土壤氡气测量在某建筑场地的应用

徐小刚

（广东省交通规划设计研究院股份有限公司，广东 广州 510507）

0 引言

氡（氭，Rn）是自然界中的一种放射性元素，其化学性质活泼性较低，多以单质氡形态存在于环境中。氡气一般无色无味，当其随空气被吸入肺中，氡衰变产生的α 粒子将会停留和扩散于呼吸系统，造成呼吸系统严重损害，甚至导致肺部癌变。在我国已有《民用建筑工程室内环境污染控制规范》GB 50325—2010（2013 年版）[1]文件，对民用建筑中的氡气测定进行明确规定：要求氡气含量在20 000 Bq/m3～30 000 Bq/m3，需要采取建筑物底层的地面开裂防护加固措施，因此，氡气的测量与建筑底部土质层质量控制也有着紧密联系。该文基于建筑工程中氡气测量的重要性，阐述了土壤氡浓度测量原理，并结合工程实际，讨论了具体方法的应用。

1 土壤氡浓度测量原理

天然放射性核素（铀、钍、镭、钾等）在自然界普遍存在于各种岩石及土壤中，虽然单位体积内的含量相对较低，但是放射性核素会持续地放出氡和γ 射线，对周边影响较大。氡对人体的脂肪组织有极强的亲和力，一旦与人体神经系统结合或进入呼吸系统，将会产生巨大的危害[2]。根据相关规范要求，目前普遍使用的氡检测方法原理是使用专门的气筒连接插入土壤中的采集器搜集气体，在抽取的气体样本中放入采样电极板，利用3 000 V 高压导电电极板建立静电场，氡的正离子被采样片吸附住，过程时间约为2 min～5 min，由主机的探测器对采样片中的氡进行检测，采样片中的氡在衰变过程中产生的半衰期比较短的第一代子体RaA，由RaA 产生的α 射线射到金硅面垒探测器上，使探测器产生电脉冲，脉冲经放大电路放大后，经128 道分析器对脉冲幅度进行分析、计数（α 谱测量），换算后得出该点的土壤氡浓度（Bq/m3），如图1 所示。

2 土壤氡浓度测量在场地中的应用

2.1 项目工程概况

某大厦位于广州市白云区城市中央，是某规划的重要组成部分。大厦总建筑面积约46 000 m2，其中地上建筑面积约30 000 m2，共23 层楼，地下负四层，建筑面积约16 000 m2。为了查明场地的土壤氡浓度情况，评价该建筑物场地是否需要采取防氡措施，进行土壤氡浓度测量工作。

图1 土壤氡浓度测试工作示意图

2.2 地质概况

根据场地钻孔揭露情况，该场地第四系覆盖层为杂填土、粉质黏土、淤泥质粉质黏土及砂层，下覆基岩主为二叠系栖霞组炭质灰岩，偶见全～强风化砂岩、泥岩夹层，炭质灰岩区岩溶发育。

2.3 野外工作方法技术及质量评述

2.3.1 仪器设备及其工作状态

该次土壤氡浓度测量设备采用上海电子仪器厂生产的FD-3017 型RaA 测氡仪（图2）。仪器主要技术指标有7 个。①FD-3017 型RaA 测氡仪。通过静电对氡在衰变中的RaA进行测量，操作简单，及时获取结果。②极限探测灵敏度。＜0.1em（即＜0.3704 Bp/L=370.4 Bp/ m3）。③抽气泵密封性能。在700mm 泵柱时，漏气速率＜20mm Hg/min ④探测器：金硅面垒型半导体探测器，直径φ26 mm，面积531 mm2。⑤本底计数≤4 脉冲/h。⑥计数容量：1～99999。 ⑦使用环境条件：温度-10°～45°，相对湿度≤95%。

图2 仪器设备图

以上所有的仪器设备均在计量检定周期之内，工作期间，所有的仪器设备性能稳定。

2.3.2 测量定位

土壤氡浓度坐标使用RTK 测量。测量方式和精度满足物化探测量规范要求。

2.3.3 物探野外工作方法技术

土壤氡浓度每个测量点数据采集前，先进行抽气打孔准备工作，采用直径为25 mm 的专用钢钎打孔，孔的深度为0.5 m～0.8 m。成孔后，使用头部有气孔的特制的取样器，插入打好的孔中，取样器在靠近地表处进行了密闭，以避免大气渗入孔中，连接好后先检查密封性然后再进行抽气。首先，抽取1.0 L 气体排放掉以对气筒进行清洗，然后再抽取1.5 L 气体进行采样分析，高压收集时间和测量时间均为2 min 。多次测量完成后计算记录脉冲数值的平均值，再经转换为氡浓度值（CRn），单位为Bq/m3。

2.3.4 物探外业工作质量评述

工作期间，所有设备工作正常、性能稳定。野外同期进行的资料初步处理成果表明，数据质量优秀、数据稳定。可以用于后续的资料处理。

2.4 资料整理、处理、分析与解释方法

2.4.1 资料的处理与解释

土壤氡浓度的数据处理较为简单，通过计算多次测量完成后记录脉冲数值的平均值，该次使用的FD-3017 型RaA 测氡仪的标定系数为131.2 Bq/m3，脉冲数值的平均值乘以标定系数即为土壤氡浓度实测值值（CRn），单位为Bq/m3。

2.4.2 资料分析与解释成果

土壤氡浓度测量结果见表1。

表1 土壤氡浓度测量结果

《民用建筑工程室内环境污染控制规范》GB 50325—2010（2013 年版）中对土壤氡浓度测定结果有明确要求。首先，当土壤氡浓度测定结果平均值不大于10 000 Bq/m3，并且工程场地所在地点不存在地质构造断裂时，可以不再进行土壤氡浓度测定。其次，当民用建筑工程场地土壤氡浓度测定不大于20 000 Bq/m3，可不采取防氡措施。

最后，当民用建筑工程场地土壤氡浓度测定结果大于20 000 Bq/m3，且小于30 000 Bq/m3，应该采取建筑物底层地面抗开裂措施。根据该场地区域地质资料，以及该次土壤氡浓度测定结果：工程场地土壤氡浓度最大值957.8 Bq/m3，小于10 000 Bq/m3，可以不再进行土壤氡浓度测定，不采取防氡措施。

3 结论及建议

该次采用“钻探+物探”进行综合勘察，结合前期地质资料和收集资料，对土壤氡浓度测量结果进行了分析，最终得出：该工程场地土壤氡浓度最大值957.8（Bq/m3），小于10 000（Bq/m3），可以不再进行土壤氡浓度测定，不采取防氡措施。