王 遠 張 帆 張衛星
(國家建筑衛生陶瓷質量監督檢驗中心 陜西 咸陽 712000)
建筑衛生陶瓷產品放射性簡介*
王 遠 張 帆 張衛星
(國家建筑衛生陶瓷質量監督檢驗中心 陜西 咸陽 712000)

主要介紹了放射性原理、放射性在自然界的存在情況及對人體的危害,指出了建筑衛生陶瓷產品中放射性的來源和組成,提醒消費者購買建筑衛生陶瓷產品時應關注放射性對人體的危害。
放射性 建筑衛生陶瓷產品 CCC認證
放射性是指某種不穩定的原子核自發地放出某種射線的性質。原子核的這種變化稱為放射性衰變或核衰變,發生衰變的核素稱為放射性核素。放射性是法國物理學家亨利·貝克勒爾首次發現的。他在研究鈾鹽時發現其能放射出一種穿透力很強的,并能使相片底片感光的不可見的射線。1898年,居里夫婦又發現了放射性更強的釙和鐳。由于放射性這一劃時代的發現,居里夫婦和貝克勒爾共同獲得了1903年的諾貝爾物理學獎。放射性核素分為天然放射性核素和人工放射性核素。目前已知的放射性核素有20多種,但主要有鈾、釷、鐳、鉀、氡等核素。
放射性衰變主要有3種方式,它們分別是α衰變、β衰變和γ衰變。α衰變是不穩定的原子核自發的放出α粒子而變成另一種原子核的衰變,其中α粒子是高速運動的He。β衰變是不穩定的原子核自發的發出β粒子而轉變成另一種原子核的衰變。β衰變有3種形式,一種是中子轉化為質子而放出β粒子和反中微子,稱為β-衰變;一種是質子轉化為中子放出β+粒子和中微子,稱為β+衰變;一種是原子核俘獲一個軌道電子時放出一個中微子,成為EG衰變。在天然放射性中,以β-衰變為主。γ衰變是在α衰變和β衰變過程中,原子核放出γ光子的衰變。
天然放射性核素品種很多,性質與狀態也各不相同。它們在自認環境中分布十分廣泛,巖石、土壤、空氣、水源、動植物體內、建筑材料、食品中都有放射性核素的痕跡。
地殼是天然放射性核素的最重要的儲存庫。據資料表明,絕大部分巖石中都含有鈾和釷,其中花崗巖和頁巖中鈾、釷的含量較高。土壤主要由巖石的侵蝕和風化作用形成的,所以其中的放射性是從巖石轉移而來的。水體中的放射性主要來源于其巖土的浸濾作用而形成。大氣中的放射性主要是放射性核素在衰變過程中有氣體產生(222Rn氣)而形成。近幾年,天然氣的大量使用和地熱的開發利用也是大氣放射性增多的原因之一,因為天然氣和地熱水中含有一定量的放射性核素(222Rn氣)。
建筑衛生陶瓷產品的主要原料包括長石、石英和各種粘土等物質,特別是在一些陶瓷磚產品中為了增強白度和乳濁度而添加的硅酸鋯,該物質的放射性相對較高,所以這些產品肯定是含有一定量的放射性。雖然各種原料經過研磨、成形、高溫燒成等工藝過程,但是,其本身的放射性水平是不能被消除或降低的,其放射性的強弱決定于各種原料密度和各原料的放射性強弱。各種原料因為產地的不同,放射性水平也有高低。
天然放射性是通過兩個方面對人體造成危害,即體內輻射和體外輻射。體內輻射指天然放射性核素通過飲食或呼吸進入人體內對人體細胞的分子基本結構的電離,破壞分子結構和細胞而造成傷害。體內輻射主要是氡氣通過呼吸進入人體,衰變時產生的短壽命放射性核素會沉積在支氣管、肺和腎組織中。當這些短壽命放射性核衰變時,釋放出的α粒子對人體損傷最大,可使呼吸系統上皮細胞受到輻射。長期的體內輻射可能引起局部組織損傷,甚至誘發肺癌和支氣管癌等。1922年,埃及多名考古學家在發掘金字塔時,因吸入金字塔內鈾元素衰變后產生的氡氣后,患上肺癌致死的。據報道,全世界患肺癌死亡的總人數中有8%~25%是由于吸入空氣中的氡而造成的,其中美國每年有3~4萬人,英國約7 000人,瑞典約700人,俄羅斯和中國約各有5萬人。體外輻射是指具有強穿透力的γ光子進入人體后對人體造成的傷害,當輻射累計到一定量值時,對人體的造血系統、神經系統和消化系統等造成損傷。1934年3月4日,科學家居里夫人因為在研究放射性物質時患上白血病而逝世的。據介紹,放射性物質對人的半致死劑量約為400rad,照射650rad時100%死亡;照射劑量150rad以下,死亡率下降為零,但在這種情況下并非沒有損傷作用,往往經過幾年甚至一二十年后才能表現出來。主要表現為各種癌癥,包括白血病、骨癌、肺癌及甲狀腺癌等,還可表現為不同程度的壽命縮短,經常頭昏、疲乏無力、脫發、紅斑、白血球減少或增多、血小板減少等病癥。且放射性物質的慢性作用,會遺傳給子孫后代。
現行國家標準《建筑材料放射性核素限量》(GB6566—2010)中,將建筑材料分為建筑物主體工程用建筑主體材料和建筑物飾面用裝飾裝修材料。建筑材料放射性核素限量有兩項指標:內照射指數(IRa)和外照射指數(Ir)。計算公式如下:

式中:IRa——內照射指數;
CRa 建筑材料中天然放射性核素鐳-226的放射性比活度,Bq·kg-1;
200——僅考慮內照射情況下,本標準規定的建筑材料中放射性鐳-226的放射性比活度限量,Bq·kg-1。
Ir=CRa/370+CTh/260+CK/4 200式中:Ir——外照射指數;
CRa、CT、CK——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,Bq·kg-1;
370、260、4 200——分別為僅考慮外照射情況下,標準規定的建筑材料中放射性鐳-226、釷-232、鉀-40在其單獨存在時本標準規定的放射性比活度限量,Bq·kg-1。
標準對建筑主體材料和裝飾裝修材料均作了規定。建筑主體材料中的天然放射性核素鐳-226、釷-232、鉀-40的放射性比活度應同時滿足內照射指數(IRa)≤1.0和外照射指數(Ir)≤1.0。裝飾裝修材料放射性水平劃分為3類:A類、B類、C類。A類裝飾裝修材料中的天然放射性核素鐳-226、釷-232、鉀-40的放射性比活度應同時滿足內照射指數(IRa)≤1.0和外照射指數(Ir)≤1.3,其產銷與使用范圍不受限制;B類裝飾裝修材料指不滿足A類裝修材料但同時滿足內照射指數(IRa)≤1.3和外照射指數(Ir)≤1.9的裝飾裝修材料,其不可用于I類民用建筑的內飾面,但可用于II類民用建筑物、工業建筑內飾面及其它一切建筑物的外飾面;C類裝飾裝修材料指不滿足A、B類裝修材料但滿足外照射指數(Ir)≤2.8的裝飾裝修材料,其只可用于建筑物的外飾面及室外其它用途。
國家標準中規定的檢測方法如下:將隨機抽取的樣品破碎、磨細至粒徑不大于0.16mm。將其放入與標準樣品幾何形態一致的樣品盒中,稱重500g,待測。當檢驗樣品中天然放射性衰變基本達到平衡后(一般為24h后),在與標準樣品測量條件相同的條件下,采用γ能譜儀對其進行鐳-226、釷-232、鉀-40比活度測量。
2004年1月15日起,國家質檢總局和國家認監委會聯合發布了《第二批實施強制認證的產品目錄》(3C認證),其中就包含瓷質陶瓷磚產品(吸水率≤0.5%)。瓷質磚的3C認證就是要求放射性水平達到A類產品的要求。根據國家質檢總局和國家認證認可監督委會要求,2005年8月1日后,未獲得3C認證的瓷質磚產品不得進入市場銷售。目前市場銷售的瓷質磚產品都是獲得3C認證的產品,所以消費者可以放心購買。但是,市場上銷售的其他類陶瓷磚產品(吸水率≥0.5%)和衛生陶瓷(坐便器、洗面器等)并未列入3C認證要求,消費者要注意這類產品的甄別。消費者在購買這類陶瓷產品時,可要求經銷商提供其銷售產品的放射性檢驗報告,查看所購買的產品的放射性是否符合A類要求。閱讀檢驗報告時,要仔細查看檢驗報告中所檢產品的型號規格或類別是否為自己所購買產品的型號或類別,因為不同批次、工藝或型號的產品的放射性水平一般不同。
TQ174.76
B
1002-2872(2011)04-0029-02
王遠(1975-),工程師;主要從事建筑衛生陶瓷及五金配件產品的檢測,標準咨詢等。E-mial:wangyuanxy@126.com