浅谈民用建筑工程中土壤氡的危害、检测与控制

文｜佛山市南海区正建筑工程质量检测有限公司 潘渊

1 、引言

当前，随着我国经济的发展对环保的要求越来越高，生活环境中存在的放射性污染气体氡也引起了人们很大的关注，尤其是民用建筑土壤、室内装修材料中均有受到氡污染的可能，据相关部门统计，我国每年因氡引起导致肺癌的病人达到5万人以上。氡已被世界癌症治疗机构列入室内重要致癌物质，因此，我们必须重点对氡的污染进行监测和控制。

2 、氡的化学特性

氡作为自然界中唯一的无色、无味的天然放射性惰性气体，位于元素周期表中第86位，密度为9.96，在极低温-61.8℃变成液体，-71℃时变成橙黄色固体，它能溶于水和其它液体中，吸附性较强，粘性土、活性碳等多孔材料都能对它吸附。

3 、室内中氡的来源

据统计，室内氡的主要来源是民用建筑的地基和土壤，占有率达到百分之六十，剩下污染源来自建筑材料和室外空气，以下是氡的主要来源分析：

①民用建筑的地基和周边土壤中的氡经过地下深层的断裂带，通过土壤沿着断裂带的缝隙扩散到民用建筑里面，因此，氡的最主要产生源头是土壤和地下的岩层。

②建筑材料和室内装饰材料也是氡的重要来源之一，由于土壤中的花岗岩、明矾石等一些放射性物质含量高的材料制成室内装饰用的石材、瓷砖等，一旦用于室内地面、墙面装饰，这类材料放射性容易超标，导致民用建筑室内氡含量超标。

③通常自来水的供水系统不会增加氡的浓度，因为氡的化学特性之一是很容易溶合在水中，而自然界的深层地下水或地热水氡气浓度很高，在抽取这类水使用时所含的高浓度的氡就会散发出来，污染民用建筑室内环境。

4 、氡对人身的危害性

氡具有很强的放射性，它是α、β这类具有放射性的粒子衰变后的产物，当人体吸入这类粒子产物形成气溶性胶质后，它沉淀在人体中，吸入在里面的粒子对人体内部的肺部、上呼吸道有极强的放射性危害。

氡还具有另一个特性是不可挥发性，由于它的无色、无味的特性在空气飘浮，空气受到污染后进入人体就沉淀在肺部里面，它溶合在人体的血液里面，肺部内部无法通过呼吸系统排除氡的污染，长时间的累积最终引发肺癌等疾病。

5 、土壤中氡的检测

土壤中氡的检测主要是抽取土壤中一定体积的空气测定其中氡含量，从而计算出土壤中氡的浓度。

5.1 对使用的检测仪器进行分析

本次检测仪器分别采用美国进口RAD-7型测氡仪和国产HDC-C型高灵敏度环境测氡仪两个不同设备进行检测比较。仪器主要参数如表1所示。

RAD-7型测氡仪主要工作原理是把静电聚合一起的α粒子，用频谱分析的方法通过仪器内部刻度系数转化成氡的最终浓度读数，浓度结果在显示屏上显示。HDC-C型测氡仪采用双向探测器结构和α射线可以穿透的薄膜材料作为采样器，由此构成近4π的测量条件，此技术可使仪器的探测效率提高到单面探测的4倍。

表1

通过对美国进口RAD-7型测氡仪和国产HDC-C型高灵敏度环境测氡仪的土壤氡浓度的比较，我们发现： HDC-C型高灵敏度环境测氡仪的工作效率远远要高于RAD-7型测氡仪；对于短时间采集来说，HDC-C的准确率要优于RAD-7，而长时间采集则正好相反。因此，对于土壤氡的检测来说，因测量点数多、数值大，建议采用HDC-C型高灵敏度环境测氡仪；对于室内氡检测来说，测量点数相对较少，且数值小，因而采用测量下限小的美国进口RAD-7型测氡仪则较好。

检测氡浓度的仪器要求比较精密，检测前要仔细检查仪器的外观和数据显示是否正常，使用α粒子标准源，以确保测量仪器的准确性，每年定期对检测仪器进行核查。

5.2 土壤氡的测定方法

①布点设置

测量前根据由建设单位提供建筑物的平面图进行设置测量地点，布设的网格线间隔距离10m，测量点为网络线相交接点处，测量的总点数不能少于16个，对工程施工地点、施工现场的测试点布置图、打孔的土质类型、现场土质情况进行详细记录。提前观测打孔的气象情况，当遇到大石时测量点偏离距离在2m范围内，建筑施工的整体范围内应该全包括在内。如下图1是某工程的土壤氡检测布点平面示意图：

②打孔

测量点的取样通过专用的打孔钢钎进行打孔，打孔直径20-40mm，孔深500-800mm，打孔完毕后，采用带气孔的取样器接近地表面时要封闭气口，防止地表面空气进入孔中影响测量的准确性，取样器插入孔中后抽气三至五次取样，雨季天气要在雨水停止一天后才能取样。打孔后测量的环境电磁场等因素可能对数据有影响，测量次数可以根据具体情况增加，或者进行复测，以增强数据可靠性。

图1

③检测的影响因素

干燥剂的受潮对测氡仪器影响很大，现场检测中使用的干燥剂受潮前后颜色变化后，对检测结果影响超过百分之五十，当干燥剂颜色改变超过50%时必须要更换。

土壤的干湿程度对检测的影响也很大，当雨水进入土壤时，氡溶于水中，导致扩散出来的氡浓度含量过低，雨天进行检测氡浓度较低，误差较大。因此，规范要求雨后24小时再进行检测比较适合，但要注意，当连续大雨后超24小时再检测数据也有较大误差，应该综合评估土壤干燥情况再进行检测。

5.3 测量的数据处理及分析

氡浓度数据记录后，应该对记录数据进行处理。设计人员取得氡浓度数据后，应该考虑到产生氡来的源和传播路径，通常民用建筑基础与土壤接触最多，是氡浓度最大的区域，基础土层产生的氡经过与民用建筑相通的地下通道、管道、孔洞等通过风力传播进入室内，设计时要考虑到这些传播路径，采取设计的控制措施防止氡通过这些路径传播。施工单位取得氡的数据，在进场施工材料上提前进行放射性检测，避免带放射性的建筑材料用在实体上，施工完毕后，装饰工程竣工验收前应按照规范对室内氡浓度进行检测，达到合格标准才能通过验收。

6 、土壤中氡的控制

氡的控制通常有两个基本性原则：首先，氡从土壤中进入室内传播方式最少；其次，施工时要保证氡能正常排放。具体控制方法如下：

①选择氡含量少的地基

民用建筑进行选址之前，应对建设地点的土壤进行检测氡浓度和其它放射性物质含量，以防止民用建筑的设计和施工都在放射性物质含量高的地基之上，这是避免氡物质危害的最佳方法，民用建筑地下室深度较深时，地下水中氡的含量也可能比较高，容易散发到地下室中，因此进行探测地基的地下物质时也应该考虑到这个问题

②敷设阻隔层

当民用建筑施工的地点氡浓度较高又必须建设时，建筑物的地基要进行科学的处理，加铺阻隔层，以尽量减少氡对地基以上建筑物通过管道进行渗透的可能性。

③物理吸附

氡的衰变粒子是带有电荷的，可以充分利用这个物理特性使氡吸附在颗粒表面，然后通过颗粒沉积到民用建筑物表面，减少氡在空气中飘浮被人体吸入的机会。使用专用设备吸收室内粗颗粒，还可以采用减少产生颗粒措施，例如控制室内的干净度和控制室内吸烟等方法。

④使用防氡材料

施工实验统计表明，使用防氡材料比未使用防氡材料能取得明显的防治效果，尤其是民用建筑进行室内装饰工程，使用合格的防氡材料，例如墙面、地面专用的防氡涂料能强效控制氡对墙面的渗透，砖表面涂上白灰再加上专用防氡油漆，能强化防氡效果。一般来说，防潮材料都有双重效果，既能防潮也可以防氡，因此，要做好装饰工程的防潮施工和使用合格防潮避免氡的渗透。

⑤阻止氡气渗透建筑物

通过民用建筑科学、合理的设计布局，对施工的地下室、地基和地下管线、孔洞等地下工程进行合理布置，采取有效措施防止氡气对地下建筑物的渗透。

浇筑地下室地板混凝土之前，地板垫层铺设直径约10CM厚砾石，这些砾石有助于通风系统建立时吹散氡气。地下底层地板通风系统通过插入到砾石层中聚氯乙烯短管，直接连通到对流式烟管通道或使用通风机的排风系统中，完工前把短管封好，当需要使用通风降氡时候，把封好的短管盖子打开，直接连通到通风系统中进行排风降低氡的浓度。还可以直接在浇筑好的混凝土地板钻孔，风管接入孔洞中连接上通风系统进行排风。当地下室地板通过系统启动时，要避免抽出的气体循环再抽入，要相应补充新鲜空气进入地板中。以上都属于主动通风的方法，此外还有被动式通风方法，直接设置通到屋顶的烟囱把地下的氡从烟道向上排出。

⑥氡浓度其它控制方法

加强室内空气对流通风，通过室内空气强对流方法把氡浓度直接降低，直接降低室内空气氡浓度这种方法是简便高效的办法，特别是在地下室，空气容易受到污染不易排出，设计时应充分考虑通风系统功率设计，科学考虑通风系统的经济性、合理性，地下室面积较大、受氡污染大的区域应布置大功率通风系统。

地上建筑物的室内除了有烟囱直接排放氡被动措施外，可以使用空气净化机、负离子产生机对室内空气主动进行净化，还能使用空气过滤方式或者大型通风机方法减少氡的吸附。室内的土壤和裂缝都要注意密封。

厨房饮用水可以使用净水机，净水机里面的活性碳直接吸附氡，卫生间、浴室要保持良好的通风，节约用水和使用天然气的方法避免氡的析出。

7 、结语

民用建筑室内的氡通常产生于地基下面的土壤、施工上使用的建筑材料中，浓度较高的氡容易产生于地表以下深度较大的构造断层中，所以，进行设计之前充分检测地基土壤氡浓度的含量，含量过高的地区应尽量避免施工。检测的手段应该根据具体情况，采用相应的检测仪器，在适当的气候条件检测，必要时复测。由于氡的物理特性无色无味，室内容易受到污染对人体造成很大的危害，施工中使用防氡材料防止氡的渗透，对于地下土壤通过管道散发的氡要采取主动和强力的通风系统、净化设备多种综合措施进行排除，防止对室内空气污染吸入人体。减少材料氡污染，需要建筑生产商、施工单位、用户和政府相关部门各尽其责，共同努力，还应加大对防氡设备、材料进行研究的力度，从根本上减少氡给人体带来的危害。