陶瓷磚放射性核素的質(zhì)量現(xiàn)狀分析及研究

劉新國(guó) 資 鵬

江西省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)院，江西 南昌 330029

陶瓷磚放射性核素的質(zhì)量現(xiàn)狀分析及研究

劉新國(guó) 資 鵬

江西省產(chǎn)品質(zhì)量監(jiān)督檢測(cè)院，江西 南昌 330029

陶瓷磚是現(xiàn)在用于室內(nèi)裝飾材料使用最頻繁的材料之一，其中含有的天然放射性核素鐳、釷衰變會(huì)產(chǎn)生的γ、β射線，γ射線的穿透力很強(qiáng)，會(huì)穿透人體并和體內(nèi)細(xì)胞發(fā)生碰撞，從而破壞人體的淋巴細(xì)胞，使人的免疫力降低；β射線的射程較短，對(duì)小孩、孕婦和老人的影響較大。本文介紹了陶瓷磚放射性核素的來(lái)源，并對(duì)現(xiàn)行的國(guó)內(nèi)外相關(guān)檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行了對(duì)比，通過(guò)分析陶瓷磚國(guó)家監(jiān)督抽查數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)我國(guó)的陶瓷磚的放射性核素水平合格率處于較高水平。針對(duì)陶瓷裝飾材料含有的放射性核素的一些現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，并對(duì)陶瓷磚的使用提供了一些建議。

陶瓷磚；鐳；釷；放射性核素

1 引言

近年來(lái)，大部分消費(fèi)者對(duì)裝修材料帶來(lái)的室內(nèi)外環(huán)境污染，第一時(shí)間馬上就會(huì)想到涂料、家具中含有的甲醛、苯等有毒物質(zhì)是否會(huì)超標(biāo)，是否會(huì)對(duì)人體帶來(lái)嚴(yán)重的傷害？可是還有一種很特殊的污染源，卻常常很容易被人們所忽視，它的存在無(wú)色、無(wú)味、看不見(jiàn)，摸不著，卻能渾然不覺(jué)中“殺人于無(wú)形”—— 裝修材料的放射性。而說(shuō)到裝修材料帶來(lái)的放射性，人們最容易想到的就是一些石材、石膏板等材料，殊不知，家居裝修常使的陶瓷磚，它的放射性污染絲毫不比前面所說(shuō)的材質(zhì)來(lái)得弱。陶瓷磚裝飾材料的放射性核素對(duì)人體的傷害，主要通過(guò)兩個(gè)方面進(jìn)行：一個(gè)是外照射，主要是γ射線電離輻射；另一個(gè)是內(nèi)照射，主要是通過(guò)吸入放射性氣體--氡，在體內(nèi)近距離釋放α射線，分解體內(nèi)細(xì)胞而破壞生理平衡，對(duì)人體造成損壞。

氡是一種具有放射性的天然物質(zhì)，無(wú)色無(wú)味，具有易擴(kuò)散、溶于水，且極易溶于脂肪的特點(diǎn)。其來(lái)源于一種叫做鐳的化學(xué)物質(zhì)，這類物質(zhì)在陶瓷磚的原材料中含有，如礦渣中作為乳化劑的鋯英砂就含有鐳。鐳經(jīng)過(guò)衰變會(huì)產(chǎn)生氡，氡進(jìn)入人體呼吸道后，在未衰變前，一部分仍可隨呼吸活動(dòng)被呼出體外，另一部分即黏附在呼吸道上被人體吸收，除主要從呼吸道吸入以外，少數(shù)也可在咽喉部隨吞咽動(dòng)作進(jìn)入消化道，在體內(nèi)對(duì)人造成輻射，破壞人的呼吸系統(tǒng)。此外由于氡對(duì)人體脂肪有很高的“親和力”，如果人體長(zhǎng)期吸入大量的氡，還會(huì)影響到人的神經(jīng)系統(tǒng)，使人精神不振，昏昏欲睡，更嚴(yán)重可能會(huì)使人體細(xì)胞發(fā)生異變，進(jìn)而導(dǎo)致肺癌、白血病等疾病。

2 放射性核素產(chǎn)生的來(lái)源分析

陶瓷磚含有的放射性核素主要來(lái)源于原材料中天然放射性核素。天然生成的放射性核素分為兩類：原生放射性核素和宇生放射性核素，前者是在太陽(yáng)系形成初期階段生成的，后者則來(lái)自宇宙空間的宇宙射線及其感生放射性核素。原生的放射性核素同地球的形成相關(guān)，主要是一些高原子數(shù)的放射性核素，歸類為4個(gè)衰變系，即：釷系4n232Th→208pb，镎系4n+1241Cm→209Bi，鈾系4n+2238U→206pb，錒系 4n+3235U→207pb。其中，镎系由于半衰期短，現(xiàn)在自然界已不存在。釷系、鈾系、錒系的母體半衰期長(zhǎng)，大致與地球年齡相當(dāng)，構(gòu)成地球上的主要天然放射性核素與輻射場(chǎng)，其衰變系中各核素的平衡量列于表1、表2。

表1 鈾和錒衰變系各核素的平衡量

表2 釷衰變系個(gè)核素的平衡量

其中，鈾系歸一條件有兩個(gè)，一個(gè)是按238U歸一，另一個(gè)按226Ra歸一。釷系按232Th歸一。且在平衡條件下，無(wú)論這三系的放射性活度是相同的。除了上述三個(gè)原生的放射性核素衰變系外，還有一些原生的單個(gè)放射性核素，如40K，由于它的半衰期長(zhǎng)，含量豐富，使其成為地球上主要的單個(gè)放射性核素。因此，226Ra、235U、232Th和40K成為環(huán)境放射性監(jiān)測(cè)中主要的調(diào)查對(duì)象或檢測(cè)對(duì)象。

3 國(guó)內(nèi)外相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)情況

3.1 我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)情況

截至目前，我國(guó)已經(jīng)相繼頒布了GB6763-86《建筑材料工業(yè)廢渣放射物質(zhì)限制標(biāo)準(zhǔn)》、GB9196-88《摻工業(yè)廢渣建筑材料產(chǎn)品放射性物質(zhì)控制標(biāo)準(zhǔn)》、JC518-93《天然石材產(chǎn)品放射性分類控制標(biāo)準(zhǔn)》、GB/T 16146-1995《住房?jī)?nèi)氡濃度控制標(biāo)準(zhǔn)》、GB6566-2000《建筑材料放射衛(wèi)生防護(hù)標(biāo)準(zhǔn)》、GB6566-2001《建筑材料放射性核素限量》、GB6566-2010《建筑材料放射性核素限量》、GB50325-2010《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，對(duì)陶瓷磚含有的放射性核素限量進(jìn)行嚴(yán)格的監(jiān)測(cè)和控制。

在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB 6566-2010《建筑材料放射性核素限量》中對(duì)建筑材料的放射性限量做了明確的規(guī)定，A類裝飾裝修材料中天然放射性核素鐳-226、釷-232、鉀-40的放射性比活度應(yīng)同時(shí)滿足IRa≤1.3和Ir≤0.9，其產(chǎn)銷與使用范圍不受限制；B類裝飾裝修材料中放射性比活度應(yīng)同時(shí)滿足IRa≤1.3和Ir≤1.9，其不可用于I類民用建筑的內(nèi)飾面，但可用于民用建筑、工業(yè)建筑內(nèi)飾面和其他建筑的外飾面；C類裝飾裝修材料中放射性比活度應(yīng)同時(shí)滿足IRa≤2.8，只可用于建筑物的外飾面及室外其他用途。

其中，IRa表示內(nèi)照射指數(shù)，按式（3-1）[1]計(jì)算：

式中：

CRa表示建筑材料中天然放射性核素鐳-226的放射性比活度；

200表示在內(nèi)照射情況下，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的建筑材料中放射性核素鐳-226的放射性比活度限量。

Ir表示外照射指數(shù)，按式（3-2）[1]計(jì)算：

式中：

CRa、CTh、CK分別表示示建筑材料中天然放射性核素鐳-226、釷-232、鉀-40的放射性比活度；

370、260、4200分別表示在外照射情況下，標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的建筑材料中放射性核素鐳-226、釷-232、鉀-40在其單獨(dú)存在時(shí)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的限量。

3.2 國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)情況

美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)于2008頒布了ANSIA137.1-08《美國(guó)陶瓷磚國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范》。該標(biāo)準(zhǔn)與我國(guó)現(xiàn)在實(shí)施的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)有很大差異，美國(guó)陶瓷磚標(biāo)準(zhǔn)既沒(méi)有對(duì)放射性核素226Ra進(jìn)行專門的規(guī)定，也沒(méi)有對(duì)內(nèi)照射指數(shù)進(jìn)行專門的描述。而歐洲雖然也沒(méi)有對(duì)內(nèi)照射指數(shù)進(jìn)行描述，但是其與我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)都是采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)，所以美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)自成一個(gè)體系，其安全系數(shù)均有異于我國(guó)和國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)。

此外，歐洲標(biāo)準(zhǔn)對(duì)氡氣濃度做了限量規(guī)定，不超過(guò)200Bq/m3，相比較我國(guó)對(duì)氡氣濃度的規(guī)定要更加嚴(yán)格。歐洲標(biāo)準(zhǔn)對(duì)外照射指數(shù)也做了限定，其公式為式（3-3）：

式中Ir的限量為：當(dāng)射線劑量為0.3mSv/a的時(shí)候Ir≤2；當(dāng)射線劑量為1 mSv/a的時(shí)候Ir≤6。與我國(guó)的外照射指數(shù)公式對(duì)比，我國(guó)公式中的分母要大于歐洲公式的，因此無(wú)論處于哪一個(gè)射線劑量，我國(guó)的外照射指數(shù)均嚴(yán)于歐洲的。

4 國(guó)家監(jiān)管情況分析

鑒于陶瓷磚產(chǎn)品的廣泛使用性，為了保障消費(fèi)者的人身健康，各級(jí)質(zhì)檢部門依據(jù)GB4100-2006等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)陶瓷磚產(chǎn)品開(kāi)展了多次監(jiān)督抽查工作。本文以國(guó)家監(jiān)督抽查為例，從2007年到2014年國(guó)家質(zhì)檢總局對(duì)陶瓷磚產(chǎn)品進(jìn)行了國(guó)家監(jiān)督抽查，產(chǎn)品合格情況與放射性核素項(xiàng)目合格情況如下表3。

表3 2007年～2014年陶瓷磚產(chǎn)品國(guó)家監(jiān)督抽查情況

從表3可知，陶瓷磚的放射性核素穩(wěn)定保持超高的合格率，平均合格率達(dá)到99.66%?？梢?jiàn)，相較于陶瓷磚其他項(xiàng)目的合格率，我國(guó)對(duì)放射性核素的監(jiān)測(cè)工作處于世界的領(lǐng)先水平。但是，仍然有一些超標(biāo)事故存在。

5 存在的問(wèn)題分析

作為裝修材料使用最頻繁的產(chǎn)品之一，陶瓷磚的放射性核素帶來(lái)的污染一直被多數(shù)的消費(fèi)者所忽視。只有等到事故發(fā)生后才會(huì)引起警惕。如西安某市民購(gòu)買了超標(biāo)放射性物質(zhì)的陶瓷裝飾材料，結(jié)果導(dǎo)致其家庭成員出現(xiàn)不同的脫發(fā)、無(wú)力、精神性抽搐等現(xiàn)象；在北京也有因?yàn)榉派淞砍瑯?biāo)而導(dǎo)致不孕不育的案例；甚至還有致人患上嚴(yán)重疾病的例子，在廣州一家單位，由于辦公室裝修使用的裝飾材料嚴(yán)重超標(biāo)而導(dǎo)致兩名員工先后患上白血??；再有在四川省有一個(gè)案例，一家三口在短時(shí)間內(nèi)均患上了再生障礙性貧血。這些案例都是經(jīng)過(guò)相關(guān)部門在多方面的查找下，才發(fā)現(xiàn)導(dǎo)致疾病產(chǎn)生的原因正是由于裝飾材料的放射性劑量嚴(yán)重超標(biāo)。

由此我們可以分析出使用陶瓷裝飾材料帶來(lái)的室內(nèi)環(huán)境污染的幾個(gè)特點(diǎn)：

1.由于每個(gè)人生活的環(huán)境不同，其健康也是受到多方面的影響，如果沒(méi)有進(jìn)行專業(yè)的監(jiān)測(cè)以及科學(xué)技術(shù)指導(dǎo)，很難判斷是因?yàn)槟撤N建筑材料導(dǎo)致人生健康的損壞，也就是說(shuō)造成人體傷害的因素很復(fù)雜。

2.每個(gè)人的體質(zhì)不一樣，個(gè)人的免疫力、遺傳因素以及過(guò)敏史等等皆不相同，這就可能導(dǎo)致在相同的情況下，每個(gè)人身體受傷害的程度會(huì)不一樣，也許對(duì)于體質(zhì)好的人不足以導(dǎo)致疾病，但對(duì)于體質(zhì)比較弱的小孩、孕婦、老人卻足以致病，這也是說(shuō)受害者的個(gè)體差異性。

3.裝飾材料的天然放射性核素鈾衰變產(chǎn)生氡，氡是放射性核素導(dǎo)致人得肺癌的主要因素之一，且其誘發(fā)肺癌的潛伏期能達(dá)到15年之久，這就說(shuō)明放射性核素污染的潛伏性。

總之，由于體質(zhì)的差異、接觸的時(shí)間不同以及有害物質(zhì)的潛伏性，陶瓷裝飾材料帶來(lái)的室內(nèi)環(huán)境污染對(duì)人體造成的傷害也不相同。

6 總結(jié)及建議

雖然國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)建筑陶瓷磚的放射性規(guī)定了嚴(yán)格的分類控制指標(biāo)，但并不是說(shuō)A類裝飾裝修材料就絕對(duì)安全，B類裝飾裝修材料就絕對(duì)不安全，必須對(duì)其劑量進(jìn)行嚴(yán)格控制，因?yàn)橛行┰牧细鶕?jù)礦物成分變化，放射性有可能從A類到C類都有?？梢?jiàn)，在實(shí)際生產(chǎn)和使用中，必須針對(duì)每批量產(chǎn)品進(jìn)行抽樣檢測(cè)，以確定其放射性含量，再根據(jù)其用途和用量采用靈活的防范意識(shí)。

例如內(nèi)照射指數(shù)為0.9的A類材料用在室內(nèi)一定要注意多通風(fēng)，最好是不用在臥室等長(zhǎng)期封閉使用的室內(nèi)；對(duì)于用量不大的B類材料，內(nèi)照射指數(shù)為1.1的產(chǎn)品作為窗臺(tái)板或茶幾板等用途放在臥室內(nèi)也是未常不可的。日常生活中即使用了放射性水平較低的材料，也應(yīng)對(duì)室內(nèi)多通風(fēng)，原因是墻地等其它建筑裝修材料同樣會(huì)放出氡氣。

本文就如何保護(hù)自己不受放射性物質(zhì)的傷害，給出以下幾點(diǎn)建議：

一、兒童房不要鋪瓷磚

由于氡的密度比較大，在室內(nèi)一般都會(huì)懸浮在距離地面一米以下，越低所含氡的濃度就越大，所以，兒童的房間盡可能不要鋪設(shè)瓷磚。

二、不要使用強(qiáng)酸性清洗劑

清潔瓷磚時(shí)不要使用強(qiáng)酸性清洗劑，這樣會(huì)造成瓷磚加速老化和表面粉化，也就增大了人體吸入瓷磚粉末的幾率，危害人體健康，但是瓷磚的放射性不會(huì)因?yàn)榍鍧崉┧a(chǎn)生的化學(xué)反應(yīng)而加大。

三、陶瓷磚的選擇

最好選擇亞光磚。如果使用拋光磚，平時(shí)家中盡量開(kāi)小燈，要盡量避免燈光直射或通過(guò)反射影響到眼睛，可避免一些拋光磚中超白磚的輻射更強(qiáng)，彩釉磚表面放射性元素氡的析出率比普通磚要高。

四、要具有防范意識(shí)

由于放射性物質(zhì)無(wú)色無(wú)味，若沒(méi)有專門的儀器測(cè)量，日常生活中人們根本無(wú)法直接辨別哪些瓷磚輻射會(huì)超標(biāo)，所以在裝修時(shí)盡量不要將室內(nèi)全部用瓷磚裝飾。

[1] GB6566-2010，建筑材料放射性核素限量[S].中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社：國(guó)家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局，2010

Analysis and research on quality of radionuclides in ceramic tiles

Liu Xinguo Zi Peng
Jiangxi Provicial Product Quality Supervision Testing College,Nanchang,Jiangxi330029,China

ceramic tiles is one of the most important material of housing indoor decorative material , containing natural radionuclides decay of radium, thorium，radium produces γ radiation, thorium produces β radiation. The penetrability of γ radiation is very strong, which can penetrate the human body cells and Collision the body, so as to disrupt the body's lymphocytes, reduce the human immune system . Considering β-Ray short range, significant impact on children, pregnant women and the elderly. This paper introuduces the sources of radionuclides of ceramic tiles, and compare with the relevant standards which exist at home and broad,analysize the date of national supervision and spot check of ceramic tiles, discover the pass rates ceramic tiles radionuclide at a relatively high level. Through analyzing the current situation of radionuclide of ceramic tiles, and provide some advice at the using of ceramic tiles.

Ceramic tiles Tadium Thorium radionuclides

劉新國(guó)，男，高級(jí)工程師，主要從事產(chǎn)品檢驗(yàn)工作，E-mail:liu922136@126.com。

資鵬，男，碩士，主要從事產(chǎn)品檢驗(yàn)工作，E-mail:254652856@qq.com。