第五空气环境监测

1、 Radioation Environmental Monitoring 课程提纲第四章 空气污染与辐射监测第一节第一节 空气及空气污染的基本知识空气及空气污染的基本知识第二节第二节 空气放射性污染监测方案的制订空气放射性污染监测方案的制订第三节第三节 空气样品的采集与处理空气样品的采集与处理第四节第四节 大气中氡及其子体的测量大气中氡及其子体的测量 Radioation Environmental Monitoring 第一节第一节 空气及空气污染的基本知识空气及空气污染的基本知识v大气：包围在地球周围的气体，其厚度达1000-1400km。大气组成： 干洁空气：大气中除去水汽和杂质的空气称

2、为干洁空气，氮、氧、氩占大气总体积的99。 水汽：主要来自海洋、江河、湖泊以及其他潮湿物体表面的蒸发和植物的蒸腾。 固体杂质：悬浮于大气中的烟粒、尘埃、盐粒等。o 大气层结构： 均质大气层与非均质大气层o 均质层结构均质层结构 对流层对流层(0-20km) 平流层(20-50km) 中间层(50-80km)第一节空气及空气污染的基本知识第一节空气及空气污染的基本知识v空气：对人类及生物生存起重要作用的是近地面约10km内的气体层（对流层），占大气总质量的95%左右。 v空气污染：空气中有害物质浓度超过环境所能允许的极限并持续一定时间后，会改变大气特别是空气的正常组成，破坏自然的物理、化学和生态

3、平衡体系，从而危害人们的生活、工作和健康，损害自然资源及财产等，这种情况称为空气污染。第一节空气及空气污染的基本知识第一节空气及空气污染的基本知识 Radioation Environmental Monitoring 1.1.空气和空气污染空气和空气污染地球地球半径半径大大气气厚厚度度氮氮78.06%氧氧20.95%氩氩0.93% 其他气体其他气体0.1%有害物质有害物质：烟尘、氡及其子体、放射性烟尘、氡及其子体、放射性气溶胶、非放射性污染物等气溶胶、非放射性污染物等 对人类有影响的：对人类有影响的：距地面距地面10km第一节第一节 空气及空气污染的基本知识空气及空气污染的基本知识 Radi

4、oation Environmental Monitoring 2.2.空气污染的危害空气污染的危害污染物质污染物质 大气颗粒物大气颗粒物 气溶胶气溶胶 氡及其子体氡及其子体颗粒物的大小决定其沉积于呼吸道中的位置；化学组成决定沉积位置上对组织的影响。第一节第一节 空气及空气污染的基本知识空气及空气污染的基本知识空气污染对人体的危害途径：空气污染对人体的危害途径： 呼吸道吸入；呼吸道吸入； 随食物和饮水摄入；随食物和饮水摄入； 体表接触侵入。体表接触侵入。 Radioation Environmental Monitoring 3.空气中的污染物及其存在状态 按形成过程分类可分为：一次污染物和二

5、次污染物； 按存在状态分类可分为：分子状态污染物和粒子状态污染物 粒径大于l0m的颗粒物能较快地沉降到地面上，称为降尘。 粒径小于10m的颗粒物(PM10)可长期飘浮在空气中，称为可吸入颗粒物或飘尘（IP）。 PM2.5：大气中直径小于或等于2.5微米的颗粒物，也称为可入肺颗粒物。它的直径还不到人的头发丝粗细的1/20。 第一节第一节 空气及空气污染的基本知识空气及空气污染的基本知识 Radioation Environmental Monitoring 与其他环境要素中的污染物质相比较，空气中的污染物质具有随时间、空间变化大的特点。空气污染物的时空分布及其浓度与污染物排放源的分布、排放量及地

6、形、地貌、气象等条件密切相关。第一节第一节 空气及空气污染的基本知识空气及空气污染的基本知识 Radioation Environmental Monitoring 非放射性物质：非放射性物质： （1）单位体积质量浓度 单位体积质量浓度是指单位体积空气中所含污染物的质量数，常用mg/m3或g/m3表示。 （3）体积比浓度 体积比浓度是指100万体积空气中含污染气体或蒸气的体积数，常用mL/m3和L/m3表示。 两种浓度表示方法之间的换算：放射性物质：放射性物质： 单位体积活度单位体积活度 单位体积活度是指单位体积空气中所含放射性物质的活度，常用Bq/m3表示.mVcMc4.22第一节空气及空气

7、污染的基本知识第一节空气及空气污染的基本知识 Radioation Environmental Monitoring 第二节第二节 空气放射性污染监测方案的制订空气放射性污染监测方案的制订v本节内容：v1）大气污染监测的目的、有关资料的收集方法和范围、具体监测项目的确定原则和项目内容;v2）监测网点的优化布点原则、要求和方法要点、采样时间和频率的确定原则与要求。 Radioation Environmental Monitoring 基础资料的收集基础资料的收集 确定监测项目，设计布点网络确定监测项目，设计布点网络 采样时间和采样频率的确定采样时间和采样频率的确定 采样及监测技术的选择采样及监

8、测技术的选择 结果表达、质量保证及实施计划结果表达、质量保证及实施计划 第二节第二节 空气空气放射性放射性污染监测方案的制订污染监测方案的制订 Radioation Environmental Monitoring 为了确定气载放射性物质的污染水平，评价和控制核设施的工作人员及周围居民受气载放射性照射的潜在危险； 通过对工作环境中空气的采样测量，还可检验核设施的运行情况，及早发现事故，检查排放控制系统的运行效果，并为有关规程提供佐证性资料。为研究空气质量的变化规律和发展趋势、开展空气污染的预测预报以及研究污染物迁移转化情况提供基础资料。为政府环保部门执行环境保护法规、开展空气质量管理及修订空气

9、质量标准提供依据和基础资料。第二节第二节 空气空气放射性放射性污染监测方案的制订污染监测方案的制订2.3 空气放射性污染监测类型 第二节第二节 空气空气放射性放射性污染监测方案的制订污染监测方案的制订污染源的监测环境污染监测 特定目的监测 Radioation Environmental Monitoring 第二节第二节 空气空气放射性放射性污染监测方案的制订污染监测方案的制订 Radioation Environmental Monitoring 2.5 2.5 监测项目监测项目第二节第二节 空气空气放射性放射性污染监测方案的制订污染监测方案的制订1.气溶胶：监测悬浮在空气中微粒态固体或液

10、体 中的放射性核素浓度；2.沉降物：监测空气中自然降落于地面上的尘埃、降水（雨、雪）中的放射性核素浓度；3.氚： 主要监测空气中氚化水蒸气中氚的浓度 Radioation Environmental Monitoring 2.6 2.6 监测站监测站( (点点) )的布设的布设（一）布设采样站（一）布设采样站( (点点) )的原则和要求的原则和要求研究大气污染对人体的危害，采样口应在离地面研究大气污染对人体的危害，采样口应在离地面1.52.0m1.52.0m，研究大气污染对植物或器物的影响，采样口高度应与植物或器物高度相近。，研究大气污染对植物或器物的影响，采样口高度应与植物或器物高度相近。连

11、续采样例行监测，采样口高度应距地面连续采样例行监测，采样口高度应距地面315m315m。第二节第二节 空气空气放射性放射性污染监测方案的制订污染监测方案的制订 Radioation Environmental Monitoring 1. 功能区布点法功能区布点法 2. 网格布点法网格布点法 3. 同心圆布点法同心圆布点法 4.扇形布点法扇形布点法（三）采样站（三）采样站( (点点) )布设方法布设方法第二节第二节 空气空气放射性放射性污染监测方案的制订污染监测方案的制订 Radioation Environmental Monitoring 图图1 1 网格布点法网格布点法第二节第二节 空气空

12、气放射性放射性污染监测方案的制订污染监测方案的制订 Radioation Environmental Monitoring 图图2 同心圆布点法同心圆布点法图图3 扇形布点法扇形布点法第二节第二节 空气空气放射性放射性污染监测方案的制订污染监测方案的制订 Radioation Environmental Monitoring o 采样频率系指在一个时段内的采样次数。o 采样时间指每次采样从开始到结束所经历的时间。o 二者要根据监测目的、污染物分布特征、分析方法灵敏度等因素确定。第二节第二节 空气空气放射性放射性污染监测方案的制订污染监测方案的制订 Radioation Environmenta

13、l Monitoring 第三节第三节 空气样品的采集空气样品的采集3.13.1气溶胶气溶胶气溶胶气溶胶固体或液体粒子在空气或其它气体介质中形成的分散体系，固体或液体粒子在空气或其它气体介质中形成的分散体系，若这种微粒载有放射性核素，则称为放射性气溶胶若这种微粒载有放射性核素，则称为放射性气溶胶：10103 310102 2 m m目的：为了监测空气受污染的程度，或评估地表污染的再悬浮程度。目的：为了监测空气受污染的程度，或评估地表污染的再悬浮程度。来源：来源：反应堆、加速器周围空气中的反应堆、加速器周围空气中的58Fe、30Si等杂质被中子活化成；等杂质被中子活化成；铀、钍矿石的开采和冶炼中

14、以及核燃料的生产和乏燃料后处理过程中铀、钍矿石的开采和冶炼中以及核燃料的生产和乏燃料后处理过程中产生的含有放射性物质的固体微粒；产生的含有放射性物质的固体微粒；放射性气态核素子体产物，如放射性气态核素子体产物，如222Rn和和220Th的子体的子体 Radioation Environmental Monitoring 第三节第三节 空气样品的采集空气样品的采集3.13.1气溶胶气溶胶（1 1）采样点的选定）采样点的选定 工作现场，取样高度工作现场，取样高度150cm,150cm,人员呼吸带；人员呼吸带； 环境静风时，取样头环境静风时，取样头水平；水平； 核设施上下风向布点，点数：下风向上风向

15、；核设施上下风向布点，点数：下风向上风向； 采样头入口气流方向和速度与被采气流的方向和速度一致；采样头入口气流方向和速度与被采气流的方向和速度一致； 在在大气环境质量现状评价与后果评价监测时大气环境质量现状评价与后果评价监测时，一般应按弧线布点；，一般应按弧线布点； 在障碍物下风向采样时在障碍物下风向采样时，采样点在距离大于障碍物高度，采样点在距离大于障碍物高度十倍十倍的范围外设点。的范围外设点。 Radioation Environmental Monitoring 第三节第三节 空气样品的采集空气样品的采集3.13.1气溶胶气溶胶（2）采样频度和时间在工作场所，原则上整个工作日都应进行采样

16、，个人空气采样器一般应能连续工作8小时，累积式连续监测采样器也是在一个工作日连续运转。 在环境中，浓度低大流量、长时间。环境采样无需高频度和短周期，一般能够反映旬、月甚至季度的变化即可。 监测长半衰期的核素，采样周期可为一个月或更长时间。短半衰期核素的监测短半衰期核素的监测采样测量在采样测量在2 23 3个半衰期内进行个半衰期内进行在连续监测仪发出警报，已知或怀疑出现异常的场合时，必须增加采样点和频度，立即用大流量采样器收集样品，并采用单次与连续采样相结合的形式 Radioation Environmental Monitoring 第三节第三节 空气样品的采集空气样品的采集3.13.1气溶胶

17、气溶胶(3) 采样体积 TCqFCqTFV一般情况下，环境空气采样流量F0.022m3min-1。室内空气采样流量F=0.002-2 m3min-1。F采样流量，L/min； q最小可测放射性活度，Bq；C待测放射性浓度，Bq/L； T采样时间，min；V采样体积，L； Radioation Environmental Monitoring 第三节第三节 空气样品的采集空气样品的采集（4 4）采样设备和方法）采样设备和方法 3.1 3.1 气溶胶气溶胶泵 总浓度采样器总浓度采样器-对粒子大小无选择对粒子大小无选择气载放射性微粒不发生显著变化，已经知道微粒物质的粒度分布特性和气载放射性微粒不发生

18、显著变化，已经知道微粒物质的粒度分布特性和其他理化特性其他理化特性滤纸滤纸 醋酸纤维素滤纸、玻璃纤维素滤纸醋酸纤维素滤纸、玻璃纤维素滤纸瞬时流量计，累积流量计气表瞬时流量计，累积流量计气表 Radioation Environmental Monitoring 第三节第三节 空气样品的采集空气样品的采集3.13.1气溶胶气溶胶撞出采样器、向心分离采样器、旋风采样器等撞出采样器、向心分离采样器、旋风采样器等（5 5）测量方法）测量方法 直接测量法直接测量法 可将样品滤膜直接放在与滤膜同样面积的探测器下，或将样品滤膜裁减成与探测可将样品滤膜直接放在与滤膜同样面积的探测器下，或将样品滤膜裁减成与探测

19、器同样面积进行测量。器同样面积进行测量。 灰化法灰化法 将滤膜或活性炭于瓷坩埚内，置马弗炉中在一定温度下灰化将滤膜或活性炭于瓷坩埚内，置马弗炉中在一定温度下灰化1 1小时，冷却后称重，小时，冷却后称重，以备测量。以备测量。 有机溶剂溶解法有机溶剂溶解法 一般是用丙酮或乙酸乙酯溶解滤膜上的放射性气溶胶于样品盘内，令其自然挥发一般是用丙酮或乙酸乙酯溶解滤膜上的放射性气溶胶于样品盘内，令其自然挥发或烘干后进行测量。或烘干后进行测量。 粒度分级采样器粒度分级采样器-对粒子大小有选择对粒子大小有选择 Radioation Environmental Monitoring 第三节第三节 空气样品的采集空气

20、样品的采集3.2 3.2 气体和蒸汽气体和蒸汽 固体吸附法固体吸附法（1 1）特定成分的采样）特定成分的采样 Radioation Environmental Monitoring 第三节第三节 空气样品的采集空气样品的采集指用一种收集器把特定成分从气流中分离出来并保存住它的采样方法指用一种收集器把特定成分从气流中分离出来并保存住它的采样方法 吸收法吸收法3.2 3.2 气体和蒸汽气体和蒸汽（1 1）特定成分的采样）特定成分的采样用装有吸收溶液的容器作吸收器，使空气从中通过，利用用装有吸收溶液的容器作吸收器，使空气从中通过，利用一些特殊化学反应或溶液的特殊溶解性，可把某种放射性一些特殊化学反应

21、或溶液的特殊溶解性，可把某种放射性气体和蒸气体和蒸汽汽与空气分离出来。与空气分离出来。 例如：例如：NaOHNaOH 单质态碘，四氧化铷（单质态碘，四氧化铷（RuORuO4 4） Radioation Environmental Monitoring 第三节第三节 空气样品的采集空气样品的采集 冷凝法冷凝法3.2 3.2 气体和蒸汽气体和蒸汽（1 1）特定成分的采样）特定成分的采样收集挥发性的放射性物质。氪、氙等惰性气体，氚（水蒸汽形态）收集挥发性的放射性物质。氪、氙等惰性气体，氚（水蒸汽形态） Radioation Environmental Monitoring 第三节第三节 空气样品的采

22、集空气样品的采集3.2 3.2 气体和蒸汽气体和蒸汽对于环境空气中对于环境空气中尘埃和气溶胶尘埃和气溶胶的样品采样，常用总浓度采样器作为总粒子浓的样品采样，常用总浓度采样器作为总粒子浓度常规测量的采样装置，方法简单，效果良好度常规测量的采样装置，方法简单，效果良好 。对于空气中对于空气中放射性气体和蒸汽放射性气体和蒸汽的样品采集，的样品采集，活性炭、浸渍活性炭活性炭、浸渍活性炭吸附剂及吸附剂及活活性炭滤纸性炭滤纸可用于采集可用于采集元素碘和有机碘元素碘和有机碘，低温条件下活性炭可采集氡低温条件下活性炭可采集氡，硅硅胶可采集氚水蒸气。胶可采集氚水蒸气。（2 2）不分离特定成分的采样）不分离特定成

23、分的采样确定空气总的污染水平; 烟道常用之，并与环境采样结果相互印证 Radioation Environmental Monitoring 第三节第三节 空气样品的采集空气样品的采集3.3沉降物样品的采集目的目的：调查研究核设施正常运行工况下及发生事故、核武器试验引起地面辐射调查研究核设施正常运行工况下及发生事故、核武器试验引起地面辐射强度的变化，估算其可能引起的强度的变化，估算其可能引起的任何危害任何危害 。通常采集通常采集一个月内一个月内的沉降物总量作为样品，若测量的沉降物总量作为样品，若测量总总活度活度，也可采集，也可采集24h24h沉降物量作样品沉降物量作样品 来源：大气层核爆炸所产

24、生的放射性废物、人工放射性微粒，来源：大气层核爆炸所产生的放射性废物、人工放射性微粒，包括大气尘埃、落下灰、雨水和雪包括大气尘埃、落下灰、雨水和雪 Radioation Environmental Monitoring 第三节第三节 空气样品的采集空气样品的采集3.3.1 3.3.1 水盘法水盘法不锈钢或聚乙烯塑料不锈钢或聚乙烯塑料 S S2500cm2500cm2 2，h=15cmh=15cm。水盘内盛。水盘内盛0.1%0.1%的硝酸或盐的硝酸或盐酸，灰尘沉降量少的地区酌加数毫克的锶载体，加适量的存水酸，灰尘沉降量少的地区酌加数毫克的锶载体，加适量的存水 H=(2.5H=(2.53)3)的高

25、罐，可不加水。的高罐，可不加水。 Radioation Environmental Monitoring 第三节第三节 空气样品的采集空气样品的采集将水盘置于采样点暴露将水盘置于采样点暴露2424小时，并记录暴露期间的气象条件。暴露期间应保持盘底小时，并记录暴露期间的气象条件。暴露期间应保持盘底始终始终有水有水，防止水分蒸干后使已经降落的沉降物随风扬起造成损失。，防止水分蒸干后使已经降落的沉降物随风扬起造成损失。暴露结束后，将水盘内的水溶液全部转入到烧杯中，盘底用暴露结束后，将水盘内的水溶液全部转入到烧杯中，盘底用0.10.1的硝酸溶液冲洗的硝酸溶液冲洗2 23 3次次，洗涤液并入烧杯中。将烧

26、杯内的水溶液用小火加热蒸发，洗涤液并入烧杯中。将烧杯内的水溶液用小火加热蒸发，浓缩至浓缩至2020毫升左右，毫升左右，再转入称再转入称重的坩埚内继续蒸发至干。然后于重的坩埚内继续蒸发至干。然后于马福炉中马福炉中500500灼烧灼烧2 2小时小时，冷却后称总灰重。，冷却后称总灰重。3.3.1 3.3.1 水盘法水盘法 Radioation Environmental Monitoring 第三节第三节 空气样品的采集空气样品的采集在暴露期间如遇雨、雪，收集的水量较多时，可用以下化学沉淀法进行处理：将雨雪水收集在大的容器内，每升水加5-10毫克铁载体和适量的锶或钡载体，用浓氨水调pH至7.5左右，

27、再加适量的饱和碳酸铵溶液充分搅拌，加热至沸，使沉淀完全；静置沉降；滤纸连同沉淀转入已经称重的坩埚内继续蒸发至干。然后于马福炉中500灼烧2小时，冷却后称总灰重。 3.3.2 3.3.2 粘纸法粘纸法o常用于测量单位时间、单位面积地表的放射性落下灰的沉降。o不能用于放射化学分析，通常只用于总放射性水平测定。优点：简便；优点：简便；缺点：缺点：雨水冲刷掉；雨水冲刷掉；不能长时间取样（油干不能长时间取样（油干后无粘性）后无粘性）醋酸纤维素衬片，涂橡胶基粘合剂，距地醋酸纤维素衬片，涂橡胶基粘合剂，距地1m1m支支架，架，24h24h。 棉纸、粉廉纸、涂凡士林加机油，或松香加棉纸、粉廉纸、涂凡士林加机油

28、，或松香加蓖麻油蓖麻油 Radioation Environmental Monitoring 第三节第三节 空气样品的采集空气样品的采集3.3.3 3.3.3 高罐法高罐法o用不锈钢或聚乙烯塑料做成的圆柱形罐（壁高为直径的2.5-3倍）暴露于空气中采集沉降物，罐内不必放水，可作长时间的沉降物采样用。样品处理方法于水盘法相同 Radioation Environmental Monitoring 第三节第三节 空气样品的采集空气样品的采集3.4 雨、雪水样的采集 收集器的面积要考虑能在采样期间采集约20升的雨水 ； 收集到的雨水可以蒸发浓缩，或将漏斗与阴离子交换树脂直接相连；吸附在树脂上的放射

29、性核素用相应的溶液分别洗脱后进行放化分析； 雨水采样器还可以安装在有晶体管线路控制的自动采样装置内； 在冬季采集雨水时应装上电热器，防止雨水结冰后阻塞漏斗； 如需从地面采集雪样，可事先选好一块平坦的地面，降雪后用清洁而光滑的木铲取一定面积的全部雪层，清除其中的树叶和草木等异物，待雪溶化后按雨水样品进行处理。 Radioation Environmental Monitoring 第三节第三节 空气样品的采集空气样品的采集 Radioation Environmental Monitoring 第四节第四节 大气环境中氡及其子体的测定大气环境中氡及其子体的测定4.1环境氡及其子体的监测氡是无处不

30、在，只是其浓度的高低不同而异。氡是无处不在，只是其浓度的高低不同而异。然界中氡有三个同位素，氡然界中氡有三个同位素，氡(222Rn)、钍射气、钍射气(220Rn)、錒射气、錒射气(219Rn)，来自于三大天然放射系来自于三大天然放射系铀系、钍系和錒系铀系、钍系和錒系1898年年M居里居里发现在与镭接触的空气中有发现在与镭接触的空气中有放射性气体放射性气体，但不知道，但不知道这种放射性气体的来源和性质，这种放射性气体的来源和性质，1900年，多恩证明了这种放射性气年，多恩证明了这种放射性气体是由于镭衰变产生的，体是由于镭衰变产生的，1923年国际会议上正式把这种放射性情性年国际会议上正式把这种放

31、射性情性气体命名为氡气体命名为氡(Radon)o 1 氡的来源及水平o 1 氡的来源及水平 Radioation Environmental Monitoring 第四节第四节 大气环境中氡及其子体的测定大气环境中氡及其子体的测定4.1环境氡及其子体的监测1氡的来源及水平 Radioation Environmental Monitoring 第四节第四节 大气环境中氡及其子体的测定大气环境中氡及其子体的测定4.1环境氡及其子体的监测2氡及氡子体的特性（1）氡的理化特性氡在标难状态下是无色无臭透明的惰性气体，氡可溶解于水和多种液体中，也易溶于血液和脂肪中。氡是导致居民肺癌发生的原因之一，是仅次

32、于吸烟的诱发肺癌的第二大因素。 Radioation Environmental Monitoring 第四节第四节 大气环境中氡及其子体的测定大气环境中氡及其子体的测定4.1环境氡及其子体的监测（2）氡子体性质氡子体指的是铀系中氡衰变后的几个短寿命子体核素.氡衰变后新生成的218Po原子是一个能量约为100 keV的反冲核，在它与物体表面或凝聚核结合之前能自由存在一段时间，此时被称为未结合态氡子体。未结合态氡子体一般带有正电性，扩散能力较强，在空气中存在的时间不长，很容易与空气中的凝聚核结合在一起而变成结合态氡子体。未结合态氡子体有很强的附着能力，它们能牢固地附着在物体的表面，此种现未结合态

33、氡子体有很强的附着能力，它们能牢固地附着在物体的表面，此种现象叫做附壁效应。当空气流动速度增大时，这种附壁效应更明显，此种现象常象叫做附壁效应。当空气流动速度增大时，这种附壁效应更明显，此种现象常用量用量降低降低局部空间的氡子体浓度。局部空间的氡子体浓度。 Radioation Environmental Monitoring 第四节第四节 大气环境中氡及其子体的测定大气环境中氡及其子体的测定4.1环境氡及其子体的监测 1Ci/L=3.7x1010Bq/L=3.7x1013Bq/m3 1pCi/L=3.7x10-2Bq/L=37Bq/m3 ，p(ino) = 10-123几个概念 Radioa

34、tion Environmental Monitoring 第四节大气环境中氡及其子体的测定第四节大气环境中氡及其子体的测定4.1环境氡及其子体的监测已建住房平衡当量氡浓度年平均值不超过已建住房平衡当量氡浓度年平均值不超过200Bq200Bqm m3 3；新建住房平衡当量氡浓；新建住房平衡当量氡浓度年平均值不超过度年平均值不超过100 100 BqBqm m3 3。 （2）平衡当量氡浓度）平衡当量氡浓度EECRn（Equivalent Equilibrium Concentrations） 平衡当量氡浓度平衡当量氡浓度EECRn是与实际存在的氡子体处于放射性平衡的氡浓度，其是与实际存在的氡子体

35、处于放射性平衡的氡浓度，其计量单位为计量单位为Bq/m3 。2182142140.1040.5140.382RnPoPbBiEECCCC Radioation Environmental Monitoring 第四节第四节 大气环境中氡及其子体的测定大气环境中氡及其子体的测定4.1环境氡及其子体的监测0.57782.85972.0955pabcCCCC/, ,pipiiiCCia b c平衡当量浓度与氡子体平衡当量浓度与氡子体潜能浓度之间有固定换算关系，换算系数为潜能浓度之间有固定换算关系，换算系数为 33180() 1RnpBq mEECJ mC Radioation Environment

36、al Monitoring 第四节大气环境中氡及其子体的测定第四节大气环境中氡及其子体的测定4.1环境氡及其子体的监测氡氡工作水平工作水平(WLWL) ：与：与100pCi/L的氡相平衡的子体总的氡相平衡的子体总潜能定为潜能定为1 1个工作个工作水平（水平（Working Level)Working Level)。511.279 10/WLMeVL3几个概念工作水平月工作水平月(WLMWLM) ：在具有一个工作水平的子体潜能值的场所工作：在具有一个工作水平的子体潜能值的场所工作170170小小时，则其总暴露量叫做一个工作水平月。时，则其总暴露量叫做一个工作水平月。35313.546.29 10

37、WLMmJ h mBq h m Radioation Environmental Monitoring 第四节大气环境中氡及其子体的测定第四节大气环境中氡及其子体的测定4.1环境氡及其子体的监测氡与氡子体浓度单位的换算关系为：333934134.5 105.56 102.7 10Bq mMeV mJ mWL4 平衡因子空气中实际存在的氡子体空气中实际存在的氡子体潜能浓度和与氡处于放射性平衡态的氡子体潜能浓度和与氡处于放射性平衡态的氡子体潜潜能浓度之比值能浓度之比值 180/pRnFCC第9 章 环境氡及其子体的监测 联合国原子辐射效应科学委员会（联合国原子辐射效应科学委员会（UNSCEARUN

38、SCEAR）建议，铀矿的）建议，铀矿的F F值一般取值一般取0.300.30非铀矿山取非铀矿山取0.700.70外环境取外环境取0.800.80，室内取，室内取0.40.0.40.3.3.几个概念几个概念 Radioation Environmental Monitoring 第四节第四节 大气环境中氡及其子体的测定大气环境中氡及其子体的测定4.1环境氡及其子体的监测单位和换算系数单位和换算系数活度单位居里（活度单位居里（Ci）：）：1Ci=3.7 1010 Bq 潜能浓度单位潜能浓度单位MeV l-1：1 MeV l-1=1.6 10-4 J m-3工作水平（工作水平（WL）与）与 潜能浓度

39、：潜能浓度：1WL=20.8 J m-3工作水平月（工作水平月（WLM）与）与 潜能照射量：潜能照射量：1WLM=3.6 mJ h m-3Ceq与与 潜能浓度：对于潜能浓度：对于222Rn子体，子体，1Ceq=5.62 10-3 J m-3 对于对于220Rn子体，子体，1Ceq=75.8 10-3 J m-33 3几个概念几个概念 Radioation Environmental Monitoring 第四节大气环境中氡及其子体的测定第四节大气环境中氡及其子体的测定4.1环境氡及其子体的监测4.2 环境中氡的测量测氡方法瞬时测量方法：快速了解被测场所的氡浓度；连续测量方法：了解氡浓度的变化；

40、累积测量方法：剂量估算或流行病研究按采样方式分： 主动测量 被动测量 联合测量 Radioation Environmental Monitoring 第四节第四节 大气环境中氡及其子体的测定大气环境中氡及其子体的测定1.闪烁室测氡法闪烁室测氡法 o氡进入闪烁室后，氡及其子体发射的粒子使闪烁室壁的ZnS(Ag)产生闪光，光电倍增管把这种光讯号变成电脉冲，经过电子学线路把电脉冲放大，最后记录下来。单位时间内的脉冲数（脉冲计数率）与氡浓度成正比，从而可确定氡浓度.： ()RntRncbCK nne2.主要设备及仪器 图9-4 FD125型闪烁室及Rn/Th分析连接示意图4.2 环境中氡的测量 Ra

41、dioation Environmental Monitoring 第四节大气环境中氡及其子体的测定第四节大气环境中氡及其子体的测定2.双滤膜测氡法16.67()cbRntfNNCVF ZFFT-648测氡仪4.2 环境中氡的测量 Radioation Environmental Monitoring 第四节大气环境中氡及其子体的测定第四节大气环境中氡及其子体的测定3.气球测氡法气球测氡法1974年由清华大学提出年由清华大学提出,在矿山和环境氡测量中得到了广泛的应用在矿山和环境氡测量中得到了广泛的应用取样时以固定流量向气球充气，入口滤膜抽掉取样时以固定流量向气球充气，入口滤膜抽掉空气中的氡子体

42、，充气时间固定；充气结束后空气中的氡子体，充气时间固定；充气结束后等待数分钟，将气球内的空气以固定流量排出。等待数分钟，将气球内的空气以固定流量排出。气球内新生氡子体被出口滤膜收集。由于被收气球内新生氡子体被出口滤膜收集。由于被收集的氡子体与氡浓度存在正比关系，测量滤膜集的氡子体与氡浓度存在正比关系，测量滤膜上的上的放射性就可以计算得到氡浓度，其计算公放射性就可以计算得到氡浓度，其计算公式为式为()RncbCK NN4.2 环境中氡的测量 Radioation Environmental Monitoring 第四节大气环境中氡及其子体的测定第四节大气环境中氡及其子体的测定4. 活性炭盒活性炭

43、盒谱法谱法一种短期累积取样测量方法，一般取样时间为一种短期累积取样测量方法，一般取样时间为17d，给出短期平均氡浓，给出短期平均氡浓度。度。活性炭盒是一种被动式取样方式，依赖于氡的扩散特性。氡扩散进炭床内被活性活性炭盒是一种被动式取样方式，依赖于氡的扩散特性。氡扩散进炭床内被活性炭吸附，被吸附的氡及其衰变的子体全部沉积在活性炭内。用炭吸附，被吸附的氡及其衰变的子体全部沉积在活性炭内。用谱仪测量活性炭谱仪测量活性炭盒的氡子体特征盒的氡子体特征射线峰射线峰(609keV)或峰群或峰群(294keV、352keV、609keV)强度强度为了降低本底，测氡时一般只取能量较高的三个特征峰总面积。根据峰为

44、了降低本底，测氡时一般只取能量较高的三个特征峰总面积。根据峰面积可计算出氡浓度面积可计算出氡浓度/(ETe)RnTRnsCKn4.2 环境中氡的测量 Radioation Environmental Monitoring 第四节第四节 大气环境中氡及其子体的测定大气环境中氡及其子体的测定4.3氡子体浓度测量对人体造成危害的主要是氡子体，它随着人的呼吸而沉积到对人体造成危害的主要是氡子体，它随着人的呼吸而沉积到支气管和肺部，给呼吸器官组织造成辐射损伤支气管和肺部，给呼吸器官组织造成辐射损伤氡子体测量主要由两个过程组成：氡子体测量主要由两个过程组成：一是取样过程中氡子体的积累；一是取样过程中氡子体

45、的积累；二是取样后测量过程中氡子体的衰变。二是取样后测量过程中氡子体的衰变。 Radioation Environmental Monitoring 第四节第四节 大气环境中氡及其子体的测定大气环境中氡及其子体的测定1.氡子体测量的基本原理(1).取样过程滤膜上氡子体的变化11ii iiiiidNQCNNdtRaA(218Po)的沉积：(1)ataaaIQeC RaB(214Pb)的沉积 000(1)(1)abbtttabbaabbabbaIQeeCQeC RaC(214Bi)的沉积 000000(1) (1)(1)abcbcctttaabbcccaaabacbabccacbtttbcbbcc

46、bccbIQeeeCQeeCQeC 4.3氡子体浓度测量 Radioation Environmental Monitoring 第四节第四节 大气环境中氡及其子体的测定大气环境中氡及其子体的测定假设条件：假设条件： （1)1)取样过程中空气中各氡子体浓度不变；取样过程中空气中各氡子体浓度不变； （2)2)取样过程中取样流量不变；取样过程中取样流量不变； （3)3)滤膜对各种氡子体的过滤效率相同。滤膜对各种氡子体的过滤效率相同。 1 1氡子体测量的基本原理氡子体测量的基本原理(1)(1)取样过程滤膜上氡子体的变化取样过程滤膜上氡子体的变化4.3氡子体浓度测量 Radioation Enviro

47、nmental Monitoring 第四节第四节 大气环境中氡及其子体的测定大气环境中氡及其子体的测定（2 2）取样后滤膜上氡子体的变化）取样后滤膜上氡子体的变化o积累方程：11iiiiidNNNdtRaA(218Po) ( )aTaaI TI eRaB(214Pb) ()( )( ) 1bbaTTabbaabI TI eI TeRaC(214Bi) ()()()( )( ) 1 ( )ccbbacaTTbccbbcTTaaabacaabacabbcaccbI TI eI TeI Tee 4.3氡子体浓度测量 Radioation Environmental Monitoring 第四节大气

48、环境中氡及其子体的测定第四节大气环境中氡及其子体的测定2.托马斯三段法16.2508(2,5)3.0340(6.20)2.8686(21,30)10.0451 (2,5)0,7611 (6,20)1.8163(21.30)10.8332(2,5)1.2277(6,20) 1.3953(21,30)abcCNNNQCNNNQCNNNQ3101.999 (2,5) 1.352 (6,20) 3.912 (21,30)pCNNNQ1/21/21/233.72.853(2,5)0.672(6,20)0.320/3.70.000(2,5)0.042(6,20)0.241 (21,30)2.480/3.7

49、0.051 (2,5)0,0110(6,20)0.142(21,30)0.322/2.08 100.924(2,5)abbbbbcbbpGGnTQGGGnTQGGGnTQGQ1/20.423(6,20)3.538(21,30)114.8/bbGGnT空气中一般同时存在有氡和钍射气及其子体，只是钍射气及其子体相对氡来说空气中一般同时存在有氡和钍射气及其子体，只是钍射气及其子体相对氡来说可以忽略，因此人们一般只测氡。可以忽略，因此人们一般只测氡。当钍射气及其子体水平较高不可忽略时，上述三段法测氡子体浓度就会受到钍当钍射气及其子体水平较高不可忽略时，上述三段法测氡子体浓度就会受到钍射气子体的干扰，为

50、了准确测定氡子体浓度，同时也测定钍射气子体浓度，采射气子体的干扰，为了准确测定氡子体浓度，同时也测定钍射气子体浓度，采用五段法。用五段法。3 3 五段法五段法在取样在取样30min后的后的(25，620，2130，200300，360560)min时间段测量时间段测量样品的样品的计数，其净计数分别用计数，其净计数分别用Nl、N2、N3、N4、N5表示表示4.3氡子体浓度测量 Radioation Environmental Monitoring 第四节第四节 大气环境中氡及其子体的测定大气环境中氡及其子体的测定3 五段法12345123451234512314.26352.08211.9880

51、0.094720.0479210.33350.023270.29760.14220.0786210.33350.34970.46120.10400.06360310.1850.2220.4441.abcThBCNNNNNQCNNNNNQCNNNNNQCNNNQ345123451845.0691010.02150.029190.056350.14060.08225ThCNNCNNNNNQ4.3氡子体浓度测量 Radioation Environmental Monitoring 第四节大气环境中氡及其子体的测定第四节大气环境中氡及其子体的测定4 积分能谱法为了有效利用为了有效利用RaARaA、RaCRaC衰变衰变粒子的能量差异，乔纳森提出了利用粒子的能量差异，乔纳森提出了利用能能谱测量装置的氡子体能谱测量方法。谱测量装置的氡子体能谱测量方法。取样取样10min10min，测量取样结束后（，测量取样结束后（2min2min5min 20s5min 20s）时间段）时间段218218PoPo能峰（能峰（6MeV6MeV）和和214214PbPb能峰（能峰（7.68MeV7.68MeV）的）的计数，分别记作计数，分别记作G G1 1和和G G2 2