鲁南地区煤矿氡浓度水平调查

摘要

众所周知，氡已成为热点话题，尤其是氡及其子体对人类健康造成的影响，已经引起广泛关注，氡及其子体的测量是一个涉及核科学、电子科学、地球科学、环境科学和放射医学等学科领域的复杂问题。 自二十世纪初发现第86号元素氡以来，该元素及其子体一直受到了科学界的广泛注意。随着科学技术的进步与发展，人们在不断拓宽氡气应用领域，注意其危害，在研究氡气测量技术的同时，十分关注氡及其子体的释放规律及机理。 氡是一种天然放射性气体，来源于分散存在的天然放射性元素铀钍的子体镭的放射性衰变。在人的呼吸过程中，氡及其子体进入肺部并沉积下来对人体产生内照射，最终诱发肺癌。氡是导致人类肺癌的4种最主要因素之一。在其他影响因素相同的情况下，人接受氡的暴露量越大，肺癌的发病率越高，如果接受氡暴露量较大的人同时还吸烟，肺癌的发病率更会急剧升高。 目的：为配合国家“十五”科研项目的子课题“全国地下煤矿氡浓度及γ辐射水平调查”，研究山东省鲁南地区煤矿氡浓度分布特点，估算井下矿工接受辐射量，对于保障煤矿工人身体健康，促进山东省乃至全国煤矿工业的发展是非常重要的。 1、材料与方法: 1、1调查对象根据山东省鲁南地区煤田地质情况及各煤田地理分布特征，同时考虑年产量及从业人员数选取兖州矿业集团(年产量4000万吨，山东省排名第一)，枣庄矿业集团(年产量2000万吨，山东省排名第二)所属的国有大中型煤矿(各4个)，滕州地方煤矿(相对比较集中)的中小型煤矿10个进行调查。 1、2方法 1．2．1瞬时测量采用美国产RAD-7测氡仪(Durridge Co)，为满足煤矿井下防爆要求，利用40L氧气袋在井下采集空气样品，回地面进行测量，测量值乘以对应的校正因子(衰变、渗透等原因)，即为测量点的氡浓度，测量仪器经过与中国原子能科学研究院比对校正。 1.2.2 累积测量采用KF-606累积探测器，布放于国有大中型煤矿，布放时间2个月左右，为保证测量结果的可比性和准确性，将样品寄到中国原子能科学研究院进行统一测量和比对，该探测器可同时测量氡浓度和辐射水平。 1.2.3 核素测量采集各矿的煤样品，处理后利用低成本HPGe-谱仪测定<'235>U、<'238>U、<'226>Ra、<'232>Th和<'40>K，HPGe-γ和谱仪(CIAE-MMCA8000)经国防科工委计量一级站提供的标准物质刻度。 1.2．4 辐射水平测定利用FD-71巡测仪测量瞬时读数，该仪器经过多次全国比对和校准。 2、结果： 2．1 煤矿基本情况此次调查的煤矿共有18个，地方中小型煤矿10个，属滕州地方煤炭局管辖，其中国营大中型煤矿8个，属枣庄矿业集团4个，属兖州矿业集团4个，煤层均埋藏在地下，标高为-120m～-860m之间，均采用机械通风(中央并列式)方式，通风量、风速均达到国家标准要求，煤种基本为烟煤，发热量为3800～6800千卡/kg，18个煤矿管理措施较为规范，职工较多，原煤全员效率不足1吨/工日，年产量中小型煤矿9～63万吨，大中型煤矿为80～800万吨。 2．2 煤矿氡浓度山东省鲁南地区煤矿井下氡浓度处于较低水平，超过100Bq/m<'3>的地方中小型煤矿有5个，为王晁煤矿、级索煤矿、赵坡煤矿、金庄煤矿和郭庄煤矿，氡浓度分别为390、264、173、208和103.2 Bq/m<'3>；国有大中型煤矿有3个，为枣矿集团新安煤矿、兖矿集团的南屯煤矿和北宿煤矿，分别为125、137.8和195 Bq/m<'3>。氡浓度最高点是地方中小型的王晁煤矿为390 Bq/m<'3>，这可能与地方小型煤矿通风条件有关。 2．3 井下不同工作场所氡浓度水平根据煤矿井下不同工作场所氡浓度显示，氡浓度水平按大小顺序：回风>采煤工作面>进风，其浓度分别为34.3～390.0、3.7～301.0和3.7～33.6 Bq/m<'3>，算术平均值分别为(107.7±88.5)、(72.9±89.5)和(16.0±8.4)Bq/m<'3>，进风为15.8 Bq/m<'3>，按浓度大小顺序为：回风>采煤工作面>进风。(在计算几何均值时，测算值为0的舍去) 2．4 煤矿井下γ辐射水平煤井下γ辐射剂量率范围为0.11～0.23μGy/h，平均为(0.17±0.04)μGy/h水平，与地表环境处在同一水平。 2．5 山东省煤中放射性核素含量在测量氡气的同时，采集各矿的煤样，处理后利用HPGe-谱仪进行放射性核素测量，结果表明煤中的放射性核素含量<'238>U平均为12.28 Bq/kg。 2．6 累积测量结果选取8个国有大中型煤矿，每个矿分别布放5只KF-606累积探测器，布放点按进风、回风各一只，采煤工作面2只，地面办公室1只，即每矿5只共40只，因未到2个月的累积时间，尚未取回测读，到时将予以补充。 3、结论 “山东省煤矿氡浓度水平及γ辐射水平调查”，属于国家“十五”重点项目“核能源及其它能源对健康、环境和气候改变影响的比较研究”中“全国煤矿氡浓度水平及辐射水平调查”的一部分．为了保证该项目的顺利完成，在样本选取时主要从年产量、职工人数和便于开展工作方面考虑，选取了年产量在山东省排名第一、第二的国有矿业集团充州和枣庄，年产量分别为4000和2000万吨，职工人数分别为13万人和6.58万人，井下职工人数分别为5.8万人和1.98万人，地方煤矿中小型煤矿选取了煤矿相对比较集中的膝州市。 从已调查的煤矿来看，山东省鲁南地区煤矿无论从规模、管理措施、通风条件诸方面都处在良好状态，氡气浓度及井下辐射处在较低水平。井下氡浓度：地方中小型煤矿为(70.72±99.14)Bq/m3，国有大中型煤矿为（54.25±47.37）Bq/m3。

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参考文献

附录

综述 山东鲁南地区煤矿氡浓度水平调查

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