四川阿坝土壤与空气中氡气浓度及分布调查

第２７卷　第４期２０１３年８月现　代　地　质ＧＥＯＳＣＩＥＮＣＥＶｏｌ２７　Ｎｏ４Ａｕｇ２０１３四川阿坝土壤与空气中氡气浓度及分布调查周云龙１，岑　况１，施泽明２（１中国地质大学地球科学与资源学院，北京　１０００８３；２成都理工大学地球化学系，四川成都　６１００５９）　　收稿日期：２０１２０４１８；改回日期：２０１３０３０１；责任编辑：潘令枝。　　基金项目：中国地质调查局地质调查项目“四川阿坝州生态地球化学调查”（１２１２０１０９１３０２２）。　　作者简介：周云龙，男，硕士研究生，１９８８年出生，地球化学专业，主要从事勘查地球化学研究。Ｅｍａｉｌ：１０３６３０３０７０＠ｑｑｃｏｍ。　　通信作者：施泽明，男，教授，１９６８年出生，地球化学专业，主要从事环境地球化学研究。Ｅｍａｉｌ：ｓｈｉｚｍ＠ｃｄｕｔｅｄｕｃｎ。摘要：采用ＩＥＤ３０００Ｒ轻便型测氡仪，对四川阿坝地区土壤、空气中的氡气浓度开展初步调查。结果表明：（１）测区空气中氡气浓度较高，均在平均值１８５Ｂｑ／ｍ３附近；（２）所测得土壤的氡气浓度范围为２７３６～９３４８６Ｂｑ／ｍ３，平均值为２６０２１Ｂｑ／ｍ３，远远高于全国城市土壤中氡气浓度７３００Ｂｑ／ｍ３的平均值，同时在１５６个土壤氡气浓度被测点中共有９１个测点氡气浓度值超过２００００Ｂｑ／ｍ３，而按照国家标准，对于民用建筑工程土壤中氡气浓度超过２００００Ｂｑ／ｍ３要进行不同程度的防氡工程；（３）地质环境、土壤松散度、岩土性质、土壤含水率为影响阿坝地区土壤氡气浓度的主要因素。关键词：四川阿坝；土壤；氡气；含水率；浓度中图分类号：Ｐ６３１６；Ｘ１４２　　　　　　文献标志码：Ａ　　　　　　文章编号：１０００－８５２７（２０１３）０４－０９９３－０６ＳｕｒｖｅｙｓｏｎＲａｄｏｎＣｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｎｄＤｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎＳｏｉｌａｎｄＡｉｒｉｎＡｂａ，ＳｉｃｈｕａｎＺＨＯＵＹｕｎｌｏｎｇ１，ＣＥＮＫｕａｎｇ１，ＳＨＩＺｅｍｉｎｇ２（１ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＥａｒｔｈＳｃｉｅｎｃｅｓａｎｄＲｅｓｏｕｒｃｅｓ，ＣｈｉｎａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＧｅｏｓｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ　１０００８３，Ｃｈｉｎａ；２ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＧｅｏｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，ＣｈｅｎｇｄｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｃｈｅｎｇｄｕ，Ｓｉｃｈｕａｎ　６１００５９，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＢｙｕｓｉｎｇａｎＩＥＤ３０００ｐｏｒｔａｂｌｅｅｍａｎｏｍｅｔｅｒｐｒｏｄｕｃｅｄｂｙＢｅｉｊｉｎｇＮｕｃｌｅａｒＩｎｓｔｒｕｍｅｎｔＰｌａｎｔ，ｔｈｉｓｐａｐｅｒｃｏｎｄｕｃｔｅｄａｐｒｅｌｉｍｉｎａｒｙｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｉｏｎｏｎｔｈｅｒａｄｏｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｓｏｉｌａｎｄａｉｒｉｎＡｂａ，Ｓｉｃｈｕａｎ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｒｅｖｅａｌｔｈｒｅｅａｓｐｅｃｔｓａｓｆｏｌｌｏｗｓ：（１）ｔｈｅｒａｄｏｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆａｉｒｉｎｔｈｅｓｔｕｄｙａｒｅａｉｓａｒｏｕｎｄｂａｃｋｇｒｏｕｎｄｖａｌｕｅｏｆ１８５Ｂｑ／ｍ３；（２）ｔｈｅｒａｄｏｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｓｏｉｌｒａｎｇｅｓｆｒｏｍ２，７３６Ｂｑ／ｍ３ｔｏ９３，４８６Ｂｑ／ｍ３ｗｉｔｈａｖｅｒａｇｅｖａｌｕｅｏｆ２６，０２１Ｂｑ／ｍ３，ｗｈｉｃｈｉｓｈｉｇｈｅｒｔｈａｎｔｈｅａｖｅｒａｇｅｖａｌｕｅｏｆｔｈｅｏｔｈｅｒｄｏｍｅｓｔｉｃｃｉｔｉｅｓｏｆ７，３００Ｂｑ／ｍ３，ａｎｄｔｈｅａｖｅｒａｇｅｖａｌｕｅｓｏｆｒａｄｏｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｎ９１ｍｅａｓｕｒｅｄｐｏｉｎｔｓａｒｅｏｖｅｒ２０，０００Ｂｑ／ｍ３ａｍｏｎｇ１５６ｍｅａｓｕｒｅｄｐｏｉｎｔｓ；（３）ｔｈｅｒａｄｏｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｓｏｉｌｉｎｆｉｖｅｄｉｓｔｒｉｃｔｓｉｓｓｏｒｔｅｄｉｎｄｅｓｃｅｎｄｉｎｇｏｒｄｅｒａｓＨｅｉｓｈｕｉ＞Ｍａｅｒｋａｎｇ＞Ｒａｎｇｔａｎｇ＞Ａｂａ＞Ｈｏｎｇｙｕａｎ．ＴｈｅｒａｄｏｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｓｏｉｌｉｎＡｂａｉｓａｆｆｅｃｔｅｄｂｙｇｅｏｌｏｇｉｃａｌｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ，ｓｏｉｌｐｏｒｏｓｉｔｙ，ｇｅｏｔｅｃｈｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ，ｍｏｉｓｔｕｒｅｃｏｎｔｅｎｔｏｆｓｏｉｌ，ａｎｄｔｈｅｒａｄｏｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｓｏｉｌｉｎｍｏｓｔｄｉｓｔｒｉｃｔｓｏｆｔｈｅｓｔｕｄｙａｒｅａｉｓｅｘｔｒｅｍｅｌｙｈｉｇｈ，ｔｈｕｓｉｔｉｓｎｅｃｅｓｓａｒｙｔｏｔａｋｅｍｅａｓｕｒｅｓｔｏｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｌｏｗｅｒｉｎｄｏｏｒｒａｄｏｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｓｔｕｄｙａｒｅａ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ａｂａ，Ｓｉｃｈｕａｎ；ｓｏｉｌ；ｒａｄｏｎ；ｍｏｉｓｔｕｒｅｃｏｎｔｅｎｔ；ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　　氡是由镭衰变产生的自然界中唯一的一种无色、无味、无臭的气体放射性元素，据报道人类受到氡及其子体的照射量占所有天然和人工辐射源照射总量的５０％以上［１］。研究表明氡已成为仅次于吸烟的第二大致肺癌因素，因而世界卫生组织将氡列为致癌的１９种最主要的物质之一［２］。同时，医学研究已经证实，氡气还可能引起白血病、不孕不育、胎儿畸形等遗传后果。氡气作为一种放射性危害物质，其对人体健康的影响是累计的、持久性的［３－４］。全球统计，环境空气中的氡气有７７７％来源于陆地表面释放，即大部分来源于岩石和土壤［５］。因此，调查了解环境土壤中氡气的特点和分布尤为重要。目前我国在广州、泉州、晋江、乌鲁木齐等地区开展了不同程度的土壤氡气浓度的研究［６－９］。本文将对四川阿坝州土壤与空气中的氡气浓度进行调查。１　研究区概况研究区主要分布在川西高原，主要集中在阿坝州的壤塘县、阿坝县、黑水县、红原县、马尔康县５个高原山区县。１１　地层岩性工作区内主要地层为三叠系新都桥组、侏倭组、杂谷脑组，各地层主要岩性见表１。岩石类型以火成岩类型为主。地层以巴颜喀拉秦岭地层区与龙门山一带扬子地层区构成，较为复杂。变质岩以三叠系中的含炭质滑云母板岩、粉砂质板岩、千枚岩等变质岩为主体，分布面积广。此外，阿坝州测区岩浆岩出露较多，以呈岩基状态为主，多位于金汤弧形构造及龙门山褶皱断带，以侵入岩为主，喷出岩分布较少（图１）。围岩蚀变作用较强，易伴生各种金属、非金属矿产的富集。１２　地质构造测区阿坝处于松潘—甘孜造山带中，主要构表１　研究区地层划分Ｔａｂｌｅ１　Ｆｏｒｍａｔｉｏｎｄｉｖｉｓｉｏｎｏｆｔｈｅｓｔｕｄｙａｒｅａ系统组地层代号主要岩性厚度／ｍ三叠系上统中统新都桥组Ｔ３ｘ以条带状含炭质绢云母板岩、粉砂质板岩或千枚岩为主，间夹薄至中厚层粉、细粒岩屑长石石英砂岩３８９～１６２０侏倭组　Ｔ３ｚｈ灰色细粒砂岩、粉砂岩与灰黑色板岩、粉砂质板岩不等厚互层４６０～１４８３杂谷脑组Ｔ２ｚ厚层角砾状灰岩、白云质灰岩、中上部夹生物碎屑灰岩、薄层灰岩、局部夹粗碎屑岩１１８７～３４４２图１　阿坝地区土壤与空气中氡气浓度测量布置图Ｆｉｇ１　ＬａｙｏｕｔｃｈａｒｔｏｆｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔａｂｏｕｔｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆｒａｄｏｎｉｎｓｏｉｌａｎｄａｉｒｏｆＡｂａａｒｅａ４９９现　代　地　质２０１３年　造有阿坝—红原、金沟弧形构造、龙门山、岷江褶皱断裂带。校场、武都山字型构造活动断裂主要分布于东北部松潘、茂县、九寨沟、汶川等地。本次工作对阿坝断裂和松岗断裂沿线进行了放射性测量。２　调查研究方法２１　工作部署选定典型区域壤塘县、阿坝县、马尔康县、黑水县、红原县进行氡测量（以壤塘县为主），根据不同地质单元、不同地貌单元，综合考虑研究区构造、岩性和土壤，分别对壤塘县岗木达（热窝村、章光村、嘎热村）、南木达、中壤塘和阿坝县柯河村、垮沙村５个重点区和壤塘县到阿坝县（ＡＢＦ１）、红原县（ＡＢＦ２）、黑水县（ＡＢＦ３）、马尔康的双江口到马尔康县城（ＡＢＦ４）４条剖面进行了土壤氡气测量（图１），共布置土壤氡气测点数１５６个。ＡＢＦ１剖面从壤塘县到阿坝县，其中有南木达断层和阿坝断层通过；ＡＢＦ２剖面从红原县到安曲乡，该区域主要为草原；ＡＢＦ３剖面在黑水县达古冰川，ＡＢＦ４剖面从白湾到马尔康县，两区域均为花岗岩区。另外，在阿坝州的壤塘县城、阿坝县城、红原县城、马尔康县城分别布置了２个空气氡气浓度测量点。仪器测量结果均经气压校正，以每条测线测量平均值加减３倍标准差为限，剔除特别大或特别小的测量值后的平均值作为背景值，超过背景值的１５倍标准差的测值认为存在地球化学异常。２２　测量氡气的方法２２１　土壤中氡气浓度测量本次土壤测氡仪器为成都理工大学研制的ＩＥＤ３０００Ｒ轻便型测氡仪，仪器精密度为±２％，测量灵敏度为９６Ｂｑ／ｍ３，仪器经国家一级模型站标定或液态镭源刻度合格。仪器操作按说明书要求，每个工作日至少监测标准样品或标准工作源２次，若发现异常计数，随时进行标准样的监测。在每个测量点，用专用钢钎打孔，孔径２０～４０ｍｍ，孔深约６００ｍｍ。成孔后用特制的取样器插入孔中，取样器在靠近地表处应进行密闭，避免大气进入孔中，然后进行抽气。正式测量前应进行不同抽气次数的实验，以确定最佳抽气次数。土壤中氡气浓度测量工作避免在雨天进行，并在下雨２４ｈ后开始测量。此次土壤氡气浓度测量同一点抽气次数为３次，每次抽气时间为５ｍｉｎ，取３次测量的平均值作为该点氡气浓度。２２２　空气中氡气浓度测量空气中氡浓度测量仪器同为ＩＥＤ３０００Ｒ轻便型测氡仪。此次空气中氡气浓度测量每个点测量时间为１２ｈ左右，且测量时间都在晚上，测点高度约为１ｍ。３　测量结果本次调查在阿坝州共测点１６４个：空气中氡气浓度测点数８个，土壤中氡气浓度测点数１５６个。在土壤氡气浓度１５６个测点中，壤塘县测点９７个，阿坝县３３个，红原县１２个，黑水县５个，马尔康县９个（表２）。阿坝州所测空气氡气浓度的平均值为１８５Ｂｑ／ｍ３，范围为１７６～１９０Ｂｑ／ｍ３，其平均值远远高于全国空气中氡气浓度１０Ｂｑ／ｍ３的平均值［１１］。测得土壤氡气浓度为２７３６～９３８４６Ｂｑ／ｍ３，平均值为２６０２１Ｂｑ／ｍ３，远高于全国城市土壤中氡气浓度的平均值７３００Ｂｑ／ｍ３［１１］，在全国已有土壤氡气浓度测量资料的城市中处于较高水平。表２和图２为阿坝州土壤和空气中氡气浓度测量数据统计结果。４　结果分析与环境评估由于土壤氡气测量受地形、构造、表层土壤结构、水文等条件的影响较大［１０－１２］，因此需要以测量数据为基础，结合测量地点的构造、地形、表层土壤结构、水文等地质条件进行综合分析解释。４１　土壤氡气浓度区域对比评价及影响因素分析由表１和图２可知，在所测的岗木达乡（热窝村、章光村、嘎热村）、中壤塘村、南木达乡、柯河村、垮沙村中，壤塘县中壤塘村和南木达乡测得土壤中氡气浓度值较高，这主要是因为中壤塘村和南木达乡地层皆为新都桥组地层，与云母含量较高有关，同时它距离南木达断层较近（图１），故这两处土壤中氡气浓度值较高。阿坝县垮沙村和阿坝县柯河三村测得土壤氡气浓度值均较低，这是因为两村有麻尔曲流过且村子位于河流的凸岸，河流沉积较厚，土壤孔隙度较大，土壤中氡气不容易保存。从表３可以看出，在所测的５个地区中，马尔康地区测量的土壤氡气浓度的背景值最大，高于阿坝州的背景值；其次为黑水县和壤塘县，也高于阿坝州的背景值。同样的，马尔康和壤塘县５９９　第４期周云龙等：四川阿坝土壤与空气中氡气浓度及分布调查表２　阿坝州氡气浓度测量数据结果Ｔａｂｌｅ２　ＭｅａｓｕｒｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｏｆｒａｄｏｎｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｉｎＡｂａ地区　　测点数平均值／（Ｂｑ／ｍ３）标准偏差背景值／（Ｂｑ／ｍ３）异常阈值／（Ｂｑ／ｍ３）最大值／（Ｂｑ／ｍ３）异常阈值／背景值壤塘县热窝村１９２３５９７１２５６６２１１４５５３６７４４５３８８０１７４壤塘县中壤塘村２５３９６６９１４９４８３９３７１５９３５