佛山市建筑工程质量检测站 528000
摘要：介绍了氡气的危害、来源和检测方法，并从建筑工程室内环境检测氡的实际情况出发，引用不同仪器设备和检测方法来保证建筑工程室内氡检测工作顺利高效完成。
关键词：氡气危害 检测方法 RAD7测氡仪 HDC型环境测氡仪 活性炭盒测氡
1 前言
氡是自然界唯一的天然放射性惰性气体，它没有颜色，没有气味，当氡和其衍生物通过呼吸道进入人体后，往往长期滞留在人体的整个呼吸道内，是导致人体呼吸系统疾病的重要原因之一。氡对人体健康的危害主要表现为：在高浓度氡的暴露下，机体出现血细胞的变化。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。另一种表现为肿瘤的发生，由于氡是放射性气体，当人们吸入体内后，可诱发肺癌。
2 氡及其子体的产生
氡Rn是一种天然存在的惰性放射性气体，有27种同位素，即Rn200-Rn226，其中最重要的是Rn222、Rn220、Rn219。Rn220来源于钍衰变系列，第一个衰变核素是钍Th232，其半衰期为140亿年，也就是说地球自诞生到现在（46亿年），Th232仅仅经历过了三分之一个半衰期，在这个衰变系列中生成的Rn220，在空气中会含量仅为Rn222的百分之三，且Rn220半衰期短仅为55.6秒，因此其重要性远不如Rn222，只有在钍含量高的地区才考虑Rn220的实际危害。Rn219来自地壳中的另一个衰变系列—锕系，第一个衰变核素是铀U235，其半衰期为7.04亿年，从地球诞生至今它经过了6.5个半衰期，所以地壳中U235已经很少了，仅为全部铀含量的千分之七，且Rn219的半衰期仅为3.96秒。由于Rn220和Rn219的含量太少，半衰期又短，从辐射卫生学角度研究它们意义不大。我们在研究放射性氡污染中所针对的是Rn222，Rn222来源于地壳中的铀衰变系列，该系列第一个衰变核素是U238，它的半衰期是45亿年，即自地球诞生至今，U238经过了一个半衰期，经过一系列衰变后生成Ra226，其半衰期为1602年，它是Rn222的直接母体，Rn222的半衰期为3.82天，是整个衰变链衰变产物中唯一的气态物质，接下去的衰变，顺序生成Po218，Pb214，Bi214，Po214，再衰变成Pb210，其半衰期为22.3年，再经过一系列的衰变最后衰变成稳定的 Pb206。铀系衰变链中的Po218、Pb214、Bi214、Po214称为氡的短寿命衰变子体，简称氡子体。
表1.铀系衰变链
U238（α衰变）→Th234（β衰变）→Pa234（β衰变）→U234（α衰变）→Th230（α衰变）Ra226（α衰变）→Rn222（α衰变，3.82d）→Po218（α衰变）→Pb214（β、γ衰变，26.8min）→Bi214（β、γ衰变，19.7min）→Po214（α衰变，1.64×10-4s）→Pb210（β衰变）→Bi210（β衰变）→Po210（α衰变）→Pb206
3 氡气的危害和限量值
天然放射性物质中只有氡是气体，且是惰性气体，半衰期是3.82天。氡气的危险性是它衰变后生成的带电金属粒子，极易吸咐在颗粒一沉积在气管、支气管，它们在衰变过程中不断发射α粒子，这些α粒子的能量高，会对物质造成电离密集，杀死肺细胞或致其变异而诱发癌症。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆为控制室内环境中氡的污染，国家于2001年发布的《民用建筑工程室内环境污染控制规范》，并在2010年发布了最新版本的标准，标准中明确了在民用建筑工程验收时必须对空气中氡的浓度进行检测，并对检测结果作出规定： I类民用建筑工程的氡浓度不大于200Bq/m3，Ⅱ类民用建筑工程的氡浓度不大于400Bq/m3。该标准虽对氡含量的限制值提出明确要求，但在检测方法上留出了较大的选择空间。
4 不同仪器的检测方法与问题分析
4.1 RAD-7测氡仪
2003年初购置RAD-7测氡仪，由于该仪器从美国进口，随机资料中仅有仪器操作步骤等简单方法，通过认真研究，不断测试，我从完全陌生到熟练运用，对仪器的原理、性能、测量准确度完全掌握。RAD - 7测氡仪是一种便携式、可连续取样测量的仪器 ，由于其使用方便、性能优良、克服了空气湿度对检测结果的影响等原因 ，在检测中受到广泛应用 ，属普及型仪器。RAD - 7测氡仪有抽气功能 ，可以进行连续取样检测 (抽气泵被设计成间断停歇的运行模式 ，即探测器探测计数期间抽气泵停机 ，这在客观上减缓了不间断长时间运行下的发热现象 ，有利于抽气泵长期工作 ) 。被抽吸的空气经过初级过滤器后 ，灰尘被过滤 ，进入约 0. 7升容积的干燥器 ，在这里 ，空气的相对湿度被降低到 (9～10) %以下。然后 ，空气经过一个特制的细密过滤器 ，在这里 ，空气中已有的氡衰变产物 (各种衰变子体 )被过滤掉 ，进入探测器的仅剩下氡气。RAD-7的探测器是一个0.7升的半球，内部涂层为电导电体，在半球的中心是一个固态、离子植入的、平面的硅α粒子探测器，高压电源电路将内部导电器充电到2500V，在整个腔体内形成一个高压电场，这个电场将Rn222衰变后带正电核素Po218赶向并吸附在探测器上，当Po218在探测器活性表面衰变时，发射α粒子，探测器随即产生强度与该α粒子能量相称的电信号，不同的同位素衰变时发射的α粒子能量不同，能在探测器上产生不同的强度信号，RAD-7微处理器通过对不同强度信号的计数完成对氡浓度的计算。RAD7是直接测量氡气，仪器设计合理，测量准确，但是测量时间较长，通常一个检测点需要1个小时以上，检测效率低下。
4.2 HDC型高灵敏度环境测氡仪
2004年9月，结合实际情况，提高工作效率，引进HDC型环境测氡仪。HDC———高灵敏度环境测氡仪采用先进的采样测量方法 ———负高压静电吸附法 ，使仪器的整体性能特别是灵敏度较同类产品有了大幅提高。可用于室内、土壤氡气测量 ，可实时打印输出测量结果 ，给出氡浓度、平衡因子、α能谱曲线图 ，是一种理想的测氡仪器。HDC———高灵敏度环境测氡仪的特点及主要技术指标：
(1) 仪器结构紧凑合理 ，体积小、重量轻便于携带 ，操作简单 ，出结果快。仪器有内置电源系统 ，可不受供电条件的影响。
(2) 该仪器在室内测量时 ，采样效率高 ，等效体积达数十升 ，特别是在低氡浓度场合下可获得较高的测量准确度。
(3) 该仪器具有显示、打印机打印、数据存储、外部输出等功能。
当时大部分检测机构使用的是RAD-7连续测氡仪，该测氡仪也是需连续48小时监测才能得出一个检测点的数据。用了半年时间，在不同的温度、湿度、楼层，通过和RAD-7测氡仪做大量比对试验及组织与外单位的比对，最后选取了HDC采样罐法测量室内氡浓度，每个检测点需时20分钟，在保证检测结果质量的同时大大提高了工作效率。这个方法比RAD7测氡方法效率提高了三倍。
4.3活性炭盒测氡方法与RAD7测氡法相结合
2009年1月，针对现场仪器室内测氡存在的普遍问题，把室内测氡方法再次升级，主持引用活性炭盒测氡方法作为建筑工程室内测氡检测的筛查方法，并对异常检测点辅以RAD7测氡法做评定。
4.3.1活性炭盒测氡法
1 ）活性炭盒与测量系统
2）活性炭 8～16目的优质椰壳炭 ，微孔结构发达、比表面积大 ，性能良好。
3）活性炭盒结构 圆柱形 ，直径 72mm;活性炭盒高 37mm ，可装约 80g活性炭。
4） 谱仪测量系统是湖北方圆计量仪器设备公司生产的FYFS-2002F全自动低本底多道γ能谱仪系统
5）活性炭样品盒制作方法 ①将活性炭置于电热恒温箱内 120℃下烘烤6～7 h，去除残存的氡气和水分 ，冷却后转入磨口瓶中备用 ; ②活性炭在磨口瓶中冷却后称重、放入特制的塑料样品盒中、密封 ，带到检测现场才打开盖子。活性炭盒在现场需放置2天以上再带回实验室做分析。用γ能谱仪分析一个样品盒需要20分钟。活性炭盒法具有灵敏度高、操作简单、成本低廉、以及便于短时间大量布放和回收等优点。但是活性炭盒测氡也有明显的缺点，活性炭既吸附空气中的氡 ，又吸附空气中的水分 ，在吸附过程中氡和水分是竞争关系。当湿度很大时 ，监测期间活性炭吸附氡的能力大大降低 ，即响应下降 ，得出的氡浓度偏低。RAD7测氡仪被业界公认是现场测氡最准确的仪器，但它仪器价格贵，需要长时间连续测量获得较佳结果。而活性炭盒测氡方法所用碳盒成本低，可以大量放置在工地现场。碳盒在现场采集时间长但在实验室分析时间短，其结果可以媲美RAD7连续测量的效果。当用活性炭盒法测出氡浓度接近或超出150 Bq/m3就要当作是异常值处理。2012年5月24～28日对佛山市禅城区湖景路26号32座401房做室内环境检测，用活性炭盒测氡方法测出男孩房的室内氡气异常，本着认真负责的态度，我马上对该男孩房采用RAD7连续监测，RAD7测量结果为232.3Bq /m3，证明了该男孩房氡气确实超标了。后来，我分析原因建议更换房间窗台石，事后再用活性碳盒和RAD7测氡两个方法验证，确实帮客户解决房间氡气超标问题。采用活性炭盒测氡方法该方法应当在建筑工程室内测氡检测中广泛推广，佛山市禅城区检测站也采用了我单位检测方法。
结束语：
现阶段，用活性炭盒测氡方法作为建筑工程室内测氡检测的筛查方法，并对异常检测点辅以RAD7测氡法做评定是目前建筑工程室内检测氡最佳方式。但随着科学发展，难保以后有更好的检测方式和方法。
参考文献：
[1]GB50325 - 2010，《民用建筑工程室内环境污染控制规范》
[2]GB /T 14582 - 93，《环境空气中氡的标准测量方法》
[3]《民用建筑工程室内环境污染控制规范辅导教材》
论文作者:梁海峰
论文发表刊物:《防护工程》2018年第22期
论文发表时间:2018/12/1
标签：活性炭论文; 半衰期论文; 测量论文; 仪器论文; 建筑工程论文; 方法论文; 浓度论文; 《防护工程》2018年第22期论文;