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生活中的放射性污染—C1-0014
刘四旦 发表于 [2015-12-29 10:49:03] 返回上一级浏览2648次


人类的生存环境就是一个充满辐射的环境,辐射是人类和一切生物体生存必不可少的,但是过量的辐射对人体又是有害的。因此,我们建立了辐射剂量学,以便定量地控制生物体接受的辐射,同时建立了各种核辐射的防护方法和技术,使核技术能更安全地为人类服务。


人类始终处于辐射环境之中




人类在生活中受到的天然辐射的构成

人类生活在充满辐射的环境中,不论你是在高山之巅,还是在大海深处,也不论你是在陆地行走,还是在空中飞行,即使你乘坐在宇宙飞船上飞行,处于真空环境中,宇宙射线的辐射同样包围着你。


我们无时无刻不在受到各种核辐射的影响。我们喝的水,呼吸的空气,里面都含有少量的放射性元素;我们每个人体内都积累有相当量的放射性元素,给我们带来从内到外的核辐射。还有来自太阳的辐射和宇宙的高能辐射,在大气层里这些辐射会产生大量的次级辐射,被包围地球的大气层中的电磁辐射带所捕获,我们就生活在核辐射包围的环境中。在人类进化的过程中,人类不仅已经适应了辐射环境,而且辐射也是人类进化的动力。所以可以说,没有辐射就没有生命。



居室中放射性污染

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在人体受到的各种天然放射性的辐射中,氡气是最主要的。


造成居室中放射性污染的元凶——氡


氡,元素符号Rn,在自然界大多以气体形式存在,故也称氡气。自然界中的氡是怎么来的?222Rn 238U 经4 次α 衰变以后产生的。氡有27 种同位素,大部分半衰期都很短,222Rn的半衰期为3.8 天,放出的α 粒子能量为5.489 兆电子伏特,经衰变最后变成206Pb。虽然氡的半衰期较短,但是其母体238U 寿命极长,而且存在于土壤、岩石中,所以氡也随着不断生成。氡气是自然界中最重的气体也是唯一的天然放射性惰性气体,无色无味,不易被人察觉到。氡进入人体后本身不造成伤害,但是氡衰变发生的α 粒子可在人的呼吸系统中造成辐射损伤,诱发肺癌。


有研究成果表明,氡是除吸烟以外引起肺癌的第二大因素,世界卫生组织把它列为19 种主要的环境致癌物质之一,国际癌症研究机构也认为氡是室内重要致癌物质。


既然氡如此有害,我们要怎么防护它呢?因为氡无处不在,遍布在我们的生活环境中,想完全避免是不现实的,但是可以想办法把氡对人类的影响降到最低。先看看氡的特性:氡可微溶于水和血液,易溶于煤油、汽油、苯、甲苯、二硫化碳等有机溶剂,特别是能溶于脂肪。氡及其子体能被许多固体物质吸附,吸附力最强的是各种活性炭,其次是橡胶、石蜡等。这是一种物理吸附,其吸附能力随温度的升高而急剧下降。例如,常温下活性炭能吸附几乎100% 的氡,加热到350℃,氡又全部解吸附下来,此特性常用来除去气体中的氡及监测环境和生物样品中的微量氡。


室外氡气的浓度不高,但是在室内尤其是厨房和卧室,空气流动较差,氡的含量较高,需要我们特别警惕。


室内氡的主要来源


? 从房基土壤中析出的氡    在地层深处含有铀、镭、钍,岩石中也可发现高浓度的氡。这些氡可通过地层断裂带进入土壤和大气层。在建筑物里,氡就会沿着地的裂缝扩散到室内。对北京地区的地质断裂带进行的检测表明,三层以下住房室内氡含量较高。


?从建筑材料中析出的氡   1982 年联合国原子辐射效应科学委员会指出,建筑材料是室内氡的最主要来源,如花岗岩、砖砂、水泥及石膏之类,特别是含放射性元素的天然石材,易释放出氡。从近期室内环境检测中心的检测结果来看,此类问题不可忽视。


?从户外空气中进入室内的氡   在室外空气中,氡被稀释到很低的浓度,几乎对人体不构成威胁,可是一旦进入不通风的室内,就会造成大量的氡积聚。


?从供水及用于取暖和厨房设备的天然气中释放出的氡    只有当水和天然气中氡的含量比较高时才会有危害。


减少室内氡的危害


? 为了减少氡的危害,我们要保持室内良好通风。试验证明,一间氡浓度在151 Bq/m3的房间,开窗通风1 小时后,室内氡浓度就降为48 Bq /m3


?在建筑施工和居室装饰装修时,尽量按照国家标准选用低放射性的建筑和装饰材料。另外,减少或禁止在室内吸烟也有一定的效果。现在室内普遍用空调,人们经常在使用空调时把房门、窗子紧闭,使室内密不透风。殊不知这样对健康极其不利,氡气在室内积聚的浓度会越来越高,给人们带来的危害也增加了。冬天,我们宁可多穿点衣服,也不要总是待在密闭的空调房间内;夏天,我们也要经常给空调房间通风,不要只顾一时舒服,而吸进去太多的氡气。


? 我们要提倡健康的生活方式。提倡节约电力,少用空调,不搞过度装修,这些都是减少氡气危害的自我保护方法。



食物中的放射性物质

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除氡外,还有一种生活中处处都有并部分存在于食物中的放射性物质——40K。已发现的钾同位素从32K到55K共25种(其中38K有两种不同的能量状态),常见的稳定的钾是39K。钾的放射性同位素一般是指40K41K,所占份额分别为0.0117% 和6.7302%。40K放出β 射线和1460 千电子伏特的γ 射线,半衰期为1.277×109 年。


蔬菜、海草、肉类、牛奶、大米等都含有40K,摄入体内后,用灵敏的特殊仪器可检测到我们身体里发出的射线。有人会问,放射源进入体内会对内脏器官造成伤害,那么40K 进入人体后为什么没有明显的反应呢?问题是40K 的半衰期为13 亿年,而人的平均寿命只有80 年,在有限的生命期间,40K 放出的辐射量是微乎其微的,就是40K 在人身体中一辈子不被排出,释放的辐射剂量也是微不足道的。



饮用水的核污染

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饮用水源地需加强环境保护,谨防饮用水受到核污染。受放射性物质污染的水不能直接饮用。如果用受放射性物质污染的水浇灌农作物、蔬菜,其放射性物质含量会增高,食用有害人体健康。我国矿泉水水源丰富,其中也有不少水源在流经途中受到人工或天然的放射性污染。据报道,某些盲目开发的矿泉水水源中含氡浓度超标,长期饮用会危害身体。因此,各地有关执法和监督部门,对矿泉水的开发项目要严加管理,不仅要严格控制商品矿泉水的卫生指标,还要重视它是否受到放射性物质的污染。



煤的放射性污染

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近些年来,人们对于核武器和核电站对环境的污染已有较深刻的认识,但是对于传统的煤电站是否会增加环境中的放射性污染,人们并没有给予足够的重视和研究。


1982 年,美国橡树岭国家实验室根据环保局提供的数据进行过计算,煤中铀和钍的平均含量分别为1.3 μg/g 和3.2 μg/g,全美国的燃煤电站耗煤6.16 亿吨/ 年,实际上以不被察觉的方式将801 吨铀和1971 吨钍释放到环境之中, 其中235U 为11471 磅。推而广之,全球的煤年消耗量为27 亿吨,释放的铀为3640 吨,其中235U 为51700 磅,钍8960 吨。相比之下,1982 年美国的111 座核电站仅使用540 吨核燃料发电。因此,《橡树岭国立实验室评论》指出:“从煤燃烧释放的核成分远超出美国的核燃料消耗量。


我国科学家也曾做过煤对环境的放射性污染调查。江西省工业卫生研究所对江西萍乡的安源、巨源、青山煤矿和江西另一较大煤田的丰城、新华煤矿取样检测,发现它们的平均铀和镭的含量为2.4 μg/g。


煤对环境水源放射性污染,主要来自烧煤烟囱、水幕除尘及水洗炉灰的废水 、煤矿坑道水和选煤废水,以及露天煤场受雨水淋洗的渗出水。在对某电厂的废水和某选煤厂的废水进行检测后,发现铀的含量是普通水的20 倍,镭含量则为普通水的15 倍。


煤对大气的放射性污染,主要来自烧煤工厂烟囱、选煤厂干燥煤的烟气和生活用煤排出的烟尘等。某电厂周围大气中氡的放射性浓度在下风侧污染区高于上风侧对照区,污染区平均浓度比对照区高约2 倍,而且污染区的浓度已超过放射防护规定对广大居民区的允许水平。另外,还可以得知对照区每次测定都基本稳定在同一水平,即天然本底水平,而污染区则随风速的大小略有变化,每次测定总是高于对照区,这肯定是受电厂煤烟污染所致,因为煤中铀、镭衰变产物在燃烧过程中可呈放射性气溶胶形式从烟囱排入大气中,可通过呼吸道进入人体。成年人每天大约呼吸2 万升空气,在污染区生活的人吸入的氡是不容小觑的。


煤燃烧产生的煤灰渣是主要的放射性污染源。在“三废”(废水、废气和废渣)的综合防治回收利用过程中,为煤灰渣找到了新用途。例如,利用煤灰渣作原料制造煤渣砖、煤渣水泥;含钾、钙、磷 、镁高的煤灰渣还可以直接施放农田作肥料用。但是煤灰渣中的放射性物质并没有除掉,仍然随着制成品扩散到环境中。煤灰渣或制成品在水的作用下,都会有一部分放射性物质被溶解出来,水是一种很好的溶剂。煤灰不仅可以污染水,还可以污染大气,因为煤灰中的放射性衰变产物氡可以扩散于大气中。


目前,大部分国家和机构并未察觉到烧煤的电站具有这种像核电站一样的危险,甚至更危险——这是因为大量的铀和钍并未作为放射性废物对待。这也是一个亟待解决的重要问题。




本文由刘四旦摘编自吴明红、王传珊编著核科学技术的历史、发展与未来一书“第六章 辐射的来源、危害及其防护”。略有改动。



978-7-03-045922-0


核科学技术的历史、发展与未来是关于核科学技术的导论性书籍,深入浅出地介绍了一个多世纪以来核科学技术的发展史、核科学的基础知识和核科学技术的应用,并展望了未来。全书共分十三章,内容涵括了核科学的基础知识,核能的利用,核科学技术与医学、材料、环境、宇宙学等学科的交叉,以及辐射加工、辐射防护、剂量学等内容,尤其介绍了蒙特卡罗方法及其在核科技领域的应用实例。本书还对反应堆、核电站、同步辐射、医用加速器等大型辐射设备的原理、构造、屏蔽、应用和发展前景作了介绍。本书在较为全面地介绍核科学技术过去、现状及未来的基础上,提供了大量翔实的材料,包括国内外最新技术成果,可供对核科学感兴趣的读者参阅。

 

信息来源:科学网

原文链接:http://blog.sciencenet.cn/blog-528739-940120.html

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