室内氡污染来源及防治技术
2020-11-26邓跃全李光华
武 林 曹 瑞 邓跃全 李光华
(1.宁夏理工学院,宁夏 石嘴山 753000;2.西南科技大学,宁夏 石嘴山 753000)
氡是一种无色、无味、无臭的气态放射性核素,普遍存在于我们的生活环境中。它能溶解于水和煤油、甲苯等有机溶剂,还能溶于血液和脂肪。氡是天然放射性元素衰变系列铀系中的气体元素,可进一步衰变产生一系列产物,被称作氡子体,氡及其氡子体会对人产生辐射作用,造成极大的危害。
1 氡的危害
氡对人的辐射伤害占人所受全部环境辐射的55%以上。氡作为气态放射性元素,易通过呼吸道进入人体,可在肺部等组织中形成肿瘤,是引起肺癌的第二大因素,WHO已将氡列为19种最重要的致癌物质之一。氡辐射还能损伤人体面部,引起皮肤干燥、毛发脱落等病变,严重时会引起皮肤癌。
2 氡的来源
2.1 土壤地基
土壤和地基中氡析出是室内氡含量高的关键来源。在地层深处含有的铀、镭、钍可衰变出高浓度的氡,这些氡可以通过地层断裂带进入土壤,或沿地表和墙体裂缝扩散到室内。 自然界的部分岩石中,可释放大量的氡,如花岗岩、页岩、石灰岩和砂岩等,其中花岗岩氡释放量最高。
2.2 建筑原材料及其建材制品
建筑原材料中常用的粉煤灰、磷石膏、各类石材都可以放射一定量氡气。粉煤灰作为工业废渣被广泛应用于建材行业。粉煤灰对煤中的放射性核素有富集作用,导致粉煤灰建筑材料具有突出的氡污染。磷石膏也是一种工业废渣,我国每年排放大量磷石膏,它可放射一定量的氡气,以磷石膏为主要原料生产石膏板、石膏砌块、装饰石膏制品、水泥缓凝剂等磷石膏建材制品时,会导致室内氡含量超标。由于花岗岩氡释放量最高,在居室装修中使用花岗岩石材时,室内氡含量也会超标。
2.3 其他建材制品
除粉煤灰、磷石膏以及个别地区花岗石类砂石等为原材料获得的砂浆、砌块、轻质墙体、水泥等建材制品会引发室内氡污染,其他建材制品如混凝土空心砌块、水泥砂浆、加气混凝土等的氡析出率也较高,也会引发室内氡污染,损害人体健康。
3 氡的防治及技术
室内氡的防治可有效的降低室内氡的浓度,减少对人的伤害。目前防氡技术主要从地基土壤上控制、降低建材制品的氡析出率和防氡涂料三个方面入手,效果最好的方法是使用防氡涂料。
3.1 地基土壤控制
在建筑房屋选址时应避免含氡富集的地基上。当必须在氡析出较高的地址上建造房屋时,可对地基及地面铺覆隔离层,如用放射性元素含量低的粘土回填来降低氡的析出率[1],以减少地基土壤氡进入室内。除对土壤地基进行隔离封堵外,排放也可以达到降氡的目的,排放是通过采取一定的方式将土壤释放的氡引排至建筑物外,如在地板下面设置集氡井或设置架空层,土壤氡析出后就会在集氡井或架空层中积累,再通过管道把氡气引向建筑物外[2]。
3.2 建筑材料中氡的抑制
目前针对建材中的氡主要依靠建材内部封堵、吸附或对建筑材料改性进行抑制。如将钢渣细粉掺入煤渣砖中,形成了致密的结构,并且形成一定数量的白色结晶,达到屏蔽氡的效果[3];将沸石掺入到混凝土中可有效吸收氡,且不影响混凝土硬度;对建筑材料改性,可以降低建材制品的氡析出率,有研究证明[4]:以重晶石粉、氧化铁粉、高铝水泥、石膏、纳米材料为基元防氡防辐射材料用于建筑材料中时,都具有防氡效果。
3.3 防氡涂料
建筑墙体、建筑地面装修材料、室内装饰材料是引起室内氡污染的重要因素,可在墙壁和地面喷涂防氡涂料予以防治。防氡涂料是通过对室内墙壁、地板、天花板等基材表面进行涂敷,覆盖氡气放射源,具有优良的气密性,降低建筑基材的氡析出率,达到降低室内氡释放的目的。
目前,研制更多的是复合的、多功能防氡涂料。如余利明等[5]人研究一种防氡复合涂料,该防氡复合建筑涂料包括吸附层和隔离层,其中吸附层中加入了对氡具有良好吸附作用无机材料,将其与高分子树脂等混匀后,形成吸附层,隔离层中含有另一对氡具有阻挡功能的材料,将其与相应的乳胶漆混合后形成隔离涂层,防氡率为90%左右;邓跃全等人研究出一种丙烯酸聚合物为防氡剂和自制改性锌型抗菌剂配得的复合涂料,不仅有杀菌作用,还可使复合涂料的涂膜致密光滑,使复合涂料的防氡率90.3%。复合多功能防氡涂料将会是一种发展趋势。
4 结语
室内的氡来源于地基土壤、工业废渣及其建材制品,严重危害人的健康。目前室内氡的防治是从建材和防氡涂料两方面入手,防氡涂料效果更加明显。建材中加入防氡辐射功能基元材料,如沸石、重晶石等,通过超细、级配、复合等加工方法,制备建筑材料、涂料等材料,具有空隙填充作用、内层漫反射吸收作用、多空吸附衰变作用、致密层阻滞防氡作用,可有效地抑制氡等放射性物质向室内释放。
室内氡污染的控制需要综合防治技术,针对国防和民用需要,开发各级别的防氡建筑材料,满足市场的需要,尤其针对低层地面的室内氡污染防治的综合施工和防治技术也迫切需要开发。