住房室內(nèi)氡的危害及其控制措施
1引言
氡是一種放射性氣體，普遍存在于我們的生活環(huán)境中，從20世紀(jì)60年代末期首次發(fā)現(xiàn)室內(nèi)氡的危害至今，科學(xué)研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，氡對人體的輻射傷害占人體所受到的全部環(huán)境輻射中的55%以上，對人體健康威脅極大，其發(fā)病潛伏期大多都在15年以上。據(jù)美國國家安全委員會(huì)估計(jì)，美國每年因?yàn)殡倍劳鋈藬?shù)高達(dá)30000人。我過也存在著嚴(yán)重的氡污染問題，1994年以來我國調(diào)查了14座城市的1524個(gè)寫字樓和居室，每平方米空氣中氡含量超過國家標(biāo)準(zhǔn)的占6.8%，氡含量最高的達(dá)到596，是國家標(biāo)準(zhǔn)的6倍。有關(guān)部門曾對北京地區(qū)公共場所進(jìn)行室內(nèi)氡含量調(diào)查，發(fā)現(xiàn)室內(nèi)氡含量最高值是室外的3.5倍，據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，我國每年因氡致肺癌為50000例以上。氡已被國際癌癥研究機(jī)構(gòu)(IARC)列入室內(nèi)重要致癌物質(zhì)，美國環(huán)保局也將氡列為最危險(xiǎn)的致癌因子,因此我們必須高度的重視室內(nèi)氡的危害。
2氡的特性及來源
2.1氡的特性
氡是由鐳衰變產(chǎn)生的自然界惟一的一種無色、無味、無臭的天然放射性惰性氣體，易擴(kuò)散，能溶于水。其原子序數(shù)為86,是元素周期表中第六周期的零族元素。在自然界中氡有三種同位素，分別來源于鈾系、釷系和錒鈾系,相應(yīng)的半衰期分別為3.824d、55.6s和3.96s。在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下，氡的密度為9.96，是空氣的7.7倍。在溫度為—61.8℃變?yōu)橐后w，—71℃時(shí)變?yōu)槌赛S色固體。它能溶解于水和許多液體，還能溶解于血液和脂肪。氡容易被膠皮、粘土、活性碳等多孔材料吸附。氡是放射性氣體，并隨時(shí)間逐步衰變，形成氡子體，是致癌的主要因素。
2.2氡的來源
據(jù)報(bào)道，世界來源于建筑物的地基和周圍的土壤約占室內(nèi)氡60.4%，來自建筑材料和室外空氣的分別占19.5%和17.8%。室內(nèi)氡污染的來源與很多因素有關(guān)，以下是幾個(gè)主要來源：
一是來自于房屋的地基和周圍的巖石或土壤。土壤和巖石是氡的最主要的來源。在地層深處含有鈾、鐳、釷的土壤、巖石中可以發(fā)現(xiàn)高濃度的氡。這些氡可以通過地層斷裂帶，進(jìn)入土壤，并沿著地的裂縫擴(kuò)散到室內(nèi)。國家《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》要求，新建房屋必須進(jìn)行地質(zhì)基礎(chǔ)土壤氡含量的測試。
二是來自于建筑材料和室內(nèi)裝飾材料。建筑材料是室內(nèi)氡的另一個(gè)重要來源。有資料證明，花崗巖、碳質(zhì)巖、浮石、明礬石和含磷礦等一些巖石中鈾、鐳的含量較高。由于有些建筑材料中摻入放射性含量較高的礦渣或使用高放射性石材，不僅使室內(nèi)氡濃度增高，也明顯地增加了外照射劑量。如采用工業(yè)廢渣作原料的煤渣磚、礦渣水泥；采用鋯英砂為乳濁劑的瓷磚、彩釉地磚等。家庭和寫字樓裝飾裝修時(shí)使用的天然石材、瓷磚、水泥、砂石如果放射性指標(biāo)超標(biāo)，可以致使室內(nèi)氡含量增高。目前大多數(shù)家庭在裝修時(shí)選擇瓷磚作為地面材料和廚房衛(wèi)生間材料，如果選擇了放射性指標(biāo)不合格的瓷磚，會(huì)造成嚴(yán)重室內(nèi)環(huán)境氡污染。
四是來自于飲用水和生活用水。一般的供水系統(tǒng)不會(huì)引起室內(nèi)空氣中氡濃度增高，如果使用地下水或地?zé)崴，情況會(huì)有所不同。氡易溶于水，地下水或地?zé)崴型懈邼舛鹊碾睔，用水工程中氡?huì)從水中擴(kuò)散出來，進(jìn)入室內(nèi)。
3氡及其子體的危害
氡對人類的危害主要表現(xiàn)為確定性和隨機(jī)效應(yīng)。確定性效應(yīng)表現(xiàn)為在高濃度氡的暴露下，機(jī)體出現(xiàn)血細(xì)胞的變化。由于氡對人體脂肪有很高的親和力，特別是氡與神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)合后危害更大。隨機(jī)效應(yīng)主要表現(xiàn)為誘發(fā)腫瘤。由于氡是放射性氣體，呼吸時(shí)氡氣及其子體隨氣流進(jìn)入肺臟，氡子體衰變時(shí)放出射線，這種射線像小炸彈一樣轟擊肺細(xì)胞，使肺細(xì)胞受損，從而引發(fā)患肺癌的可能性。若氡衰變過程中釋放的粒子通過呼吸進(jìn)入人體，則會(huì)破壞細(xì)胞組織的DNA，從而誘發(fā)癌癥。據(jù)估算，人的一生中，如果在氡濃度370Bq/m3的室內(nèi)環(huán)境中生活，每千人中將有30～120死于肺癌。氡及其子體在衰變時(shí)還會(huì)同時(shí)放出穿透力極強(qiáng)的γ射線，對人體造成外照射。據(jù)統(tǒng)計(jì)，歐盟每年兩萬人死于肺癌。這大約是歐盟死于因室內(nèi)氡污染導(dǎo)致的肺癌總?cè)藬?shù)的9%，美國每年因氡而致肺癌死亡人數(shù)高達(dá)3萬！英國肺癌的5%是由于室內(nèi)的氡污染造成的。我國每年因氡污染導(dǎo)致肺癌的病例在5萬例以上。
4室內(nèi)氡濃度的檢測及評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
4.1室內(nèi)氡濃度的檢測
測量氡濃度的方法有很多種,總地來說可以分為瞬時(shí)測量和累積測量兩大類。瞬時(shí)測量法主要有閃爍瓶法,雙濾膜法;累積測量方法主要有徑跡蝕刻法、活性炭盒法、駐極體法等。并制定了氡檢測相關(guān)的國家和行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。
4.2室內(nèi)氡濃度的評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)
從1995年到2004年，我國積極開展氡的監(jiān)測和防治研究,以保障人民健康,并由相關(guān)部門制定了有關(guān)住房、地下建筑物和民用建筑工程等氡及其子體控制的國家標(biāo)準(zhǔn)。
1)GB/T16146-1995《住房內(nèi)氡濃度控制標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定,已建住房平衡當(dāng)量氡濃度年平均值不超過200Bq/m3,新建住房平衡當(dāng)量氡濃度年平均值不超過100Bq/m3。2)GB50352001《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》規(guī)定,Ⅰ類民用建筑工程氡濃度限量不得超過200Bq/m3,Ⅱ類民用建筑工程氡濃度限量不得超過400Bq/m3。3)GB/T18883-2002《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定放射性氡濃度年平均值為400Bq/m3。4)GB/T17216-1998《人防工程平時(shí)使用環(huán)境衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定,Ⅰ類人防工程平衡當(dāng)量氡濃度不大于400Bq/m3，Ⅱ類人防工程平衡當(dāng)量氡濃度不大于200Bq/m3。5)GBZ1162002《地下建筑氡及其子體控制標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定,已建地下建筑平衡當(dāng)量氡濃度行動(dòng)水平為400Bq/m3,待建地下建筑平衡當(dāng)量氡濃度設(shè)計(jì)水平為200Bq/m3。
5氡濃度控制及防護(hù)措施
氡及其子體是無處不在的，要想完全避免氡的照射是不可避免的。應(yīng)該做好切實(shí)的工作，加強(qiáng)監(jiān)測，從選址、選料、設(shè)計(jì)、通風(fēng)、密封等幾個(gè)方面入手，把過高的室內(nèi)氡降低，創(chuàng)造一個(gè)良好的居住環(huán)境。
5.1新建住宅防氡技術(shù)
建造一棟新住宅前做好防氡設(shè)計(jì)要比建完后采取補(bǔ)救措施可能更為有利。首先，從源頭上進(jìn)行控制，阻斷氡氣進(jìn)入室內(nèi)從室內(nèi)環(huán)境中氡的來源。由于煤炭、液化氣、天然氣使用的季節(jié)性、時(shí)間性以及地下熱水開采使用的有限性(目前開采量不大,使用單位不多),一般情況下，造成室內(nèi)氡污染，氡濃度升高的介質(zhì)主要是建筑物的地基(巖石、土壤)和建材裝飾材料。這就需要正確選擇地基。在設(shè)計(jì)和施工以前，對地基進(jìn)行放射性測量和評價(jià),選擇低氡分布區(qū)作為房屋的地基，以避免房屋建在含放射性核素鈾、鐳很高的地基或地質(zhì)構(gòu)造斷裂帶上。從巖石類型的角度考慮，如果建在酸性巖(如花崗巖)上，內(nèi)部氡濃度一般比建在沉積巖(如石灰?guī)r、紅色砂巖)上更高些，建在正變質(zhì)巖(從巖漿巖經(jīng)變質(zhì)而成，如花崗片麻巖)要比建在副變質(zhì)巖(從沉積巖經(jīng)變質(zhì)而成，如大理巖)上更高些。在建筑材料上則要盡可能地使用U、Ra含量較低的建筑材料，減少使用放射性核素含量較高的花崗巖碎石、煤渣磚或摻有粉煤灰的水泥砌塊等建筑材料。新建房屋裝飾時(shí)應(yīng)有綠色環(huán)保意識(shí),裝飾材料的使用必須參照國家規(guī)定的有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)(GB6566-2001)選用檢測合格的A類裝飾材料用于室內(nèi)，C類裝飾材料絕對不能用于居室內(nèi)裝修,這樣可以減少裝飾材料對于室內(nèi)空氣中氡濃度的影響。
其次，通過減少氡進(jìn)入住宅的路徑來控制。土壤中的氡通過管廊區(qū)暴露出來再通過護(hù)坡水平上地板中的裂縫和開口，以及通過比護(hù)坡低的墻和地板進(jìn)入到住宅中是使室內(nèi)空氣氡水平升高的主要根源。在土壤中，氡通過土壤中的微小的空間運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)速度決定于土壤的滲透性和住宅內(nèi)的抽泄力，當(dāng)住宅內(nèi)的空氣壓力小于周圍及房屋底下土壤中空氣的壓力時(shí)，產(chǎn)生向室內(nèi)的抽泄力。所以建造新房的時(shí)候，為了防止氡進(jìn)入室內(nèi)，需要減少氡進(jìn)入室內(nèi)途徑的設(shè)計(jì)。一般是通地下室及在護(hù)坡水平上建造水泥地板的時(shí)候，在擬建水泥地板下面鋪放0.15mm聚乙烯膜作為氣體阻隔層，同時(shí)為減少氡從地板和墻交接內(nèi)側(cè)的邊緣以及分別澆注的幾塊水泥板之間連接處進(jìn)入室內(nèi)的量，施工時(shí)要安置可以伸縮的連接材料，而且要用高質(zhì)量、無縫的聚氨酯或類似密封填料將縫隙填好。而為了把地基中的氡排入大氣，需要設(shè)計(jì)各種通風(fēng)和抽氣系統(tǒng)。國外常用的技術(shù)有排水孔管抽氣、地板下抽氣通風(fēng)、砌塊墻通風(fēng)、地基減壓等，都可以很好的控制地基中的氡進(jìn)入室內(nèi)。
一般的做法是：
a.澆注水泥之前，在地板下面鋪墊約10cm厚豌豆大小或再大些的礫石層，以便于在地板下面建立通風(fēng)系統(tǒng)；
b.在澆注地板之前，將約30cm,最小直徑10cm的聚氣乙烯短管垂直插入地板下面的礫石層，并將短管的上端蓋好。當(dāng)建筑完工后，若需要采取進(jìn)一步降氡措施，則可將豎立短管的蓋取下，并將其連到對流式煙道或風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的排風(fēng)管中。另一種方法是在已建好的水泥板上鉆一些直徑為10cm的小孔，然后把風(fēng)管插入這些孔中；
c.為產(chǎn)生必要的空氣對流，被動(dòng)式通風(fēng)降氡方法通常需設(shè)置從地板直達(dá)屋頂?shù)臒焽。?dāng)裝有主動(dòng)通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，通過屋頂?shù)耐L(fēng)仍然是最好的方法；
d.當(dāng)?shù)匕逑旅娴耐L(fēng)系統(tǒng)采用主動(dòng)式通風(fēng)(風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng))時(shí)，為防止排出的氣體又反抽回去，必須采取措施及時(shí)補(bǔ)充空氣。
5.2已建住宅防氡技術(shù)
對于那些在高氡分布區(qū)已建好的住宅，為了減少地基中氡進(jìn)入室內(nèi)造成的危害，也可以采取一些補(bǔ)救措施。如果檢測到房間氡的濃度較高、發(fā)現(xiàn)有高氡析出率的建材存在或地面、墻壁存在裂縫，可通過裂縫的密封及防氡涂料的使用阻斷氡的釋放。研究表明，在墻壁表面覆蓋裝飾貼面可以減少氡的析出，室內(nèi)墻壁、地板、天花板采用防氡涂料，或用質(zhì)地較好的涂料涂刷，能有效降低材料中氡的析出率。
另外可以增強(qiáng)室內(nèi)通風(fēng)，它是降低室內(nèi)氡濃度最簡單、最有效的方法。這是因?yàn)椋弘睆耐寥阑蚪Y(jié)構(gòu)表面析出率服從氣體擴(kuò)散的裴克定律，氡的擴(kuò)散及擴(kuò)散系數(shù)隨室內(nèi)溫度升高和壓力下降而增加，而通風(fēng)能使室內(nèi)外氣壓保持一致或者室內(nèi)略高，從而減少了氡從土壤中析出的數(shù)量。
6結(jié)論
由于氡的特性使得室內(nèi)氡不易被察覺，所以人們經(jīng)常忽略住房室內(nèi)氡的危害。因此，人們必須對室內(nèi)氡要有足夠的認(rèn)識(shí)并采取積極的措施來控制室內(nèi)氡的水平？偟脕碚f技術(shù)的應(yīng)用主要是以盡量減少氡進(jìn)入室內(nèi)路徑和室內(nèi)的真空效應(yīng)為原則來進(jìn)行建筑的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，以達(dá)到防氡和降氡的目的。
參考文獻(xiàn)
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