比起粒径较大的大气颗粒物,PM2.5因为粒径小,比表面积大,所以表面容易附着大量有害、有毒的物质,PM2.5在空气中滞留的时间长,并且能够输送到很远的距离,因此,无论是对于人体健康,还是环境质量,都会造成极大的影响。细颗粒物中包含的主要化学成分有很多种,例如:元素碳(EC)、硫酸盐、钠盐(Na+)、硝酸盐、有机碳(OC)等。近几年,我国多个省份频频发生灰霾污染,持续时间长且厚重,情况越来越严重,尤其是在秋冬两季,污染持续的时间长,造成影响的面积广,这种现象是多年来很少发生的。在媒体上,时常看见因为雾霾天而发生的高速封路、取消航班、交通堵塞的新闻。可是,这些只是雾霾天气造成危害的冰山一角,它给所在区域内人体健康带来的损害与侵蚀却有着更大的危害。PM2.5的化学成分,有时是由于其放射性,流行病学研究发现,细颗粒物PM2.5产生的不利于健康的影响包括哮喘、肺炎、心肺死亡、肺癌。越来越多的空气质量监测信息显示,许多有毒气溶胶聚集在细微颗粒上。这种粒度的颗粒物具有强氧化能力,可以穿透并破坏上皮细胞线粒体。
空气质量指数(AQI)随着雾霾天气的污染程度增大而增大,大气污染物为氡及其衰变子体提供了可附着的载体条件,使得结合态氡子体浓度得到明显增高,空气质量分指数和对应的浓度限制如表1.3所示。雾霾天气中大量的悬浮颗粒物为放射性核素提供气溶胶作为载体,会使环境空气中放射性核素的含量产生显而易见的变化。
表1.3 空气质量分指数及对应的污染物项目浓度限值
空气质量分指数(IAQI) 污染物项目浓度限值
颗粒物(PM10)
24h平均/(μg·m-3) 颗粒物(PM2.5)
24h平均/(μg·m-3 )
0 0 0
50 50 35
100 150 75
150 250 115
200 350 150
300 420 250
400 500 350
500 600 500
根据原子辐射效应科学委员会(UNSCEAR)报道(2000年)[8],一个人受到的天然辐射源照射中,年人均有效剂量为2.4mSV,氡及其子体的剂量贡献量约占总剂量的一半自然来源。天然放射性核素种类很多,分布很广。氡(222Rn)在低层大气中浓度测量能够为边界层的稳定状态提供即时信息,就当地范围来说,随着影响污染物浓度在不同时间的规模下(放射率,化学转化,干湿状态的堆积和消除过程)是非常重要的。文献综述
地壳中存在的一些重的放射性核素,它们形成了三个天然的放射系。这三个放射系的母体的半衰期都很极其长,与地球的年龄(约109a)相比十分接近,甚至于更长,这样才能在长久的地质年代后维持下来。放射系中的母体和子体以具有α放射性的居多,具有β放射性的较少,发生α、β衰变时一般都伴随着γ辐射,但没有一个具有β+衰变或轨道电子俘获的。
(1)钍系
从232Th开始,经过10次连续衰变,最后到稳定核素208Pb:232Th(1.405×1010a)→228Ra(5.75a)→228Ac(6.15h)→228Th(1.9131a)→224Ra(3.66d)→220Rn(55.6s)→216Po(0.145s)→212Pb(10.64h)→212Bi(60.6min)→212Po(3×10-7s,64%),208Tl(3.053min,4%)→206Pb。这个系的成员,其质量数都是4的整倍数,即A=4n,所以钍系也叫4n系。母体232Th的半衰期为1.405×1010a。子体半衰期最长的是228Ra,半衰期为5.75a。所以,钍系建立起长期平衡,需要几十年的时间。