2024年7月19日发(作者：叔惜香)
成都市三环地区地基土壤氡含量测量
宋海龙;侯新生;何莉莉;任秀龙;先永平
【摘 要】对成都市三环地区地基土壤中氡含量进行了检测,掌握了区域性氡含量的
分布状况,探讨了整个成都市待建地坪基础中的放射性水平,并佐以对成都市地质构
造的浅析,为今后城市化进程中的新建、扩建建筑的地下防氡设计提供依据,以最终
提升市民的生活环境质量.
【期刊名称】《广东微量元素科学》
【年(卷),期】2010(017)010
【总页数】4页(P65-68)
【关键词】氡含量;地基土壤;放射性水平;辐射防护
【作 者】宋海龙;侯新生;何莉莉;任秀龙;先永平
【作者单位】成都理工大学核技术与自动化工程学院,四川,成都,610059;成都理工
大学核技术与自动化工程学院,四川,成都,610059;成都理工大学核技术与自动化工
程学院,四川,成都,610059;成都理工大学核技术与自动化工程学院,四川,成
都,610059;成都理工大学核技术与自动化工程学院,四川,成都,610059
【正文语种】中 文
【中图分类】P612%P618.51
氡气是自然界中唯一的放射性气体,据联合国原子辐射效应科学委员会 (UNSCEAR)
估计,来自天然的辐射对公众的年有效剂量为 2.4 mSv,其中氡及其子体 (222Rn、
220Rn、219Rn)的贡献占54%[1]。环境中的氡很容易经过呼吸道进入人体,其经
衰变释放出的α、β粒子对人体形成内照射损伤。此外,人体的肺中有无数的小气
囊,氡气进入肺部后,衰变形成的一系列氡子体沉积在人体的肺部等组织中,这些氡子
体不再是气体而是固体的微粒,其每一次衰变都放射出α或β射线。人体若长期受
氡的电离辐射极易诱发肺癌、白血病和呼吸道等疾病[2]。研究表明氡已成为仅次
于吸烟的第二大致肺癌因素,因而世界卫生组织将氡列为使人致癌的 19种最主要的
物质之一[3]。解决环境氡的危害是辐射防护研究的首要任务。环境氡气分为室内
氡气和室外氡气。室外氡气主要是指大气中的氡气,由于大气是不断地进行开放式
流通的,而人伴随着行为也是持续流动的,所以对人的年有效辐射剂量贡献很小,常不
予考虑。而室内恰是人生活起居或者工作的地方,与室内氡气相对静态接触的时间
长,对人的健康的损伤最大。所以国内外辐射防护界都把控制室内氡及其子体含量
作为降低居民受照辐射的重点。相关统计表明,室内空气中的氡 56%来自住房下的
土壤,21%来自建材,20%来自室外空气,2%来自供水,1%来自燃气[4]。解决室内氡
问题的重点是控制土壤氡气进入室内。世界各国也纷纷制定室内氡及其子体含量控
制标准及管理规则,降低居民氡及其子体的辐射[7]。
2003年建设部出面组织了全国土壤氡概况调查,利用 40万 km2的国土面积的土
壤氡含量反衍计算,得出全国土壤氡含量的平均值为 7 300 Bq·m-3[7]。但是,由于
全国氡水平性调查采样间隔大,采样点密度小,因此不能准确反映某个具体区域的详
细氡含量情况。根据 1996年发布的国家标准《住房内氡浓度控制标准》,以及
2001的发布的《民用建筑工程室内环境污染控制规范》,明确要求对新建、扩建民
用建筑之前,需要对建筑物地基氡含量进行检测,为工程的防氡设计提供事实依据
[2,6]。成都市三环地区是成都市正待开发的区域,土壤尚未被大量的人为破坏,所以
测量数据基本能真实反映土壤氡含量水平。本文通过对成都市三环地区的氡气含量
进行区域性检测,初步明确成都市地坪地基氡含量的整体水平和大致分布现状,并进
一步对氡含量的分布规律进行探讨。
成都平原位于四川盆地西部,东南侧为龙泉山,西北侧为龙门山。成都平原为一冲积
平原,发育在东北 -西南向的向斜构造基础上,由发源于川西北高原的岷江、沱江 (绵
远河、石亭江、湔江)及其支流等 8个冲积扇重叠联缀而成复合的冲积扇平原,在冲
积的过程中伴随着地层的下沉,逐渐沉积,因此,第四纪广为发育[8]。整个平原的地表
松散沉积物厚度差异较大,从地表到深达百米不一。成都市则处于成都平原的中央,
其地层结构上部地表均为黏土层、亚黏土层(Q4)的植被覆盖层,下层为砂砾石堆积
层 (Q2),只有在南北方向上有少量白垩系 (K)砂层出露于地表。
1.2.1 仪器及工作原理 采用上海电子仪器厂生产的 FD-3017 RaA型 RaA测氡仪,
是利用静电收集氡衰变的第一代子体 RaA(218Po)作为测量对象,定量测量土壤中
氡含量。由于 RaA子体具有带正电的特性,故可采用加电场的方法将其收集在带负
高压的金属集片上。再由金硅面垒形半导体探测器和相应的电子线路组成的操作台
上进行测量,最后进入计数电路[10]。仪器可直读出计数率,其强度将与氡含量成正
比,按照下式即可直接计算出氡含量:
式中,CRn为氡含量 (Bq·m-3),N为 RaA(218Po)的α计数,J为换算系数 (爱曼 /脉
冲)。
1.2.2 仪器的标定 为保证仪器的计数全部由 RaA(218Po)的α所贡献,首先需正确
设定仪器的测量阈值,其次使用液体镭源进行标定。标定时抽气体积为 1.5 L,脱气时
间 20～40 s,加高压收集时间 2 min,取片 15 s,测量时间 2 min[9],根据仪器所测得
的α计数及液体镭源已知 Ra的含量,可以得出响应的换算系数 J。
通过以成三环为圆周,以大约 2 km为间隔,共在三环路附近采样 26个区域 (图 1),
每个区域按 10 m×10 m网格布点,测 16个点,总共采集 416个点的土壤氡气含量。
所有 26个区域平均氡含量均在 10 000 Bq·m-3以下。以单个点来看,有如表 1分
布情况。
氡气按土壤的地质年代划分,黏土层、亚黏土层 (Q4)的氡含量范围分布最广,区间 1
125～22 000Bq·m-3;其次是砂砾石堆积层 (Q2),其值分布为 750～16 350 Bq·m-
3;再次是白垩系(K),其值分布为 500～9 000 Bq·m-3。见表 2。
就整体水平而言,所有 416个点氡含量的平均值为 7 063 Bq·m-3。
根据气体扩散对流理论,一般来讲,由于气象压力的作用,氡气垂直扩散的能力强于水
平扩散;其次,对于构造发育的地段,土壤致密度低,氡气具有良好的扩散通道,所以,黏
土层、亚黏土层 (Q4)的平均氡含量比砂砾石堆积层 (Q2)、白垩系 (K)高。
成都市三环附近的大部分地区主要是表层土壤,黏土层、亚黏土层上面覆盖有地表
腐植层,地表腐植层对放射性元素有吸附作用,容易造成氡气的积累,这也是在测量中
有几处氡含量较高的原因。
2.3.1 水平分布 土壤氡含量水平分布较为离散,对于相同地质年代的土壤,其氡含量
影响因素主要是土壤的致密度,一般来讲,影响程度由大到小顺序是,黏土层、亚黏土
层 (Q4),砂砾石堆积层 (Q2),白垩系(K)。另外,其他因素也可能影响氡含量,比如说靠
近水域的区域,因为水会堵塞氡气的扩散通道,所以一般会比远离水域地区的氡含量
低。
2.3.2 垂直分布 土壤氡含量在垂直分布上规律则很明显,越靠近地表的测量值越高。
一方面是地表土壤间隙大;另一方面氡气是由内地层扩散出来,到表层时容易聚集交
汇到一起;还有就是大气氡含量比土壤氡含量低(约 1/1 000),所以氡含量在表层土
壤中较高。
成都市三环地区环境地气氡含量的变化范围从 500 Bq·m-3到 22 000 Bq·m-3,平
均含量为7 063 Bq·m-3。整个成都市的氡含量与全国土壤氡含量平均值 7 300
Bq·m-3基本一致。与全球土壤氡含量平均值 7 400 Bq·m-3相比,成都市区的氡含
量略低。虽然在测量中也有好几个异常点,但通过加深打孔深度再测量,数据恢复正
常,可能原因是土壤有经过人工搬运 (比方说有从别的地方运来堆积的浮土,经过几
年后,外观上无法分辨)[10]。
通过此次实际测量和后期的数据整理分析得到以下几点认识和体会:
(1)土壤致密度是影响氡含量的重要因素。所以在建筑工程时,地基深度很大程度上
决定地基氡含量。
(2)气候条件也是氡含量测量准确度的影响因素之一。温度会影响氡气在水中的溶
解度;湿度会影响土壤的致密度和土壤的含水量。
(3)在测量点选址问题上,打孔地点尽量不要靠近水田或者水塘,因为这类地区土壤湿
度大,黏性会加大,透气性能减小,使孔周围的氡气不易扩散到孔中,测量结果会比实际
值低。
(4)对于工程建筑来讲,设计前通过更为紧密的布点来确定氡气含量尤为重要。
(5)成都市三环地区地坪地基氡含量整体水平正常。
【相关文献】
[1]United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation. Ionizing
Radiation:Sources,Effects and Risks of Ionizing Radiation[M].New York:Report to the
GeneralAssemblywith Annexes,1988.
[2]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB 503252-2001民用建筑工程室内环境污染控制
规范 [S].北京:中国标准出版社,2001.
[3]CLARKE H G,SOUTHWOOD T R from ionizing radiation[J].Nature,1989,338:197-
198.
[4]S WEDJEMARK h perspective on radon[A]∥Proc Fifth
IndoorAirQuality and Climate Toronto,1990,5:297-305.
[5]王玫.土壤氡与室内氡浓度关系的研究 [J].中国预防医学杂志,2005,6(1):21-23.
[6]任天山.室内氡的来源、水平和控制 [J].辐射防护,2001,9:291-298.
[7]刘汉彬,范光.民用建筑工程场地土壤氡浓度测量 [J].世界核地质科学,2004,21(1):51-54.
[8]侯新生,邵力,瞿勇,等.成都地区地坪基础土壤中氡浓度分布规律的初步探讨 [J].核技
术,2006,29(4):319-320.
[9]葛良全,高超,郭生良.提高土壤氡浓度测定效率的方法 [J].环境管理监测与技术,2007,19(4):58-59.
[10]吴慧山,林玉飞,白云生,等.氡测量方法与应用 [M].北京:原子能出版社,1995:23.
2024年7月19日发(作者：叔惜香)
成都市三环地区地基土壤氡含量测量
宋海龙;侯新生;何莉莉;任秀龙;先永平
【摘 要】对成都市三环地区地基土壤中氡含量进行了检测,掌握了区域性氡含量的
分布状况,探讨了整个成都市待建地坪基础中的放射性水平,并佐以对成都市地质构
造的浅析,为今后城市化进程中的新建、扩建建筑的地下防氡设计提供依据,以最终
提升市民的生活环境质量.
【期刊名称】《广东微量元素科学》
【年(卷),期】2010(017)010
【总页数】4页(P65-68)
【关键词】氡含量;地基土壤;放射性水平;辐射防护
【作 者】宋海龙;侯新生;何莉莉;任秀龙;先永平
【作者单位】成都理工大学核技术与自动化工程学院,四川,成都,610059;成都理工
大学核技术与自动化工程学院,四川,成都,610059;成都理工大学核技术与自动化工
程学院,四川,成都,610059;成都理工大学核技术与自动化工程学院,四川,成
都,610059;成都理工大学核技术与自动化工程学院,四川,成都,610059
【正文语种】中 文
【中图分类】P612%P618.51
氡气是自然界中唯一的放射性气体,据联合国原子辐射效应科学委员会 (UNSCEAR)
估计,来自天然的辐射对公众的年有效剂量为 2.4 mSv,其中氡及其子体 (222Rn、
220Rn、219Rn)的贡献占54%[1]。环境中的氡很容易经过呼吸道进入人体,其经
衰变释放出的α、β粒子对人体形成内照射损伤。此外,人体的肺中有无数的小气
囊,氡气进入肺部后,衰变形成的一系列氡子体沉积在人体的肺部等组织中,这些氡子
体不再是气体而是固体的微粒,其每一次衰变都放射出α或β射线。人体若长期受
氡的电离辐射极易诱发肺癌、白血病和呼吸道等疾病[2]。研究表明氡已成为仅次
于吸烟的第二大致肺癌因素,因而世界卫生组织将氡列为使人致癌的 19种最主要的
物质之一[3]。解决环境氡的危害是辐射防护研究的首要任务。环境氡气分为室内
氡气和室外氡气。室外氡气主要是指大气中的氡气,由于大气是不断地进行开放式
流通的,而人伴随着行为也是持续流动的,所以对人的年有效辐射剂量贡献很小,常不
予考虑。而室内恰是人生活起居或者工作的地方,与室内氡气相对静态接触的时间
长,对人的健康的损伤最大。所以国内外辐射防护界都把控制室内氡及其子体含量
作为降低居民受照辐射的重点。相关统计表明,室内空气中的氡 56%来自住房下的
土壤,21%来自建材,20%来自室外空气,2%来自供水,1%来自燃气[4]。解决室内氡
问题的重点是控制土壤氡气进入室内。世界各国也纷纷制定室内氡及其子体含量控
制标准及管理规则,降低居民氡及其子体的辐射[7]。
2003年建设部出面组织了全国土壤氡概况调查,利用 40万 km2的国土面积的土
壤氡含量反衍计算,得出全国土壤氡含量的平均值为 7 300 Bq·m-3[7]。但是,由于
全国氡水平性调查采样间隔大,采样点密度小,因此不能准确反映某个具体区域的详
细氡含量情况。根据 1996年发布的国家标准《住房内氡浓度控制标准》,以及
2001的发布的《民用建筑工程室内环境污染控制规范》,明确要求对新建、扩建民
用建筑之前,需要对建筑物地基氡含量进行检测,为工程的防氡设计提供事实依据
[2,6]。成都市三环地区是成都市正待开发的区域,土壤尚未被大量的人为破坏,所以
测量数据基本能真实反映土壤氡含量水平。本文通过对成都市三环地区的氡气含量
进行区域性检测,初步明确成都市地坪地基氡含量的整体水平和大致分布现状,并进
一步对氡含量的分布规律进行探讨。
成都平原位于四川盆地西部,东南侧为龙泉山,西北侧为龙门山。成都平原为一冲积
平原,发育在东北 -西南向的向斜构造基础上,由发源于川西北高原的岷江、沱江 (绵
远河、石亭江、湔江)及其支流等 8个冲积扇重叠联缀而成复合的冲积扇平原,在冲
积的过程中伴随着地层的下沉,逐渐沉积,因此,第四纪广为发育[8]。整个平原的地表
松散沉积物厚度差异较大,从地表到深达百米不一。成都市则处于成都平原的中央,
其地层结构上部地表均为黏土层、亚黏土层(Q4)的植被覆盖层,下层为砂砾石堆积
层 (Q2),只有在南北方向上有少量白垩系 (K)砂层出露于地表。
1.2.1 仪器及工作原理 采用上海电子仪器厂生产的 FD-3017 RaA型 RaA测氡仪,
是利用静电收集氡衰变的第一代子体 RaA(218Po)作为测量对象,定量测量土壤中
氡含量。由于 RaA子体具有带正电的特性,故可采用加电场的方法将其收集在带负
高压的金属集片上。再由金硅面垒形半导体探测器和相应的电子线路组成的操作台
上进行测量,最后进入计数电路[10]。仪器可直读出计数率,其强度将与氡含量成正
比,按照下式即可直接计算出氡含量:
式中,CRn为氡含量 (Bq·m-3),N为 RaA(218Po)的α计数,J为换算系数 (爱曼 /脉
冲)。
1.2.2 仪器的标定 为保证仪器的计数全部由 RaA(218Po)的α所贡献,首先需正确
设定仪器的测量阈值,其次使用液体镭源进行标定。标定时抽气体积为 1.5 L,脱气时
间 20～40 s,加高压收集时间 2 min,取片 15 s,测量时间 2 min[9],根据仪器所测得
的α计数及液体镭源已知 Ra的含量,可以得出响应的换算系数 J。
通过以成三环为圆周,以大约 2 km为间隔,共在三环路附近采样 26个区域 (图 1),
每个区域按 10 m×10 m网格布点,测 16个点,总共采集 416个点的土壤氡气含量。
所有 26个区域平均氡含量均在 10 000 Bq·m-3以下。以单个点来看,有如表 1分
布情况。
氡气按土壤的地质年代划分,黏土层、亚黏土层 (Q4)的氡含量范围分布最广,区间 1
125～22 000Bq·m-3;其次是砂砾石堆积层 (Q2),其值分布为 750～16 350 Bq·m-
3;再次是白垩系(K),其值分布为 500～9 000 Bq·m-3。见表 2。
就整体水平而言,所有 416个点氡含量的平均值为 7 063 Bq·m-3。
根据气体扩散对流理论,一般来讲,由于气象压力的作用,氡气垂直扩散的能力强于水
平扩散;其次,对于构造发育的地段,土壤致密度低,氡气具有良好的扩散通道,所以,黏
土层、亚黏土层 (Q4)的平均氡含量比砂砾石堆积层 (Q2)、白垩系 (K)高。
成都市三环附近的大部分地区主要是表层土壤,黏土层、亚黏土层上面覆盖有地表
腐植层,地表腐植层对放射性元素有吸附作用,容易造成氡气的积累,这也是在测量中
有几处氡含量较高的原因。
2.3.1 水平分布 土壤氡含量水平分布较为离散,对于相同地质年代的土壤,其氡含量
影响因素主要是土壤的致密度,一般来讲,影响程度由大到小顺序是,黏土层、亚黏土
层 (Q4),砂砾石堆积层 (Q2),白垩系(K)。另外,其他因素也可能影响氡含量,比如说靠
近水域的区域,因为水会堵塞氡气的扩散通道,所以一般会比远离水域地区的氡含量
低。
2.3.2 垂直分布 土壤氡含量在垂直分布上规律则很明显,越靠近地表的测量值越高。
一方面是地表土壤间隙大;另一方面氡气是由内地层扩散出来,到表层时容易聚集交
汇到一起;还有就是大气氡含量比土壤氡含量低(约 1/1 000),所以氡含量在表层土
壤中较高。
成都市三环地区环境地气氡含量的变化范围从 500 Bq·m-3到 22 000 Bq·m-3,平
均含量为7 063 Bq·m-3。整个成都市的氡含量与全国土壤氡含量平均值 7 300
Bq·m-3基本一致。与全球土壤氡含量平均值 7 400 Bq·m-3相比,成都市区的氡含
量略低。虽然在测量中也有好几个异常点,但通过加深打孔深度再测量,数据恢复正
常,可能原因是土壤有经过人工搬运 (比方说有从别的地方运来堆积的浮土,经过几
年后,外观上无法分辨)[10]。
通过此次实际测量和后期的数据整理分析得到以下几点认识和体会:
(1)土壤致密度是影响氡含量的重要因素。所以在建筑工程时,地基深度很大程度上
决定地基氡含量。
(2)气候条件也是氡含量测量准确度的影响因素之一。温度会影响氡气在水中的溶
解度;湿度会影响土壤的致密度和土壤的含水量。
(3)在测量点选址问题上,打孔地点尽量不要靠近水田或者水塘,因为这类地区土壤湿
度大,黏性会加大,透气性能减小,使孔周围的氡气不易扩散到孔中,测量结果会比实际
值低。
(4)对于工程建筑来讲,设计前通过更为紧密的布点来确定氡气含量尤为重要。
(5)成都市三环地区地坪地基氡含量整体水平正常。
【相关文献】
[1]United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation. Ionizing
Radiation:Sources,Effects and Risks of Ionizing Radiation[M].New York:Report to the
GeneralAssemblywith Annexes,1988.
[2]中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局.GB 503252-2001民用建筑工程室内环境污染控制
规范 [S].北京:中国标准出版社,2001.
[3]CLARKE H G,SOUTHWOOD T R from ionizing radiation[J].Nature,1989,338:197-
198.
[4]S WEDJEMARK h perspective on radon[A]∥Proc Fifth
IndoorAirQuality and Climate Toronto,1990,5:297-305.
[5]王玫.土壤氡与室内氡浓度关系的研究 [J].中国预防医学杂志,2005,6(1):21-23.
[6]任天山.室内氡的来源、水平和控制 [J].辐射防护,2001,9:291-298.
[7]刘汉彬,范光.民用建筑工程场地土壤氡浓度测量 [J].世界核地质科学,2004,21(1):51-54.
[8]侯新生,邵力,瞿勇,等.成都地区地坪基础土壤中氡浓度分布规律的初步探讨 [J].核技
术,2006,29(4):319-320.
[9]葛良全,高超,郭生良.提高土壤氡浓度测定效率的方法 [J].环境管理监测与技术,2007,19(4):58-59.
[10]吴慧山,林玉飞,白云生,等.氡测量方法与应用 [M].北京:原子能出版社,1995:23.