背景随着我国国民经济的持续快速发展,我国地下水资源开发利用量增长迅速。2011年国土资源部公布的数据显示,全国657个城市中,有400多个城市以地下水为饮用水源,其中北方地区65%的生活用水来自地下水。我国农村生活用水的水源也以地下水为主,饮用地下水的人口占74.87%。氡溶解于水,水中氡的含量与水源类型密切相关。通常地表水中氡浓度较低,地下水由于受地质条件的作用,氡浓度明显高于地表水,其富集程度与水循环过程中所流经岩石及沉积物的U、Ra含量及射气指数有关。水中氡是氡照射的-个潜在的重要来源。一方面,水氡会随生活用水行为释放出来进入室内环境,室内环境中的氡及其衰变子体经由呼吸途径进入人体而产生辐射危害；另一方面,水氡还会通过饮水摄入人体,对消化器官及其他器官产生内照射危害。地下水是室内氡的重要来源。地下水氡已成为影响我国居民健康的潜在危险之一目的本课题针对我国生活用地下水开发利用的不断增加,初步调查典型城市生活用地下水氡水平和分布特征,研究地下水利用过程室内氡浓度及其子体变化和水氡转移系数。根据我国传统居室房屋大小与用水特点,利用室内区域模型模拟水氡向室内转移扩散,估算地下水氡释放对公众产生的剂量份额。针对本实验室新开发设计的水氡测量装置,进一步补充和完善了快速水氡现场测量方法,为我国水氡的控制提供基础资料和研究方法。方法(1)针对本实验室开发设计的水氡测量装置,研究主要技术参数、探测效率、探测下限、平衡时间及影响因素,对水氡测量装置进行刻度以及测量比对,对其可靠性进行验证和测量不确定度进行评定。(2)选择北京、内蒙古、宁夏、陕西、河南、辽宁和黑龙江共7个省(直辖市)的12个典型城市,采集生活用地下水,采用快速水氡测量方法,初步调查我国典型城市生活用地下水氡水平和分布特征。(3)利用温泉宾馆房间内的温泉水,通过测量水氡含量和淋浴前后室内氡浓度变化,研究水氡转移系数和地下水利用过程中室内氡及其子体浓度、平衡因子和氡子体结合状态的变化。根据Mckone提出的室内区域模型,针对我国传统居室房屋大小与用水特点,利用Matlab7.1软件模拟24小时室内不同区域水氡的转移扩散情况。(4)通过水氡转移系数、水氡浓度、室内氡子体平衡因子、室内停留时间、平衡当量氡浓度的剂量转换系数,从长期影响和短期暴露两方面估算生活用地下水氡释放所致的内照射剂量。结果(1)水氡测量装置250 ml样品的探测效率为2.14cpm/(Bq/L),探测下限为0.268 Bq/L。测氡仪泵流量采用0.25 L/min,氡浓度平衡时间为15 rmin,测量周期为5 min,测量时间为30min。刻度因子为0.90±0.01。水氡测量的合成扩展不确定度根据统计计数误差和刻度误差进行评定。该水氡测量装置与美国RAD7H2O测量装置进行了比对,两者测量结果的相对百分偏差范围为0.55%-5.7%,基本一致。(2)我国7个省(直辖市)的12个典型城市的生活用地下水中氡含量均值为11.8 Bq/L,范围为0.96-63.8 Bq/L。氡含量低于10 Bq/L的样品数占总样品数的60.3%。调查表明,37%的水样氡含量超过了美国EPA推荐的饮用水氡浓度限值11 Bq/L。(3)淋浴后卫生间的水氡转移系数均值为5.51×10-3,范围为1.78×10-3-1.29×10-2。淋浴后卧室内水氡转移系数均值为1.13×10-3,范围为8.57×10-4-1.69×10-3。淋浴20 min后,卫生间氡浓度是淋浴前的1.3-13.7倍,氡子体是淋浴前的1.4-11.3倍。淋浴后卫生间氡子体平衡因子F值呈先降低后升高的趋势,关闭淋浴后30 min内均值为0.15±0.05；关闭淋浴90 min后均值为0.51±0.17。淋浴后氡子体未结合态份额呈先升高后降低的趋势。关闭淋浴5 min后卫生间氡子体未结合态份额(fP)均值为0.101,关闭淋浴2h后氡子体未结合态份额为0.028。室内24 h不同区域水氡的转移扩散模拟表明,生活用地下水过程室内氡浓度受淋浴影响最大。居室停留时间直接影响居民生活用地下水所致的氡浓度暴露。(4)居室长期生活用地下水氡释放所致居民(成人)年有效剂量均值为0.312 mSv,范围为0.025-1.69 mSv；淋浴水氡释放所致的年有效剂量占居室长期生活用地下水氡释放所致剂量的42%。结论本课题通过开展生活用地下水氡浓度水平调查,建立了我国典型城市生活用地下水氡含量的基线数据。初步研究了生活用地下水氡对我国室内氡的影响及所致居民剂量贡献。结果表明,居民因长期生活用地下水氡释放所致的年有效剂量平均占我国天然辐射222Rn及其子体内照射剂量的20%。因此,我国地下水供水对室内氡的贡献及对居民健康影响值得重视。课题针对本实验室新开发设计的水氡测量装置,进一步补充和完善了快速水氡现场测量方法,为我国水氡的控制提供了研究方法。本研究所取得数据和结果可为我国环境天然放射性水平研究提供基础数据,为我国今后制定生活饮用水氡限值标准和水氡辐射危害评价提供科学依据。