《Heliyon》:A comparative analysis of indoor radon activity concentrations in Romanian houses and educational institutions
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为解决室内氡(Rn - 222)暴露对公众健康的威胁,尤其是教育机构中儿童的高风险问题,研究人员开展了对罗马尼亚克卢日 - 纳波卡 198 所教育机构和 266 所房屋室内氡活度浓度(IRAC)的对比研究。结果发现两类建筑 IRAC 差异显著,住宅氡测量难以代表教育建筑,该研究对制定针对性氡缓解策略意义重大。
在生活中,看不见摸不着的氡气正悄然威胁着人们的健康。氡(Rn - 222)作为铀(U - 238)自然衰变系列中的放射性惰性气体,广泛存在于各类土壤和岩石中。它能通过建筑地基的裂缝、排水管道等进入室内。一旦进入空气,其短寿命衰变产物可被人体吸入并沉积在呼吸道,释放的 α 粒子会直接损伤肺支气管上皮细胞,引发氧化应激、染色体畸变、DNA 链或基因突变等一系列问题 。由于人们大部分时间都在室内度过,室内氡暴露的风险不容小觑。特别是在教育机构中,儿童对有害环境污染物更为敏感,他们在学校停留时间长,且呼吸频率较高、肺部形态与成人不同,使得他们患肺癌的风险比成人高三倍。此外,儿童经口呼吸频率更高,这进一步促进了粒子在肺部的沉积。
面对氡气带来的健康威胁,许多国家都积极行动起来。国际上呼吁实施国家氡计划,欧洲委员会也将氡纳入基本安全标准指令,要求欧盟成员国制定氡行动计划,罗马尼亚也更新了相关法律,设定了所有建筑类型的参考水平(RL)为 300 Bq/m3,并规定了测量室内氡活度浓度(IRAC)的详细方法。然而,尽管各国采取了措施,但室内氡浓度受多种因素影响,如地质、土壤渗透性、建筑特征(建筑年龄、地下室存在与否、楼层数量、供暖类型等)、气象条件(大气压力、温度、湿度等)和人为因素(生活习惯、通风模式),使得准确评估和控制氡暴露变得困难重重。同时,以往研究发现,不同地区教育建筑和住宅的 IRAC 差异很大,且对于住宅氡测量能否代表附近教育建筑的氡水平也存在疑问。为了解决这些问题,“Babes - Bolyai” 大学环境科学与工程学院 “Constantin Cosma” 氡实验室(LiRaCC)的研究人员开展了一项对比分析研究。该研究成果发表在《Heliyon》上,为深入了解室内氡暴露情况提供了重要依据。
在研究中,研究人员采用了多种关键技术方法。首先是样本选取,在克卢日 - 纳波卡选取了 198 所教育机构的 948 个房间和 266 所房屋的 492 个房间。教育机构的选择涵盖了当地政府提供的各类建筑,房屋则基于单户住宅、至少有一个与地面直接接触的监测房间、隔热窗户或隔热建筑等标准选取 。其次,使用 CR - 39 径迹探测器(RSKS 型)测量氡浓度,在教育建筑中测量为期 3 个月(9 月 - 12 月),通过时间校正因子估算年 IRAC;在住宅建筑中则分两个连续 6 个月的测量活动,可直接计算年 IRAC 。最后,运用 SPSS 软件 24 版和 OriginPro 2024 进行统计分析,包括非参数检验、数据分布评估、计算多种均值和变异系数等,还使用空间点模式分析评估教育机构和房屋之间的空间相关性。
研究结果从多个方面揭示了室内氡浓度的特征:
- 教育机构:建筑层面的统计分析:研究的 198 所教育机构中,幼儿园和学校的 IRAC 相对较高,但不同类型教育机构的 IRAC 中位数差异无统计学意义。建筑建造时期方面,1963 - 1977 年建造的建筑与 2000 年后建造的建筑 IRAC 中位数差异显著,可能与建筑材料质量和法规有关。有地下室的建筑 IRAC 明显低于无地下室的建筑。机械通风对 IRAC 影响不显著,而建筑内氡测量的变异性较大,学校的变异性高于幼儿园和托儿所。
- 教育机构:房间层面的统计分析:在 948 个房间的测量中,实验室、图书馆和医疗办公室等房间的 IRAC 较高,教室的 IRAC 也不容忽视。房间所处楼层越低,IRAC 越高。没有混凝土板的房间 IRAC 约是有混凝土板房间的 1.8 倍,tarkett 地板的房间 IRAC 显著低于其他地板类型的房间。
- 房屋:建筑层面的统计分析:266 所房屋的研究中,13% 的房屋 IRAC 超过参考水平。后共产主义时代(1991 - 2017)建造的房屋与 1941 - 1977 年建造的房屋 IRAC 中位数差异显著,砖结构房屋的 IRAC 高于 AAC 结构房屋。机械通风和空调对降低房屋 IRAC 有显著作用,而热绝缘对 IRAC 影响不明显。
- 房屋:房间层面的统计分析:492 个房间的测量显示,地面房间的 IRAC 显著高于其他楼层。房间用途对 IRAC 无显著影响,而地面房间中,木质天花板的房间 IRAC 约是混凝土天花板房间的 2.3 倍。
- 教育机构与房屋的 IRAC 对比:仅考虑地面测量时,教育机构的 IRAC 在算术 mean、中位数和几何 mean 方面均约为住宅建筑的 1.4 倍。两类建筑在建造时期、地下室和热绝缘等方面存在显著差异。空间分析表明,住宅氡测量与教育机构氡水平的相关性较弱,半径为 1000m 且至少包含 5 所房屋时相关性最高,但也仅为 15.6%。
研究结论和讨论部分强调了该研究的重要意义。研究发现教育机构和住宅的 IRAC 存在明显差异,各自的风险特征不同。这意味着需要针对不同类型建筑制定专门的氡风险评估和缓解策略。同时,由于住宅氡地图无法准确预测其他建筑类型的氡水平,在教育建筑中进行独立的氡监测至关重要。尽管罗马尼亚法律规定公共建筑需进行氡测量,但缺乏有效机制和资金支持阻碍了监测计划的实施。因此,从公共卫生政策角度出发,应加强对学校和幼儿园氡监测的重视,提供资金支持,提高立法者对该问题的认识,以保障学校和教育机构的安全。这项研究为后续的氡研究和相关政策制定提供了有力的参考,有助于推动公共健康事业的发展。
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