淺談民用建筑工程中土壤氡的危害、檢測(cè)與控制

文｜佛山市南海區(qū)正建筑工程質(zhì)量檢測(cè)有限公司 潘淵

1 、引言

當(dāng)前，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)環(huán)保的要求越來(lái)越高，生活環(huán)境中存在的放射性污染氣體氡也引起了人們很大的關(guān)注，尤其是民用建筑土壤、室內(nèi)裝修材料中均有受到氡污染的可能，據(jù)相關(guān)部門(mén)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)每年因氡引起導(dǎo)致肺癌的病人達(dá)到5萬(wàn)人以上。氡已被世界癌癥治療機(jī)構(gòu)列入室內(nèi)重要致癌物質(zhì)，因此，我們必須重點(diǎn)對(duì)氡的污染進(jìn)行監(jiān)測(cè)和控制。

2 、氡的化學(xué)特性

氡作為自然界中唯一的無(wú)色、無(wú)味的天然放射性惰性氣體，位于元素周期表中第86位，密度為9.96，在極低溫-61.8℃變成液體，-71℃時(shí)變成橙黃色固體，它能溶于水和其它液體中，吸附性較強(qiáng)，粘性土、活性碳等多孔材料都能對(duì)它吸附。

3 、室內(nèi)中氡的來(lái)源

據(jù)統(tǒng)計(jì)，室內(nèi)氡的主要來(lái)源是民用建筑的地基和土壤，占有率達(dá)到百分之六十，剩下污染源來(lái)自建筑材料和室外空氣，以下是氡的主要來(lái)源分析：

①民用建筑的地基和周邊土壤中的氡經(jīng)過(guò)地下深層的斷裂帶，通過(guò)土壤沿著斷裂帶的縫隙擴(kuò)散到民用建筑里面，因此，氡的最主要產(chǎn)生源頭是土壤和地下的巖層。

②建筑材料和室內(nèi)裝飾材料也是氡的重要來(lái)源之一，由于土壤中的花崗巖、明礬石等一些放射性物質(zhì)含量高的材料制成室內(nèi)裝飾用的石材、瓷磚等，一旦用于室內(nèi)地面、墻面裝飾，這類材料放射性容易超標(biāo)，導(dǎo)致民用建筑室內(nèi)氡含量超標(biāo)。

③通常自來(lái)水的供水系統(tǒng)不會(huì)增加氡的濃度，因?yàn)殡钡幕瘜W(xué)特性之一是很容易溶合在水中，而自然界的深層地下水或地?zé)崴睔鉂舛群芨撸诔槿∵@類水使用時(shí)所含的高濃度的氡就會(huì)散發(fā)出來(lái)，污染民用建筑室內(nèi)環(huán)境。

4 、氡對(duì)人身的危害性

氡具有很強(qiáng)的放射性，它是α、β這類具有放射性的粒子衰變后的產(chǎn)物，當(dāng)人體吸入這類粒子產(chǎn)物形成氣溶性膠質(zhì)后，它沉淀在人體中，吸入在里面的粒子對(duì)人體內(nèi)部的肺部、上呼吸道有極強(qiáng)的放射性危害。

氡還具有另一個(gè)特性是不可揮發(fā)性，由于它的無(wú)色、無(wú)味的特性在空氣飄浮，空氣受到污染后進(jìn)入人體就沉淀在肺部里面，它溶合在人體的血液里面，肺部?jī)?nèi)部無(wú)法通過(guò)呼吸系統(tǒng)排除氡的污染，長(zhǎng)時(shí)間的累積最終引發(fā)肺癌等疾病。

5 、土壤中氡的檢測(cè)

土壤中氡的檢測(cè)主要是抽取土壤中一定體積的空氣測(cè)定其中氡含量，從而計(jì)算出土壤中氡的濃度。

5.1 對(duì)使用的檢測(cè)儀器進(jìn)行分析

本次檢測(cè)儀器分別采用美國(guó)進(jìn)口RAD-7型測(cè)氡儀和國(guó)產(chǎn)HDC-C型高靈敏度環(huán)境測(cè)氡儀兩個(gè)不同設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)比較。儀器主要參數(shù)如表1所示。

RAD-7型測(cè)氡儀主要工作原理是把靜電聚合一起的α粒子，用頻譜分析的方法通過(guò)儀器內(nèi)部刻度系數(shù)轉(zhuǎn)化成氡的最終濃度讀數(shù)，濃度結(jié)果在顯示屏上顯示。HDC-C型測(cè)氡儀采用雙向探測(cè)器結(jié)構(gòu)和α射線可以穿透的薄膜材料作為采樣器，由此構(gòu)成近4π的測(cè)量條件，此技術(shù)可使儀器的探測(cè)效率提高到單面探測(cè)的4倍。

表1

通過(guò)對(duì)美國(guó)進(jìn)口RAD-7型測(cè)氡儀和國(guó)產(chǎn)HDC-C型高靈敏度環(huán)境測(cè)氡儀的土壤氡濃度的比較，我們發(fā)現(xiàn)： HDC-C型高靈敏度環(huán)境測(cè)氡儀的工作效率遠(yuǎn)遠(yuǎn)要高于RAD-7型測(cè)氡儀；對(duì)于短時(shí)間采集來(lái)說(shuō)，HDC-C的準(zhǔn)確率要優(yōu)于RAD-7，而長(zhǎng)時(shí)間采集則正好相反。因此，對(duì)于土壤氡的檢測(cè)來(lái)說(shuō)，因測(cè)量點(diǎn)數(shù)多、數(shù)值大，建議采用HDC-C型高靈敏度環(huán)境測(cè)氡儀；對(duì)于室內(nèi)氡檢測(cè)來(lái)說(shuō)，測(cè)量點(diǎn)數(shù)相對(duì)較少，且數(shù)值小，因而采用測(cè)量下限小的美國(guó)進(jìn)口RAD-7型測(cè)氡儀則較好。

檢測(cè)氡濃度的儀器要求比較精密，檢測(cè)前要仔細(xì)檢查儀器的外觀和數(shù)據(jù)顯示是否正常，使用α粒子標(biāo)準(zhǔn)源，以確保測(cè)量?jī)x器的準(zhǔn)確性，每年定期對(duì)檢測(cè)儀器進(jìn)行核查。

5.2 土壤氡的測(cè)定方法

①布點(diǎn)設(shè)置

測(cè)量前根據(jù)由建設(shè)單位提供建筑物的平面圖進(jìn)行設(shè)置測(cè)量地點(diǎn)，布設(shè)的網(wǎng)格線間隔距離10m，測(cè)量點(diǎn)為網(wǎng)絡(luò)線相交接點(diǎn)處，測(cè)量的總點(diǎn)數(shù)不能少于16個(gè)，對(duì)工程施工地點(diǎn)、施工現(xiàn)場(chǎng)的測(cè)試點(diǎn)布置圖、打孔的土質(zhì)類型、現(xiàn)場(chǎng)土質(zhì)情況進(jìn)行詳細(xì)記錄。提前觀測(cè)打孔的氣象情況，當(dāng)遇到大石時(shí)測(cè)量點(diǎn)偏離距離在2m范圍內(nèi)，建筑施工的整體范圍內(nèi)應(yīng)該全包括在內(nèi)。如下圖1是某工程的土壤氡檢測(cè)布點(diǎn)平面示意圖：

②打孔

測(cè)量點(diǎn)的取樣通過(guò)專用的打孔鋼釬進(jìn)行打孔，打孔直徑20-40mm，孔深500-800mm，打孔完畢后，采用帶氣孔的取樣器接近地表面時(shí)要封閉氣口，防止地表面空氣進(jìn)入孔中影響測(cè)量的準(zhǔn)確性，取樣器插入孔中后抽氣三至五次取樣，雨季天氣要在雨水停止一天后才能取樣。打孔后測(cè)量的環(huán)境電磁場(chǎng)等因素可能對(duì)數(shù)據(jù)有影響，測(cè)量次數(shù)可以根據(jù)具體情況增加，或者進(jìn)行復(fù)測(cè)，以增強(qiáng)數(shù)據(jù)可靠性。

圖1

③檢測(cè)的影響因素

干燥劑的受潮對(duì)測(cè)氡儀器影響很大，現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)中使用的干燥劑受潮前后顏色變化后，對(duì)檢測(cè)結(jié)果影響超過(guò)百分之五十，當(dāng)干燥劑顏色改變超過(guò)50%時(shí)必須要更換。

土壤的干濕程度對(duì)檢測(cè)的影響也很大，當(dāng)雨水進(jìn)入土壤時(shí)，氡溶于水中，導(dǎo)致擴(kuò)散出來(lái)的氡濃度含量過(guò)低，雨天進(jìn)行檢測(cè)氡濃度較低，誤差較大。因此，規(guī)范要求雨后24小時(shí)再進(jìn)行檢測(cè)比較適合，但要注意，當(dāng)連續(xù)大雨后超24小時(shí)再檢測(cè)數(shù)據(jù)也有較大誤差，應(yīng)該綜合評(píng)估土壤干燥情況再進(jìn)行檢測(cè)。

5.3 測(cè)量的數(shù)據(jù)處理及分析

氡濃度數(shù)據(jù)記錄后，應(yīng)該對(duì)記錄數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。設(shè)計(jì)人員取得氡濃度數(shù)據(jù)后，應(yīng)該考慮到產(chǎn)生氡來(lái)的源和傳播路徑，通常民用建筑基礎(chǔ)與土壤接觸最多，是氡濃度最大的區(qū)域，基礎(chǔ)土層產(chǎn)生的氡經(jīng)過(guò)與民用建筑相通的地下通道、管道、孔洞等通過(guò)風(fēng)力傳播進(jìn)入室內(nèi)，設(shè)計(jì)時(shí)要考慮到這些傳播路徑，采取設(shè)計(jì)的控制措施防止氡通過(guò)這些路徑傳播。施工單位取得氡的數(shù)據(jù)，在進(jìn)場(chǎng)施工材料上提前進(jìn)行放射性檢測(cè)，避免帶放射性的建筑材料用在實(shí)體上，施工完畢后，裝飾工程竣工驗(yàn)收前應(yīng)按照規(guī)范對(duì)室內(nèi)氡濃度進(jìn)行檢測(cè)，達(dá)到合格標(biāo)準(zhǔn)才能通過(guò)驗(yàn)收。

6 、土壤中氡的控制

氡的控制通常有兩個(gè)基本性原則：首先，氡從土壤中進(jìn)入室內(nèi)傳播方式最少；其次，施工時(shí)要保證氡能正常排放。具體控制方法如下：

①選擇氡含量少的地基

民用建筑進(jìn)行選址之前，應(yīng)對(duì)建設(shè)地點(diǎn)的土壤進(jìn)行檢測(cè)氡濃度和其它放射性物質(zhì)含量，以防止民用建筑的設(shè)計(jì)和施工都在放射性物質(zhì)含量高的地基之上，這是避免氡物質(zhì)危害的最佳方法，民用建筑地下室深度較深時(shí)，地下水中氡的含量也可能比較高，容易散發(fā)到地下室中，因此進(jìn)行探測(cè)地基的地下物質(zhì)時(shí)也應(yīng)該考慮到這個(gè)問(wèn)題

②敷設(shè)阻隔層

當(dāng)民用建筑施工的地點(diǎn)氡濃度較高又必須建設(shè)時(shí)，建筑物的地基要進(jìn)行科學(xué)的處理，加鋪?zhàn)韪魧?，以盡量減少氡對(duì)地基以上建筑物通過(guò)管道進(jìn)行滲透的可能性。

③物理吸附

氡的衰變粒子是帶有電荷的，可以充分利用這個(gè)物理特性使氡吸附在顆粒表面，然后通過(guò)顆粒沉積到民用建筑物表面，減少氡在空氣中飄浮被人體吸入的機(jī)會(huì)。使用專用設(shè)備吸收室內(nèi)粗顆粒，還可以采用減少產(chǎn)生顆粒措施，例如控制室內(nèi)的干凈度和控制室內(nèi)吸煙等方法。

④使用防氡材料

施工實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)表明，使用防氡材料比未使用防氡材料能取得明顯的防治效果，尤其是民用建筑進(jìn)行室內(nèi)裝飾工程，使用合格的防氡材料，例如墻面、地面專用的防氡涂料能強(qiáng)效控制氡對(duì)墻面的滲透，磚表面涂上白灰再加上專用防氡油漆，能強(qiáng)化防氡效果。一般來(lái)說(shuō)，防潮材料都有雙重效果，既能防潮也可以防氡，因此，要做好裝飾工程的防潮施工和使用合格防潮避免氡的滲透。

⑤阻止氡氣滲透建筑物

通過(guò)民用建筑科學(xué)、合理的設(shè)計(jì)布局，對(duì)施工的地下室、地基和地下管線、孔洞等地下工程進(jìn)行合理布置，采取有效措施防止氡氣對(duì)地下建筑物的滲透。

澆筑地下室地板混凝土之前，地板墊層鋪設(shè)直徑約10CM厚礫石，這些礫石有助于通風(fēng)系統(tǒng)建立時(shí)吹散氡氣。地下底層地板通風(fēng)系統(tǒng)通過(guò)插入到礫石層中聚氯乙烯短管，直接連通到對(duì)流式煙管通道或使用通風(fēng)機(jī)的排風(fēng)系統(tǒng)中，完工前把短管封好，當(dāng)需要使用通風(fēng)降氡時(shí)候，把封好的短管蓋子打開(kāi)，直接連通到通風(fēng)系統(tǒng)中進(jìn)行排風(fēng)降低氡的濃度。還可以直接在澆筑好的混凝土地板鉆孔，風(fēng)管接入孔洞中連接上通風(fēng)系統(tǒng)進(jìn)行排風(fēng)。當(dāng)?shù)叵率业匕逋ㄟ^(guò)系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，要避免抽出的氣體循環(huán)再抽入，要相應(yīng)補(bǔ)充新鮮空氣進(jìn)入地板中。以上都屬于主動(dòng)通風(fēng)的方法，此外還有被動(dòng)式通風(fēng)方法，直接設(shè)置通到屋頂?shù)臒焽璋训叵碌碾睆臒煹老蛏吓懦觥?/p>

⑥氡濃度其它控制方法

加強(qiáng)室內(nèi)空氣對(duì)流通風(fēng)，通過(guò)室內(nèi)空氣強(qiáng)對(duì)流方法把氡濃度直接降低，直接降低室內(nèi)空氣氡濃度這種方法是簡(jiǎn)便高效的辦法，特別是在地下室，空氣容易受到污染不易排出，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮通風(fēng)系統(tǒng)功率設(shè)計(jì)，科學(xué)考慮通風(fēng)系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)性、合理性，地下室面積較大、受氡污染大的區(qū)域應(yīng)布置大功率通風(fēng)系統(tǒng)。

地上建筑物的室內(nèi)除了有煙囪直接排放氡被動(dòng)措施外，可以使用空氣凈化機(jī)、負(fù)離子產(chǎn)生機(jī)對(duì)室內(nèi)空氣主動(dòng)進(jìn)行凈化，還能使用空氣過(guò)濾方式或者大型通風(fēng)機(jī)方法減少氡的吸附。室內(nèi)的土壤和裂縫都要注意密封。

廚房飲用水可以使用凈水機(jī)，凈水機(jī)里面的活性碳直接吸附氡，衛(wèi)生間、浴室要保持良好的通風(fēng)，節(jié)約用水和使用天然氣的方法避免氡的析出。

7 、結(jié)語(yǔ)

民用建筑室內(nèi)的氡通常產(chǎn)生于地基下面的土壤、施工上使用的建筑材料中，濃度較高的氡容易產(chǎn)生于地表以下深度較大的構(gòu)造斷層中，所以，進(jìn)行設(shè)計(jì)之前充分檢測(cè)地基土壤氡濃度的含量，含量過(guò)高的地區(qū)應(yīng)盡量避免施工。檢測(cè)的手段應(yīng)該根據(jù)具體情況，采用相應(yīng)的檢測(cè)儀器，在適當(dāng)?shù)臍夂驐l件檢測(cè)，必要時(shí)復(fù)測(cè)。由于氡的物理特性無(wú)色無(wú)味，室內(nèi)容易受到污染對(duì)人體造成很大的危害，施工中使用防氡材料防止氡的滲透，對(duì)于地下土壤通過(guò)管道散發(fā)的氡要采取主動(dòng)和強(qiáng)力的通風(fēng)系統(tǒng)、凈化設(shè)備多種綜合措施進(jìn)行排除，防止對(duì)室內(nèi)空氣污染吸入人體。減少材料氡污染，需要建筑生產(chǎn)商、施工單位、用戶和政府相關(guān)部門(mén)各盡其責(zé)，共同努力，還應(yīng)加大對(duì)防氡設(shè)備、材料進(jìn)行研究的力度，從根本上減少氡給人體帶來(lái)的危害。