廣西某風景區天然放射性輻射環境現狀調查與評價

吳國輝

廣西三〇五核地質大隊，廣西 柳州 545005

近年來，人居環境引起全世界的關注，人居環境可持續發展已經成為全球性的普遍綱領，而天然放射性輻射是衡量優質人居環境的一項重要指標［1］。天然輻射源包括宇宙射線和地球起源時就已形成的天然放射性核素。就劑量而言，主要的天然放射性核素包括238U、226Ra、232Th 和40K，這些核素廣泛存在于巖石、土壤等環境介質中［2］。

風景區的天然放射性輻射環境現狀研究一直是廣西輻射環境現狀調查工作的主要內容之一。1958—1989 年，廣西三〇五核地質大隊曾在廣西某風景區周邊開展了數次鈾礦地質勘查工作，查明了該區范圍內存在部分γ 異常點，并在風景區周邊直線距離不足10 km 范圍內，圈定了4 個鈾礦（化）點，其中3 個位于風景區西北部，一個位于風景區東南部。

受相關部門委托，筆者于2019 年5—10月帶領團隊對該風景區主要范圍內的天然放射性輻射環境狀況、各環境要素（巖石、土壤、水體）中天然放射性輻射分布規律及輻射水平進行了全面調查，獲得了大量的第一手資料，為風景區的生態環境保護、輻射環境綜合治理和旅游發展規劃提供依據。

1 研究區概況

研究區沉積巖地層主要由寒武系（∈）、泥盆系（D）、石炭系（C）、二疊系（P）、三疊系（T）及第四系（Q）組成，巖性主要為石英閃長巖、細中粒黑云母花崗巖、花崗斑巖、云煌巖。燕山—印支期及燕山期均見有巖漿巖出露。構造以褶皺為主，斷裂次之，軸向NNW，核部為寒武系，巖層傾角較陡，組成緊密線狀的復式背斜。背斜的西翼及北西傾伏端，廣泛分布泥盆系、石炭系及二疊系。斷裂構造主要呈NW 向，走向300°～330°，傾向NE，傾角35°～45°。

2 技術方法

2.1 儀器設備

此次野外調查工作使用的主要儀器為REN 5 00 A型χ/γ 輻射空氣吸收劑量率儀、FD216 型環境氡測量儀和eTrex?209x 型手持GPS 衛星定位儀。在野外工作前，筆者所使用的監測儀器均送往上海市計量測試技術研究院華東國家計量測試中心進行檢定，檢定結果均為合格。

2.2 “三性”檢查

筆者在野外工作期間，每天工作前后均對儀器進行長期穩定性檢查。測量過程中，嚴格按規范要求檢查儀器的各項性能參數，確保儀器“三性”檢查達到規范要求。從檢查結果來看，REN500A 型χ/γ 輻射空氣吸收劑量率儀準確性、穩定性及一致性均在允許誤差以內（見表1）；FD216 型環境氡測量儀短期穩定性的最大誤差為-3.24%，長期穩定性的最大誤差為8.67%。儀器穩定性符合《環境γ 輻射空氣吸收劑量率測量技術規范》（HJ1157-2021）、《鈾礦勘查氡及其子體測量規范》（EJ/T605-2018）、《表面氡析出率測定積累法》（EJ/T 979-95）要求。手持GPS 衛星定位儀使用2000 國家大地坐標系，根據當地坐標參數進行校正。

表1 REN500A 型χ/γ 輻射空氣吸收劑量率儀“三性”檢查結果表

2.3 調查內容與測點布置

此次天然放射性輻射環境調查，受風景區場地限制，無法進行全網格布點，筆者經專家組建議采用自由網格的方式進行調查。根據實地踏勘與以往數據資料，研究區被分為3 類。一是游客、風景區工作人員長時間駐留場所；二是構造帶或地質環境復雜、巖性變化頻繁的區域；三是道路以及公眾很難到達區域。一、二類場所進行重點監測，適當做加密處理；三類場所測點適當做放稀處理。通過γ 輻射空氣吸收劑量率監測評價環境中γ 輻射水平，筆者共調查完成γ 輻射空氣吸收劑量率測量點126個；通過取樣分析評價研究區內巖石、土壤、水體中天然放射性核素的含量，采集樣品75 個，其中包括61 個固體樣（土壤、巖石），14 個水體樣；筆者通過環境空氣氡濃度、表面氡析出率監測評價氡致放射性環境污染，完成了景區內21 個主要景點的氡監測工作。

2.4 測量及采樣方法

筆者在進行γ輻射空氣吸收劑量率測量時，嚴格按《環境γ 輻射空氣吸收劑量率測量技術規范》（HJ1157-2021）要求進行。測量時儀器探頭距離地面的高度為1 m 左右，讀數10 s/次，共測10 次，取平均值。

筆者在測量空氣中氡濃度與表面氡析出率時，嚴格按《鈾礦勘查氡及其子體測量規范》（EJ/T605-2018）、《表面氡析出率測定積累法》（EJ/T 979-95）要求進行測量，環境參數（溫度、濕度等）符合規范要求。筆者在γ 輻射空氣吸收劑量率偏高地段布設空氣氡濃度測量點，基本測量和檢查測量均避開雨天，在同等氣候條件、不同日期下使用同一儀器進行。

筆者在進行固體（土壤、巖石）樣采樣時，每個景點最少取3 個土壤（巖石）樣，根據γ輻射空氣吸收劑量率測量結果，在調查點數據最高處進行取樣工作。巖塊以撿塊或刻線方式進行取樣，土層取上層15 cm 厚度取2～3 kg土樣，固體樣主要分析項目為238U、226Ra、232Th、40K。

水體樣采樣方式原則上選取具有代表性樣品。風景區水資源豐富，除景點取水樣外，筆者還對山腳支流進行了取樣，現場取水量10 L并進行標記，樣品涵蓋整個研究區水環境。水樣取樣器為10%硝酸清洗的聚乙烯塑料桶，取得樣品后加濃硝酸至pH=1～2 時密封送檢。水樣主要分析項目為U、Th、226Ra、總α、總β。

3 輻射環境調查結果分析與評價

3.1 γ 輻射空氣吸收劑量率調查結果分析與評價

通過此次實測分析，可知研究區空氣中γ 輻射空氣吸收劑量率范圍為70nGy/h～300 nGy/h，平均值為130 nGy/h。其中測區γ 輻射空氣吸收劑量率數值主要集中在70 nGy/h～150 nGy/h 之間，占測點總數的77%；＞150 nGy/h 的測點數占總數的23%，偏高值主要分布于構造帶中，未發現明顯引起γ 輻射空氣吸收劑量率增高的放射性源區。

因為受到布置測點時客觀條件的制約，局部測點呈現不均性，所以統計數值的代表性有所下降。此次監測γ 輻射空氣吸收劑量率數據測點平均值為130 nGy/h，高于全國和世界平均值，屬于廣西地區高本底區域（見表2）。筆者認為，環境本底輻射主要來自宇宙射線、地殼中天然輻射核素以及人類核能技術產生的人工電離輻射源。該風景區海拔較高，受宇宙射線影響較大。項目開展時，研究區處于雨季，空氣濕度高，土壤中增加的水分阻礙了氡的逸出過程，從而土壤建立了226Ra—222Rn 平衡，導致土壤中氡子體對γ 輻射劑量率的貢獻度增加。同時，研究區空氣中的222Rn 在發生衰變時產生的氡子體214Pb 和214Bi 兩種重金屬原子，它們在降雨作用下迅速與空氣中的氣溶膠顆粒結合沉降至地面形成富集。214Pb 和214Bi 在衰變時均放出γ 光子，進一步增強了氡子體對γ輻射劑量率的貢獻度。

表2 研究區空氣中γ 輻射空氣吸收劑量率對照表

3.2 土壤（巖石）放射性核素含量分析與評價

此次調查共采取固體（土壤、巖石）樣61 個，經實驗室分析，得到238U、226Ra、232Th、40K 含量。筆者將結果與廣西地區以及全國土壤中放射性核素含量比對（見表3），可知研究區土壤（巖石）中238U 比活度平均值為46.30 Bq/kg，略低于廣西平均值，但比全國以及世界平均值高；226Ra、232Th 比活度平均值分別為21.76 Bq/kg、30.75 Bq/kg，結果遠低于廣西、全國以及世界土壤中含量平均值；40K 比活度平均值為399.91 Bq/kg，略高于廣西平均值，但遠低于全國以及世界平均值。

表3 研究區土壤天然放射性核素比活度對照表

根據《民用建筑工程室內環境污染控制標準》（GB50325-2020），求得研究區內照射指數為0.11，外照射指數為0.32，遠低于國家對建筑材料的內外照射指數的限值1。

3.3 水環境放射性污染調查結果分析與評價

按《生活飲用水衛生標準》（GB5749-2006）、《地表水環境質量標準》（GB3838-2002）和《輻射防護規定》（GB8703-88）中的規定，具體限定水體中放射性核素含量限值標準為：鈾（天然鈾），CU＜50 μg/L；釷（天然釷），CTh＜100 μg/L；226Ra（鐳）、CRa＜1.11 Bq/L。凡超過國家標準限值的水體均為超標水或放射性水，禁止飲用。

按《輻射防護規定》（GB8703-88）總則中要求，可將水中放射性核素濃度按危險性程度分5 級［5］（見表4）。

根據對研究區內水環境放射性核素濃度調查統計結果，可知該區水體中鈾含量最高為0.3 μg/L，釷含量最高為0.18 μg/L，鐳含量最高為20 mBq/L。由表4 給定的核素濃度進行危害分級，筆者認為該區水體中的危害性分級屬于無危害性。

表4 研究區水體中反射性核素濃度危害程度分級表

筆者將結果與廣西地區水體這3 項范圍值做比對（見表5），除釷的最大值偏大外，鈾、鐳的值都相對偏小，總α、總β 也遠低于廣西與全國數值。由此可見，研究區周邊水源未受放射性污染，水質優良。

表5 研究區水中天然放射性核素比活度對照表

3.4 氡致放射性環境污染調查結果分析與評價

自然環境空氣中氡濃度監測是一個長期的過程，此次數據只代表調查時風景區空氣當下的氡濃度水平。此次調查查明環境中空氣氡濃度數值在11.1 Bq/m3～165.3 Bq/m3之間，平均值為5 0.2 Bq/m3。其中數值范圍在11.1 Bq/m3～19.3 Bq/m3的測點數占總數的38%，數值范圍在30.8 Bq/m3～150 Bq/m3的測點數占總數的57%，數值＞150 Bq/m3的測點數占總數的4.7%。

根據《民用建筑工程室內環境污染控制標準》（GB50325-2020）規定，室內氡濃度限值為150Bq/m3，即此次調查監測點數值偏高。筆者認為，監測點相對周邊環境地勢較低，且地處密林地帶，空氣流通緩慢，導致了氡濃度的數值偏高。經調查，未發現明顯引起空氣氡濃度增高的放射性源區。

此次監測土壤氡析出率數值在0.000 7 Bq/（m2.s）～0.097 6 Bq/（m2.s）之間，平均值為0.021 3 Bq/（m2.s）。根據《民用建筑工程室內環境污染控制標準》（GB50325-2020）規定，當民用建筑工程地點氡氣析出率＞0.05 Bq/（m2.s）且＜0.1 Bq/（m2.s）時，應采取建筑物底層地面抗開裂措施。此次調查中，發現了部分氡析出率超過限值的地點。在未來工作中，如該風景區內有新建設施計劃時，應先進行表面氡析出率或土壤中氡濃度的檢測。

4 應用與建議

（1）風景區內的山脈、河流的天然放射性輻射基本處于安全水平，風景區內原有的各項旅游設施可正常使用。

（2）風景區內的天然放射性輻射雖然處于安全水平，但仍然有小規模點狀分布的天然放射性輻射偏高的地段。因此，相關部門在對該風景區進行新的發展規劃時，可參考此次調查的成果進行科學的研究、論證。例如，天然放射性輻射偏高地段可先進行治理后再使用，或將該地段規劃為人員不能進入的地段。

（3）風景區周邊直線距離不足10 km 范圍內有4 個鈾礦（化）點，但經筆者調查，這些礦點的成礦構造沒有延伸到該風景區的范圍內，即該風景區基本沒有受到天然放射性輻射環境污染。

（4）該項目為廣西天然放射性環境調查試點項目。天然放射性元素參與地殼、大氣、水源變遷和動植物生命活動過程，正常的天然本底輻射照射不會影響人的健康。筆者在調查中發現，公眾普遍缺乏對輻射環境的正確認識，下一步的工作應通過綜合各相關單位的放射性資料，對廣西的放射性環境進行劃分，對有可能受強放射性環境影響的區域開展輻射調查工作，同時加強輻射環境的宣傳力度，提高公眾對輻射環境的防護意識，助力廣西生態文明和諧發展。

5 結 語

筆者根據廣西三〇五核地質大隊在某風景區天然放射性輻射現狀的調查結果，對研究區的天然放射性輻射現狀進行綜合分析研究和評價。

（1）研究區土壤（巖石）中238U 比活度平均值為46.30 Bq/kg，略低于廣西全區平均值，但比全國以及世界平均值高；226Ra、232Th 比活度平均值分別為21.76 Bq/kg、30.75 Bq/kg均遠低于廣西全區、全國以及世界土壤中含量平均值；40K 比活度平均值為399.91 Bq/kg，略高于廣西全區平均值，但遠低于全國以及世界平均值。研究區土壤（巖石）238U、226Ra、232Th、40K 比活度均處于正常范圍內，無危害。

（2）γ 輻射空氣吸收劑量率平均值為130 nGy/h，高于全國和世界平均值，屬于廣西全區高本底區域，γ 輻射空氣吸收劑量率范圍在240 nGy/h～300 nGy/h 之間。γ 輻射空氣吸收劑量率處于正常范圍，無危害。

（3）空氣氡濃度平均值為50.2 Bq/m3，遠低于《民用建筑工程室內環境污染控制標準》（GB50325-2020）的限值標準，無危害。

（4）研究區內水體未受放射性污染，水質優良。

（5）研究區的外照射指數、內照射指數平均值分別為0.32 和0.11，均遠小于國家對建筑材料外照射指數的限值1。

由此可見，該風景區此次調查區域的天然放射性輻射處于安全的水平。