建材表面氡析出水平的检测与分析

张文涛 孟丹 相正志
（中国辐射防护研究院 山西太原 030006）

      摘要 建筑装饰装修材料的放射性是人们非常关心的卫生安全问题，地面、墙壁和房顶（天花板）析出的氡是人类接受的天然辐射有效剂量的主要来源之一。氡及其子体对人体的健康危害主要是引起肺癌，其潜伏期约为15—40年。室内因含镭量较高的各类建材的使用，其氡析出率可达到2×10-3Bqm-2s-1，而导致室内氡浓度高达300Bqm-3以上，氡子体浓度高达0.066WL。为预测室内工作场所的氡浓度，对建筑、装饰装修材料的使用提出指导性建议，并为人体受照的剂量估算及考虑是否需要设计防氡结构等提供依据，我们采用自行研制的静电收集式氡析出率仪对大约30种类型400多个不同成品石材和装饰装修材料进行了测量，同时在已装修好的居室内有针对性地选择有代表性的材料和特殊测量点，进行现场监测，通过比较与分析可得出满意的结果。
     关键词 建筑装饰装修材料 表面氡析出率 静电收集 现场监测
1引言
      随着经济的发展，人们生活水平不断提高，对其室内与工作场所的建筑用材、装饰水平、环境质量等的要求也越来越高，其基本建筑材料、装饰材料的放射性是近年来人们十分关心的生活与工作环境安全问题。地板、墙壁和天花板析出的氡是人类接受的天然辐射有效剂量的主要来源之一。由UNSCEAR1993年报告附录D给出：室内建材和建筑物地面单位时间氡的释放量为60KBqd-1，其氡析出率为2×10-3 Bqm-2s-1。在煤灰渣、高炉重矿渣和矿石内的镭含量一般都比较高，由这些原料制作的建筑材料表面氡析出率也较高，当处理不当时可能危及健康；同时利用花岗岩、大理石、瓷砖、木制板材、仿木胶塑板等建材新品种做装璜材料，它们也含天然放射性核素镭。由于建材中226Ra不断地衰变析出氡，而进入人们生活和工作所在的环境大气中，氡及其子体对人体产生内照射；另外，氡还对人体脂肪有很高的亲和力，从而影响人的神经系统，使人精神不振，昏昏欲睡；此外，舞厅、商场、饭店和营业所等公共场所以及各工厂工作车间也大量用使用各种基本建筑材料、装璜材料铺设地面和贴墙壁，这势必增加广大公众的集体有效剂量当量，使公众肺癌发病率增高；所有这些已引起了人们的广泛关注。我国颁布了《室内空气质量标准》于2003年3月1日已开始实施[1]。
2 测量方法及内容
2.1 静电收集法测量表面氡析出率
      居室一般经过粉刷、装饰，有的装璜特别精美，其对人体产生氡的剂量主要来自于基本建材、石材、装璜材料等表面氡析出的贡献。而建材的氡的析出能力除与226Ra含量有关外，还与建材的孔隙度、颗粒的大小、孔隙的几何形状、含水量以及压力的变化有关，其建材表面的氡析出率可用下式表示：R=λ·ρ·C·F·L·Tanh(L1/L2)[3] 。式中：λ为氡的衰变常数2.1×10-6S-1；ρ为建材的密度，kgm-3；C为建材中镭的比活度，Bqkg-1；F为射气系数；L1为建材板的半厚度，L2为氡在建材中的扩散长度，m。目前使用γ谱仪进行样品核素分析只能给出材料中226Ra等含量，其对人体的最终危害主要还是由其衰变的氡的析出进入空气中所造成的，这样氡析出率的检测就有必要了。
我们使用自行研制的REM型氡析出率仪，根据测量需要来选择有代表性的成品装修材料，并且在已装修的室内进行合理布局，有针对地对各种典型材料实施现场监测。
2．2检测内容与范围
    我们测量了室内不同装修的地面、不同墙壁覆面的表面氡析出率，以及以煤灰渣、高炉重矿渣和矿石为原料制作的基本建材、天然石材、有代表性的装饰装修材料（如瓷砖、木制板材、仿木胶塑板等）市场新产品。其中室内与工作场所所用不同建材的地面、墙壁、天花板的氡析出率检测采取在不同的地点测量多次，求多点取平均值的办法，测量时间选在一天各个不同时期，包括不同环境条件下的点，如湿度较大，取暖设备附近等。
2．3质量保证
    测量前，所有被采用的REM-Ⅱ型氡析出仪已经国家一级计量站（核工业矿冶研究所）的标准氡室刻度。参与测量的人员均是具有专业素质，并且经过正规培训取得了合格资格。
3 监测结果
3．1建筑石材的测量 对每一个品种均取10个成品材料在同样的条件下测量，求其平均值。

表 1 各种天然建筑石材表面氡析出率测量（参考）结果（单位： × 10 -3 Bqm -2 s -1 ）

品名	表面氡析出率		品名	表面氡析出率		品名	表面氡析出率
珍珠花	0.85 ± 0.29		杜鹃红	25.21 ± 8.25		五莲花	0.43 ± 0.16
万山红	1.06 ± 0.35		泰山红	0.28 ± 0.13		玫瑰红	1.99 ± 0.83
孔雀绿	0.82 ± 0.19		鲁锦花	0.44 ± 0.21		台山红	1.97 ± 0.61
印度红	7.05 ± 1.82		樱花红	0.95 ± 0.41		杜鹃绿	15.50 ± 6.23
五一红	8.85 ± 2.21		菊花黄	0.18 ± 0.07		西丽红	0.95 ± 0.43
桂林红	12.05 ± 3.56		马兰红	0.82 ± 0.49		芩溪红	1.79 ± 0.84
罗源红	3.85 ± 0.25		南非红	0.55 ± 0.32		川红	1.85 ± 0.79
石岛红	3.14 ± 0 .86		三宝红	0．75 ± 0.38		惠东红	1.35 ± 0.92
枫叶红	4.35 ± 2.39		济南青	0.10 ± 0.03		山峡红	0.25 ± 0.13
将军红	0.35 ± 0.12		文登白	0.19 ± 0.06		虎贝	0.41 ± 0.22
丁香紫	0．85 ± 0.29		粉红岗	2.43 ± 1.01		丽港红	1.52 ± 0.62

4．测量结果分析与建议

4．1测量结果分析

从测量的结果来看， 地下室、平房、一层楼次等简单装修的住房氡析出率的水平一般比较高； 正常情况下石材的氡析出水平从高到低依次为红色、绿色、肉红色、灰白色、白色和黑色，花岗岩一般都高于大理石； 油漆墙、涂料墙、胶塑地板格、木板材面、塑皮桌面、塑料椅面、塑钢门、板门、壁纸墙、吸声板等的表面氡析出水平都比较低。

4 ． 2 减少室内表面氡的析出方法

1 ）针对地下室、平房、一层楼次等简单装修的住房来说，在选址建房时应尽量避开放射性本底高的地域和断裂构造的地域。

2 ）选择经过表面氡析出率检测较低与放射性核素含量相对较低的建筑装潢材料。

3 ）建房时要尽量消除地板和墙壁的缝隙以减少氡的析出，可用环氧树脂或密封剂封闭地下室的缝隙，也可用密实的粘土和砂作为新的填土。

4 ）禁止用含铀矿物质高的粘土制造墙砖。

4 ． 3 建筑装修时，最好注意以下几点：

a 、装修前，要合理选用石材，最好不要在居室内大面积使用一种建筑材料；

b 、选购石材时，要根据石材的放射性等级进行选择；

c 、要掌握一些选择的方法。比如据颜色的深浅与杂色来看，其放射性从红色、绿色、肉红色、灰白色、白色及黑色也有差别。花岗岩的放射性一般都高于大理石；

d 、合理选用花岗岩和大理石。大理石花纹美观，但是质地比较软，一般用做各种台面，用做地面材料的大多是花岗岩，比较耐磨，但要注意放射性；

e 、当然，最有效的方法是采用氡析出率仪等进行检测与分析，为材料的使用提供参考。

4 ． 4 防氡降氡方法：

1 ）开门窗通风排氡。

2 ）应用负氧离子发生器进行降氡。

负氧离子发生器是利用静电高压电离空气中氧气而成为负氧离子，负氧离子使氡的主要子体 Po-218 （带正电荷）产生沉降，达到降氡的目的。

例如：普通房间 15 平方米，关闭门窗。安装一台负氧离子发生器，连续运行 12 小时，其氡浓度由 150Bq/m3 降到 50 Bq/m3 。

3 ）应用防氡涂料进行屏蔽氡。

5 结语

根据室内空气质量卫生规范的要求，建筑材料放射性卫生标准的执行是必不可少的 [1] ，而其基本建材、石材、装璜材料的含镭一般都很高，从而氡的析出而导致室内氡浓度增高，氡子体α潜能浓度也相应增大。因此，建筑材料表面氡析出率的监测也将会成为一个极为重要的研究与应用课题。本文为其建材表面氡析出率监测提出了理论与实践相结合的方法，其测量结果为也为建材的选用提供了依据，成品材料的检测与现场监测可逐步推广，广泛地服务于社会，为人们的健康创造更好的环境卫生条件。

[ 参考文献 ]

[1]丁振宁.放射性污染防治法与安全性防护标准实施手册[M]. 哈尔滨:哈尔滨地图出版社,2003.15-16.

[2] 张文涛 , 金杰坤 , 龚新宇，等 . 建筑材料表面氡析出的监测方法研究 [J]. 工业卫生与职业病 ,2003,29(4):206-211.

[3] 张智慧 . 空气中氡及其子体的测量方法 [M]. 北京：原子能出版社， 1994.

[4] 张文涛 , 等 .REM- Π 型氡析出率测量仪的研制 [J]. 核电子学与探测技术 ,2002,22(2) ： 149.

[5] 邱小平 , 等 . 利用静电收集 218 P O 实现无源连续测氡 [J]. 核电子学与探测技术 ,2000,20(2) ： 120

Radon Exhalation Rate Monitoring and analysing of Building Material

Zhang Wentao

( Chinese Institute for Radiation Protection,Taiyuan 030006 China )

Abstract: The radiation of building and decoration material is thought of the secure problem about sanitation by the people 。 The radon of the floor ， the wall and the ceiling was exhalated in working locale ， which is one of the source in accepting the inartificial radiation for people 。 The radon and it '' s daughters harm the health of people ， they will result in lung cancer ， it '' s lurk time is about 15 to40 years 。 Because we made use of a lot of building meterial which the content of radium was higher ， it should result in the consistence of radon exceeding 300Bqm -3 ， and it '' s daughters '' exceeded 0.066WL ， the radon exhalation rate of building material exceeded 2 × 10 -3 Bqm 2 s -1 。 In orcter to dope out the consistence of radon i and put forward a good advice about making use of building material ， and put forward a gist about designing the safety configuration of radon ； We made use of the electrostatic collection equipments which developed by ourselves ， and select special area to monitor 。 At last discuss and analyse about the whole result and monitoring result for the same buiding material.We monitored all of about the building and decoration material 。 It is proved ， we can receive a well-pleasing result .

Key words: Building and decoration material Surface rodon exhalation rate Electrostatic collection monitoring in locale