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住房室内氡的危害及其控制措施

来源:环保新闻网|上海市环境保护产业协会(沪环协)官方网 作者:环保新闻网|上海市环境保护产业协会(沪环协)官方网 发布时间:2012-05-02 查看次数:3136

1引言

氡是一种放射性气体,普遍存在于我们的生活环境中,从20世纪60年代末期首次发现室内氡的危害至今,科学研究已经发现,氡对人体的辐射伤害占人体所受到的全部环境辐射中的55%以上,对人体健康威胁极大,其发病潜伏期大多都在15年以上。据美国国家安全委员会估计,美国每年因为氡而死亡人数高达30000人。我过也存在着严重的氡污染问题,1994年以来我国调查了14座城市的1524个写字楼和居室,每平方米空气中氡含量超过国家标准的占6.8%,氡含量最高的达到596,是国家标准的6倍。有关部门曾对北京地区公共场所进行室内氡含量调查,发现室内氡含量最高值是室外的3.5倍,据不完全统计,我国每年因氡致肺癌为50000例以上。氡已被国际癌症研究机构(IARC)列入室内重要致癌物质,美国环保局也将氡列为最危险的致癌因子,因此我们必须高度的重视室内氡的危害。

2氡的特性及来源

2.1氡的特性

氡是由镭衰变产生的自然界惟一的一种无色、无味、无臭的天然放射性惰性气体,易扩散,能溶于水。其原子序数为86,是元素周期表中第六周期的零族元素。在自然界中氡有三种同位素,分别来源于铀系、钍系和锕铀系,相应的半衰期分别为3.824d、55.6s和3.96s。在标准状态下,氡的密度为9.96,是空气的7.7倍。在温度为—61.8℃变为液体,—71℃时变为橙黄色固体。它能溶解于水和许多液体,还能溶解于血液和脂肪。氡容易被胶皮、粘土、活性碳等多孔材料吸附。氡是放射性气体,并随时间逐步衰变,形成氡子体,是致癌的主要因素。

2.2氡的来源

据报道,世界来源于建筑物的地基和周围的土壤约占室内氡60.4%,来自建筑材料和室外空气的分别占19.5%和17.8%。室内氡污染的来源与很多因素有关,以下是几个主要来源:

一是来自于房屋的地基和周围的岩石或土壤。土壤和岩石是氡的最主要的来源。在地层深处含有铀、镭、钍的土壤、岩石中可以发现高浓度的氡。这些氡可以通过地层断裂带,进入土壤,并沿着地的裂缝扩散到室内。国家《民用建筑工程室内环境污染控制规范》要求,新建房屋必须进行地质基础土壤氡含量的测试。

二是来自于建筑材料和室内装饰材料。建筑材料是室内氡的另一个重要来源。有资料证明,花岗岩、碳质岩、浮石、明矾石和含磷矿等一些岩石中铀、镭的含量较高。由于有些建筑材料中掺入放射性含量较高的矿渣或使用高放射性石材,不仅使室内氡浓度增高,也明显地增加了外照射剂量。如采用工业废渣作原料的煤渣砖、矿渣水泥;采用锆英砂为乳浊剂的瓷砖、彩釉地砖等。家庭和写字楼装饰装修时使用的天然石材、瓷砖、水泥、砂石如果放射性指标超标,可以致使室内氡含量增高。目前大多数家庭在装修时选择瓷砖作为地面材料和厨房卫生间材料,如果选择了放射性指标不合格的瓷砖,会造成严重室内环境氡污染。
  四是来自于饮用水和生活用水。一般的供水系统不会引起室内空气中氡浓度增高,如果使用地下水或地热水,情况会有所不同。氡易溶于水,地下水或地热水中往往含有高浓度的氡气,用水工程中氡会从水中扩散出来,进入室内。

3氡及其子体的危害

氡对人类的危害主要表现为确定性和随机效应。确定性效应表现为在高浓度氡的暴露下,机体出现血细胞的变化。由于氡对人体脂肪有很高的亲和力,特别是氡与神经系统结合后危害更大。随机效应主要表现为诱发肿瘤。由于氡是放射性气体,呼吸时氡气及其子体随气流进入肺脏,氡子体衰变时放出射线,这种射线像小炸弹一样轰击肺细胞,使肺细胞受损,从而引发患肺癌的可能性。若氡衰变过程中释放的粒子通过呼吸进入人体,则会破坏细胞组织的DNA,从而诱发癌症。据估算,人的一生中,如果在氡浓度370Bq/m3的室内环境中生活,每千人中将有30~120死于肺癌。氡及其子体在衰变时还会同时放出穿透力极强的γ射线,对人体造成外照射。据统计,欧盟每年两万人死于肺癌。这大约是欧盟死于因室内氡污染导致的肺癌总人数的9%,美国每年因氡而致肺癌死亡人数高达3万!英国肺癌的5%是由于室内的氡污染造成的。我国每年因氡污染导致肺癌的病例在5万例以上。

4室内氡浓度的检测及评价标准

4.1室内氡浓度的检测

测量氡浓度的方法有很多种,总地来说可以分为瞬时测量和累积测量两大类。瞬时测量法主要有闪烁瓶法,双滤膜法;累积测量方法主要有径迹蚀刻法、活性炭盒法、驻极体法等。并制定了氡检测相关的国家和行业标准。

4.2室内氡浓度的评价标准

从1995年到2004年,我国积极开展氡的监测和防治研究,以保障人民健康,并由相关部门制定了有关住房、地下建筑物和民用建筑工程等氡及其子体控制的国家标准。

1)GB/T16146-1995《住房内氡浓度控制标准》规定,已建住房平衡当量氡浓度年平均值不超过200Bq/m3,新建住房平衡当量氡浓度年平均值不超过100Bq/m3。2)GB50352001《民用建筑工程室内环境污染控制规范》规定,Ⅰ类民用建筑工程氡浓度限量不得超过200Bq/m3,Ⅱ类民用建筑工程氡浓度限量不得超过400Bq/m3。3)GB/T18883-2002《室内空气质量标准》规定放射性氡浓度年平均值为400Bq/m3。4)GB/T17216-1998《人防工程平时使用环境卫生标准》规定,Ⅰ类人防工程平衡当量氡浓度不大于400Bq/m3,Ⅱ类人防工程平衡当量氡浓度不大于200Bq/m3。5)GBZ1162002《地下建筑氡及其子体控制标准》规定,已建地下建筑平衡当量氡浓度行动水平为400Bq/m3,待建地下建筑平衡当量氡浓度设计水平为200Bq/m3。

5氡浓度控制及防护措施

氡及其子体是无处不在的,要想完全避免氡的照射是不可避免的。应该做好切实的工作,加强监测,从选址、选料、设计、通风、密封等几个方面入手,把过高的室内氡降低,创造一个良好的居住环境。

5.1新建住宅防氡技术

建造一栋新住宅前做好防氡设计要比建完后采取补救措施可能更为有利。首先,从源头上进行控制,阻断氡气进入室内从室内环境中氡的来源。由于煤炭、液化气、天然气使用的季节性、时间性以及地下热水开采使用的有限性(目前开采量不大,使用单位不多),一般情况下,造成室内氡污染,氡浓度升高的介质主要是建筑物的地基(岩石、土壤)和建材装饰材料。这就需要正确选择地基。在设计和施工以前,对地基进行放射性测量和评价,选择低氡分布区作为房屋的地基,以避免房屋建在含放射性核素铀、镭很高的地基或地质构造断裂带上。从岩石类型的角度考虑,如果建在酸性岩(如花岗岩)上,内部氡浓度一般比建在沉积岩(如石灰岩、红色砂岩)上更高些,建在正变质岩(从岩浆岩经变质而成,如花岗片麻岩)要比建在副变质岩(从沉积岩经变质而成,如大理岩)上更高些。在建筑材料上则要尽可能地使用U、Ra含量较低的建筑材料,减少使用放射性核素含量较高的花岗岩碎石、煤渣砖或掺有粉煤灰的水泥砌块等建筑材料。新建房屋装饰时应有绿色环保意识,装饰材料的使用必须参照国家规定的有关标准(GB6566-2001)选用检测合格的A类装饰材料用于室内,C类装饰材料绝对不能用于居室内装修,这样可以减少装饰材料对于室内空气中氡浓度的影响。

其次,通过减少氡进入住宅的路径来控制。土壤中的氡通过管廊区暴露出来再通过护坡水平上地板中的裂缝和开口,以及通过比护坡低的墙和地板进入到住宅中是使室内空气氡水平升高的主要根源。在土壤中,氡通过土壤中的微小的空间运动。运动速度决定于土壤的渗透性和住宅内的抽泄力,当住宅内的空气压力小于周围及房屋底下土壤中空气的压力时,产生向室内的抽泄力。所以建造新房的时候,为了防止氡进入室内,需要减少氡进入室内途径的设计。一般是通地下室及在护坡水平上建造水泥地板的时候,在拟建水泥地板下面铺放0.15mm聚乙烯膜作为气体阻隔层,同时为减少氡从地板和墙交接内侧的边缘以及分别浇注的几块水泥板之间连接处进入室内的量,施工时要安置可以伸缩的连接材料,而且要用高质量、无缝的聚氨酯或类似密封填料将缝隙填好。而为了把地基中的氡排入大气,需要设计各种通风和抽气系统。国外常用的技术有排水孔管抽气、地板下抽气通风、砌块墙通风、地基减压等,都可以很好的控制地基中的氡进入室内。

一般的做法是:

a.浇注水泥之前,在地板下面铺垫约10cm厚豌豆大小或再大些的砾石层,以便于在地板下面建立通风系统;

b.在浇注地板之前,将约30cm,最小直径10cm的聚气乙烯短管垂直插入地板下面的砾石层,并将短管的上端盖好。当建筑完工后,若需要采取进一步降氡措施,则可将竖立短管的盖取下,并将其连到对流式烟道或风机驱动的排风管中。另一种方法是在已建好的水泥板上钻一些直径为10cm的小孔,然后把风管插入这些孔中;

c.为产生必要的空气对流,被动式通风降氡方法通常需设置从地板直达屋顶的烟囱。当装有主动通风系统时,通过屋顶的通风仍然是最好的方法;

d.当地板下面的通风系统采用主动式通风(风机驱动)时,为防止排出的气体又反抽回去,必须采取措施及时补充空气。

5.2已建住宅防氡技术

对于那些在高氡分布区已建好的住宅,为了减少地基中氡进入室内造成的危害,也可以采取一些补救措施。如果检测到房间氡的浓度较高、发现有高氡析出率的建材存在或地面、墙壁存在裂缝,可通过裂缝的密封及防氡涂料的使用阻断氡的释放。研究表明,在墙壁表面覆盖装饰贴面可以减少氡的析出,室内墙壁、地板、天花板采用防氡涂料,或用质地较好的涂料涂刷,能有效降低材料中氡的析出率。

另外可以增强室内通风,它是降低室内氡浓度最简单、最有效的方法。这是因为:氡从土壤或结构表面析出率服从气体扩散的裴克定律,氡的扩散及扩散系数随室内温度升高和压力下降而增加,而通风能使室内外气压保持一致或者室内略高,从而减少了氡从土壤中析出的数量。

6结论

由于氡的特性使得室内氡不易被察觉,所以人们经常忽略住房室内氡的危害。因此,人们必须对室内氡要有足够的认识并采取积极的措施来控制室内氡的水平。总得来说技术的应用主要是以尽量减少氡进入室内路径和室内的真空效应为原则来进行建筑的结构设计,以达到防氡和降氡的目的。

参考文献

[1]朱立、周银芬、陈寿生.放射性元素氡与室内环境.化学工业出版社,2004,10.

[2]徐东群.放射性元素氡与室内环境.化学工业出版社,2004.11.

[3]俞义樵.任天山.建筑物的降氡方法.重庆建筑大学学报,1999.3

[4]陈明光.何永金.室内氡的危害及防氡降氡措施.环境工程.1998.1

[5]黄伟.苏勇.地下建筑中氡的危害及防氡措施研究.山西建筑.2009.10

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