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        帶你了解“氡”
             眾所周知,“氡”,一種放射性稀有氣體元素,地質工作者將氡氣作為探測地球的信號,世界衛生組織把氡定為致癌物質,有些地方把“氡溫泉”作為溫泉旅游、溫泉療養的金字招牌。而更多的普通大眾對氡則是不甚了解,不同的認知讓“氡”披上了神秘面紗。地熱是一種清潔能源,溫泉療養是人們最為熟知的地熱利用方式之一。所以氡是什么?它和地熱有什么關系?泡“氡溫泉”會不會對人體造成傷害?本文將對這些問題進行回答。
             那么,  “氡”是什么?“氡”(Radon)是一種化學元素,符號是Rn,屬于稀有氣體元素,它的相對原子質量為222,屬單原子分子,是一種無色、無嗅、無味的惰性氣體,密度約是空氣的7.5倍。
             其實,氡的發現過程與放射性物質研究有關,最初它被稱“射氣”。19世紀末20世紀初,加拿大人歐文斯和英國物理學家盧瑟福在研究釷的放射性時,發現“釷射氣”(Thoron),德國物理學家多恩發現了“鐳射氣”(Radon),法國化學家德比耶納和德國化學家吉賽爾分別獨立發現了“錒射氣”(Actinon)。英國化學家拉姆塞自1904年開始研究,4年后測定了這些“射氣”的光譜和原子量,確定它們屬于同一種元素,都是化學性質不活潑的惰性氣體,并確定了它在元素周期表中的位置——第86位,排在惰性氣體的最末端。1923年的國際化學會議決定,以“Radon”(拉丁文,意為“源自鐳”)作為這種元素的名字,縮寫為“Rn”,譯為中文“氡”?茖W家們最初發現的三種“射氣”正是氡的三種天然放射性同位素,分別是三種天然放射系的中間產物:釷系的氡220(220Rn)、鈾系的氡222(222Rn)和錒系的氡219(219Rn)。
             元素周期表中原子序數大于83的元素都具有放射性,氡也不例外,它會通過釋放α粒子,形成新的元素,這些新元素被稱為氡子體。氡衰變過程中釋放的α粒子是形成核輻射的三種粒子(α、β、γ)之一,它的穿透能力最弱,可以被一張紙阻擋,一般能量的α射線都能被人體的皮膚所阻擋,而不會進入人體,所以α射線外照射對人體的損害比較小。但是,如果α粒子進入人體內部,則會對人體組織造成傷害。氡作為唯一一種以氣態存在的天然放射性元素,氣體的易擴散性和它本身的放射性,讓它成為一把利弊并存的雙刃劍。
            “氡”——探尋地熱的利器
             科學家研究表明, 鈾、釷、鐳是產生氡的最主要元素,它們主要以固態形式存在于地下的巖石或者土壤中。氡是它們衰變的中間產物,以氣體方式存在。相較于其他放射性元素,氡的遷移能力大為提升,它能將地球深部的信息帶到地表,成為人們獲取地球深部地質信息的使者!暗責帷笔堑厍蛑刑N藏的天然地熱資源,通常是指封閉在地殼淺部范圍內可被經濟開采的熱能資源,其熱量來自于地球深部和地殼的放射性生熱。那么,氡氣是靠什么成為地熱探測的利器呢?首先,氡及其子體衰變過程產生的氦核會與氡子體結合形成“團簇”,就像給氡子體綁上了“氦氣球”,能讓氡子體的運動方向以垂直向上運移為主;第二,氡氣還具有易溶于水的特點,地下水的運移讓巖土體中氡的遷移從走路變成坐車,大大提高了運移速度,尤其是存在熱對流時,這種作用更為明顯;第三,當巖土體中孔隙、裂隙的發育程度控制著其中水和氣體的遷移速度時,斷裂構造破碎帶往往能夠成為地下水和氣體的良好儲存場所和運移通道,而斷裂往往也是熱水運移的通道;最后,地殼中放射性元素衰變產生氡氣的同時,還能釋放熱量,使得地溫梯度升高,氣體會在熱的作用下由高溫區向低溫區遷移,地溫梯度越大,這種作用會越明顯。因此,利用氡氣測量來尋找地熱資源是一種十分有效的方法,特別是在沿深大斷裂分布的對流型地熱資源,氡氣的指示作用更為明顯。
            由于氡氣是由放射性元素衰變而來,且化學性質穩定易溶于水,它在指示地熱的同時,還能夠溶于熱水形成“氡”溫泉。因此,氡溫泉的分布往往與斷裂帶和放射性巖體相關。我國氡溫泉分布遍布全國各地,較著名的氡溫泉,北有吉林撫松溫泉、遼寧湯崗子溫泉、北京小湯山溫泉、河北平山溫塘白鹿溫泉和陜西華清池溫泉等;南有湖南汝城溫泉、廣東從化溪流河溫泉、廣東梅州湯坑豐順鄧屋溫泉、浙江泰順承天溫泉、貴州息烽溫泉和四川降札溫泉等。根據氡的含量不同,氡溫泉可分為:低氡泉(小于370 Bq/L)中氡泉(370~1110 Bq/L)高氡泉(大于1110 Bq/L)目前我國已經開發利用的氡溫泉以低氡泉為主。
      “氡”溫泉——是治病還是致?
            研究表明, 電離輻射是人類的致癌因素之一,它無處不在,全世界人均天然輻射的劑量約為2.4 mSv/年(毫西伏,輻射劑量單位),我國人均劑量約為2.3 mSv/年。氡是自然界中唯一一種以氣態存在的放射性元素,是人們接觸最多的放射性元素。聯合國原子輻射效應委員會給出的數據顯示,每人每年接受的天然輻射劑量中約有一半都來自于氡氣。世界衛生組織(WHO)將氡作為19種致癌物質之一,使得有些人談氡色變,唯恐避之不及。在我國,將氡濃度超過110Bq/L的水命名為“氡水”,是理療天然礦泉水中的一種,有些地方將氡溫泉作為治病的“神湯”,氡溫泉成為了溫泉旅游的金字招牌。
      斷裂是氡氣運移的良好通道
            科學家表示,氡氣被吸入人體后,衰變產生的α粒子給人的呼吸系統造成輻射損傷,氡氣是除吸煙外造成人類肺癌的第二大因素。但同時也有相關醫學研究表明,氡溫泉在改善人體健康方面有很多作用,如:氡溫泉具有消炎、鎮靜、止痛等作用,可調節人體機能平衡,增強新陳代謝和免疫功能,對人體的消化系統、心血管系統、呼吸系統、運動神經系統、免疫系統等方面的疾病有特殊療效。放射性氡溫泉可以通過浴用和吸入兩種方式對高血壓、關節炎、神經痛等疾病起到緩解作用。氡溫泉水較普通熱水浴有兩種特殊效應,可以顯著降低靜息心率和舒張壓。
            那么,氡溫泉到底是致病還是治病呢?雖然低劑量輻射對人體的危害爭議已久,但對于電離輻射的劑量限值是存在共識的,即輻射劑量在一定范圍內時,被認為對人體健康是安全的。WHO建議因室內氡暴露帶來的輻射累劑量應控制在3mSv每年,最高不超過10mSv。氡泉在開發利用過程中,隨著水的攪動,氡氣會加速逸出,被人吸入體內,帶來電離輻射風險。有人曾以白鹿溫泉所在的平山縣溫塘鎮為例開展過相關研究,結果表明在當地居民利用氡濃度為94~121Bq/L的氡泉水過程中,因洗浴造成的年有效劑量小于0.01mSv,遠低于健康限值。在某高輻射背景值地區的療養溫泉開展的類似研究中,科研人員發現對于普通游客,單次游玩2小時的附加劑量在0.03~0.04mSv;對于療養患者在浴室治療20~30天,每天按照2h計算,接受的內外照射劑量在0.36~0.54mSv,也沒有超過1mSv的附加劑量限值。我們可以將氡溫泉引起電離輻射帶來的健康風險,認為是其治療作用的“副作用”。因此,合理使用氡溫泉是利大于弊的。但是,科研人員在溫泉療養區房屋內測得的氡濃度均超過了控制限值,需要引起注意。對此可以通過一定方式加以控制,其中最實用的就是加強通風。由于氡氣密度比空氣重,溫泉區域中低部位的通風尤為重要。而室外露天環境中泡氡溫泉比室內更安全。
             由于氡氣引起的電離輻射“副作用”的存在,對于氡溫泉的開發利用應該做到科學、理性而全面,在利用其治病的同時,不可忽視輻射帶來的健康風險。氡溫泉的使用有別于普通溫泉,應該加以防控,如:健康人群不宜單次長時間或頻繁地使用氡溫泉;嬰幼兒和孕婦等特殊人群,應該避免使用氡溫泉理療;對于長期在氡溫泉工作的人員,受到的附加輻射劑量很有可能超過安全限值,應該通過通風、控制作業時間和佩戴個人防護用品等方式降低風險。此外,高氡溫泉往往與斷裂和高放射性花崗巖體相伴而生,附近區域房屋建筑內的氡濃度超過安全值的可能性遠比一般地區大,相比于洗氡溫泉帶來的附加輻射劑量,人們更應該關心的是室內氡氣超標帶來的健康危害,并做好相應的防護措施。
      氡溫泉——我國氡溫泉賞析
            河北省平山縣白鹿溫泉世傳漢武帝拜謁王母,因其貌丑戲之,王母唾之,面生奇瘡,久治不愈。漢武帝無奈拜求,得示:“欲療疾,浴溫泉”。漢武帝乘鹿尋泉,行至現鹿臺村,白鹿刨地,見一熱泉噴涌,試之湯燙,掬水洗面,舒適無比,命人掘泉,浴之,惡瘡即愈,以為神奇,被漢武帝御封為“寶泉圣水”。后人遂名“白鹿神湯”,曾傳說中的“白鹿神湯”就是今天的白鹿溫泉。白鹿溫泉位于河北平山縣溫塘鎮,泉水來自地下的太古界花崗片麻巖中,富含30多種礦物質微量元素,溫泉水氡含量最高可達121 Bq/L,泉水溫度常年保持在70℃,屬于保健型氡溫泉。
      湖南汝城溫泉
            在湖南省汝城縣熱水鎮,這里分布著我國中南六省最大的熱田——湖南熱水圩地熱田。熱田上有一條清清的河水流過,沿著河床和岸邊出露著許多泉眼,泉水晶瑩剔透,有的寧靜無息,有的翻騰不止。冬春時節,氣溫降低,泉眼周邊就會霧氣蒸騰,河面上煙霧繚繞,仙氣縹緲,這就是汝城熱水溫泉,這條河被稱之為熱水河。北魏著名的地理學家酈道元在《水經注》中記載,這里的居民用熱水河的水灌溉水稻田,水稻可以“一年三熟”。熱水鎮溫泉是華南地區流量最大,水溫最高,水質最好,面積最廣的天然溫泉,含有硅、鈉、鉀、鍶等30多種對人體有益的礦化物,特別是氡的含量最高可達536.5Bq/L,溫度最高可達98.5℃,有“華南養生第一泉”的美稱,《汝城縣志》稱此泉為“靈泉”。
      貴州息烽溫泉

            在貴州省息烽縣的天臺山腳下,有數股清泉沿著巖石的縫隙涌出,形成溫泉河,這就是久負盛名的息烽溫泉。息烽溫泉是世界三大“氡泉”之一和中國八大名泉之一,享有“天下第一神湯”、“國泉神湯”等美譽。據考證,距今600多年前的明朝洪武年間,人們便發現了息烽溫泉,始名為“圣水”,又名“熱水”和“朱砂泉”!洞笄逡唤y志》中對息烽溫泉也有“熱水噴涌”記載,當地人“挖地為坑,露天沐浴”。息烽溫泉,它是貴州省眾多溫泉中發現的第一處氡泉,因此被譽為云貴高原上的一顆明珠。據文獻記載,這里的溫泉水中氡濃度可達151 Bq/L,泉水溫度多在53~56℃。適宜的氡含量及水溫,使其可與法國維琪溫泉和盧昆溫泉相媲美。依托這里的溫泉資源打造的貴州息烽溫泉療養院還是全國勞模療休養基地。

       泰順承天溫泉

            浙江省泰順承天溫泉是浙江省現存唯一以上升泉的形式出露地表后開發利用的溫泉,水質清澈透明,出水口最高水溫可達62℃,一般為45~51℃,偏硅酸74~106mg/L、氟含量10~14mg/L、氡濃度高時為47.8~59.2Bq/L,達到具有醫療價值的濃度,屬含氡的偏硅酸·氟熱礦水。承天溫泉開發利用歷史悠久,還有許多民間(神話)傳說。清光緒《泰順分疆錄》就有記載,“惜在幽僻,鮮有知者”;直到1973年浙江省水文地質大隊進行水文地質調查,因發現泉水中含有氡而被命名“氡泉”;1994年4月白求恩醫科大學對氡泉水及其醫療作用進行專題考察;1997年被評為省級自然保護區,1999年被評為溫州四大王牌景區之一,2001年5月被列為國家級浴用醫療礦泉水名單。泉水中含有豐富的微量元素及其他活性離子,對風濕病、關節炎、銀屑病、神經性皮炎等多種疾病有顯著的治療效果。經常泡溫泉可以幫助我們強身健體,趕緊和小伙伴們約起來,一起泡溫泉吧!


       
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