浅析土壤氡浓度的测定及影响因素

浅析土壤氡浓度的测定及影响因素

罗天才

广东省地质局第九地质大队

摘要：土壤中氡浓度的测量主要受人为因素、地质条件、气象环境的影响，而测氡方法本身的局限性对土壤中氡含量的测量也有较大影响，因此测氡方法的选择要因地制宜并综合考虑以上因素。测量土壤氡浓度的方法较多，本文介绍了场地土壤氡浓度的测定方法以及结果评价，并采取了相应措施。例举某工程项目进行说明，并探讨了实际工作中影响土壤氡浓度测定结果准确性的影响因素。

关键词：氡；测定；影响因素

1氡的化学成分及特性

氡是一种放射性的惰性气体，无色无味，氡元素有Rn222、Rn220、Rn219分别来自镭的几种同位素Ra226、Ra224、Ra223，而镭同位素分别由U238、Th232、U235等衰变而来。由于Rn222的半衰期是3.82d，所以在其原子核发生衰变前会有部分从岩石中、土壤中跑出来，很容易随着人们的呼吸进入肺部，并随着血液的流动走向全身，其放射的α粒子，由于其射程短，在它经过的路径上造成原子的电离密集，破坏细胞结构分子，在人体内对细胞的伤害也就十分集中，细胞受伤害的程度比较大，修复的可能性较小，这就是氡气之所以成为造成肺癌的原因。土壤中氡渗入被认为是普通室内氡污染的主要来源，一般占室内氡的60%左右。因而，在民用建筑工程勘察设计阶段，进行场地土壤氡浓度测定并采取相应的措施是非常必要的。

2土壤中氡的产生

2.1铀是土壤中氡的源头

通常土壤中的铀含量几乎与岩石中相同，因为土壤是由岩石产生的。变质岩中铀含量比平均岩石要高。

2.2铀→镭→氡

á粒子反冲是从矿石颗粒中释放氡气的最重要因素。一些氡从小颗粒中跑到毛细孔空间中。这些毛细孔中有水的情况下可以减缓氡的释放，而且增加它在毛细孔中停留的可能性。对于多数土壤，产生的氡只有10～15％从颗粒中跑到小孔中。地表土壤中的氡主要来自两个方面：地层深处和地表土壤中的长寿命放射性核素。地表深处的氡气或沿着缝隙向上扩散，或溶于地下水中后随着地下水的流动而流动，沿着缝隙向上涌动扩散，源源不断的补充地表土壤中的氡气。地表土壤中的长寿命放射性核素Ra22（6它作为U238的衰变产物）等在衰变过程中，会不断的释放出氡气。

2.3土壤条件影响氡运动

氡可以较容易地离开岩石和土壤，进入岩石缝隙、空隙及土壤颗粒之间的小孔空间中。影响氡在地下扩散范围和程度的影响因素：地下裂缝深浅、走向、土质密实程度、潮湿程度、地下水深浅及流动情况等。氡在可渗透的土壤中比非渗透的土壤移动更迅速，土壤和岩石中的缝隙使得氡更快速的移动。

2.4土壤的吸附

222Rn经α衰变后产生的子体（如218Po，214Pb，210Pb，206Pb等）90%以上被空气中的气溶胶粒子所吸附呈游离状态，它们能被许多物质（木炭、粘土等）吸附，可在空气中存留较长时间。

3土壤中氡浓度的检测

3.1方法原理

土壤氡检测一般都是使用专用工具从土壤空洞中抽吸气体样品，再测量样品的放射性强度，依此推断土壤中氡浓度。土壤中氡浓度测量的关键是如何采集土壤中的空气。土壤中氡气的浓度一般大于数百Bq/m3，这样高的氡浓度的测量可以采用电离室法、静电扩散法、闪烁瓶法、金硅面垒型探测器等方法进行测量。我们实验室主要采用的是核工业航测遥感中心生产的HDC型环境测氡仪，主要原理就是HDC型环境测氡仪是一种瞬时测氡仪，它利用氡衰变后的第一体RaA（即218Po核素）的带正电特性，首先把土壤中的空气抽到富集室里，然后加正高压电场，把RaA富集在带负高压的金属收集片上，经过2min的富集后，移到由金硅面垒型半导体探测器和相应的电子线路组成的测量仪器上测量2min，由于仪器设有甄别电路，所以只有

RaA的脉冲信号最后进入计数并在液晶屏上显示出来。

3.2测量步骤

（1）在测量之前，应根据工程勘察范围确定检测点数，以10m作网格布点。详细记录工程名称，工程地点，工程类别，测试点布设图，成孔点土壤类别，现场地表状况，测试前24h以内工程地点的气象状况。

（2）第一步打孔。孔的深度在50~80cm为宜，因为太深将加大检测工作的难度；太浅，土壤中氡气含量易受大气环境的影响，不能真实的反映深部情况。第二步将取样器插入打好的孔中，成孔时间和检测时间不能间隔太久，否则氡气散发至空气中，造成实测数值比正常值偏低。第三步将取样用的膜片放入取样盒内，抽取气体取样2min；第四步将取样后的膜片放入检测器中进行RaA计数测量。

4测定实例

建筑物场地概况：

工程概况如下：建筑场地土壤以部分黏性土、部分为花岗岩残积土为主，工程部分已开挖，部分积水。按照GB50325的要求：检测时间为9：30至下午17：00整，天气晴朗。未开挖地表干燥地块土壤中氡浓度数据明显比已开挖的地方高，整个工程土壤氡浓度平均值在13000Bq/m3。

5影响因素分析

由于土壤氡浓度测定之前尚无国家标准，GB50325-2010附录E是根据核工业行业标准《氡及其子体测量规范》EJ/T605-91及18个城市土壤氡浓度水平调查的体会，结合工程实际提出的一个概要。为了提高检测数据的可靠性和准确性，可采取以下措施：

（1）检测工作开始前要先查看下测氡仪的电量是否充足；抽气装置的气密性如何，确保到现场检测时可以正常使用；测氡仪操作台和抽气装置之间的数据连接是否正常等等。定期对仪器进行校准、检定以及期间核查。

（2）每一检测点可进行多次测量，降低数据的不确定度。

（3）周围环境里的电磁辐射等因素可能造成数据的异常波动，测试人员应能根据经验判别，必要时进行复测。难以辨别时，对同一点多次检测或用多台仪器进行比对。

（4）测氡仪使用的干燥剂对氡浓度的影响：通过现场实验，干燥剂变色程度的差异。对氡浓度测定结果影响显著。干燥剂全部为蓝色与全部变色的结果最大相差50%以上。实验结果表明，干燥剂受潮测定结果偏低。一般情况下，干燥剂变色50%考虑更换。

（5）土壤的湿度对测定也有影响：一般雨前测定比雨后测定要高，主要原因是雨水向土壤内渗透时，易溶于水的氡被驱赶到土壤深度，同时雨水使土壤表层密度增加，阻碍了土壤中氡向地面扩散。所以一般雨后等场地比较干燥后再测，不能机械按规范规定雨后24h进行，因为也会遇到实际场地遭遇地下水较浅或排水不畅导致的积水。

6结语

岩土工程勘察是工程建设的第一步，只有在工程勘察中准确测定该场地土壤中氡浓度，才能为设计施工单位提供可靠的数据。设计单位只有在较好地贯彻执行规范对土壤氡浓度的控制时，才能尽可能减弱土壤氡浓度对室内氡浓度的影响。土壤氡浓度测定结果及评价应结合勘察单位提供的岩土工程勘察资料以及区域地质资料，以便采取相应的防氡措施。

参考文献：

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