南宁市大气气溶胶总α、总β放射性活度的测定

黄璐璐 莫达松 潘扬昌 谢安杰 梁勇 苏云鹏

（广西分析测试研究中心，广西 南宁 530022）

【摘 要】为初步探究南宁市环境空气放射性水平，文章对2015年南宁市大气气溶胶中总α、总β放射性进行测定，分析其浓度变化规律。结果表明：2015年南宁市大气气溶胶中总α、总β放射性水平整体情况良好，总α、总β放射性含量随月份及季节变化不大，其比值K为常数，趋于稳定。

【关键词】大气气溶胶；总α放射性；总β放射性

【中图分类号】TL751 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2016）07-0137-03

环境空气中放射性气溶胶主要是通过吸入途径进入人体，经过沉积、滞留、转移、排出等过程放射出α粒子、β粒子等，对人体产生内照射并具有较大的毒性，造成骨髓、肝、肾、甲状腺等靶器官明显损伤，引起造血障碍、病理性骨折等。它在空气中停留时间长，对环境和人类都会产生危害[1]。放射性气溶胶造成的大气放射性污染问题日益受到人们的关注，大气气溶胶放射性已成为各地辐射监测项目之一。

目前，大气环境放射性监测方法包括大气氡监测、气溶胶监测、沉降物监测、降水监测等，其中要以监测气溶胶中总α、总β放射性活度更直接地反映大气放射性污染的情况，其中α-β比值法相对其他监测方法而言，更为简单、方便、直观[2]。α-β比值法是基于以下的原理建立：一般空气中的Rn、Th子体基本是处于平衡状态，因此在采样过程中其在气溶胶内的浓度保持不变，经过一段时间的累积取样后，样品中的总β和总α放射性比值K为常数。本文采用α-β比值法对2015年南宁市大气气溶胶中总α、总β放射性进行监测，分析其浓度变化规律，并计算总β和总α放射性比值K，初步探究南宁市环境空气放射性水平。

1 样品来源及检测

1.1 主要仪器

TH-150C智能中流量空气总悬浮微粒采样器（武汉市天虹仪表有限责任公司）：流量范围为80～120 L/min，流量准确度为±2.5%，稳定性为±3%；具有流量调节、恒温、恒流控制装置及流量、压力及温度探头。

CLB-104型低本底α/β检测仪（北京康科洛电子有限公司）：本底计数率为α≤0.001 7 cpm·cm-2，β≤0.035 4 cpm·cm-2；四通道探测效率：α均为86.4%，β为52.4%（第1，2通道）和51.8%（第3，4通道）。

所用仪器均定期校准及进行自校。

1.2 标准及试剂

α标准源：241 Am（比活度為10.6 Bq/g）。

β标准源：40 KCl（比活度为14.1 Bq/g）。

玻璃纤维滤膜：武汉市天虹仪表有限责任公司。

1.3 样品采集方法

选择南宁市广西测试研究中心办公楼楼顶作为采样地点，该采样点电力稳定可靠，方便样品的采集。根据国家标准《环境空气质量手工监测技术规范（HJ/T 194—2005）》[3]采样要求进行，采样点四周开阔，无树木、建筑物的影响。每个月连续5 d采集样品。每天采集样品时间设为20 h，采样流量为100 L/min，采样体积为120 m3，记录采样气温、气压等气象参数。使用玻璃纤维滤膜采样，具有高收集效率及较小的埋藏损失。每一次样品采集结束后，均仔细检查滤膜，若有破裂或上尘边缘不清晰的现象，将该样品膜作废并重新采样，以保证样品采集的准确性和有效性。2015年全年总共采集有效样品60个。

1.4 样品前处理及检测

环境空气中的放射性检测很容易受到空气中短寿命的Rn、Th子体的影响，而样品放置时间的长短会影响检测的准确性。因此通常采用衰变法，将采好样的样品滤膜放入密封袋，置于空干燥器中保存一周，使短寿命的Rn、Th子体衰变完全，放射性达到稳定后再进行测量[4]。气溶胶在滤纸上具有一定的自吸收，但从理论上可以忽略不计，近似的认为样品在滤膜上分布均匀，为了与检测样品盘大小一致，将样品滤膜剪成直径约55 mm的小圆片，待测量[5]。将处理后的样品放入样品盘，使用低本底α/β检测仪进行检测，取样体积设为120 m3，采样误差为5%。每个样品检测次数为6次，每次测量时间为1 800 s，总测量时间为180 min。

2 结果与讨论

2.1 南宁市大气气溶胶总α、总β放射性全年监测结果

2015年南宁市大气气溶胶总α、总β放射性的监测结果见表1。从2015年的监测情况来看，总α、总β放射性含量均较低，总α放射性浓度范围为0.10～0.41 mBq/cm3，年平均值含量为0.23 mBq/cm3，总β放射性浓度范围为0.13～0.50 mBq/cm3，年平均值含量为0.26 mBq/cm3，总β和总α比值K在0.53～3.11范围内波动，从1～12月份月均值来看，比值K变化不大，波动范围为0.95～1.44，最大值出现在5月份，最小值出现在3月份，年平均值为1.17。

2.2 总α、总β放射性随月份变化规律

通过图1可以看出，总α、总β放射性含量随月份变化趋势平缓，仅在0.16～0.32 mBq/cm3浮动，且两者含量相近，总α、总β放射性最低值出现在10月份，总α最大值发生在12月，总β最大值发生在11月，很可能与这几个月冷暖空气频繁交替有关。

2.3 总α、总β放射性随季节变化规律

一般而言，大气气溶胶放射性浓度会受到季节、气象等多种自然因素影响。为了探究大气气溶胶放射性浓度随季节变化规律，对监测数据按照季节进行分组分析。通过表2可知，南宁市大气气溶胶总α、总β放射性随季节变化情况不是很明显，春、夏、秋、冬4个季节的总α、总β放射性含量相差不大，总α分别为0.23、0.23、0.21、0.25，最大值发生在冬季；总β分别为0.25、0.28、0.26、0.26，最大值发生在夏季；总β和总α比值K分别为1.12，1.24，1.26，1.06，秋季相对较高，冬季最低，趋于一个常数。可见，大气气溶胶总α、总β放射性含量受季节影响较小。遗憾的是，本文仅仅从总α、总β放射性含量分析方面对南宁市大气气溶胶放射性进行初步的研究，气溶胶放射性与颗粒物（PM10、PM2.5）的关系、气象因素对其的影响及放射性中核素组分等还有待深入研究。

3 结论

2015年南宁市大气气溶胶中总α、总β放射性含量较低，放射性水平整体情况良好，属天然本底水平，总α、总β放射性含量随月份及季节变化不大，其比值K为常数，趋于稳定。通常情况下，大气气溶胶放射性受天然放射性与人工放射性核素共同影响，人工放射性核素气溶胶贡献很小[6]。人工放射性核素多会产生于核电站、核燃料加工等生产活动中，若此类场所发生放射性物质泄漏，将会对环境带来严重的放射性污染。广西核电站的建立，会对大气气溶胶放射性带来潜在的影响，可能会引起人工放射性核素污染。一旦空气中发生总β和总α放射性污染时，比值K就会发生变化，出现异常值[2]。依据α-β比值法可以初步掌握放射性污染情况，建立放射性应急方法，为放射性应急事故提供快速有效的判断依据。

参 考 文 献

[1]林莉君，陈海燊.放射性气溶胶的净化[J].工业安全与环保，2009，35（2）：1-3.

[2]李德平，潘自强.辐射防护手册（第二分册）：辐射防护监测技术[M].北京：原子能出版社，1987：94-95.

[3]HJ/T 194—2005，环境空气质量手工监测技术规范[S].

[4]何华燊.环境空气中长寿命α放射性气溶胶浓度的测量

[J].辐射防护，1993，13（4）：303-307.

[5]高雪玲.大气气溶胶放射性活度初探[J].陕西环境，1997，4（4）：21-24.

[6]常印忠，王旭辉.西安地区大气环境气溶胶样品中放射性核素监测[J].核技术，2008，31（10）：796-800.

[责任编辑：陈泽琦]

【基金项目】本文系自治区直属公益性科研院所基本科研业务费专项，项目名称“南宁地区大气气溶胶总α、总β放射性水平研究”（项目编号：2014ACZ05）。

【作者简介】黄璐璐，女，广西分析测试研究中心工程师，从事化学分析与空气监测工作。