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課程提綱第四章空氣污染與輻射監(jiān)測第一節(jié)空氣及空氣污染的基本知識第二節(jié)空氣放射性污染監(jiān)測方案的制訂第三節(jié)空氣樣品的采集與處理第四節(jié)大氣中氡及其子體的測量RadioationEnvironmentalMon1Radioation

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第一節(jié)空氣及空氣污染的基本知識大氣:包圍在地球周圍的氣體,其厚度達(dá)1000-1400km。大氣組成:

干潔空氣:大氣中除去水汽和雜質(zhì)的空氣稱為干潔空氣,氮、氧、氬占大氣總體積的99%。

水汽:主要來自海洋、江河、湖泊以及其他潮濕物體表面的蒸發(fā)和植物的蒸騰。

固體雜質(zhì):懸浮于大氣中的煙粒、塵埃、鹽粒等。RadioationEnvironmentalMon2大氣層結(jié)構(gòu):均質(zhì)大氣層與非均質(zhì)大氣層均質(zhì)層結(jié)構(gòu)

對流層(0-20km)平流層(20-50km)中間層(50-80km)第一節(jié)空氣及空氣污染的基本知識大氣層結(jié)構(gòu):第一節(jié)空氣及空氣污染的基本知識3空氣:對人類及生物生存起重要作用的是近地面約10km內(nèi)的氣體層(對流層),占大氣總質(zhì)量的95%左右??諝馕廴荆嚎諝庵杏泻ξ镔|(zhì)濃度超過環(huán)境所能允許的極限并持續(xù)一定時間后,會改變大氣特別是空氣的正常組成,破壞自然的物理、化學(xué)和生態(tài)平衡體系,從而危害人們的生活、工作和健康,損害自然資源及財產(chǎn)等,這種情況稱為空氣污染。第一節(jié)空氣及空氣污染的基本知識空氣:對人類及生物生存起重要作用的是近地面約10km內(nèi)的氣體4Radioation

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1.空氣和空氣污染地球半徑大氣厚度氮78.06%氧20.95%氬0.93%其他氣體<0.1%有害物質(zhì):煙塵、氡及其子體、放射性氣溶膠、非放射性污染物等對人類有影響的:距地面10km第一節(jié)空氣及空氣污染的基本知識RadioationEnvironmentalMon5Radioation

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2.空氣污染的危害污染物質(zhì)大氣顆粒物氣溶膠氡及其子體顆粒物的大小決定其沉積于呼吸道中的位置;化學(xué)組成決定沉積位置上對組織的影響。第一節(jié)空氣及空氣污染的基本知識空氣污染對人體的危害途徑:

呼吸道吸入;

隨食物和飲水?dāng)z入;

體表接觸侵入。RadioationEnvironmentalMon6Radioation

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3.空氣中的污染物及其存在狀態(tài)按形成過程分類可分為:一次污染物和二次污染物;按存在狀態(tài)分類可分為:分子狀態(tài)污染物和粒子狀態(tài)污染物粒徑大于l0μm的顆粒物能較快地沉降到地面上,稱為降塵。粒徑小于10μm的顆粒物(PM10)可長期飄浮在空氣中,稱為可吸入顆粒物或飄塵(IP)。

PM2.5:大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物,也稱為可入肺顆粒物。它的直徑還不到人的頭發(fā)絲粗細(xì)的1/20。

第一節(jié)空氣及空氣污染的基本知識RadioationEnvironmentalMon7Radioation

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4.空氣中污染物的時空分布特點與其他環(huán)境要素中的污染物質(zhì)相比較,空氣中的污染物質(zhì)具有隨時間、空間變化大的特點。空氣污染物的時空分布及其濃度與污染物排放源的分布、排放量及地形、地貌、氣象等條件密切相關(guān)。第一節(jié)空氣及空氣污染的基本知識RadioationEnvironmentalMon8Radioation

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5.空氣中污染物濃度表示方法非放射性物質(zhì):

(1)單位體積質(zhì)量濃度單位體積質(zhì)量濃度是指單位體積空氣中所含污染物的質(zhì)量數(shù),常用mg/m3或μg/m3表示。(3)體積比濃度體積比濃度是指100萬體積空氣中含污染氣體或蒸氣的體積數(shù),常用mL/m3和μL/m3表示。兩種濃度表示方法之間的換算:放射性物質(zhì):

單位體積活度單位體積活度是指單位體積空氣中所含放射性物質(zhì)的活度,常用Bq/m3表示.第一節(jié)空氣及空氣污染的基本知識RadioationEnvironmentalMon9Radioation

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第二節(jié)空氣放射性污染監(jiān)測方案的制訂本節(jié)內(nèi)容:1)大氣污染監(jiān)測的目的、有關(guān)資料的收集方法和范圍、具體監(jiān)測項目的確定原則和項目內(nèi)容;2)監(jiān)測網(wǎng)點的優(yōu)化布點原則、要求和方法要點、采樣時間和頻率的確定原則與要求。RadioationEnvironmentalMon10Radioation

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基礎(chǔ)資料的收集確定監(jiān)測項目,設(shè)計布點網(wǎng)絡(luò)采樣時間和采樣頻率的確定采樣及監(jiān)測技術(shù)的選擇結(jié)果表達(dá)、質(zhì)量保證及實施計劃2.1制定大氣污染監(jiān)測方案的程序第二節(jié)空氣放射性污染監(jiān)測方案的制訂RadioationEnvironmentalMon11Radioation

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①為了確定氣載放射性物質(zhì)的污染水平,評價和控制核設(shè)施的工作人員及周圍居民受氣載放射性照射的潛在危險;②通過對工作環(huán)境中空氣的采樣測量,還可檢驗核設(shè)施的運(yùn)行情況,及早發(fā)現(xiàn)事故,檢查排放控制系統(tǒng)的運(yùn)行效果,并為有關(guān)規(guī)程提供佐證性資料。③為研究空氣質(zhì)量的變化規(guī)律和發(fā)展趨勢、開展空氣污染的預(yù)測預(yù)報以及研究污染物遷移轉(zhuǎn)化情況提供基礎(chǔ)資料。④為政府環(huán)保部門執(zhí)行環(huán)境保護(hù)法規(guī)、開展空氣質(zhì)量管理及修訂空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)和基礎(chǔ)資料。2.2監(jiān)測目的第二節(jié)空氣放射性污染監(jiān)測方案的制訂RadioationEnvironmentalMon122.3空氣放射性污染監(jiān)測類型

第二節(jié)空氣放射性污染監(jiān)測方案的制訂污染源的監(jiān)測環(huán)境污染監(jiān)測特定目的監(jiān)測2.3空氣放射性污染監(jiān)測類型第二節(jié)空氣放射性污染監(jiān)測方案13Radioation

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(一)污染源分布及排放情況(二)氣象資料(三)地形資料(四)土地利用和功能分區(qū)情況(五)人口分布及人群健康情況2.4調(diào)研及資料收集第二節(jié)空氣放射性污染監(jiān)測方案的制訂RadioationEnvironmentalMon14Radioation

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2.5監(jiān)測項目第二節(jié)空氣放射性污染監(jiān)測方案的制訂1.氣溶膠:監(jiān)測懸浮在空氣中微粒態(tài)固體或液體中的放射性核素濃度;2.沉降物:監(jiān)測空氣中自然降落于地面上的塵埃、降水(雨、雪)中的放射性核素濃度;3.氚:主要監(jiān)測空氣中氚化水蒸氣中氚的濃度RadioationEnvironmentalMon15Radioation

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2.6監(jiān)測站(點)的布設(shè)(一)布設(shè)采樣站(點)的原則和要求1.覆蓋全部監(jiān)測區(qū):采樣點應(yīng)設(shè)在整個監(jiān)測區(qū)域的高中低三種不同污染物濃度的地方;2.在污染源比較集中,主導(dǎo)風(fēng)向比較明顯的情況下,應(yīng)將污染源的下風(fēng)向作為主要監(jiān)測范圍,布設(shè)較多的采樣點;上風(fēng)向布設(shè)少量點作為對照;3.工業(yè)集中地區(qū)多取點,農(nóng)村可少些;人口密度大的地區(qū)多取點,少的地區(qū)可少些4.超標(biāo)地區(qū)多取點,未超標(biāo)地區(qū)少些;5.采樣高度根據(jù)監(jiān)測目的而定:研究大氣污染對人體的危害,采樣口應(yīng)在離地面1.5~2.0m,研究大氣污染對植物或器物的影響,采樣口高度應(yīng)與植物或器物高度相近。連續(xù)采樣例行監(jiān)測,采樣口高度應(yīng)距地面3—15m。6.第二節(jié)空氣放射性污染監(jiān)測方案的制訂RadioationEnvironmentalMon16Radioation

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1.功能區(qū)布點法

2.網(wǎng)格布點法

3.同心圓布點法

4.扇形布點法(三)采樣站(點)布設(shè)方法第二節(jié)空氣放射性污染監(jiān)測方案的制訂RadioationEnvironmentalMon17Radioation

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圖1網(wǎng)格布點法第二節(jié)空氣放射性污染監(jiān)測方案的制訂RadioationEnvironmentalMon18Radioation

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圖2同心圓布點法圖3扇形布點法第二節(jié)空氣放射性污染監(jiān)測方案的制訂RadioationEnvironmentalMon19Radioation

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2.6采樣頻率和采樣時間采樣頻率系指在一個時段內(nèi)的采樣次數(shù)。采樣時間指每次采樣從開始到結(jié)束所經(jīng)歷的時間。二者要根據(jù)監(jiān)測目的、污染物分布特征、分析方法靈敏度等因素確定。第二節(jié)空氣放射性污染監(jiān)測方案的制訂RadioationEnvironmentalMon20Radioation

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第三節(jié)空氣樣品的采集選擇采樣方法要考慮的因素1.污染物的存在狀態(tài)2.污染物的濃度3.污染物的理化特性4.所用分析方法的靈敏性RadioationEnvironmentalMon213.1氣溶膠氣溶膠——固體或液體粒子在空氣或其它氣體介質(zhì)中形成的分散體系,若這種微粒載有放射性核素,則稱為放射性氣溶膠Φ:10-3~102μm目的:為了監(jiān)測空氣受污染的程度,或評估地表污染的再懸浮程度。來源:反應(yīng)堆、加速器周圍空氣中的58Fe、30Si等雜質(zhì)被中子活化成;鈾、釷礦石的開采和冶煉中以及核燃料的生產(chǎn)和乏燃料后處理過程中產(chǎn)生的含有放射性物質(zhì)的固體微粒;放射性氣態(tài)核素子體產(chǎn)物,如222Rn和220Th的子體Radioation

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第三節(jié)空氣樣品的采集3.1氣溶膠氣溶膠——固體或液體粒子在空氣或其它氣體介質(zhì)中形223.1氣溶膠(1)采樣點的選定

①工作現(xiàn)場,取樣高度——150cm,人員呼吸帶;

②環(huán)境靜風(fēng)時,取樣頭——水平;

③核設(shè)施上下風(fēng)向布點,點數(shù):下風(fēng)向>上風(fēng)向;

④采樣頭入口氣流方向和速度與被采氣流的方向和速度一致;

⑤在大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價與后果評價監(jiān)測時,一般應(yīng)按弧線布點;⑥在障礙物下風(fēng)向采樣時,采樣點在距離大于障礙物高度十倍的范圍外設(shè)點。Radioation

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第三節(jié)空氣樣品的采集3.1氣溶膠(1)采樣點的選定RadioationEn233.1氣溶膠(2)采樣頻度和時間在工作場所,原則上整個工作日都應(yīng)進(jìn)行采樣,個人空氣采樣器一般應(yīng)能連續(xù)工作8小時,累積式連續(xù)監(jiān)測采樣器也是在一個工作日連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。在環(huán)境中,濃度低——大流量、長時間。環(huán)境采樣無需高頻度和短周期,一般能夠反映旬、月甚至季度的變化即可。監(jiān)測長半衰期的核素,采樣周期可為一個月或更長時間。短半衰期核素的監(jiān)測——采樣測量在2~3個半衰期內(nèi)進(jìn)行在連續(xù)監(jiān)測儀發(fā)出警報,已知或懷疑出現(xiàn)異常的場合時,必須增加采樣點和頻度,立即用大流量采樣器收集樣品,并采用單次與連續(xù)采樣相結(jié)合的形式

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第三節(jié)空氣樣品的采集3.1氣溶膠(2)采樣頻度和時間RadioationE243.1氣溶膠(3)采樣體積一般情況下,環(huán)境空氣采樣流量F=0.02—2m3·min-1。室內(nèi)空氣采樣流量F=0.002-2m3·min-1。F——采樣流量,L/min;q——最小可測放射性活度,Bq;C——待測放射性濃度,Bq/L;T——采樣時間,min;V——采樣體積,L;

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第三節(jié)空氣樣品的采集3.1氣溶膠(3)采樣體積一般情況下,環(huán)境空氣采樣流量F25(4)采樣設(shè)備和方法3.1氣溶膠泵空氣入口流量計空氣出口濾紙①總濃度采樣器----對粒子大小無選擇氣載放射性微粒不發(fā)生顯著變化,已經(jīng)知道微粒物質(zhì)的粒度分布特性和其他理化特性濾紙

——醋酸纖維素濾紙、玻璃纖維素濾紙瞬時流量計,累積流量計氣表

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第三節(jié)空氣樣品的采集(4)采樣設(shè)備和方法3.1氣溶膠泵空氣入口流量計空氣出口263.1氣溶膠撞出采樣器、向心分離采樣器、旋風(fēng)采樣器等(5)測量方法

①直接測量法可將樣品濾膜直接放在與濾膜同樣面積的探測器下,或?qū)悠窞V膜裁減成與探測器同樣面積進(jìn)行測量。

②灰化法將濾膜或活性炭于瓷坩堝內(nèi),置馬弗爐中在一定溫度下灰化1小時,冷卻后稱重,以備測量。

③有機(jī)溶劑溶解法一般是用丙酮或乙酸乙酯溶解濾膜上的放射性氣溶膠于樣品盤內(nèi),令其自然揮發(fā)或烘干后進(jìn)行測量。②粒度分級采樣器----對粒子大小有選擇

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第三節(jié)空氣樣品的采集3.1氣溶膠撞出采樣器、向心分離采樣器、旋風(fēng)采樣器等②粒度273.2氣體和蒸汽①固體吸附法活性炭——放射性碘,低溫下可收集惰性氣體浸漬活性炭——有機(jī)碘銀和純銅——單質(zhì)氣態(tài)碘的有效收集器,但不能收集有機(jī)碘變色硅膠——3H(蒸汽形態(tài))(1)特定成分的采樣

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第三節(jié)空氣樣品的采集指用一種收集器把特定成分從氣流中分離出來并保存住它的采樣方法3.2氣體和蒸汽①固體吸附法(1)特定成分的采樣R28②吸收法3.2氣體和蒸汽(1)特定成分的采樣用裝有吸收溶液的容器作吸收器,使空氣從中通過,利用一些特殊化學(xué)反應(yīng)或溶液的特殊溶解性,可把某種放射性氣體和蒸汽與空氣分離出來。例如:NaOH單質(zhì)態(tài)碘,四氧化銣(RuO4)

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第三節(jié)空氣樣品的采集②吸收法3.2氣體和蒸汽(1)特定成分的采樣用裝有吸收溶29③冷凝法3.2氣體和蒸汽(1)特定成分的采樣收集揮發(fā)性的放射性物質(zhì)。氪、氙等惰性氣體,氚(水蒸汽形態(tài))入氣出氣干冰(液氮)冷凝液,低溫保存待分析

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第三節(jié)空氣樣品的采集③冷凝法3.2氣體和蒸汽(1)特定成分的采樣收集揮發(fā)性的303.2氣體和蒸汽對于環(huán)境空氣中塵埃和氣溶膠的樣品采樣,常用總濃度采樣器作為總粒子濃度常規(guī)測量的采樣裝置,方法簡單,效果良好。對于空氣中放射性氣體和蒸汽的樣品采集,活性炭、浸漬活性炭吸附劑及活性炭濾紙可用于采集元素碘和有機(jī)碘,低溫條件下活性炭可采集氡,硅膠可采集氚水蒸氣。入氣出氣電離室(2)不分離特定成分的采樣確定空氣總的污染水平;煙道常用之,并與環(huán)境采樣結(jié)果相互印證

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第三節(jié)空氣樣品的采集3.2氣體和蒸汽對于環(huán)境空氣中塵埃和氣溶膠的樣品采樣,常用313.3沉降物樣品的采集目的:調(diào)查研究核設(shè)施正常運(yùn)行工況下及發(fā)生事故、核武器試驗引起地面輻射強(qiáng)度的變化,估算其可能引起的任何危害。通常采集一個月內(nèi)的沉降物總量作為樣品,若測量總β活度,也可采集24h沉降物量作樣品來源:大氣層核爆炸所產(chǎn)生的放射性廢物、人工放射性微粒,包括大氣塵埃、落下灰、雨水和雪

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第三節(jié)空氣樣品的采集3.3沉降物樣品的采集目的:來源:大氣層核爆炸所產(chǎn)生的放射性323.3.1水盤法不銹鋼或聚乙烯塑料S=2500cm2,h=15cm。水盤內(nèi)盛0.1%的硝酸或鹽酸,灰塵沉降量少的地區(qū)酌加數(shù)毫克的鍶載體,加適量的存水

H=(2.5~3)φ的高罐,可不加水。

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第三節(jié)空氣樣品的采集將水盤置于采樣點暴露24小時,并記錄暴露期間的氣象條件。暴露期間應(yīng)保持盤底始終有水,防止水分蒸干后使已經(jīng)降落的沉降物隨風(fēng)揚(yáng)起造成損失。暴露結(jié)束后,將水盤內(nèi)的水溶液全部轉(zhuǎn)入到燒杯中,盤底用0.1%的硝酸溶液沖洗2~3次,洗滌液并入燒杯中。將燒杯內(nèi)的水溶液用小火加熱蒸發(fā),濃縮至20毫升左右,再轉(zhuǎn)入稱重的坩堝內(nèi)繼續(xù)蒸發(fā)至干。然后于馬福爐中500℃灼燒2小時,冷卻后稱總灰重。3.3.1水盤法不銹鋼或聚乙烯塑料S=2500cm2,333.3.1水盤法

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第三節(jié)空氣樣品的采集在暴露期間如遇雨、雪,收集的水量較多時,可用以下化學(xué)沉淀法進(jìn)行處理:將雨雪水收集在大的容器內(nèi),每升水加5-10毫克鐵載體和適量的鍶或鋇載體,用濃氨水調(diào)pH至7.5左右,再加適量的飽和碳酸銨溶液充分?jǐn)嚢?,加熱至沸,使沉淀完全;靜置沉降;濾紙連同沉淀轉(zhuǎn)入已經(jīng)稱重的坩堝內(nèi)繼續(xù)蒸發(fā)至干。然后于馬福爐中500℃灼燒2小時,冷卻后稱總灰重。3.3.1水盤法RadioationEnvironm343.3.2粘紙法常用于測量單位時間、單位面積地表的放射性落下灰的沉降。不能用于放射化學(xué)分析,通常只用于總β放射性水平測定。優(yōu)點:簡便;缺點:①雨水沖刷掉;②不能長時間取樣(油干后無粘性)醋酸纖維素襯片,涂橡膠基粘合劑,距地1m支架,24h。棉紙、粉廉紙、涂凡士林加機(jī)油,或松香加蓖麻油

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第三節(jié)空氣樣品的采集3.3.2粘紙法常用于測量單位時間、單位面積地表的放射性落353.3.3高罐法用不銹鋼或聚乙烯塑料做成的圓柱形罐(壁高為直徑的2.5-3倍)暴露于空氣中采集沉降物,罐內(nèi)不必放水,可作長時間的沉降物采樣用。樣品處理方法于水盤法相同

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第三節(jié)空氣樣品的采集3.3.3高罐法用不銹鋼或聚乙烯塑料做成的圓柱形罐(壁高為363.4雨、雪水樣的采集收集器的面積要考慮能在采樣期間采集約20升的雨水;收集到的雨水可以蒸發(fā)濃縮,或?qū)⒙┒放c陰離子交換樹脂直接相連;吸附在樹脂上的放射性核素用相應(yīng)的溶液分別洗脫后進(jìn)行放化分析;雨水采樣器還可以安裝在有晶體管線路控制的自動采樣裝置內(nèi);在冬季采集雨水時應(yīng)裝上電熱器,防止雨水結(jié)冰后阻塞漏斗;如需從地面采集雪樣,可事先選好一塊平坦的地面,降雪后用清潔而光滑的木鏟取一定面積的全部雪層,清除其中的樹葉和草木等異物,待雪溶化后按雨水樣品進(jìn)行處理。

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第三節(jié)空氣樣品的采集3.4雨、雪水樣的采集收集器的面積要考慮能在采樣期間采集約37

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第四節(jié)大氣環(huán)境中氡及其子體的測定4.1環(huán)境氡及其子體的監(jiān)測氡是無處不在,只是其濃度的高低不同而異。然界中氡有三個同位素,氡(222Rn)、釷射氣(220Rn)、錒射氣(219Rn),來自于三大天然放射系——鈾系、釷系和錒系1898年M.居里發(fā)現(xiàn)在與鐳接觸的空氣中有放射性氣體,但不知道這種放射性氣體的來源和性質(zhì),1900年,多恩證明了這種放射性氣體是由于鐳衰變產(chǎn)生的,1923年國際會議上正式把這種放射性情性氣體命名為氡(Radon)1氡的來源及水平RadioationEnvironmentalMon381氡的來源及水平

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第四節(jié)大氣環(huán)境中氡及其子體的測定4.1環(huán)境氡及其子體的監(jiān)測1氡的來源及水平RadioationEnvironm391氡的來源及水平

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第四節(jié)大氣環(huán)境中氡及其子體的測定4.1環(huán)境氡及其子體的監(jiān)測1氡的來源及水平RadioationEnvironme402氡及氡子體的特性(1)氡的理化特性氡在標(biāo)難狀態(tài)下是無色無臭透明的惰性氣體,氡可溶解于水和多種液體中,也易溶于血液和脂肪中。氡是導(dǎo)致居民肺癌發(fā)生的原因之一,是僅次于吸煙的誘發(fā)肺癌的第二大因素。

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第四節(jié)大氣環(huán)境中氡及其子體的測定4.1環(huán)境氡及其子體的監(jiān)測2氡及氡子體的特性(1)氡的理化特性Radioation41(2)氡子體性質(zhì)氡子體指的是鈾系中氡衰變后的幾個短壽命子體核素.氡衰變后新生成的218Po原子是一個能量約為100keV的反沖核,在它與物體表面或凝聚核結(jié)合之前能自由存在一段時間,此時被稱為未結(jié)合態(tài)氡子體。未結(jié)合態(tài)氡子體一般帶有正電性,擴(kuò)散能力較強(qiáng),在空氣中存在的時間不長,很容易與空氣中的凝聚核結(jié)合在一起而變成結(jié)合態(tài)氡子體。未結(jié)合態(tài)氡子體有很強(qiáng)的附著能力,它們能牢固地附著在物體的表面,此種現(xiàn)象叫做附壁效應(yīng)。當(dāng)空氣流動速度增大時,這種附壁效應(yīng)更明顯,此種現(xiàn)象常用量降低局部空間的氡子體濃度。

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第四節(jié)大氣環(huán)境中氡及其子體的測定4.1環(huán)境氡及其子體的監(jiān)測(2)氡子體性質(zhì)氡子體指的是鈾系中氡衰變后的幾個短壽命子體核42(1)氡濃度CRn(RadonConcentrations)單位體積空氣中氡的放射性活度,其單位是Bq/m3

1Ci/L=3.7x1010Bq/L=3.7x1013Bq/m31pCi/L=3.7x10-2Bq/L=37Bq/m3,p(ino)

=10-12

3幾個概念

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第四節(jié)大氣環(huán)境中氡及其子體的測定4.1環(huán)境氡及其子體的監(jiān)測(1)氡濃度CRn(RadonConcentrations43已建住房平衡當(dāng)量氡濃度年平均值不超過200Bq/m3;新建住房平衡當(dāng)量氡濃度年平均值不超過100Bq/m3。

(2)平衡當(dāng)量氡濃度EECRn(EquivalentEquilibriumConcentrations)平衡當(dāng)量氡濃度EECRn是與實際存在的氡子體處于放射性平衡的氡濃度,其計量單位為Bq/m3。平衡當(dāng)量濃度與各子體的關(guān)系為:

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第四節(jié)大氣環(huán)境中氡及其子體的測定4.1環(huán)境氡及其子體的監(jiān)測已建住房平衡當(dāng)量氡濃度年平均值不超過200Bq/m3;新建住44

(3)α潛能濃度PAEC或Cp(PotentialAlphaEnergyConcentrations)單位體積空氣中存在的短壽命氡子體的任何混合物的全部子體原子核衰變鏈分別由RaA(218Po)完全衰變到RaD(210Po)過程中發(fā)射出的α粒子能量的總和

平衡當(dāng)量濃度與氡子體α潛能濃度之間有固定換算關(guān)系,換算系數(shù)為

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第四節(jié)大氣環(huán)境中氡及其子體的測定4.1環(huán)境氡及其子體的監(jiān)測(3)α潛能濃度PAEC或Cp(PotentialA45氡工作水平(WL)

:與100pCi/L的氡相平衡的子體總α潛能定為1個工作水平(WorkingLevel)。3幾個概念工作水平月(WLM)

:在具有一個工作水平的子體潛能值的場所工作170小時,則其總暴露量叫做一個工作水平月。

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第四節(jié)大氣環(huán)境中氡及其子體的測定4.1環(huán)境氡及其子體的監(jiān)測氡工作水平(WL):與100pCi/L的氡相平衡的子體總α46氡與氡子體濃度單位的換算關(guān)系為:4平衡因子空氣中實際存在的氡子體α潛能濃度和與氡處于放射性平衡態(tài)的氡子體α潛能濃度之比值第9章環(huán)境氡及其子體的監(jiān)測聯(lián)合國原子輻射效應(yīng)科學(xué)委員會(UNSCEAR)建議,鈾礦的F值一般取0.30.非鈾礦山取0.70.外環(huán)境取0.80,室內(nèi)取0.40.3.幾個概念

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第四節(jié)大氣環(huán)境中氡及其子體的測定4.1環(huán)境氡及其子體的監(jiān)測氡與氡子體濃度單位的換算關(guān)系為:4平衡因子空氣中實際存在的47單位和換算系數(shù)活度單位居里(Ci):1Ci=3.71010Bq潛能濃度單位MeVl-1:1MeVl-1=1.610-4

Jm-3工作水平(WL)與潛能濃度:1WL=20.8Jm-3工作水平月(WLM)與潛能照射量:1WLM=3.6mJhm-3Ceq與潛能濃度:對于222Rn子體,1Ceq=5.6210-3

Jm-3對于220Rn子體,1Ceq=75.810-3

Jm-33幾個概念

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第四節(jié)大氣環(huán)境中氡及其子體的測定4.1環(huán)境氡及其子體的監(jiān)測單位和換算系數(shù)3幾個概念RadioationEnvir484.2環(huán)境中氡的測量測氡方法瞬時測量方法:快速了解被測場所的氡濃度;連續(xù)測量方法:了解氡濃度的變化;累積測量方法:劑量估算或流行病研究按采樣方式分:主動測量被動測量聯(lián)合測量

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第四節(jié)大氣環(huán)境中氡及其子體的測定4.2環(huán)境中氡的測量測氡方法瞬時測量方法:快速了解被測場所491.閃爍室測氡法

氡進(jìn)入閃爍室后,氡及其子體發(fā)射的α粒子使閃爍室壁的ZnS(Ag)產(chǎn)生閃光,光電倍增管把這種光訊號變成電脈沖,經(jīng)過電子學(xué)線路把電脈沖放大,最后記錄下來。單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)(脈沖計數(shù)率)與氡濃度成正比,從而可確定氡濃度.:2.主要設(shè)備及儀器

圖9-4FD125型閃爍室及Rn/Th分析連接示意圖4.2環(huán)境中氡的測量

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第四節(jié)大氣環(huán)境中氡及其子體的測定1.閃爍室測氡法氡進(jìn)入閃爍室后,氡及其子體發(fā)射的α粒子使閃502.雙濾膜測氡法FT-648測氡儀4.2環(huán)境中氡的測量

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第四節(jié)大氣環(huán)境中氡及其子體的測定2.雙濾膜測氡法FT-648測氡儀4.2環(huán)境中氡的測量513.氣球測氡法1974年由清華大學(xué)提出,在礦山和環(huán)境氡測量中得到了廣泛的應(yīng)用取樣時以固定流量向氣球充氣,入口濾膜抽掉空氣中的氡子體,充氣時間固定;充氣結(jié)束后等待數(shù)分鐘,將氣球內(nèi)的空氣以固定流量排出。氣球內(nèi)新生氡子體被出口濾膜收集。由于被收集的氡子體與氡濃度存在正比關(guān)系,測量濾膜上的α放射性就可以計算得到氡濃度,其計算公式為4.2環(huán)境中氡的測量

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第四節(jié)大氣環(huán)境中氡及其子體的測定3.氣球測氡法1974年由清華大學(xué)提出,在礦山和環(huán)境氡測量中524.活性炭盒γ譜法一種短期累積取樣測量方法,一般取樣時間為1—7d,給出短期平均氡濃度?;钚蕴亢惺且环N被動式取樣方式,依賴于氡的擴(kuò)散特性。氡擴(kuò)散進(jìn)炭床內(nèi)被活性炭吸附,被吸附的氡及其衰變的子體全部沉積在活性炭內(nèi)。用γ譜儀測量活性炭盒的氡子體特征γ射線峰(609keV)或峰群(294keV、352keV、609keV)強(qiáng)度為了降低本底,測氡時一般只取能量較高的三個特征峰總面積。根據(jù)峰面積可計算出氡濃度4.2環(huán)境中氡的測量

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第四節(jié)大氣環(huán)境中氡及其子體的測定4.活性炭盒γ譜法一種短期累積取樣測量方法,一般取樣時間為534.3氡子體濃度測量對人體造成危害的主要是氡子體,它隨著人的呼吸而沉積到支氣管和肺部,給呼吸器官組織造成輻射損傷氡子體測量主要由兩個過程組成:一是取樣過程中氡子體的積累;二是取樣后測量過程中氡子體的衰變。

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第四節(jié)大氣環(huán)境中氡及其子體的測定4.3氡子體濃度測量對人體造成危害的主要是氡子體,它隨著人的541.氡子體測量的基本原理(1).取樣過程濾膜上氡子體的變化RaA(218Po)的沉積:RaB(214Pb)的沉積

RaC(214Bi)的沉積

4.3氡子體濃度測量

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第四節(jié)大氣環(huán)境中氡及其子體的測定1.氡子體測量的基本原理RaA(218Po)的沉積:RaB(55假設(shè)條件:(1)取樣過程中空氣中各氡子體濃度不變;(2)取樣過程中取樣流量不變;(3)濾膜對各種氡子體的過濾效率相同。

1氡子體測量的基本原理(1)取樣過程濾膜上氡子體的變化4.3氡子體濃度測量

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第四節(jié)大氣環(huán)境中氡及其子體的測定假設(shè)條件:1氡子體測量的基本原理(1)取樣過程濾膜上氡子體的56(2)取樣后濾膜上氡子體的變化積累方程:RaA(218Po)

RaB(214Pb)

RaC(214Bi)

4.3氡子體濃度測量

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第四節(jié)大氣環(huán)境中氡及其子體的測定(2)取樣后濾膜上氡子體的變化積累方程:RaA(218Po)57

2.托馬斯三段法

2.托馬斯三段法58空氣中一般同時存在有氡和釷射氣及其子體,只是釷射氣及其子體相對氡來說可以忽略,因此人們一般只測氡。當(dāng)釷射氣及其子體水平較高不可忽略時,上述三段法測氡子體濃度就會受到釷射氣子體的干擾,為了準(zhǔn)確測定氡子體濃度,同時也測定釷射氣子體濃度,采用五段法。3五段法在取樣30min后的(2—5,6—20,21—30,200—300,360—560)min時間段測量樣品的α計數(shù),其凈計數(shù)分別用Nl、N2、N3、N4、N5表示4.3氡子體濃度測量

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第四節(jié)大氣環(huán)境中氡及其子體的測定空氣中一般同時存在有氡和釷射氣及其子體,只是釷射氣及其子體相593五段法4.3氡子體濃度測量

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第四節(jié)大氣環(huán)境中氡及其子體的測定3五段法4.3氡子體濃度測量RadioationEn604積分能譜法為了有效利用RaA、RaC衰變α粒子的能量差異,喬納森提出了利用α能譜測量裝置的氡子體能譜測量方法。取樣10min,測量取樣結(jié)束后(2min~5min20s)時間段218Po能峰(6MeV)和214Pb能峰(7.68MeV)的α計數(shù),分別記作G1和G2,測量取樣結(jié)束后(20min~5min20s)時間段214Po能峰(7.68MeV)的α計數(shù),分別記作G34.3氡子體濃度測量

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第四節(jié)大氣環(huán)境中氡及其子體的測定4積分能譜法為了有效利用RaA、RaC衰變α粒子的能量差異614.3氡子體濃度測量

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第四節(jié)大氣環(huán)境中氡及其子體的測定4.3氡子體濃度測量RadioationEnviron625馬爾柯夫法而氡子體α潛能濃度與氡子體濃度的關(guān)系為:馬爾柯夫假設(shè)氡子體α潛能濃度與α計數(shù)成正比

由上兩公式可得馬爾科夫系數(shù)馬爾柯夫法屬快速α潛能濃度測量法5馬爾柯夫法而氡子體α潛能濃度與氡子體濃度的關(guān)系為:馬爾柯636氡子體連續(xù)測量法一是采用的測量方法依然是托馬斯三段法或馬爾柯夫法等,只是采樣濾膜通過機(jī)械傳動裝置進(jìn)行更換;另一種方法是不更換采樣濾膜,通過衰變方程扣除前幾次樣品的氡子體干擾.氡子體連續(xù)測量一般都采用1小時一個樣,取樣5—10min,立即測量55-50min4.3氡子體濃度測量

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第四節(jié)大氣環(huán)境中氡及其子體的測定6氡子體連續(xù)測量法一是采用的測量方法依然是托馬斯三段法或馬646氡子體連續(xù)測量法4.3氡子體濃度測量

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第四節(jié)大氣環(huán)境中氡及其子體的測定6氡子體連續(xù)測量法4.3氡子體濃度測量Radioati65氡子體測量方法的評價托馬斯三段法具有能夠測量出單個的氡子體濃度,采樣時間和測量時間經(jīng)過優(yōu)化,統(tǒng)計誤差較小,測量時間相對不長等優(yōu)點,是科學(xué)研究中最常用的氡子體濃度及氡子體α潛能濃度測量方法。五段法可以同時測量氡子體濃度和釷射氣子體濃度,五段法計算的氡子體和釷射氣子體潛能濃度不受子體間平衡比的影響.但其缺點是測量時間太長。積分能譜法計算的氡子體濃度的統(tǒng)計誤差比三段法小,測量時間也有所縮短。而且能夠同時測量氡子體濃度和釷射氣子體濃度。馬爾柯夫法和庫斯尼茨法是氡子體α潛能濃度測量方法,具有操作和計算簡單的優(yōu)點,是輻射防護(hù)工作中的常用方法.氡子體測量方法的評價托馬斯三段法具有能夠測量出單個的氡子體濃66Radioation

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課程提綱第四章空氣污染與輻射監(jiān)測第一節(jié)空氣及空氣污染的基本知識第二節(jié)空氣放射性污染監(jiān)測方案的制訂第三節(jié)空氣樣品的采集與處理第四節(jié)大氣中氡及其子體的測量RadioationEnvironmentalMon67Radioation

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第一節(jié)空氣及空氣污染的基本知識大氣:包圍在地球周圍的氣體,其厚度達(dá)1000-1400km。大氣組成:

干潔空氣:大氣中除去水汽和雜質(zhì)的空氣稱為干潔空氣,氮、氧、氬占大氣總體積的99%。

水汽:主要來自海洋、江河、湖泊以及其他潮濕物體表面的蒸發(fā)和植物的蒸騰。

固體雜質(zhì):懸浮于大氣中的煙粒、塵埃、鹽粒等。RadioationEnvironmentalMon68大氣層結(jié)構(gòu):均質(zhì)大氣層與非均質(zhì)大氣層均質(zhì)層結(jié)構(gòu)

對流層(0-20km)平流層(20-50km)中間層(50-80km)第一節(jié)空氣及空氣污染的基本知識大氣層結(jié)構(gòu):第一節(jié)空氣及空氣污染的基本知識69空氣:對人類及生物生存起重要作用的是近地面約10km內(nèi)的氣體層(對流層),占大氣總質(zhì)量的95%左右??諝馕廴荆嚎諝庵杏泻ξ镔|(zhì)濃度超過環(huán)境所能允許的極限并持續(xù)一定時間后,會改變大氣特別是空氣的正常組成,破壞自然的物理、化學(xué)和生態(tài)平衡體系,從而危害人們的生活、工作和健康,損害自然資源及財產(chǎn)等,這種情況稱為空氣污染。第一節(jié)空氣及空氣污染的基本知識空氣:對人類及生物生存起重要作用的是近地面約10km內(nèi)的氣體70Radioation

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1.空氣和空氣污染地球半徑大氣厚度氮78.06%氧20.95%氬0.93%其他氣體<0.1%有害物質(zhì):煙塵、氡及其子體、放射性氣溶膠、非放射性污染物等對人類有影響的:距地面10km第一節(jié)空氣及空氣污染的基本知識RadioationEnvironmentalMon71Radioation

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2.空氣污染的危害污染物質(zhì)大氣顆粒物氣溶膠氡及其子體顆粒物的大小決定其沉積于呼吸道中的位置;化學(xué)組成決定沉積位置上對組織的影響。第一節(jié)空氣及空氣污染的基本知識空氣污染對人體的危害途徑:

呼吸道吸入;

隨食物和飲水?dāng)z入;

體表接觸侵入。RadioationEnvironmentalMon72Radioation

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3.空氣中的污染物及其存在狀態(tài)按形成過程分類可分為:一次污染物和二次污染物;按存在狀態(tài)分類可分為:分子狀態(tài)污染物和粒子狀態(tài)污染物粒徑大于l0μm的顆粒物能較快地沉降到地面上,稱為降塵。粒徑小于10μm的顆粒物(PM10)可長期飄浮在空氣中,稱為可吸入顆粒物或飄塵(IP)。

PM2.5:大氣中直徑小于或等于2.5微米的顆粒物,也稱為可入肺顆粒物。它的直徑還不到人的頭發(fā)絲粗細(xì)的1/20。

第一節(jié)空氣及空氣污染的基本知識RadioationEnvironmentalMon73Radioation

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4.空氣中污染物的時空分布特點與其他環(huán)境要素中的污染物質(zhì)相比較,空氣中的污染物質(zhì)具有隨時間、空間變化大的特點??諝馕廴疚锏臅r空分布及其濃度與污染物排放源的分布、排放量及地形、地貌、氣象等條件密切相關(guān)。第一節(jié)空氣及空氣污染的基本知識RadioationEnvironmentalMon74Radioation

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5.空氣中污染物濃度表示方法非放射性物質(zhì):

(1)單位體積質(zhì)量濃度單位體積質(zhì)量濃度是指單位體積空氣中所含污染物的質(zhì)量數(shù),常用mg/m3或μg/m3表示。(3)體積比濃度體積比濃度是指100萬體積空氣中含污染氣體或蒸氣的體積數(shù),常用mL/m3和μL/m3表示。兩種濃度表示方法之間的換算:放射性物質(zhì):

單位體積活度單位體積活度是指單位體積空氣中所含放射性物質(zhì)的活度,常用Bq/m3表示.第一節(jié)空氣及空氣污染的基本知識RadioationEnvironmentalMon75Radioation

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第二節(jié)空氣放射性污染監(jiān)測方案的制訂本節(jié)內(nèi)容:1)大氣污染監(jiān)測的目的、有關(guān)資料的收集方法和范圍、具體監(jiān)測項目的確定原則和項目內(nèi)容;2)監(jiān)測網(wǎng)點的優(yōu)化布點原則、要求和方法要點、采樣時間和頻率的確定原則與要求。RadioationEnvironmentalMon76Radioation

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基礎(chǔ)資料的收集確定監(jiān)測項目,設(shè)計布點網(wǎng)絡(luò)采樣時間和采樣頻率的確定采樣及監(jiān)測技術(shù)的選擇結(jié)果表達(dá)、質(zhì)量保證及實施計劃2.1制定大氣污染監(jiān)測方案的程序第二節(jié)空氣放射性污染監(jiān)測方案的制訂RadioationEnvironmentalMon77Radioation

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①為了確定氣載放射性物質(zhì)的污染水平,評價和控制核設(shè)施的工作人員及周圍居民受氣載放射性照射的潛在危險;②通過對工作環(huán)境中空氣的采樣測量,還可檢驗核設(shè)施的運(yùn)行情況,及早發(fā)現(xiàn)事故,檢查排放控制系統(tǒng)的運(yùn)行效果,并為有關(guān)規(guī)程提供佐證性資料。③為研究空氣質(zhì)量的變化規(guī)律和發(fā)展趨勢、開展空氣污染的預(yù)測預(yù)報以及研究污染物遷移轉(zhuǎn)化情況提供基礎(chǔ)資料。④為政府環(huán)保部門執(zhí)行環(huán)境保護(hù)法規(guī)、開展空氣質(zhì)量管理及修訂空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)提供依據(jù)和基礎(chǔ)資料。2.2監(jiān)測目的第二節(jié)空氣放射性污染監(jiān)測方案的制訂RadioationEnvironmentalMon782.3空氣放射性污染監(jiān)測類型

第二節(jié)空氣放射性污染監(jiān)測方案的制訂污染源的監(jiān)測環(huán)境污染監(jiān)測特定目的監(jiān)測2.3空氣放射性污染監(jiān)測類型第二節(jié)空氣放射性污染監(jiān)測方案79Radioation

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(一)污染源分布及排放情況(二)氣象資料(三)地形資料(四)土地利用和功能分區(qū)情況(五)人口分布及人群健康情況2.4調(diào)研及資料收集第二節(jié)空氣放射性污染監(jiān)測方案的制訂RadioationEnvironmentalMon80Radioation

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2.5監(jiān)測項目第二節(jié)空氣放射性污染監(jiān)測方案的制訂1.氣溶膠:監(jiān)測懸浮在空氣中微粒態(tài)固體或液體中的放射性核素濃度;2.沉降物:監(jiān)測空氣中自然降落于地面上的塵埃、降水(雨、雪)中的放射性核素濃度;3.氚:主要監(jiān)測空氣中氚化水蒸氣中氚的濃度RadioationEnvironmentalMon81Radioation

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2.6監(jiān)測站(點)的布設(shè)(一)布設(shè)采樣站(點)的原則和要求1.覆蓋全部監(jiān)測區(qū):采樣點應(yīng)設(shè)在整個監(jiān)測區(qū)域的高中低三種不同污染物濃度的地方;2.在污染源比較集中,主導(dǎo)風(fēng)向比較明顯的情況下,應(yīng)將污染源的下風(fēng)向作為主要監(jiān)測范圍,布設(shè)較多的采樣點;上風(fēng)向布設(shè)少量點作為對照;3.工業(yè)集中地區(qū)多取點,農(nóng)村可少些;人口密度大的地區(qū)多取點,少的地區(qū)可少些4.超標(biāo)地區(qū)多取點,未超標(biāo)地區(qū)少些;5.采樣高度根據(jù)監(jiān)測目的而定:研究大氣污染對人體的危害,采樣口應(yīng)在離地面1.5~2.0m,研究大氣污染對植物或器物的影響,采樣口高度應(yīng)與植物或器物高度相近。連續(xù)采樣例行監(jiān)測,采樣口高度應(yīng)距地面3—15m。6.第二節(jié)空氣放射性污染監(jiān)測方案的制訂RadioationEnvironmentalMon82Radioation

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1.功能區(qū)布點法

2.網(wǎng)格布點法

3.同心圓布點法

4.扇形布點法(三)采樣站(點)布設(shè)方法第二節(jié)空氣放射性污染監(jiān)測方案的制訂RadioationEnvironmentalMon83Radioation

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圖1網(wǎng)格布點法第二節(jié)空氣放射性污染監(jiān)測方案的制訂RadioationEnvironmentalMon84Radioation

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圖2同心圓布點法圖3扇形布點法第二節(jié)空氣放射性污染監(jiān)測方案的制訂RadioationEnvironmentalMon85Radioation

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2.6采樣頻率和采樣時間采樣頻率系指在一個時段內(nèi)的采樣次數(shù)。采樣時間指每次采樣從開始到結(jié)束所經(jīng)歷的時間。二者要根據(jù)監(jiān)測目的、污染物分布特征、分析方法靈敏度等因素確定。第二節(jié)空氣放射性污染監(jiān)測方案的制訂RadioationEnvironmentalMon86Radioation

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第三節(jié)空氣樣品的采集選擇采樣方法要考慮的因素1.污染物的存在狀態(tài)2.污染物的濃度3.污染物的理化特性4.所用分析方法的靈敏性RadioationEnvironmentalMon873.1氣溶膠氣溶膠——固體或液體粒子在空氣或其它氣體介質(zhì)中形成的分散體系,若這種微粒載有放射性核素,則稱為放射性氣溶膠Φ:10-3~102μm目的:為了監(jiān)測空氣受污染的程度,或評估地表污染的再懸浮程度。來源:反應(yīng)堆、加速器周圍空氣中的58Fe、30Si等雜質(zhì)被中子活化成;鈾、釷礦石的開采和冶煉中以及核燃料的生產(chǎn)和乏燃料后處理過程中產(chǎn)生的含有放射性物質(zhì)的固體微粒;放射性氣態(tài)核素子體產(chǎn)物,如222Rn和220Th的子體Radioation

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第三節(jié)空氣樣品的采集3.1氣溶膠氣溶膠——固體或液體粒子在空氣或其它氣體介質(zhì)中形883.1氣溶膠(1)采樣點的選定

①工作現(xiàn)場,取樣高度——150cm,人員呼吸帶;

②環(huán)境靜風(fēng)時,取樣頭——水平;

③核設(shè)施上下風(fēng)向布點,點數(shù):下風(fēng)向>上風(fēng)向;

④采樣頭入口氣流方向和速度與被采氣流的方向和速度一致;

⑤在大氣環(huán)境質(zhì)量現(xiàn)狀評價與后果評價監(jiān)測時,一般應(yīng)按弧線布點;⑥在障礙物下風(fēng)向采樣時,采樣點在距離大于障礙物高度十倍的范圍外設(shè)點。Radioation

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第三節(jié)空氣樣品的采集3.1氣溶膠(1)采樣點的選定RadioationEn893.1氣溶膠(2)采樣頻度和時間在工作場所,原則上整個工作日都應(yīng)進(jìn)行采樣,個人空氣采樣器一般應(yīng)能連續(xù)工作8小時,累積式連續(xù)監(jiān)測采樣器也是在一個工作日連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)。在環(huán)境中,濃度低——大流量、長時間。環(huán)境采樣無需高頻度和短周期,一般能夠反映旬、月甚至季度的變化即可。監(jiān)測長半衰期的核素,采樣周期可為一個月或更長時間。短半衰期核素的監(jiān)測——采樣測量在2~3個半衰期內(nèi)進(jìn)行在連續(xù)監(jiān)測儀發(fā)出警報,已知或懷疑出現(xiàn)異常的場合時,必須增加采樣點和頻度,立即用大流量采樣器收集樣品,并采用單次與連續(xù)采樣相結(jié)合的形式

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第三節(jié)空氣樣品的采集3.1氣溶膠(2)采樣頻度和時間RadioationE903.1氣溶膠(3)采樣體積一般情況下,環(huán)境空氣采樣流量F=0.02—2m3·min-1。室內(nèi)空氣采樣流量F=0.002-2m3·min-1。F——采樣流量,L/min;q——最小可測放射性活度,Bq;C——待測放射性濃度,Bq/L;T——采樣時間,min;V——采樣體積,L;

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第三節(jié)空氣樣品的采集3.1氣溶膠(3)采樣體積一般情況下,環(huán)境空氣采樣流量F91(4)采樣設(shè)備和方法3.1氣溶膠泵空氣入口流量計空氣出口濾紙①總濃度采樣器----對粒子大小無選擇氣載放射性微粒不發(fā)生顯著變化,已經(jīng)知道微粒物質(zhì)的粒度分布特性和其他理化特性濾紙

——醋酸纖維素濾紙、玻璃纖維素濾紙瞬時流量計,累積流量計氣表

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第三節(jié)空氣樣品的采集(4)采樣設(shè)備和方法3.1氣溶膠泵空氣入口流量計空氣出口923.1氣溶膠撞出采樣器、向心分離采樣器、旋風(fēng)采樣器等(5)測量方法

①直接測量法可將樣品濾膜直接放在與濾膜同樣面積的探測器下,或?qū)悠窞V膜裁減成與探測器同樣面積進(jìn)行測量。

②灰化法將濾膜或活性炭于瓷坩堝內(nèi),置馬弗爐中在一定溫度下灰化1小時,冷卻后稱重,以備測量。

③有機(jī)溶劑溶解法一般是用丙酮或乙酸乙酯溶解濾膜上的放射性氣溶膠于樣品盤內(nèi),令其自然揮發(fā)或烘干后進(jìn)行測量。②粒度分級采樣器----對粒子大小有選擇

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第三節(jié)空氣樣品的采集3.1氣溶膠撞出采樣器、向心分離采樣器、旋風(fēng)采樣器等②粒度933.2氣體和蒸汽①固體吸附法活性炭——放射性碘,低溫下可收集惰性氣體浸漬活性炭——有機(jī)碘銀和純銅——單質(zhì)氣態(tài)碘的有效收集器,但不能收集有機(jī)碘變色硅膠——3H(蒸汽形態(tài))(1)特定成分的采樣

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第三節(jié)空氣樣品的采集指用一種收集器把特定成分從氣流中分離出來并保存住它的采樣方法3.2氣體和蒸汽①固體吸附法(1)特定成分的采樣R94②吸收法3.2氣體和蒸汽(1)特定成分的采樣用裝有吸收溶液的容器作吸收器,使空氣從中通過,利用一些特殊化學(xué)反應(yīng)或溶液的特殊溶解性,可把某種放射性氣體和蒸汽與空氣分離出來。例如:NaOH單質(zhì)態(tài)碘,四氧化銣(RuO4)

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第三節(jié)空氣樣品的采集②吸收法3.2氣體和蒸汽(1)特定成分的采樣用裝有吸收溶95③冷凝法3.2氣體和蒸汽(1)特定成分的采樣收集揮發(fā)性的放射性物質(zhì)。氪、氙等惰性氣體,氚(水蒸汽形態(tài))入氣出氣干冰(液氮)冷凝液,低溫保存待分析

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第三節(jié)空氣樣品的采集③冷凝法3.2氣體和蒸汽(1)特定成分的采樣收集揮發(fā)性的963.2氣體和蒸汽對于環(huán)境空氣中塵埃和氣溶膠的樣品采樣,常用總濃度采樣器作為總粒子濃度常規(guī)測量的采樣裝置,方法簡單,效果良好。對于空氣中放射性氣體和蒸汽的樣品采集,活性炭、浸漬活性炭吸附劑及活性炭濾紙可用于采集元素碘和有機(jī)碘,低溫條件下活性炭可采集氡,硅膠可采集氚水蒸氣。入氣出氣電離室(2)不分離特定成分的采樣確定空氣總的污染水平;煙道常用之,并與環(huán)境采樣結(jié)果相互印證

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第三節(jié)空氣樣品的采集3.2氣體和蒸汽對于環(huán)境空氣中塵埃和氣溶膠的樣品采樣,常用973.3沉降物樣品的采集目的:調(diào)查研究核設(shè)施正常運(yùn)行工況下及發(fā)生事故、核武器試驗引起地面輻射強(qiáng)度的變化,估算其可能引起的任何危害。通常采集一個月內(nèi)的沉降物總量作為樣品,若測量總β活度,也可采集24h沉降物量作樣品來源:大氣層核爆炸所產(chǎn)生的放射性廢物、人工放射性微粒,包括大氣塵埃、落下灰、雨水和雪

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第三節(jié)空氣樣品的采集3.3沉降物樣品的采集目的:來源:大氣層核爆炸所產(chǎn)生的放射性983.3.1水盤法不銹鋼或聚乙烯塑料S=2500cm2,h=15cm。水盤內(nèi)盛0.1%的硝酸或鹽酸,灰塵沉降量少的地區(qū)酌加數(shù)毫克的鍶載體,加適量的存水

H=(2.5~3)φ的高罐,可不加水。

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第三節(jié)空氣樣品的采集將水盤置于采樣點暴露24小時,并記錄暴露期間的氣象條件。暴露期間應(yīng)保持盤底始終有水,防止水分蒸干后使已經(jīng)降落的沉降物隨風(fēng)揚(yáng)起造成損失。暴露結(jié)束后,將水盤內(nèi)的水溶液全部轉(zhuǎn)入到燒杯中,盤底用0.1%的硝酸溶液沖洗2~3次,洗滌液并入燒杯中。將燒杯內(nèi)的水溶液用小火加熱蒸發(fā),濃縮至20毫升左右,再轉(zhuǎn)入稱重的坩堝內(nèi)繼續(xù)蒸發(fā)至干。然后于馬福爐中500℃灼燒2小時,冷卻后稱總灰重。3.3.1水盤法不銹鋼或聚乙烯塑料S=2500cm2,993.3.1水盤法

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第三節(jié)空氣樣品的采集在暴露期間如遇雨、雪,收集的水量較多時,可用以下化學(xué)沉淀法進(jìn)行處理:將雨雪水收集在大的容器內(nèi),每升水加5-10毫克鐵載體和適量的鍶或鋇載體,用濃氨水調(diào)pH至7.5左右,再加適量的飽和碳酸銨溶液充分?jǐn)嚢?,加熱至沸,使沉淀完全;靜置沉降;濾紙連同沉淀轉(zhuǎn)入已經(jīng)稱重的坩堝內(nèi)繼續(xù)蒸發(fā)至干。然后于馬福爐中500℃灼燒2小時,冷卻后稱總灰重。3.3.1水盤法RadioationEnvironm1003.3.2粘紙法常用于測量單位時間、單位面積地表的放射性落下灰的沉降。不能用于放射化學(xué)分析,通常只用于總β放射性水平測定。優(yōu)點:簡便;缺點:①雨水沖刷掉;②不能長時間取樣(油干后無粘性)醋酸纖維素襯片,涂橡膠基粘合劑,距地1m支架,24h。棉紙、粉廉紙、涂凡士林加機(jī)油,或松香加蓖麻油

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第三節(jié)空氣樣品的采集3.3.2粘紙法常用于測量單位時間、單位面積地表的放射性落1013.3.3高罐法用不銹鋼或聚乙烯塑料做成的圓柱形罐(壁高為直徑的2.5-3倍)暴露于空氣中采集沉降物,罐內(nèi)不必放水,可作長時間的沉降物采樣用。樣品處理方法于水盤法相同

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第三節(jié)空氣樣品的采集3.3.3高罐法用不銹鋼或聚乙烯塑料做成的圓柱形罐(壁高為1023.4雨、雪水樣的采集收集器的面積要考慮能在采樣期間采集約20升的雨水;收集到的雨水可以蒸發(fā)濃縮,或?qū)⒙┒放c陰離子交換樹脂直接相連;吸附在樹脂上的放射性核素用相應(yīng)的溶液分別洗脫后進(jìn)行放化分析;雨水采樣器還可以安裝在有晶體管線路控制的自動采樣裝置內(nèi);在冬季采集雨水時應(yīng)裝上電熱器,防止雨水結(jié)冰后阻塞漏斗;如需從地面采集雪樣,可事先選好一塊平坦的地面,降雪后用清潔而光滑的木鏟取一定面積的全部雪層,清除其中的樹葉和草木等異物,待雪溶化后按雨水樣品進(jìn)行處理。

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第三節(jié)空氣樣品的采集3.4雨、雪水樣的采集收集器的面積要考慮能在采樣期間采集約103

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第四節(jié)大氣環(huán)境中氡及其子體的測定4.1環(huán)境氡及其子體的監(jiān)測氡是無處不在,只是其濃度的高低不同而異。然界中氡有三個同位素,氡(222Rn)、釷射氣(220Rn)、錒射氣(219Rn),來自于三大天然放射系——鈾系、釷系和錒系1898年M.居里發(fā)現(xiàn)在與鐳接觸的空氣中有放射性氣體,但不知道這種放射性氣體的來源和性質(zhì),1900年,多恩證明了這種放射性氣體是由于鐳衰變產(chǎn)生的,1923年國際會議上正式把這種放射性情性氣體命名為氡(Radon)1氡的來源及水平RadioationEnvironmentalMon1041氡的來源及水平

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第四節(jié)大氣環(huán)境中氡及其子體的測定4.1環(huán)境氡及其子體的監(jiān)測1氡的來源及水平RadioationEnvironm1051氡的來源及水平

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第四節(jié)大氣環(huán)境中氡及其子體的測定4.1環(huán)境氡及其子體的監(jiān)測1氡的來源及水平RadioationEnvironme1062氡及氡子體的特性(1)氡的理化特性氡在標(biāo)難狀態(tài)下是無色無臭透明的惰性氣體,氡可溶解于水和多種液體中,也易溶于血液和脂肪中。氡是導(dǎo)致居民肺癌發(fā)生的原因之一,是僅次于吸煙的誘發(fā)肺癌的第二大因素。

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第四節(jié)大氣環(huán)境中氡及其子體的測定4.1環(huán)境氡及其子體的監(jiān)測2氡及氡子體的特性(1)氡的理化特性Radioation107(2)氡子體性質(zhì)氡子體指的是鈾系中氡衰變后的幾個短壽命子體核素.氡衰變后新生成的218Po原子是一個能量約為100keV的反沖核,在它與物體表面或凝聚核結(jié)合之前能自由存在一段時間,此時被稱為未結(jié)合態(tài)氡子體。未結(jié)合態(tài)氡子體一般帶有正電性,擴(kuò)散能力較強(qiáng),在空氣中存在的時間不長,很容易與空氣中的凝聚核結(jié)合在一起而變成結(jié)合態(tài)氡子體。未結(jié)合態(tài)氡子體有很強(qiáng)的附著能力,它們能牢固地附著在物體的表面,此種現(xiàn)象叫做附壁效應(yīng)。當(dāng)空氣流動速度增大時,這種附壁效應(yīng)更明顯,此種現(xiàn)象常用量降低局部空間的氡子體濃度。

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第四節(jié)大氣環(huán)境中氡及其子體的測定4.1環(huán)境氡及其子體的監(jiān)測(2)氡子體性質(zhì)氡子體指的是鈾系中氡衰變后的幾個短壽命子體核108(1)氡濃度CRn(RadonConcentrations)單位體積空氣中氡的放射性活度,其單位是Bq/m3

。

1Ci/L=3.7x1010Bq/L=3.7x1013Bq/m31pCi/L=3.7x10-2Bq/L=37Bq/m3,p(ino)

=10-12

3幾個概念

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第四節(jié)大氣環(huán)境中氡及其子體的測定4.1環(huán)境氡及其子體的監(jiān)測(1)氡濃度CRn(RadonConcentrations109已建住房平衡當(dāng)量氡濃度年平均值不超過200Bq/m3;新建住房平衡當(dāng)量氡濃度年平均值不超過100Bq/m3。

(2)平衡當(dāng)量氡濃度EECRn(EquivalentEquilibriumConcentrations)平衡當(dāng)量氡濃度EECRn是與實際存在的氡子體處于放射性平衡的氡濃度,其計量單位為Bq/m3。平衡當(dāng)量濃度與各子體的關(guān)系為:

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第四節(jié)大氣環(huán)境中氡及其子體的測定4.1環(huán)境氡及其子體的監(jiān)測已建住房平衡當(dāng)量氡濃度年平均值不超過200Bq/m3;新建住110

(3)α潛能濃度PAEC或Cp(PotentialAlphaEnergyConcentrations)單位體積空氣中存在的短壽命氡子體的任何混合物的全部子體原子核衰變鏈分別由RaA(218Po)完全衰變到RaD(210Po)過程中發(fā)射出的α粒子能量的總和

平衡當(dāng)量濃度與氡子體α潛能濃度之間有固定換算關(guān)系,換算系數(shù)為

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第四節(jié)大氣環(huán)境中氡及其子體的測定4.1環(huán)境氡及其子體的監(jiān)測(3)α潛能濃度PAEC或Cp(PotentialA111氡工作水平(WL)

:與100pCi/L的氡相平衡的子體總α

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