土壤中氡濃度檢測(cè)及其影響因素

鄒新悅，陳 剛，黃 驍，孫書(shū)民

（北京市地質(zhì)工程勘察院，北京 100048）

土壤中氡濃度檢測(cè)及其影響因素

鄒新悅，陳 剛，黃 驍，孫書(shū)民

（北京市地質(zhì)工程勘察院，北京 100048）

綜合相關(guān)文獻(xiàn)研究，通過(guò)工程實(shí)例介紹土壤中氡氣濃度的檢測(cè)方法，對(duì)檢測(cè)結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，根據(jù)分析結(jié)果探討不同土壤中氡濃度差異及其影響因素。結(jié)果顯示：土壤孔隙度是影響土壤中氡氣濃度的關(guān)鍵因素。不同類(lèi)型的表層土壤，孔隙度不同，所含氡氣濃度也不同。當(dāng)表層土壤為房渣土、填土?xí)r，土質(zhì)夯實(shí)，孔隙率低，氡濃度含量較低；表層土壤為粉土、粉質(zhì)粘土?xí)r，土質(zhì)較均勻，土層較疏松，孔隙度略大，土壤氡濃度大于前者；表層土壤為粉砂、細(xì)砂時(shí)，土層更為疏松，土壤中孔隙度再次增大，氡在土壤中有大量的存儲(chǔ)空間，所含的氡濃度最大。因此，土壤的孔隙度大小影響氡從地下向地表滲透析出的難易程度，孔隙度越大氡越容易滲透其中，濃度就越高。

土壤；氡濃度；土壤孔隙度

0 引言

氡是世界衛(wèi)生組織公布的19種主要致癌物質(zhì)之一，其健康危害僅次于香煙引起人類(lèi)肺癌。聯(lián)合國(guó)原子輻射效應(yīng)科學(xué)委員會(huì)估計(jì)，來(lái)自天然的輻射對(duì)公眾的年有效劑量中，氡及其子體的貢獻(xiàn)度約高達(dá)54%。而室內(nèi)有害氣體氡的主要來(lái)源有三：建筑地基土壤中析出的氡；建筑材料中析出的氡；從戶外空氣中進(jìn)入室內(nèi)的氡。其中建筑地基土壤中析出的氡是最主要來(lái)源，所以準(zhǔn)確的檢測(cè)土壤中的氡濃度是控制氡氣污染和預(yù)防氡對(duì)人體危害的重要工作。因此，《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》（GB50325-2010）（2013年版）規(guī)范中規(guī)定新建、擴(kuò)建的民用建筑工程設(shè)計(jì)前，應(yīng)進(jìn)行建筑工程所在城市區(qū)域土壤中氡濃度或土壤表面氡析出率進(jìn)行檢測(cè)，并根據(jù)結(jié)果選擇適當(dāng)?shù)姆离贝胧ê幽鲜∽》亢统青l(xiāng)建設(shè)廳，2013）。

土壤中氡濃度因受多種因素影響，其變化規(guī)律較為復(fù)雜，研究各種因素對(duì)氡濃度的影響，對(duì)準(zhǔn)確檢測(cè)氡濃度是非常必要的。經(jīng)文獻(xiàn)總結(jié)，影響土壤中氡濃度的因素主要有：地質(zhì)環(huán)境對(duì)氡濃度的影響；溫度對(duì)氡濃度的影響；氣壓對(duì)氡濃度的影響；濕度對(duì)氡濃度的影響；檢測(cè)方法也會(huì)對(duì)氡濃度結(jié)果有影響等（劉洪福等，1997；申超等，2012；賈國(guó)相等，2005；劉漢彬等，2006）。其中地質(zhì)環(huán)境對(duì)氡濃度的影響較為復(fù)雜且研究較少，因此本文通過(guò)工程實(shí)踐針對(duì)不同地質(zhì)條件對(duì)氡濃度的影響進(jìn)行研究，總結(jié)了不同土壤中氡氣濃度的分布情況，分析氡濃度分布差異的原因。以期為提高氡氣濃度檢測(cè)準(zhǔn)確性奠定研究基礎(chǔ)。

1 土壤氡濃度檢測(cè)

（1）工程概況

廣華新城居住區(qū)項(xiàng)目土壤中氡濃度檢測(cè)共分為五個(gè)地塊，選取其中具代表性的616地塊氡濃度檢測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。616地塊場(chǎng)地因分塊進(jìn)行了開(kāi)挖，場(chǎng)地內(nèi)暴露了不同的土壤層。

（2）檢測(cè)方案

根據(jù)巖土工程勘察范圍確定檢測(cè)點(diǎn)位置，檢測(cè)點(diǎn)的數(shù)量滿足規(guī)范強(qiáng)制性條文要求。

土壤中氡濃度驗(yàn)收抽樣檢測(cè)布置依據(jù)《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》（GB50325-2010）（2013年版），在工程地質(zhì)勘察范圍內(nèi)布點(diǎn)時(shí)，應(yīng)以間距10m作網(wǎng)格，各網(wǎng)格點(diǎn)即為測(cè)試點(diǎn)（當(dāng)遇較大石塊時(shí)，可偏離±2m），但布點(diǎn)數(shù)不應(yīng)少于16個(gè)。布點(diǎn)位置應(yīng)覆蓋基礎(chǔ)工程范圍。

（3）檢測(cè)場(chǎng)地地質(zhì)條件

擬建場(chǎng)地從上至下主要地層為房渣土①層，粉土填土①1層，砂質(zhì)粉土②層，粘質(zhì)粉土②1層，粉質(zhì)粘土②2層，粉砂-細(xì)砂②3層，粉質(zhì)粘土③層，粘質(zhì)粉土③1層，砂質(zhì)粉土③2層，細(xì)砂④層，中砂④1層，圓礫④2層，粘質(zhì)粉土④3層，粉質(zhì)粘土⑤層，粘質(zhì)粉土－砂質(zhì)粉土⑤1層，中砂-細(xì)砂⑥層，圓礫⑥1層，粉質(zhì)粘土⑥2層，粘質(zhì)粉土－砂質(zhì)粉土⑥3層，粉質(zhì)粘土⑦層，粘質(zhì)粉土－砂質(zhì)粉土⑦1層，細(xì)砂⑧層，粉質(zhì)粘土⑧2層，粘質(zhì)粉土－砂質(zhì)粉土⑧3層。

在氡濃度檢測(cè)期間，616地塊東側(cè)未開(kāi)挖部分表層土壤為房渣土①層，粉土填土①1層；局部開(kāi)挖至表層土壤為砂質(zhì)粉土②層，粘質(zhì)粉土②1層，粉質(zhì)粘土②2層；局部開(kāi)挖至表層土壤為粉砂-細(xì)砂②3層。

（4）土壤中氡濃度檢測(cè)方法

本次檢測(cè)通過(guò)靜電擴(kuò)散法，確定場(chǎng)地土壤中氡濃度。

檢測(cè)設(shè)備：FD-3017RaA測(cè)氡儀及相應(yīng)的抽氣筒、鋼釬、鐵錘和取樣器等輔助設(shè)備。

測(cè)量原理：利用靜電場(chǎng)收集氡衰變的第一代子體RaA 作為測(cè)量對(duì)象，定量測(cè)量土壤氡濃度。氡檢測(cè)系統(tǒng)流程圖，如下：

圖1 氡檢測(cè)系統(tǒng)流程圖Fig.1 Radon detecting system Flowchart

測(cè)量方法 ：①在每個(gè)檢測(cè)點(diǎn)，應(yīng)采用專(zhuān)用鋼釬打孔?？椎闹睆揭藶?～4cm，孔的深度宜為60～80cm。②成孔后，應(yīng)使用頭部有氣孔的特制的取樣器，插入打好的孔中，取樣器在靠近地表處應(yīng)進(jìn)行密閉，避免大氣滲入孔中。采用抽氣筒或者雙鏈球抽氣檢測(cè)。③測(cè)量時(shí)間要求，取樣測(cè)試時(shí)間宜在8：00時(shí)—18：00時(shí)之間，現(xiàn)場(chǎng)取樣檢測(cè)工作不應(yīng)在雨天進(jìn)行，如遇雨天，應(yīng)在雨后24h后進(jìn)行。

2 檢測(cè)結(jié)果

在工程場(chǎng)地內(nèi)選取不同的表層土壤區(qū)域分別進(jìn)行土壤的氡濃度檢測(cè)，將不同的區(qū)域分為一區(qū)、二區(qū)、三區(qū)。一區(qū)表層土壤為房渣土、粉土填土；二區(qū)表層土壤為粉土、粉質(zhì)粘土；三區(qū)表層土壤為粉砂、細(xì)砂。對(duì)三個(gè)區(qū)的氡濃度檢測(cè)結(jié)果見(jiàn)圖2、表1和表2。

圖2 一、二、三區(qū)各檢測(cè)點(diǎn)土壤氡濃度柱狀圖Fig.2 First/Second/Third area soil radon concentration columnar section

3 分析與討論

圖2及表1、表2中三個(gè)區(qū)的氡濃度檢測(cè)結(jié)果反映了不同土壤中氡濃度檢測(cè)結(jié)果的差異。經(jīng)方差分析，本組數(shù)據(jù)的P值為0.000，小于0.001，統(tǒng)計(jì)學(xué)中，P值小于0.001，差異極顯著，故三個(gè)區(qū)域氡濃度數(shù)據(jù)之間的差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。其中一區(qū)表層土壤為房渣土、粉土填土，氡濃度檢測(cè)結(jié)果均相對(duì)較低；二區(qū)表層土壤為粉土、粉質(zhì)粘土，氡濃度均相對(duì)較高；三區(qū)表層土壤為粉砂、細(xì)砂，氡濃度高低不均，但大部分略高于一區(qū)、二區(qū)的氡濃度。

一區(qū)表層土壤為房渣土、填土?xí)r，此層土受人為因素影響，氡的流通和存儲(chǔ)不佳，所以氡濃度較低。二區(qū)表層土壤為粉土、粉質(zhì)粘土?xí)r，此層土壤土質(zhì)較為均勻，土層疏松，孔隙度較大，土壤濕度不是很大，這些都有利于土壤層中氡的流通和儲(chǔ)存，因此氡濃度較大。三區(qū)表層土壤為粉砂、細(xì)砂時(shí)，土壤中孔隙度更大，氡在土壤中有大量的存儲(chǔ)空間，因此所含的氡濃度在三個(gè)區(qū)域中是最大的。但是在實(shí)際檢測(cè)中，部分區(qū)域砂土已經(jīng)較為干燥，檢測(cè)成孔時(shí)，孔內(nèi)會(huì)有塌孔現(xiàn)象，導(dǎo)致成孔深度不夠，影響了檢測(cè)結(jié)果，即三區(qū)數(shù)據(jù)的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差（RSD%）較大（表2）。

表1 一、二、三區(qū)各檢測(cè)點(diǎn)土壤氡濃度Tab.1 First/Second/Third area soil radon concentration

表2 一、二、三區(qū)各檢測(cè)點(diǎn)平均值及相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差Tab.2 First/Second/Third area the average and relative standard deviation of soil radon concentration

4 結(jié)論

通過(guò)工程實(shí)踐，我們不難看出不同地質(zhì)條件對(duì)氡氣的流通和存儲(chǔ)有很大影響。經(jīng)過(guò)對(duì)檢測(cè)數(shù)據(jù)的分析，得出孔隙度是影響土壤中氡氣的流通和存儲(chǔ)的主要因素?？紫抖仍酱箅痹饺菀诐B透其中，濃度越高。

同時(shí)在實(shí)際檢測(cè)中，還發(fā)現(xiàn)另外一些影響氡濃度的因素。當(dāng)場(chǎng)地內(nèi)有大根系植物時(shí)，氡濃度值會(huì)較高，說(shuō)明植物根系對(duì)氡氣的流通有一定影響。由于植物根系使土壤變得疏松，給氡氣的流通和存儲(chǔ)提供了適宜條件。在氡濃度檢測(cè)成孔時(shí)，若成孔深度不夠也會(huì)影響檢測(cè)結(jié)果。另外，土壤中氡濃度還與土壤的濕度有一定關(guān)系，當(dāng)濕度增大時(shí)，孔隙率下降，測(cè)得氡濃度下降，因此，如遇雨天，應(yīng)在雨后24h后進(jìn)行再檢測(cè)（陳召文等，2007；趙桂芝等，2007；肖德濤等，2003；符適等，2010；趙鋒等，2010）。

［1］河南省住房和城鄉(xiāng)建設(shè)廳. 民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范（GB50325-2010）（2013年版）［S］.北京：中國(guó)計(jì)劃出版社，2013.

［2］劉洪福，白春明，程小平，等. 淺部土壤中的氡氣測(cè)量［J］. 核技術(shù)，1997，20（6）：363～369.

［3］申超，陳凌，肖德濤，等. 不同土壤氡分布的數(shù)據(jù)模擬［J］. 原子能科學(xué)技術(shù)，2012，46（3）：370～374.

［4］賈國(guó)相，趙友方，姚錦其，等. 氡氣勘查地球化學(xué)技術(shù)的研究與應(yīng)用——干擾因素的影響與消除辦法及其存在問(wèn)題［J］. 礦產(chǎn)與地質(zhì)，2005，6（19）：653～659.

［5］劉漢彬，尹金雙，崔勇輝. 土壤氡氣測(cè)量在鄂爾多斯盆地西緣砂巖型鈾礦勘查中的應(yīng)用［J］. 鈾礦地質(zhì)，2006，22（2）：115～120.

［6］陳召文，馬玉孝，闞澤忠，等. 氡測(cè)量在成都平原隱伏斷裂研究中的初步應(yīng)用［J］. 甘肅地質(zhì)，2007，25（4）：88～92.

［7］趙桂芝，肖德濤. 土壤氡濃度的測(cè)量方法現(xiàn)狀［J］.核電子學(xué)與探測(cè)技術(shù)，2007，27（3）：583～587.

［8］肖德濤，趙桂芝，梁干莊. 測(cè)量氣土析出率的吸收體法［J］. 原子能科學(xué)技術(shù)， 2003，37（5）：476～480.

［9］符適，孫浩，張浩. 深圳市光明新區(qū)土壤氡濃度水平及分布規(guī)律調(diào)查［J］. 廣東科技，2010，19（20）：6～8.

［10］趙鋒，王建軍，田義宗，等. 天津市濱海新區(qū)土壤氡濃度水平調(diào)查［J］. 中國(guó)輻射衛(wèi)生， 2010，19（3）：334～335.

Study on Radon Concentration Measurement in Soil and Its Infuence Factors

ZOU Xinyue， CHEN Gang， HANG Xiao，SUN Shumin
（Beijing Institute of Geological & Prospecting Engineering， Beijing 100048）

To introduce the measurement method of radon concentration in soil by literature summary and a project example， this paper analyzes the influence factors of radon concentration in different kinds of soil by statistical analysis on the measurement data. The results show： the soil porosity is a key factor affecting radon concentration； for different types of surface soil， different porosity， the radon concentration is different. When the surface soil is slag soil and flling soil， the radon concentration is low； when the surface soil is silt and silty clay，the soil is more uniform， soil porosity， the radon concentration is higher； when the surface soil is silty sand and fne sand， the soil porosity is even more larger， and there is a large amount of storage space， the radon concentration is the largest. Therefore， the diffculty level of radon infltration from underground to surface is related to the porosity of the soil， the higher the porosity， the more easily infltrating for the radon.

Soil； Radon concentration； Soil porosity

X142

A

1007-1903（2016）03-0070-04

10.3969/j.issn.1007-1903.2016.03.013

鄒新悅（1986- ），男，主要從事土工試驗(yàn)和野外檢測(cè)。E-mail：jim4476@126.com