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民用建筑工程土壤氡浓度检测

北极星环境监测网  来源:《防护工程》  作者:许启聪  2019/11/6 16:24:23  我要投稿  

北极星环境监测网讯:摘要:氡是一种穿透性很强的无化学活性的惰性气体,大量国内外实测资料显示,建筑物的室内氡浓度受到工程地点土壤中的氡的影响比较大。世界卫生组织已经将氡列为19中致癌物质之一,这一点必须引起我们足够的重视,氡的危害已经成为我们现实生活当中必须直接面对的重大问题。

我们都知道氡是一种放射性气体,人们如果长期在氡浓度高的环境内生活作息的话,很容易引发肺癌,这种致癌率仅次于吸烟导致的致癌率。底层建筑和地下室等室内环境氡的主要来源之一就是土壤中的氡气,因此,《民用建筑工程室内环境污染控制规范》(GB 50325.2001)明确要求针对土壤氡测量必须在工程勘察设计阶段就进行,这样才能针对建设场地内氡浓度的分布情况展开充分的勘察和了解,为建筑工程的防氡设计提供充分的参考和必要的依据。

一、土壤中氡的来源

《民用建筑工程室内环境污染控制规范》当中对土壤中的氡的控制就是对底层室内氡污染控制的一个主要着眼点。大量的实践数据显示,土壤深层的地质断裂构造和土壤本身是土壤氡的两个主要来源。在地层深处含有钍、镭、铀的岩石和土壤中,存在高浓度的氡,地质断裂带的氡的浓度会更高。地层深处和地质断裂带的氡会通过岩石和土壤的裂缝以及地质断裂带进入土壤,从而造成土壤氡含量增高。土壤中的氡会沿着建筑物的预留孔洞及裂缝等特殊部位逐渐扩散到地面上建筑物的室内,从而造成室内氡含量偏高。这就是“土壤氡高则室内氡高”的成因。另一方面,地表土壤中含有天然长寿命放射性核素Ra226,衰变过程中的Ra226会释放大量的氡气,Ra226所释放的氡气量多少,直接取决于它自身在土壤中的含量。

二、氡对人体的危害

氡衰变过程中产生的半衰期比较短,具有α、β放射性的子体产物,如钋-214、钋-218、铋-214、铅-214等字体粒子,它们会被空气中的飘尘所吸附,从而形成气溶胶。人体吸入这些气溶胶后容易沉积在体内,导致肺部和上呼吸道等脏器产生很强的内照射,从而对人体造成严重的危害。氡气的不可挥发性是其危害性的主要内在原因,氡没有颜色,没有气味,是镭衰变产生的自然界位移的天然放射性惰性气体,氡原子在空气中容易衰变出金属离子——氡子体,常温下能够在空气中形成放射性气溶胶,从而对空气造成严重污染。这种气溶胶被呼吸系统截留后会不断在局部区域累积,长期下去很可能会诱发肺癌,所以氡被世界卫生组织列为环境致癌的19种物质之一。长期数据显示我国某地区地面空气中氡浓度非常高,高达全国平均值的43倍,因此成为当地致癌的主要原因之一,直接导致当地肺癌发生率高达0.36%。

三、土壤氡的测试

室内环境污染受到土壤氡的影响非常严重,测量过程中必须规范操作,保持一致的测量深度,通常为600-800mm,并且严格控制成孔条件。采样孔径不能太大,通常以20-40mm比较合适,这样能够更好地满足采样管道孔腔体内采样气体体积的需要。测量同样对环境湿度和温度有着很高的要求,按10米网格取样的测试时间通常会选择在8:00-18:00之间,雨天不能开展现场取样测试工作,必须要在雨后24小时之后才能开展相关工作。现场测试必须针对相关测试内容进行详细记录,具体包括现场地表状况描述、成孔点土壤类别、测试点布设图、测试前24小时以内工程地点的气象状况等。野外作业常用仪器为FD-3017测氡仪,使用之前须先进行检查确保仪器不漏气,取样器是专用的,头部带有气孔,抽气时须插入打好的孔中进行,经干燥器抽入筒内的氡射气衰变后产生新的子体-RaA,初期形成瞬间是带正电的离子。

基于子体的带电特性,仪器利用加电场的方式将其收集在带负高压的金属收集片上,然后取出金属片,通过操作台的探测器来测量RaA的放射性。氡浓度和RaA子体的强度存在正比例关系,实测值和标定系数的乘积就是检测结果。氡浓度的计算公式为:CR=J*N-RaA,其中CR——氡浓度,Bgtma;N-RaA的——计数;J——换算系数。

取样测试过程分为以下具体步骤:首先在工程地基周围非地质构造断裂区域和工程地基范围内打孔,工程基础范围内布点数量为16个,间距为10m作网格状布点,用专用钢钎在网格点打深度为500-800mm、直径为20-40mm的孔。其次,将取样器插入一个孔内,为了防止大气渗入须用脚踩实孔上面的松土。第三,将新的收集片光面朝下放入样片盒。第四,取样器内残留气体须被抽空,然后抽入1.5升气体,抽气时间为20-40秒,之后关闭阀门。第五,通过按下高压启动按钮为收集片加上高压,之后开始收集RaA离子,将收集时间控制在两分钟。第六,得到高压报警信号后,必须在15秒之内将收集片取出并放进测量盒内。第七,仪器在两分钟测量后会自动发出第二次报警信号,并读取脉冲计数。完成该程序后即结束一个孔的测量过程,可以继续下一个孔的测量。

四、土壤中氡的控制

在扩建和新建的民用建筑工程设计之前,必须测定建筑物场地内土壤中的氡浓度,并且提供详细的检测报告。影响氡在土壤中的扩散情况的因素很多,比如地下裂缝的走向和深浅、地下水的深浅和流动情况、地质的潮湿程度和密实程度等。工程设计对于降氡的关注,更多关心包括建筑物基础所占有的地面部分、地下管线预留沟槽和空洞、工程设计中与建筑物相沟通的各种地下通道等仅限于可能影响建筑物室内环境的地面范围区域。氡气很有可能通过这些与建筑物相连的空洞、沟槽、通道而实现相互串通,从而污染建筑物的室内空间。

针对上述因素,必须参考GB50325-2010(2013版)内容中的相关条款加以控制。第一,不采取防氡工程措施的基础条件是土壤表面氡析出小于等于0.05Bq/㎡?s或民用建筑工程场地内土壤氡浓度的测定结果小于等于20000Bq/m3。第二,针对民用建筑工程场地土壤氡进行测量,测定土壤表面氡析出率小于0.1Bq/㎡?s且大于0.05Bq/㎡?s,或者氡浓度测定结果小于30000Bq/m3且大于20000Bq/m3时,需要针对建筑物底层地面采取抗开裂措施。第三,

如果民用建筑工程场地内土壤表面氡析出率小于0.3Bq/㎡?s且大于等于0.1Bq/㎡?s,或者土壤氡浓度测定结果小于50000Bq/m3且大于等于30000Bq/m3时,必须按照线性的《地下工程防水技术规范》GB50108国家标准中的以及防水要求处理建筑物基础,同时采取建筑物底层地面抗开裂措施。可以采取多种工程措施阻止高水平土壤氡的通道,但是相比较而言地下防水工程是最好的处理方式,能够同时防止氡和地下水,具有事半功倍的效果,而且能够更好地控制成本。拥有成熟经验的防水工程措施能够做出更好的效果,特别高的土壤氡浓度的环境下,才会要求采取综合的防氡工程措施。

结束语

《民用建筑工程室内环境控制规范》(GB 50325.2001)内有国家强制性规范,规定检测土壤氡并提交检测报告的动作一定要在建设工程开工前完成。该规范当中并没有对土壤氡的限量值进行明确规定,因此在实际的现场检测工作开展过程当中,往往会存在较多争议。

季节和气象因素的变化会直接导致土壤氡含量的变化。基于这一点,单次土壤氡浓度的检测结果往往无法准确判定土壤氡含量是否符合国家标准的规定,实际测量工作当中,建议选择一个固定地点为测量范围,针对现场土壤氡坚持长达一年以上的连续测量,这样的出来的结果才会相对完善。土壤氡测量工作须由具有资质的技术部门负责氡监测,监测工作需要尊重当地土壤氡随气象和季节变化而发生相应变化的规律,才能够得出准确可靠的监测结果。226Ra和238U两种氡元素的母元素相对稳定,其浓度不会跟随外界因素的变化而变化,所以建筑住宅出土壤232Th、226Ra和加K的比活度都能够达到国家标准,拟建建筑工程或住宅出土壤氡浓度也都不超过国家标准,满足这两个条件才能对民用建筑工程的天然放射性进行客观、正确的评价。


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