土壤氡測定的影響因素探討

摘 要：本文介紹了場地土壤氡濃度的測定方法以及結果評價，并采取了相應措施。例舉廣州白云某工程項目進行說明，并探討了實際工作中影響土壤氡濃度測定結果準確性的影響因素。

關鍵詞：土壤氡；構成；測定；影響因素

引 言

為進行土壤氡方面的研究，建設部于2003年設立了《中國土壤氡水平研究》課題，并根據調查結果針對土壤氡和空氣氡之間的密切關系，國家住房和城鄉建設部于2002年1月1日開始實施《民用建筑工程室內環境污染控制規范》（GB50325）。其中明確規定（強制性條文）：新建、擴建的民用建筑工程設計前，應進行建筑工程所在城市區域土壤中氡濃度或土壤表面氡析出率調查，并提交相應調查報告。未進行過區域土壤中氡濃度或土壤表面氡析出率測定的，應進行建筑場地土壤中氡濃度或土壤氡析出率測定，并提供相應檢測報告。

1 氡的化學成分及特性

氡是一種放射性的惰性氣體，無色無味，氡元素有Rn222、Rn220、Rn219分別來自鐳的幾種同位素Ra226、Ra224、Ra223，而鐳同位素分別由U238、Th232、U235等衰變而來。由于Rn222的半衰期是3.82d，所以在其原子核發生衰變前會有部分從巖石中、土壤中跑出來，很容易隨著人們的呼吸進入肺部，并隨著血液的流動走向全身，其放射的α粒子，由于其射程短，在它經過的路徑上造成原子的電離密集，破壞細胞結構分子，在人體內對細胞的傷害也就十分集中，細胞受傷害的程度比較大，修復的可能性較小，這就是氡氣之所以成為造成肺癌的原因。土壤中氡滲入被認為是普通室內氡污染的主要來源，一般占室內氡的60%左右。因而，在民用建筑工程勘察設計階段，進行場地土壤氡濃度測定并采取相應的措施是非常必要的。

2 土壤中氡的產生

2.1 鈾是土壤中氡的源頭

通常土壤中的鈾含量幾乎與巖石中相同，因為土壤是由巖石產生的。變質巖中鈾含量比平均巖石要高。

2.2 鈾→鐳→氡

á粒子反沖是從礦石顆粒中釋放氡氣的最重要因素。一些氡從小顆粒中跑到毛細孔空間中。這些毛細孔中有水的情況下可以減緩氡的釋放，而且增加它在毛細孔中停留的可能性。對于多數土壤，產生的氡只有10～15%從顆粒中跑到小孔中。地表土壤中的氡主要來自兩個方面：地層深處和地表土壤中的長壽命放射性核素。地表深處的氡氣或沿著縫隙向上擴散，或溶于地下水中后隨著地下水的流動而流動，沿著縫隙向上涌動擴散，源源不斷的補充地表土壤中的氡氣。地表土壤中的長壽命放射性核素Ra226（它作為U238的衰變產物）等在衰變過程中，會不斷的釋放出氡氣。

2.3 土壤條件影響氡運動

氡可以較容易地離開巖石和土壤，進入巖石縫隙、空隙及土壤顆粒之間的小孔空間中。影響氡在地下擴散范圍和程度的影響因素：地下裂縫深淺、走向、土質密實程度、潮濕程度、地下水深淺及流動情況等。氡在可滲透的土壤中比非滲透的土壤移動更迅速，土壤和巖石中的縫隙使得氡更快速的移動。

2.4 土壤的吸附

222Rn經α衰變后產生的子體（如218Po，214Pb，210Pb，206Pb等）90%以上被空氣中的氣溶膠粒子所吸附呈游離狀態，它們能被許多物質（木炭、粘土等）吸附，可在空氣中存留較長時間。

3 土壤中氡濃度的檢測

3.1 方法原理

土壤氡檢測一般都是使用專用工具從土壤空洞中抽吸氣體樣品，再測量樣品的放射性強度，依此推斷土壤中氡濃度。土壤中氡濃度測量的關鍵是如何采集土壤中的空氣。土壤中氡氣的濃度一般大于數百Bq/m3，這樣高的氡濃度的測量可以采用電離室法、靜電擴散法、閃爍瓶法、金硅面壘型探測器等方法進行測量。

我們實驗室主要采用的是核工業航測遙感中心生產的HDC型環境測氡儀，主要原理就是HDC型環境測氡儀是一種瞬時測氡儀，它利用氡衰變后的第一體RaA（即218Po核素）的帶正電特性，首先把土壤中的空氣抽到富集室里，然后加正高壓電場，把RaA富集在帶負高壓的金屬收集片上，經過2min的富集后，移到由金硅面壘型半導體探測器和相應的電子線路組成的測量儀器上測量2min，由于儀器設有甄別電路，所以只有RaA的脈沖信號最后進入計數并在液晶屏上顯示出來。

3.2 測量步驟

（1）在測量之前，應根據工程勘察范圍確定檢測點數，以10m作網格布點。詳細記錄工程名稱，工程地點，工程類別，測試點布設圖，成孔點土壤類別，現場地表狀況，測試前24h以內工程地點的氣象狀況。

（2）第一步打孔。孔的深度在50～80cm為宜，因為太深將加大檢測工作的難度；太淺，土壤中氡氣含量易受大氣環境的影響，不能真實的反映深部情況。第二步將取樣器插入打好的孔中，成孔時間和檢測時間不能間隔太久，否則氡氣散發至空氣中，造成實測數值比正常值偏低。第三步將取樣用的膜片放入取樣盒內，抽取氣體取樣2min；第四步將取樣后的膜片放入檢測器中進行RaA計數測量。

4 測定實例

建筑物場地概況及工程類別：

擬建工程場地位于廣州白云區某住宅樓工程。工程概況如下：建筑場地土壤以部分黏性土、部分為花崗巖殘積土為主，工程部分已開挖，部分積水。按照GB50325的要求：檢測時間為9：30至下午17：00整，天氣晴朗。未開挖地表干燥地塊土壤中氡濃度數據明顯比已開挖的地方高，整個工程土壤氡濃度平均值在13000Bq/m3。

5 影響因素分析

由于土壤氡濃度測定之前尚無國家標準，GB50325-2010附錄E是根據核工業行業標準《氡及其子體測量規范》EJ/T605-91及18個城市土壤氡濃度水平調查的體會，結合工程實際提出的一個概要。為了提高檢測數據的可靠性和準確性，可采取以下措施：

（1）檢測工作開始前要先查看下測氡儀的電量是否充足；抽氣裝置的氣密性如何，確保到現場檢測時可以正常使用；測氡儀操作臺和抽氣裝置之間的數據連接是否正常等等。定期對儀器進行校準、檢定以及期間核查。

（2）每一檢測點可進行多次測量，降低數據的不確定度。

（3）周圍環境里的電磁輻射等因素可能造成數據的異常波動，測試人員應能根據經驗判別，必要時進行復測。難以辨別時，對同一點多次檢測或用多臺儀器進行比對。

（4）測氡儀使用的干燥劑對氡濃度的影響：通過現場實驗，干燥劑變色程度的差異。對氡濃度測定結果影響顯著。干燥劑全部為藍色與全部變色的結果最大相差50%以上。實驗結果表明，干燥劑受潮測定結果偏低。一般情況下，干燥劑變色50%考慮更換。

（5）土壤的濕度對測定也有影響：一般雨前測定比雨后測定要高，主要原因是雨水向土壤內滲透時，易溶于水的氡被驅趕到土壤深度，同時雨水使土壤表層密度增加，阻礙了土壤中氡向地面擴散。所以一般雨后等場地比較干燥后再測，不能機械按規范規定雨后24h進行，因為也會遇到實際場地遭遇地下水較淺或排水不暢導致的積水。

6 結 語

目前有土壤氡濃度背景資料的城市僅有上海（浦東）、昆山、溫州、廣州等18個城市。由于多方面原因，這些城市的平均土壤氡濃度調查結果并不能作為工程勘察設計階段判定該城市土壤氡濃度平均值的依據。這對建筑工程的選址及防氡、降氡都不利，因此在工程勘察設計階段前需要對建筑場地土壤氡濃度進行測量，為工程勘察設計人員決定是否采取防氡措施提供技術指導，為后續施工中是否采取措施降低土壤氡濃度對室內氡濃度的影響提供有力的技術保障。

參考文獻

[1]民用建筑工程室內環境污染控制規范GB50325-2010（2013年版）.北京.中國計劃出版社，2013.

[2]王喜元等編.民用建筑工程室內環境污染控制輔導教材[J].北京.中國計劃出版社，2011.