騰沖縣火山地質博物館建筑地基及周圍土壤氡濃度分析評價

董 韜，黃茜蕊

(1.云南省地質礦產勘查開發局中心實驗室，云南 昆明 650217;2.云南國土資源職業學院，云南 昆明 652501)

1 研究區概況

騰沖縣火山地質博物館建筑場地位于云南省保山市騰沖縣，博物館分為室內展區和室外展區兩部分，占地面積300畝。由于科普教育的需要、旅游業的發展和游客數量的增多，有必要對科普教育基地的設施進行完善，重新建設一個新的、規模更大的博物館。

2 氡氣的特性及危害

2.1 特性

氡有27種同位素，常見有3種，均為放射性核素。大氣中氡不參加化學反應, 但它衰變產生的射線及衰變產生的短壽命衰變產物對人體健康具有危害作用。對人體危害最大的主要是222Rn及其衰變產物。

氡具有放射性，衰變后的放射性釙和α粒子應用于醫療領域，例如癌癥的放射治療：用充滿氡氣的金針插進生病的組織，可殺死癌細胞；雖然利用鈷-60和粒子加速器對疾病進行輻射治療。它通常從輻射源泵并密封于小玻璃瓶中，然后植入患者體內腫瘤部位[1]。

2.2 危害

氡是自然界唯一的天然放射性惰性氣體，它沒有顏色，也沒有氣味。常溫下氡及子體在空氣中能形成放射性氣溶膠而污染空氣，容易被呼吸系統截留，并在局部區域不斷積累而誘發肺癌。

氡是世界衛生組織(WHO)公布的19種主要致癌物質之一, 僅次于香煙作為引起肺癌的第二大元兇。國際癌癥研究署(IARC)認為氡及其子體是人類的致癌因子, 無閾值。聯合國原子輻射效應科學委員會(UNSCEAR)估計，來自天然的輻射對公眾的年有效劑量為2.4mSv，其中氡及其子體的貢獻占54%[2]。美國估計每年有7000～10000例肺癌是室內氡所引起的，在瑞典，氡是所有癌癥誘因中排第五位。氡是ICRP推薦的慢性照射行動水平具體數據的唯一核素[3]。

鄧志宏等[4]云南曲靖市宣威市室內白天氡氣濃度變化進行過監測，發現其氡氣濃度增高并不增加肺癌的相對危險度，并以此認為室內氡氣及氡子體并不是宣威肺癌高發的危險因素。但黃梅芳[5]等研究發現宣威、富源肺癌高發區氡氣濃度大多升高，遠遠超過國家環境標準的200 Bq/L; 而在肺癌低發區無論是肺癌患者家庭還是健康家庭的氡氣濃度均不高(均低于50 Bq /L)。采用獨立樣本兩兩對比檢驗分析后發現:在肺癌發病的高、中、低發區氡氣濃度均存在明顯的統計學意義。

根據我國學者開展的氡污染來源的大量研究，建筑物地基及周圍表層土壤中的氡土壤中的氡是低層建筑物中氡的主要來源，土壤中氡的平均濃度是大氣中氡濃度的1000倍以上[6]。對比世界平均水平，來源于建筑物地基和周圍土壤的氡濃度約占室內氡濃度的60.4%[7，14]。故本研究重點針對騰沖縣火山地質博物館建筑地基及周圍土壤的氡濃度進行檢測分析。

3 氡的檢測

現場測試工作于2016年11月19日至2016年11月22日完成，共完成65個土壤中氡濃度測試點的測試工作。主要依據《民用建筑工程室內環境污染控制規范》(GB50325—2010)執行。

3.1 測試方法原理

在場地現場使用專用測氡儀采集土壤中氣體進行氡濃度的測試，該方法采用閃爍室法，其原理見圖1所示。

3.2 測試儀器

采用核工業北京地質研究院生產的FD216型環境氡測量儀及其配件。該儀器主要性能如下：靈敏度≥0.68 cpm/〔Bq/m3〕；本底計數率≤0.3 cpm；測量范圍300～300000 Bq/m3；測量重復性誤差≤5%(氡室濃度2000 Bq/m3,環境濕度65%，溫度25 ℃)；長期穩定性(8 h)誤差≤10%；工作環境：溫度-10～+40 ℃，相對濕度≤90%；吸氣方式：主動泵吸式。FD216型環境氡測量儀各項性能指標均達到國家相關規范標準，滿足工作使用。

3.3 測試數據收集

測試點在工程勘察范圍內布置，共布置65個測試點，各測試點間距為10 m，布點位置已覆蓋本項目的基礎工程。按照FD216環境測氡儀的操作規程，結合本儀器的使用方法，進行現場測試。

按規范要求，每天測試時間在早上8點到下午6點之間，如遇雨天，則在雨停24 h后進行測試[15]。 每個測試點，共進行4次測量。第一次測量值，僅供參考，取后3次測量值的平均值作為該測試點的土壤中氡濃度值。

4 測試結果

采集了65個樣點，土壤類別均為粉質粘土，天氣晴。最大值43384.7 Bq/m3最小值1745.2 Bq/m3，平均值21629.4 Bq/m3(數據來源：云南地質工程勘察設計研究院，騰沖縣火山地質博物館項目工程地質勘察場地土壤氡濃度測試成果報告，2016年11月)。

根據《GB50325-2010民用建筑工程室內環境污染控制規范(2013版)》，對于工程地點土壤中氡濃度調查及防氡有如下要求，見表1。

圖1 氡氣濃度測試原理

土壤氡濃度測定結果平均值土壤表面氡析出率防氡工程≤10000 Bq/m3≤0.02Bq/(m2.s)可不再進行土壤氨濃度測定≤20000 Bq/m3≤0.05Bq/(m2.s)可不采取防氧工程措施20000～30000 Bq/m30.05～0.1Bq/(m2.s)應采取建筑物底層地面抗開裂措施30000～50000 Bq/m30.1～0.3Bq/(m2.s)除采取建筑物底層地面抗開裂措施外,還必須按現行國家標準《地下工程防水技術規范》GB 50108中的一級防水要求,對基礎進行處理≥50000 Bq/m3≥0.3Bq/(m2.s)應采取建筑物綜合防氨措施。

通過表1對比可知，該場地土壤氡濃度值在1798.6～43384.7 Bq/m3之間。土壤氡濃度值小于或等于2000 Bq/m3的測試點31個占總測試點的47.7%；土壤氡濃度值大于20000 Bq/m3且小于30000 Bq/m3的測試點13個占總測試點的20.0%；土壤氡濃度值大于或等于30000 Bq/m3且小于50000 Bq/m3的測試點21個占總測試點的32.3%。所有測試點土壤氡濃度值均小于50000 Bq/m3。

5 結論

(1)場地土壤中氡濃度測試點65個，各測試點在測試過程中均嚴格遵循規范操作，對異常數據進行了反復多次測量校正，數據準確可靠，可以提供使用。

(2)該場地土壤氡濃度值在1798.6～43384.7Bq/m3之間。土壤氡濃度值小于或等于2000 Bq/m3的測試點31個占總測試點的47.7%；土壤氡濃度值大于20000 Bq/m3且小于30000 Bq/m3的測試點13個占總測試點的20.0%；土壤氡濃度值大于或等于30000 Bq/m3且小于50000 Bq/m3的測試點21個占總測試點的32.3%。場地測試點土壤氡濃度值較離散，顯示土壤中氡氣含量分布不均，無規律可循。綜合分析得出該場地土壤氡濃度代表值應在大于或等于30000 Bq/m3小于50000 Bq/m3之間。

6 建議

6.1 土壤中的氡濃度變化規律較為復雜

地質環境、溫度、氣壓、濕度均會對氡濃度有所影響，準確的監測氡濃度是控制氡氣污染和預防氡對人體危害的重要前提。鄒新悅等人的研究表明，土壤為房渣土、填土時，此層土受人為因素影響，氡的流通和存儲不佳，氡濃度較低。表層土壤為粉土、粉質粘土時，此層土壤土質較為均勻，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存，因此氡濃度較大。土壤為粉砂、細砂時，土壤中孔隙度更大，氡在土壤中有大量的存儲空間，因此所含的氡濃度是最大的[8]。孔隙度是影響土壤中氡氣的流通和存儲的主要因素。孔隙度越大氡越容易滲透其中，濃度越高。建議進一步研究是否可以通過地基處理人為降低土壤空氣度，繼而降低氡的滲透，減少氡氣的流通和存儲空間，最終降低建筑物室內氡濃度。建議在博物館施工過程中，堵塞、密封氡從地基和周圍土壤進入建筑內的所有通道、孔隙，避免氡經過地基巖土、墻壁或地板等處進入室內。

6.2 博物館作為公眾場所，應建立氡污染應急預案

博物館竣工后，應進行室內環境氡濃度檢測。博物館人員流動性大，開館后大量游客涌入，對于游客而言，短暫的停留并不會導致吸入過量氡氣繼而引發疾病，目前對于氡氣吸入引發疾病主要關注點在家居室內環境中。但由于工作人員長期處于館內環境當中，氡氣的濃度將影響他們的健康。所以，定期組織開展氡防護知識培訓，及時公布監測數據信息，可創建氡檢測的相應數據庫，繪制氡檢測地圖，在公眾平臺公開展示給游客和工作人員，并準確告知氡氣的影響，避免公眾不了解造成不必要的誤解。

6.3 在工程施工中阻斷氡的來源，減少氡氣污染

經過研究檢測，室內氡的來源主要有建筑地基中析出的氡和建筑材料，建筑材料也是裝修后室內氡的主要來源。在博物館選址中，在條件允許的情況下選擇土壤氡濃度含量低的區域建造人員較為集中、停留時間長的建筑物，如食堂、職工宿舍、辦公室等，由于場館一般空間比較大，可以稍微放松選址條件。

博物館裝修材料用量大，目前市場上不合格瓷磚、大理石裝修材料很多，引發的室內家具環境氡超標情況也很多，人們對氡氣來源、存在環境、氡的危害和消除方法并不了解，因此對建筑材料表面氡的析出率要進行檢測，選擇析出率低的材料進行建筑施工。

6.4 做好地基防水處理，降低地基中氡的影響

國內的一些研究成果表明，土壤中氡濃度與土壤的濕度有一定關系，當濕度增大時，孔隙率下降，測得氡濃度下降[9～13]。

根據《民用建筑工程室內環境污染控制規范》(GB50325—2010)中4.2.5條 “當民用建筑工程場地土壤氡濃度測定結果大于或等于30000 Bq/m3，且小于50000 Bq/m3，或土壤表面氡析出率大于或等于0.1 Bq/(m2·s)且小于0.3 Bq/(m2·s)時，除采取建筑物底層地面抗開裂措施外，還必須按現行國家標準《地下工程防水技術規范》GB50108中的一級防水要求，對基礎進行處理。”之規定，建議該場地項目建設時，采取建筑物底層地面抗開裂措施，同時必須按現行國家標準《地下工程防水技術規范》GB50108中的一級防水要求，對基礎進行處理[16]。