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1民用建筑壤氛濃度的測量

氛氣是由巖石、土壤和建筑材料等物質(zhì)中的3個天然放射性系列中Ra同位素直接衰變產(chǎn)生的一種無色、無味的放射性氣體，廣泛存在于人類生活和工作環(huán)境中，它是危害人們身體健康的輻射源之一。已有資料表明，受高濃度氛長期照射的人群，肺癌的發(fā)病率增加。若建筑場地土壤氧濃度出現(xiàn)異常，會直接引起建筑物低層室內(nèi)氛濃度的增高。據(jù)聯(lián)合國原子能輻射效應(yīng)科學(xué)委員會(uNSCRAR)估計，氛及其子體是天然輻射源年有效劑量當(dāng)量的最大貢獻(xiàn)者，通常被認(rèn)為約占年有效劑量當(dāng)量的54%，而進人居室內(nèi)的氛主要來自地基(土壤和巖石)，約占56%。因此，不可忽視氛的危害作用，在民用建筑工程施工前，進行場地土壤氛濃度的測量并采取相應(yīng)的措施是非常必要的。

2氨危害的現(xiàn)狀評價

美國于1986一1990年實施全國性氨調(diào)查，主要通過流行病研究來評價氛含量較高的地區(qū)與肺癌發(fā)病率之間的關(guān)系。調(diào)查結(jié)果表明:肺癌的發(fā)病率與氛濃度高低和受照射時間成線性正比關(guān)系(注:也有部分呈非相關(guān)關(guān)系)。美國全國室內(nèi)平均氛濃度為124Bq/耐，其中21%的地區(qū)超過巧OBq/耐，5%的地區(qū)超過400Bq/m3，1%的地區(qū)超過800Bq/時。根據(jù)巖石或土壤放射性核素含量、土壤特性及室內(nèi)氛濃度值幾個綜合指標(biāo)，確定出某些具有高氧潛在地質(zhì)遠(yuǎn)景區(qū)。若不采取措施加以防氛降氧，在高氛區(qū)建房，其室內(nèi)氛濃度有可能超過標(biāo)準(zhǔn)。美國室內(nèi)氛濃度標(biāo)準(zhǔn)為148Bq/耐，目前，其室內(nèi)氨濃度水平已控制在46.3Bq/m，O20世紀(jì)80年代后期，國際原子能機構(gòu)(IAEA)和歐共體委員會(CEC)發(fā)起了一項為期sa的關(guān)于人類環(huán)境中氛協(xié)調(diào)研究計劃(CPR)，有50多個國家參與了這個項目，其中歐共體國家完成了本國的室內(nèi)氛測量。這些國家先后在地下、室內(nèi)、地表土壤、住宅區(qū)下部地下水和排水中進行氛濃度測量，得到一些重要認(rèn)識:流行病發(fā)病率與礦區(qū)高濃度氛有較高的相關(guān)性，建筑物地基土壤是室內(nèi)氛的主要來源。在此基礎(chǔ)上，制定了相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)來控制室內(nèi)氛濃度。

從加世紀(jì)50年代起，我國的核工業(yè)、地礦等系統(tǒng)將氧測量應(yīng)用于找礦、地下水勘查、地震預(yù)報、城市區(qū)域穩(wěn)定性評價等領(lǐng)域。20世紀(jì)80年代，衛(wèi)生部、國家環(huán)保總局開展了第1輪全國氛抽樣調(diào)查和全國環(huán)境天然放射性水平調(diào)查，并開展了降氛除氛實驗，取得了一定的效果。但不同系統(tǒng)之間缺乏相互協(xié)調(diào)，測量數(shù)據(jù)分散，數(shù)據(jù)處理及其解釋不統(tǒng)一等問題。到目前為止，我國還沒有完成全國性的氛調(diào)查圖件和解釋工作。

《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》(GB50325一2001)2001年并于2002年開始實施，在推動我國對氛危害的研究工作，以及對控制氛污染和提高人們的生活質(zhì)量方面起到了一定的作用。

3氨進入建筑物的途徑

(1)由地基進人建筑;(2)由建筑材料析出的氧進人建筑物;(3)由管道水、生活用煤氣和其他某些生活用品產(chǎn)生的氛進人建筑物。通常，室內(nèi)氧是由上述途徑綜合作用的結(jié)果，其濃度取決于該地區(qū)的地質(zhì)情況、建筑材料和建筑物結(jié)構(gòu)。但對地層建筑物來說，由地基進人建筑物是最主要的途徑。來自土壤的氛取決于巖性、伴生的鈾含量和該區(qū)的地質(zhì)構(gòu)造，氛與地質(zhì)因素的關(guān)系極為重要。氛是母體元素鈾、社的衰變子體，因此，所測量地區(qū)巖石、土壤中鈾、牡含量的高低是影響氛分布的最直接因素。區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造與局部斷裂帶是氧氣從地下逸出地表的重要通道，斷裂有助于氛氣從深埋的氣源遷移，氛氣在地表土壤中的分布受巖石和斷裂帶的控制。另外，巖石或土壤的滲透率、孔隙度、氣象因素(溫度、大氣壓、濕度)也是決定氛析出的重要參數(shù)，其中滲透率是影響氛遷移的主要因素之一。

4建筑物工程場地土壤氛濃度測定

4.1測t方法

目前測氛的方法很多，根據(jù)土壤氛濃度測量的特點，通常采用電離室法、靜電擴散法或閃爍室法等方法。

4.2測量范圍

測量范圍與工程地質(zhì)勘查范圍相同。

4.3測點的布置

以間距10m網(wǎng)格的網(wǎng)格點作為測試點，但測試點不應(yīng)少于16個，布點位置應(yīng)覆蓋基礎(chǔ)工程范圍。

4.4點測

在每一個測試點用專用的鋼釬在土壤中打孔，孔的直徑宜為20一40mm，孔的深度宜為600一800mm。立即將取樣器插人孔中，并踩實取樣器周圍的地表土壤，避免大氣進人孔中，然后進行抽氣、現(xiàn)場測量。

5測量結(jié)果與防氨措施

根據(jù)工程地質(zhì)勘查報告提供的工程地點的地質(zhì)構(gòu)造斷裂情況，以及區(qū)域性天然放射性背景資料對測量數(shù)據(jù)進行解釋，相應(yīng)采取以下防氛措施:

(1)當(dāng)建筑工程處于地質(zhì)構(gòu)造斷裂帶時，應(yīng)根據(jù)土壤中氛濃度的測定結(jié)果，確定防氛工程措施;

(2)土壤中氧濃度高于周圍非地質(zhì)構(gòu)造斷裂區(qū)域3倍以上、5倍以下時，工程設(shè)計中除采取建筑物內(nèi)地面抗開裂措施外，還必須按國家一級防水要求，對基礎(chǔ)進行處理;

(3)土壤中氛濃度高于周圍非地質(zhì)構(gòu)造斷裂區(qū)域5倍以上時，工程設(shè)計中除采取措施(1)外，還應(yīng)按國家標(biāo)準(zhǔn)采取綜合建筑構(gòu)造措施;

(4)I類工程地點土壤中氛濃度高于周圍非地質(zhì)構(gòu)造斷裂區(qū)域5倍以上時，應(yīng)進行工程地點土壤中的226Ra、232Th、和K的比活度測定。當(dāng)內(nèi)照射指數(shù)(Ia.)大于1.0或外照射指數(shù)(幾)大于1.3時，工程地點土壤不得作為工程回填土使用。

6土壤氨測量實例

6.1建筑場地概況

該場地位于北京某建筑小區(qū)內(nèi)，原有建筑物已經(jīng)全部被拆除，場地平坦。據(jù)該場地巖土工程勘查資料，建筑場地的土壤主要為人工填土層和少量的第四紀(jì)沉積土層。人工填土層主要成分為磚塊、石灰渣、混凝土塊等建筑垃圾，成分復(fù)雜。第四紀(jì)沉積土層主要為褐黃色粘質(zhì)粉土。工程勘查探明在建筑場地內(nèi)沒有斷裂構(gòu)造帶。

6.2測點布置

利用建筑工程測繪水準(zhǔn)點Al為基準(zhǔn)點，用森林羅盤和測繩在南北方向布設(shè)16條測線，東西方向布設(shè)18條測線，線距為10m。南北、東西向測線的交點即為測試點，在測點處插人明顯標(biāo)記以便進行測量。

6.3土壤象濃度測量

采用FD一3017RaA測氛儀測量土壤氧濃度。該測氛儀是一種瞬時測氛儀器，利用靜電收集氛衰變的第1代子體RaA作為測量對象。RaA在初始形成時的瞬間為帶正電的離子，該儀器就是利用它的帶電特性，采用加電場的方式，即RaA離子在電場作用下被濃集在帶負(fù)高壓的金屬收集片上。然后取出金屬片放到探測器內(nèi)測量RaA的a放射性，根據(jù)a強度確定氛濃度。

儀器使用前需進行檢定，經(jīng)檢定合格方可使用。該儀器工作條件:溫度一10一40℃、相對濕度95%、探測下限蕊400Bq/時，不確定度‘20%，滿足GB50325一2001規(guī)范要求。

6.4測量過程

(1)用直徑3。m的鋼釬在測量點打一個65cm深的孔，取出鋼釬后立即將取樣器插人孔中，踩實取樣器周圍松土，防止大氣滲人;

(2)在抽氣筒樣片盒中放人收集片，將抽氣筒閥門置于“抽”位置，提拉抽筒至“0.5L”處，然后將閥門置于“排”位置，壓下抽氣筒，將孔中滲人的大氣排出;

(3)將抽氣筒閥門置于“抽”位置后緩慢提升抽氣筒到最上端“1.SL”時，順時針旋轉(zhuǎn)抽氣筒一個角度使之固定，立即關(guān)閉閥門使氣筒內(nèi)的氣體與外界空氣隔絕;

(4)啟動高壓，給收集片加高壓，開始收集RaA離子，時間為2min;

(5)當(dāng)高壓時間結(jié)束時，立即取出收集片并將其放人儀器操作臺的測量盒內(nèi)，儀器自動開始測量，2min后測量結(jié)束，記錄測量結(jié)果。需要說明的是，為了驗證一次抽氣、一次測量方法的有效性，在測量過程中作者做了抽氣次數(shù)和測量重復(fù)性實驗。選取該場地北部的F6測量點進行了7次測量，測量結(jié)果見表2，可以看出，7次測量的標(biāo)準(zhǔn)偏差為3.8%，同樣反應(yīng)出儀器具有良好的穩(wěn)定性。同時，單次測量與7次測量平均值之間的偏差為1.2%一9.6%，小于1。%，因此，測量時在一個測點不必多次抽氣和測量，在每一測點進行一次抽氣、一次測量是可行的，這樣可明顯減少工作量。

6.5測且結(jié)果解釋

該建筑場地內(nèi)145個測點土壤氛濃度范圍為525一16800Bq/m，，平均值為3514Bq/m，(圖l)。為了對比該建筑場地測點土壤氛濃度的高低，依據(jù)GB50325一2001規(guī)范，在該建筑場地外選擇一非地質(zhì)構(gòu)造帶作為背景區(qū)，并進行了10個測量點的土壤氛濃度測量工作，背景區(qū)土壤氛濃度測量值為2888一9450Bq/m，，平均值為5776Bq/m，。

測量結(jié)果表明，該建筑場地土壤中氧氣濃度平均值低于背景區(qū)平均值。依據(jù)《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》所規(guī)定的相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)，在該建筑場地內(nèi)的工程設(shè)計及建筑過程中，不必采取防氛措施。

7結(jié)論

(1)《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》(GB50325一2001)對建筑場地土壤氛濃度測量的實施具有指導(dǎo)性作用;

(2)對民用建筑工程場地進行土壤氧濃度測量時，應(yīng)選擇無污染、無氛射氣干擾及較高靈敏度、操作方便，其技術(shù)指標(biāo)滿足規(guī)范要求的儀器;

(3)土壤氛濃度測量結(jié)果解釋應(yīng)結(jié)合測區(qū)工程地質(zhì)勘查探明的地質(zhì)構(gòu)造特征、土壤特征以及區(qū)域放射性背景資料，以便采取相應(yīng)的防氧工程措施。