和创建氡检测数据库等方面明显优于国内，且国内防氡减氡措施仅停留在建议层面，缺乏相应法规约束市场，公民意识仍然相当淡薄。

6.2 建议

(1)公布检测信息。加快创建氡检测数据库和氡检测地图并公之于民。

(2)完善室内氡防控标准。综合考虑各地区自然环境特征、社会经济条件和科学技术基础，从氡污染源头、污染途径、污染受体等角度制定可操作性标准，全面控制。

(3)深入开展地基岩石和地下土壤等污染源研究以及氡与人体健康的关系研究。

(4)加强公众环保意识。公众场所应建立氡污染应急预案，组织开展氡防护知识培训以及研发小型家用型检测产品等。

(5)严格监督建材市场及建筑施工，加大惩罚力度。

(6)鼓励社会专业人士创立室内测氡和控氡营业性公司，但需严格审核其经营许可资格，加强监督其检测工作。

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Research Progress of Indoor Radon Pollution in Dwellings

TIAN Rong, LIU Yingyun

Environmental Protection and Safety Engineering College, University of South China, Hengyang 421001, China

In order to prevent and mitigate indoor radon pollution effectively in existing dwellings, the research progress at home and abroad was reviewed from the aspects of pollution status, polluting sources, effects on human health, related control standards and radon mitigation strategies, etc. It is shown that the levels of indoor radon pollution in dwellings of most cities and areas in China have been rising in recent years, mainly due to the building and decoration materials. There exist much different radon levels among foreign countries with different geologies. The indoor radon pollution in dwellings has strong carcinogenic effect on human body and has double risk with smoking. A series of indoor radon control standards and mitigation strategies have been established in China, North Europe and North America. Finally, researches of indoor radon pollution in dwellings at home and abroad were concluded and suggestions on further researches in indoor radon pollution were put forward.

indoor; radon detection; air pollution

田蓉，刘迎云.建筑室内氡污染研究进展[J].环境工程技术学报,2016,6(1):35-42.

TIAN R, LIU Y Y.Research progress of indoor radon pollution in dwellings[J].Journal of Environmental Engineering Technology,2016,6(1):35-42.

2015-07-28

田蓉(1992—)，女，硕士研究生，主要从事大气污染控制的研究，1475107075@qq.com

*责任作者:刘迎云(1964—)，女，教授，主要从事室内空气品质及空调节能的研究，596723835@qq.com

X591

1674-991X(2016)01-0035-08

10.3969j.issn.1674-991X.2016.01.006