基于航空伽馬能谱全谱数据的氡填图方法研究

In order to delineate the areas of radon risk with indoor radon high concentration and screen these regions of indoor radon survey rapidly and accurately, the most convenient way is mapping radon potential map based on the data from airborne gamma spectrometry, digital geological map data and so on. The application of airborne radiometric and soil geochemical data for radon mapping in China is just in the early stages. Uranium enrichment zone and extensive outcrops of Yanshanian granitiods in the southern China chosen as research areas in this project, and we focus on radon diffusion coefficient and convection velocity, which are the key parameters for radon mapping based on airborne radiometric data and they were no field experimental data in previously radon potential mapping by airborne gamma-ray spectrometry data. Studying on the methods of estimating the soil radon concentration according to uranium equivalent content calculated from the data airborne radiometric data, based on the data of radon survey of soil radon measurement, radon exhalation rate and soil gas permeability in the field; identifying and classifying radon anomaly, and researching radon potential model based on the full gamma-ray spectrum data. Radon potential mapping methods will be established combined with airborne full spectrum data and GIS. This project will provide a theoretical basis and give good guidance for quickly radon mapping methodology and compiling radon geological potential on large scale, and provide valuable reference materials for avoiding building a new densely populated residential area within a high radon potential region and rapidly screening the areas of indoor radon survey.

为了快速准确圈定潜在室内高氡浓度风险区域和筛选室内氡调查范围，最方便快捷的方法是基于航空伽马能谱数据、数字地质图等资料进行氡潜势填图。我国应用航空放射性和土壤地球化学数据进行氡潜势填图处于初级阶段。本项目以南方铀矿密集区和燕山期花岗岩广泛出露区为研究对象，针对以前基于航空伽马能谱测量资料进行氡潜势填图中土壤氡扩散系数和对流速度等关键参数缺少实验数据等关键问题展开研究。采用结合现场实测土壤氡浓度和氡析出率、土壤气体渗透率研究铀当量含量估算土壤氡浓度方法，利用航空全谱数据研究氡异常甄别和分类方法技术，研究航空伽马能谱氡潜势预测模型，初步建立基于伽马能谱数据和GIS技术的氡潜势填图方法，为我国建立快速氡填图方法技术体系和编制大面积氡地质潜势图奠定理论基础和有效方法指导,为我国城镇化规划部署中避免将新的人口密集住宅区建设在高氡潜势区域、为下一轮我国室内氡调查区域的快速筛选提供有价值的参考资料。

研究和统计资料表明：人类长期受到高氡浓度的照射，会导致肺癌发病几率的增加。为降低政府和公众的疾病负担，国外很多国家自20世纪80年代以来，开展了氡潜势和氡风险的研究与评估，以降低室内氡浓度水平，但我国尚处于起步研究阶段。本项目组在完成了基于土壤氡浓度和土壤渗透率参数的氡潜势填图方法研究的基础上，为快速准确圈定潜在室内高氡浓度高风险区域和筛选室内氡调查范围，开展了基于航空伽马能谱数据、土壤物性和数字地质图等资料进行氡潜势填图方法的研究。. 首先从理论上研究了在半无限空间土壤分布均匀的情况下，土壤氡浓度与土壤中的镭含量、土壤氡发射系数、以及土壤孔隙度、土壤湿度的关系，并进行了数值模拟。在云南昆明、江西相山野外现场开展了地面伽马能谱、土壤氡浓度、土壤氡析出率和土壤气体渗透率的联合观测。提出并研究了采用伽马能谱当量铀含量并结合土壤氡射气系数、土壤气体渗透率和物性参数估算地下土壤氡浓度的方法，建立了多元统计氡潜势预测模型，建立了基于航空伽马能谱数据和GIS技术的氡潜势填图方法。. 本项目获得的主要成果：采用全谱数据处理方法处理了云南昆明航空伽马能谱全谱数据。融合地面伽马能谱、土壤氡浓度、土壤渗透率和土壤氡析出率联合观测资料，基于新建立的多元统计氡潜势预测模型，编制了云南昆明地区氡潜势图。在云南昆明试验区圈定了21个土壤氡高氡潜势区域。云南昆明高氡潜势区域主要位于试验区中部、鸣矣河乡、海口镇以及二街镇一带，与筇竹寺组含磷地层和灯影组地层广泛分布有关，采用航空伽马能谱方法圈定的潜在高氡浓度风险区域与用地面土壤氡浓度和渗透率参数评估的高风险地区基本吻合。另外，处理了江西省相山地区的航空伽马能谱资料，编制并完成了江西相山铀矿区铀、钍、钾含量影像图及土壤氡预测图。. 本研究为我国建立快速氡填图方法技术体系和编制大面积氡地质潜势图奠定了理论基础和有效方法指导，为我国开展生态环境研究和城市地质调查提供了新的方法技术。