李华和他的妻子小玲的测氡故事
深秋的傍晚,李华和他的妻子小玲坐在家中的客厅,窗外的阳光渐渐西斜,投下一道金色的光束。他们正享受着温馨的时光,品着新泡的普洱茶,而此时,一篇来自互联网上的科普文章引起了他们的注意。"听这个,小玲。" 李华拿着手机,眉头微微皱起,"这篇文章说氡气被确定为肺癌的主要致病因素之一,比吸烟还可怕。每年有大约21,000人因氡气引发的肺癌而丧生。"
氡气可以通过地板和地基的裂缝渗入房屋。即使从未吸过烟的人,接触氡气及其腐烂物质也会导致肺癌。众所周知吸烟会增加肺癌风险,但根据《环境与健康展望》(Environmental Health Perspectives) 最新发表研究结果,基于 66 个国家提供的氡暴露数据,氡暴露可能导致14–17%例肺癌病例和3%例癌症死亡病例。
小玲眉头紧锁,担忧地看着丈夫,"这太可怕了!"李华深吸了一口气,"我觉得我们应该了解更多关于氡气的信息。或许可以采取一些措施来保护自己。"
接着,他们决定一同深入研究这个话题,发现氡气是一种无色、无味、无臭的天然气体,存在于土壤中,释放出来后易被吸入肺部,而特别是吸烟者更容易受到影响。烟草释放的辐射与氡气的辐射相互作用,增加了患癌症的风险。
氡气是什么呢?
氡气:危险隐匿的空气杀手
在1900年,德国物理学家弗里德里希·恩斯特·多恩进行镭的自然放射性衰变研究时,首次发现了氡气。虽然它是一种常见的元素,但它是放射性的。氡的两种同位素(氡-220和氡-222)分别起源于自然存在的钍和铀,存在于岩石、土壤、水和空气中。氡气是一种稀有气体,无色、无味、无味,人类感知不到。其中,最常见的同位素是氡-222。
氡-222、氡-220及其子体,原子序数86,除了天然存在,还来自核工业释放、建筑物的释放、煤炭的开采、燃烧、磷酸盐工业等。可用于制备试验室用的氡-铍中子源,用作气体示踪剂、预报地震、医学应用等。
氡气的特性
氡气主要存在于空气、水和土壤中。它的半衰期仅有3.8天,因此它会在环境中发生放射性衰变。
氡气是由其母核(钍-234或铀-238)多次衰变而来。在这个过程中,它变成了镭原子,然后变成氡气,最终衰变为稳定的铅原子。这一过程伴随着高能阿尔法粒子、贝塔粒子和伽玛辐射的释放。
一旦产生,氡气的稀有气体性质使其从岩石、土壤、水和建筑材料的化学键中释放出来。氡气的半衰期提供了足够的时间,使其从原始地点扩散到大气中,从而进入建筑物和住宅。在这些封闭空间中,氡气会继续衰变,产生氡子。这些氡子往往带电,并倾向于附着在尘埃颗粒上。
氡子包括四种半衰期不足30分钟的同位素,它们是人类接触阿尔法辐射的主要来源。阿尔法辐射可能会直接或间接地损害DNA和其他细胞组分,从而可能导致氡气引起的肺部疾病或癌症。
测量单位
对于环境和住宅氡气,通常以其放射性物质的数量或活度来进行测量,单位通常是居里(Ci)或贝克勒尔(Bq)。
- 居里是每秒37亿个原子转化的材料数量,1 Ci相当于3.7 x 10^10 Bq。
- 贝克勒尔是每秒1个原子转化的材料数量,常用前缀(例如pCi或皮居里)进行衡量。
而对于职业暴露,氡气的测量以“工作水平”或氡子对组织传递的总能量为基础。美国环保署建议将室内居住氡浓度限制在4pCi/L,通常相当于0.016工作水平。
氡气与肺癌
氡气已被确定为肺癌的主要致病因素,仅次于吸烟。每年有大约21,000人因氡气引发的肺癌而丧生,特别是吸烟者更容易受到影响,因为烟草释放的辐射与氡气的辐射相互作用,增加了患癌症的风险。
综上所述,氡气虽然是一种看不见摸不着的气体,但其放射性质使其成为一个潜在的健康威胁。我们需要采取适当的措施来减少氡气的暴露,特别是在居住和工作环境中,以降低患肺癌的风险。通过了解氡气的性质和影响,我们可以更好地保护自己和我们的家人的健康。
放射性气体氡,会悄悄潜入你的家吗?
氡是自然环境中的产物,也是美国等国家主要的自然背景辐射暴露来源。
Krewski D, Lubin JH, Zielinski JM, Alavanja M, Catalan VS, Field RW, Klotz JB, Létourneau EG, Lynch CF, Lyon JL, Sandler DP, Schoenberg JB, Steck DJ, Stolwijk JA, Weinberg C, Wilcox HB. A combined analysis of North American case-control studies of residential radon and lung cancer. J Toxicol Environ Health A. 2006 Apr;69(7):533-97. doi: 10.1080/15287390500260945. PMID: 16608828.
对七项大规模居住地氡和肺癌风险的病例-对照研究的主要数据进行了综合分析。合并数据集包括总共4081例病例和5281名对照,是迄今为止进行的关于居住地氡和肺癌的最大数据汇总。居住地氡浓度主要是通过放置在研究对象家庭居住区域的α径迹探测器来确定,以获得室内空气的一年平均氡浓度。研究结果为居住地氡与肺癌风险之间的关联提供了直接证据,这一发现与从职业暴露于氡的地下矿工的研究结果的外推一致。
氡气体在空气、地下水和地表水中自由传播。 室内氡气的主要来源是土壤渗入建筑物。 由于氡的后代带电状态和固体性质,它们很快附着在它们遇到的大多数表面上,包括空气中的颗粒(例如尘土)、墙壁、地板、通风设备和衣物。只有特殊设备才能检测或测量家庭和环境中的氡。
土壤和空气
氡气体是岩石和土壤中普遍存在的元素。煤炭和其他化石燃料的燃烧也会释放氡。当氡从土壤中逸出或从排放口排放到室外空气中时,它的浓度通常会被稀释,但并不总是低于室内空气的浓度。
水
岩石和土壤中的氡气可以进入空气、地下水和地表水。氡也可能通过供水进入家庭。井水中的氡浓度可能高于地表水。与地表水相比,地下水往往与岩石和土壤有更直接和更长时间的接触,使更多的铀和钍衰变链的后代溶解出来。
这可能导致氡浓度升高,特别是当水穿过铀和钍丰富的地区,比如加拿大和新英格兰北部。
在典型的市政水源或地表水水库中,大多数氡会挥发到空气中或在水到达家庭之前衰变。该水中铀和镭的衰变只会产生少量残余氡。
天然气
天然气中也含有氡。天然气曾与地下含铀和钍的岩石和土壤接触,这些岩石和土壤不断释放氡。氡及其后代会随着天然气通过分配管道进入家庭,并在壁炉、炉子、加热器、灶具和热水器燃烧时释放到呼吸空气中。
家庭和建筑物
美国的每个州都有测得的氡气浓度高于EPA建议浓度的住宅。所有家庭都应该进行测试,无论地理位置如何。 在所有地区都发现了氡浓度升高的家庭。 氡可以通过以下方式进入家庭:
- 土壤渗透。
- 气体设备,即使它们已经适当排气。
- 家庭内空气的压力驱动流动,这是最重要的机制。
- 水供应,特别是来自私人井。
压力驱动机制发生在从土壤逸出的氡遇到相对于土壤的家庭的负压时。这种压力差是由以下因素引起的:
- 排气扇(厨房、浴室和烘干机)。
- 由壁炉、炉子、烤箱和灶具产生的上升温暖空气。
房屋下的地下室和爬行空间提供了更多的机会,使土壤中的氡气进入。氡气可以进入建筑物,然后被困在室内。这在氡气的逃逸潜力减小,室内氡浓度增加的温度逆转期间尤为常见。氡可以通过以下途径进入家庭:
- 固体地板的裂缝。
- 施工接缝。
- 墙壁的裂缝。
- 悬挂地板上的缝隙。
- 服务管周围的缝隙。
- 墙内的空腔。
- 气体设备。
氡还会从房屋内部的材料中释放,如:
- 砖和灰浆。
- 砖块墙。
- 混凝土地板。
- 用于热源的砾石。
- 石膏板。
- 石制产品。
在使用燃气炉做饭和淋浴等家庭活动期间,氡可能会从气体和水中释放到空气中)。
氡测试
地下散发的氡浓度在不同地区和地点之间差异很大。目前,确定室内氡浓度的唯一方法是通过测量。只需要在家庭的居住区域进行氡浓度测量。测量是识别问题的关键。
尽管上述医学科普信息强调了氡与肺癌的关联,我们不必过度担忧。这些研究主要关注高水平氡暴露,而家庭环境中的氡浓度通常较低。此外,各项研究仍在探讨这一关联,因此并不意味着居住地氡一定会导致肺癌。最重要的是,采取一些简单的预防措施,如良好通风和定期的居住地氡检测,可以降低潜在的风险。我们不必过度担忧,但应保持警惕,以确保家庭环境的安全和健康。