利比亚阿尔胡姆斯（Al Khums）和阿尔萨赫尔（Al Sahel）地区室内氡浓度的主要决定因素及其对健康风险的偏倚影响

《Journal of Environmental Radioactivity》：Dominant determinants of indoor radon concentration and skewed health risk in Al Khums and Al Sahel, Libya

本研究测定了利比亚Al Khums和Al Sahel地区住宅内氡-222浓度，发现Al Sahel平均浓度（102 Bq/m3）显著高于Al Khums（54 Bq/m3）。通过多元回归分析表明，非线性的建筑结构和行为因素是主要影响，尤其是通风时长和土壤距离的负相关关系，以及燃气烹饪的正相关效应。经计算，两地肺癌超额相对风险分别为0.859和1.633，证实需纳入建筑规范和公共卫生管理。

　　

M.M. Al Bosta | A.M. Ismail | A. Okasha

乌兹别克斯坦塔什干特殊教育机构协会

摘要

本研究评估了利比亚Al Khums和Al Sahel地区住宅内的²²²Rn浓度、健康风险及其主要决定因素。Al Khums地区的²²²Rn浓度算术平均值为54 Bq/m³（超标率为4.3%），而Al Sahel地区的算术平均值为102 Bq/m³。值得注意的是，Al Sahel地区的高算术平均值与其较低的几何平均值（38 Bq/m³）存在显著差异，后者甚至低于Al Khums地区的几何平均值（45 Bq/m³）。这种差异，加上Al Sahel地区17.9%的超标率，表明高风险的产生主要源于少数高浓度住宅，而非地理因素。

多元线性回归分析解释了46.7%的方差（调整后的R²），证实浓度主要受非线性结构和行为因素的影响。修正通风率倒数（1/(V+2)）与修正楼层高度倒数（1/(S+2)）之间存在显著负相关，表明通风时间和距离地面的距离是重要的缓解因素。窗户开启方式的质量也显示出显著负相关，强调了居住者行为的重要性。相反，天然气烹饪的使用显示出显著正相关，因为天然气既是²²²Rn的直接来源，也是“烟囱效应”的催化剂，燃烧导致的减压会增强富含氡的土壤气体的渗透。

基于每年7000小时的实际使用时间，Al Khums和Al Sahel地区的肺癌超额相对风险（ERR）分别估计为0.859和1.633，这强调了将这些非线性预测因素纳入区域建筑规范和公共卫生法规的必要性。

引言

氡气是一种天然存在的放射性元素，对公众健康构成重大威胁，被全球公认为仅次于吸烟的第二大肺癌致病因素（世界卫生组织，2009年）。氡气是一种无色、无味、无臭的惰性气体，在环境中普遍存在，是人体背景辐射的主要来源之一。它有三种天然存在的同位素，都具有放射性。其中研究最多且危害最大的是氡-222（²²²Rn），其半衰期长达3.825天，足以使其在空气中迁移和积累。氡-222是镭-226（²²⁶Ra）衰变链的产物。其他常见同位素包括半衰期较短的氡-220（²²⁰Rn，来自钍-232（²³²Th））和氡-219（²¹⁹Rn，来自锕-227（²²⁷Ac））。氡-222的较长半衰期使其能够从富含其母体放射性核素的深层土壤中释放出来，并通过裂缝和多孔地基渗透到建筑物中。氡-222的释放速率及其他气体从地面的侵入受到当地环境因素的显著影响，包括大气压力差、土壤孔隙度以及地下岩层中²²²Rn母体放射性核素的浓度（世界卫生组织，2009年；国际放射防护委员会，2007年；美国环境保护署，1973年；美国环境保护署，2003年）。由于封闭空间的限制效应，室内²²²Rn浓度通常高于室外空气浓度；而室外的²²²Rn会扩散到大气中，室内的²²²Rn则被困在有限的空气体积中，导致浓度升高，尤其是在地下室和较低楼层。室内²²²Rn浓度受物理、结构和行为因素的复杂相互作用影响，包括：建筑物下方土壤中²²²Rn的来源浓度、建筑材料和水源的贡献、烹饪气体的使用（可能是²²²Rn的来源或影响空气压力的因素）、建筑物外壳的完整性（墙壁、地板、天花板）、地板下的隔离和通风系统的存在、建筑物离地面的高度以及室内通风的质量和速率（世界卫生组织，2009年；美国环境保护署，2003年；美国环境保护署，2012年）。

历史上，高²²²Rn水平最初是在职业环境中被发现的。由于矿山深入地壳，加上通风不良和内部空气压力低于周围土壤，矿工面临显著的风险。这促使政府和机构采取干预措施，如强制通风、增加内部压力和密封裂缝（Tirmarche等人，2000年；Singh等人，1999年；Wysocka等人，2019年；Eichholz，2005年）。此外，在某些工业设施周围也观察到了高²²²Rn水平，因为化石燃料的燃烧（含有高浓度的镭或钍）会释放飞灰，增加周围环境中的²²²Rn浓度。此后实施了排放控制技术来减轻这种释放（国际原子能机构，2004年；Kljaji?等人，1997年）。

为应对这一健康风险，许多国家制定了室内²²²Rn浓度的最大允许值指南和法规。这些参考或行动水平通常在100 Bq/m³到400 Bq/m³之间，现代建筑通常比旧建筑有更严格的限制（世界卫生组织，2007年）。

在非洲，关于室内住宅²²²Rn的研究相对较少。这种有限的努力往往归因于公众和政治意识的缺乏、专业科学和健康研究资金的匮乏以及辐射测量基础设施的不足。尽管如此，非洲各地的现有研究仍显示了浓度上的显著差异。例如，在南非Mpumalanga省（40 Bq/m³）（Moshupya等人，2025年）、加纳Kpando市（年均70.4 Bq/m³）（Amable等人，2024年）、埃及15个城市（平均30.9 Bq/m³）（Hussein，2021年）和突尼斯（中位数浓度36 Bq/m³）（El May等人，2008年）等地区报告了较低的浓度。而在坦桑尼亚（最高达619 Bq/m³）（Mohammed和Focus，2018年）、喀麦隆（几何平均值高达318 Bq/m³）（Sa?dou等人，2014年）、安哥拉（136 Bq/m³）（Bahu等人，2021年）、尼日利亚（客厅255 Bq/m³，卧室259 Bq/m³）（Obed等人，2012年）和肯尼亚（148.3 Bq/m³）（Mustapha和Indra Vikram SINGH Rathore，2002年）等地区则发现了显著升高的浓度（超过100 Bq/m³的行动水平）。

在利比亚，不同地区进行了一些有限的研究，得出了不同的浓度结果。例如，在的黎波里及其周边地区，研究显示的黎波里平均浓度为48.8 Bq/m³，Al Harsha为51.4 Bq/m³，Al-Rejban为55.5 Bq/m³（Elarabiy等人，2012年）。Misurata的平均浓度为74 Bq/m³（Alhaddad等人，2016年），Celein地区的算术平均值为76.1 Bq/m³（Al Bosta等人，2010年），而最近对Tarhuna和Msallata的研究显示两座城市的平均浓度均为37 Bq/m³（Al Bosta等人，2025年）。

本研究关注的Al Khums和Al Sahel地区（利比亚西北部）靠近Lebda和Al Mergheb水泥厂以及一家燃气和蒸汽发电厂等工业设施，这些设施在之前的研究中被认为可能对环境产生负面影响（Okasha，2014年；Horiz等人，2018年；Okasha等人，2013年）。这种工业设施的临近性需要进行特定的环境评估。

本研究在三个主要领域填补了关键的知识空白：

• 1.
  为利比亚有限的²²²Rn浓度调查工作提供重要数据，特别关注Al Khums和Al Sahel地区。
• 2.
  进行健康风险评估，量化当前²²²Rn浓度对当地居民的终生肺癌风险。
• 3.
  使用多元线性回归分析，严格研究并确定影响和控制该地区住宅室内²²²Rn浓度的具体物理、结构和行为因素。

研究区域地理和地质

研究涵盖了两个不同的区域：城市Al Khums（北纬32°36′30′′至32°42′30′′，东经14°12′30′′至14°17′30′′）和农村Al Sahel地区（北纬32°35′00′′至32°37′40′′，东经14°17′30′′至14°21′30′′），如图1所示（通过本地测绘和卫星图像确定）。Al Khums是Al Mergeb地区的行政中心，拥有约20万居民，还有Al Khums港口和联合国教科文组织世界遗产地

描述性统计

136个剂量计被放置在最常使用的房间内；在较小的单间住宅中，选择了卧室；在较大的住宅中，则选择了客厅和卧室。从受监测的住宅中成功收集了110个探测器，涵盖了Al Khums和Al Sahel地区的广泛范围。

两个地区的²²²Rn气体浓度描述性统计数据显示在表2中。

²²²Rn浓度水平概述

Al Sahel地区较低的几何平均值（38 Bq/m³）与较高的超标率（超过100 Bq/m³的17.9%）之间的显著差异很关键。这种模式表明²²²Rn风险并非整个城市的统一地质特征，而是房屋特定因素的函数。如果Al Sahel地区的土壤地质条件普遍更差，我们预计其几何平均值和高风险百分比都会高于Al Khums地区。

结论

本研究测量了利比亚首都的黎波里以东Al Mergeb地区Al Khums和Al Sahel地区住宅内的²²²Rn浓度。

测量结果显示，Al Sahel地区的²²²Rn平均浓度算术值为102 Bq/m³（扩展不确定性（k = 2）为13 Bq/m³），大约是Al Khums地区浓度（算术平均值54 Bq/m³，扩展不确定性（k = 2）为7 Bq/m³）的两倍。

CRediT作者贡献声明

M.M. Al Bosta：撰写 – 审稿与编辑、撰写 – 原稿、可视化、验证、监督、软件、资源、项目管理、方法论、调查、资金获取、正式分析、数据管理、概念化。A.M. Ismail：监督、资源、项目管理、方法论、调查、资金获取、概念化。A. Okasha：撰写 – 原稿、监督、资源、项目管理、方法论、数据管理。

利益冲突声明

作者声明与本出版物无关的已知利益冲突，且本工作未获得可能影响其结果的任何重大财务支持。

致谢

作者衷心感谢Al-Khums的Al-Mergeb大学研究人员在研究过程中提供的宝贵合作、耐心和承诺。

特别感谢Aisha Mohammed Erweha和Riyad Alhadi Aribat在研究中的辛勤工作和支持。