1、引言
地层深部包含铀、镭与钍等土壤及岩石内具有的高含量Rn,受分散、对流、抽吸、地下水携带、伴生空气的压力和团簇等作用下可以依靠地层的开裂带、地裂痕等结构进到地面土壤与岩石内。据科学探究证明,人体受到的辐射危害Rn超过55%[1]。如果建筑结构和娱乐设施建造在地质开裂带上,Rn气将随着地表裂缝扩散到大气中,极大危害人体健康。土壤内Rn含量大概占室内Rn(接近地表的房屋室内)的60.4%,为室内Rn气的一个重要源头, 其余的都源于建材与户外空气。土壤Rn含量检测要点是随土壤能气体活动的Rn气[2]。所以,建筑设计之前,要先分析地基土壤内Rn的聚集、迁移和析出特性, 即测量Rn含量,这是实施防Rn措施的关键手段。
2、土壤Rn含量检测方法与原则
对于土壤内Rn含量的检测方法较多,通常采取静电采集法,金砖面垒型测量仪与电离室法等。土壤内Rn含量检测的主要原则是:
(1)分布对点,分布测量点时,要保证测量点在建筑地勘范围以内,通常网格距离是10m,具体测试点即网格点。布设现场时若有较大石块,能稍微偏离测量点部位,允许范围是2m,总测量点至少16个。
(2)检测土壤内Rn含量时,选择静电采集法。
(3)现场测量的时间是早上8点-下午6点,而且要选择天气晴朗时候。若测量时是下雨天,需在24h后施测,选择晴天。
(4)现场测量取点时,必须保证土壤干燥。
(5)成孔。处理好布置点后,需要采取钢钎打孔,孔径在2cm-40cm内,其深度保持在50cm-80cm内,再对孔加以防治。成孔结束后,把特殊的采样器放入已打好的孔中,值得注意的是,靠近地面的采样器要进行密封处理,以便避免大气进入孔内,然后再抽气。
(6)测量时,要测试抽气次数,通过实验能确定最合适的抽气次数,再逐点检测土壤内的Rn含量,仔细记录检测结果。
3、土壤Rn含量检测案例分析
某建筑所处地区是山蒙斜坡堆积面貌,地势起伏很大,南北向长大概1km。东西向宽约50~150m。建筑现场的土场主要是粉砂,颗粒物质是石英质,呈褐黄色,,含一些碎石,项目勘察后发现现场并无断礬构造带。
分布测点以建筑单位提供的基准点为依据,采用全站仪与测绳,在房屋南北方向分布14条测线;在房屋取悦的东方和西方分布15条测线,分布间距是10m,检测点东向西测线和南向北向测线间的交点,这类交点覆盖了整个现场。
此次测量阶段,采用了HDC型高灵敏性环境测Rn设备,该设备非常灵敏,是瞬时测Rn仪器,主要原理是静电手机法。操作过程是:取样片内的电极板,应置于所要测量的气体样本当中,再和高压电原衔接,便于获得静电场[3]。静电场影响下,Rn子体就成了正离子,就会被取样片吸附,如此就完成实了采样工作。取样结束后,要把取样品放入测量仪中,再采用a射线,将之射于金硅面测量仪上,金硅面测量仪将出现电脉冲,经扩大电路脉冲,借助128道分析器研究脉冲幅度,再使用单片机仔细计量各种脉冲,依靠技术结果能准确体现土壤内Rn含量。
针对该检测结果,测出土壤内Rn含量范围是1196 4-13256.5 Ba/m3,平均数值是18652.1 Ba/n3,并未超出国标值,20000Bq/m3。所以,无需实施Rn措施。
4、影响土壤内Rn含量检测的具体因素
4.1干燥剂
检测环节,干燥的变色程度不同和同一采样空的反复测定有一定相关性,当干燥剂均是蓝色状态下和干燥剂全部的变色结果最高差值在43 %~50 %以内,经实验结果显示,若干燥剂受潮,检测结果会很低,反之,若干燥剂非常干燥,则检测结果也会高一点。
4.2取样孔深度
选择土质一样的土壤,且在土壤上钻探每种深度的孔,深度是20cm、30cm、40cm、50cm、60cm与70cm,对于每种深度的孔进行Rn含量测量,最后结果显示,深度越深,其含量的含量越浓。但超过50cm后,土壤内Rn含量变化很小。
4.3土壤密实度
经检测发现,对于较为干燥的土壤,它的密实度愈高,测量出的土壤Rn含量会更高:在潮湿土壤内,其密度越高,测量出的Rn含量将越低,探究原因后得知,这是由于干燥的紧密土壤,影响空气析出,因此会出现聚集现象,但潮湿土壤则相反。
4.4土壤湿度
结合现场检测发现,土壤湿度很高的地方,检测Rn含量时,其含量会偏低,这是因为渗入土层表面的雨水,Rn会朝土壤深部扩散,而水在一定程度上能增大土壤密度,如此Rn就难以朝外部扩散,聚集于土壤内[4]。所以,Rn测量环节,Rn含量要在场地很干的状态下展开测量。
4.5水温
Rn溶解在水与多种液体内,还容易溶解在血液与脂肪内。Rn在水里的溶解系数和水温相关,随着水温的上升,Rn的溶解系数下降。不同水温环境下Rn在水里的溶解系数如表1所示。
Rn在水里的溶解值(α)和水温之间的关系是:
α=0.1057+0.405exp(-0.0502t)
其中,t表示水温,℃。
5、结束语
简而言之,Rn对人体危害很大。通过分析发现,自然辐射对人们的年有效剂之中,占比最多的就是Rn和Rn子,约占55%。而室内有害成分中,Rn的来源包含三个方面:第一,地基土壤内有Rn析出,是主要来源:第二,户外的Rn依靠空气进入室内,因此检测土壤内的Rn含量非常重要。第三,检测时会受许多因素干扰及影响,导致检测数据不精确。通过分析得知,干燥剂、取样孔深度和土壤密实度、温湿度等,均对其有较大影响。检测好Rn含量后,要根据放Rn措施,保护人体健康。
参考文献:
[1]董韬,黄茜蕊.腾冲县火山地质博物馆建筑地基及周围土壤氡浓度分析评价[J].绿色科技,2020(06):133-135+139.
[2]庞观华.分析室内环境污染物氡、甲醛、氨、苯、TVOC检测过程中的质量控制[J].广东化工,2019,46(22):125-126.
[3]陈爱荣.土壤氡浓度检测在建筑地基测量中的运用[J].广东化工,2019,46(22):131+128.
[4]贠鹏,尚耀军,陈斯耐.土壤氡浓度检测在建筑地基测量中的应用[J].山西建筑,2018,44(23):195-196.