廣東省建筑材料放射性調(diào)查方案設(shè)計

胡 穎 白書明 李冠超(廣東核力工程勘察院，廣州 510800)

廣東省建筑材料放射性調(diào)查方案設(shè)計

胡 穎 白書明 李冠超
(廣東核力工程勘察院，廣州 510800)

建筑材料中的氡-222、鐳-226、釷-232、鉀-40等天然放射性核素衰變產(chǎn)生的射線對人體健康產(chǎn)生極大危害，為了解廣東省的建筑材料放射性狀況，為廣東省建筑材料市場的天然放射性水平檢測提供基礎(chǔ)依據(jù)，本文針對廣東建材市場現(xiàn)狀調(diào)查，設(shè)計了廣東省建筑材料及不同類型建筑物放射性調(diào)查方案。方案中設(shè)計通過對廣東省廣州、珠海、深圳、韶關(guān)及佛山五個城市中工廠、酒店、住宅、醫(yī)院、學(xué)校(幼兒園)、古建筑、廣場、商場等不同類型建筑物的室內(nèi)放射性進(jìn)行調(diào)查，并對同一居民樓中使用不同建筑材料的居民室內(nèi)進(jìn)行放射性調(diào)查，得出廣東省的室內(nèi)的放射性水平以及高水平的放射性建材種類；通過對佛山、云浮、潮州、深圳、東莞以及珠海六個建材產(chǎn)業(yè)較為發(fā)達(dá)地區(qū)的建材市場中不同建筑材料(瓷磚、陶瓷、大理石、花崗石、水泥、石粉、實心磚、空心磚)及裝飾材料的放射性調(diào)查分析，得出廣東省建筑材料的放射性水平，以及高放射性的建材種類。

建筑材料；放射性；健康；廣東省

人類有80%的時間處于室內(nèi)環(huán)境中。近年來，人們對居住環(huán)境有了更高的要求，對于其健康和安全問題給予極大的關(guān)注。隨著社會和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，房地產(chǎn)和基礎(chǔ)設(shè)施逐漸增多，所需的建筑材料逐年增加，種類也逐漸增多。相比建筑材料中的甲醛、苯等化學(xué)物質(zhì)，建筑材料的放射性對人體健康的危害不易覺察且不可預(yù)見，且潛伏期長達(dá)幾十年。

1983—1990年原國家環(huán)保局組織了全國環(huán)境天然放射性水平調(diào)查，其中“廣東省環(huán)境天然貫穿輻射水平調(diào)查研究”中顯示，不同建筑物室內(nèi)γ輻射劑量率均值水平分別為：花崗巖石墻160nGy/h，土坯156.4nGy/h，框架147.9nGy/h，磚木142.9nGy/h。同一結(jié)構(gòu)不同地面的建筑物室內(nèi)γ輻射水平分別為：方磚166.1nGy/h，泥地146.9nGy/h，花階磚(水磨石)141.0nGy/h，水泥135.3nGy/h。在2015年進(jìn)行的廣州市放射性地質(zhì)環(huán)境調(diào)查與評價項目中，建筑物室內(nèi)γ輻射劑量率均值水平為：土坯261.8nGy/h，磚木162.0nGy/h，方磚241.6nGy/h，水泥191.5nGy/h，明顯高于上世紀(jì)八十年代廣東省建筑物室內(nèi)測得的γ輻射劑量率水平。

居室內(nèi)放射性核素主要來源于建筑材料、地基土壤和家用物品，其中建筑材料是產(chǎn)生放射性污染的主要原因。建筑材料主要含有氡-226、釷-232、鉀-40三種天然放射性核素，屬于半衰期極長的核素，當(dāng)含量超過一定限值，將會直接影響人們的身體健康，損害人體免疫系統(tǒng)，誘發(fā)白血病等慢性疾病[1-2]。

近年來，上海、北京、鄭州、西安等多個城市對于建筑物室內(nèi)的放射性水平進(jìn)行了調(diào)查，包括γ輻射劑量率、氡濃度等參數(shù)，而廣東省建材行業(yè)主要產(chǎn)品產(chǎn)量均居全國前列，建筑材料放射性檢測存在巨大市場。

1 建筑材料放射性污染及危害

建筑主體材料是用于建造建筑物主體工程所使用的建筑材料，包括黏土、砂石等。裝飾裝修材料是用于建筑物室內(nèi)、外飾面用的建筑材料，包括花崗石、大理石等[3]。

建材中的放射性危害主要有兩個方面，即內(nèi)照射及外照射。內(nèi)照射主要來自于放射性元素鐳、釷等的衰變產(chǎn)物氡-222和氡-220。氡經(jīng)α衰變后，順序產(chǎn)生短壽命子體，統(tǒng)稱為氡及其子體。氡能溶解于血液和脂肪中，經(jīng)衰變以后，順序生成的產(chǎn)物是釙-218、鉛-214、鉍-214和釙-214[4]。一般主要考慮氡及其短壽命子體釙-218、鉛-214、鉍-214和釙-214對人體的影響[5]。當(dāng)吸入氡的短壽命子體后不斷沉積在呼吸道表面，在局部區(qū)域內(nèi)不斷積累。因此，吸入含氡氣體對呼吸系統(tǒng)造成的輻射危害，主要來自氡子體。人在高濃度氡氣長期輻射下，可導(dǎo)致肺癌。我國每年約有5萬人因氡及其子體致肺癌而死亡。世界衛(wèi)生組織已將氡氣列為使人致癌的19種物質(zhì)之一[6-7]。

體外輻射主要是指建材中的輻射體直接照射人體后產(chǎn)生一種生物效果，會對人體內(nèi)的造血器官、神經(jīng)系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)和消化系統(tǒng)造成損傷，人們?nèi)绻L期受小劑量輻射的慢性照射，將會引起皮膚輻射損傷，造成白內(nèi)障和誘發(fā)各種癌癥，還會引起基因突變，致胚胎中的胎兒先天性畸形或發(fā)生遺傳性疾病[6,8]。

2 廣東建材市場現(xiàn)狀

廣東省有多個城市在建筑材料方面發(fā)展良好，如廣東佛山南國陶都、廣東云浮石材基地、廣東潮州中國不銹鋼制品之鄉(xiāng)以及廣東深圳防水材料之鄉(xiāng)等。廣東佛山石灣鎮(zhèn)素有南國陶都之稱，是“中國陶瓷名鎮(zhèn)”。云浮石材產(chǎn)銷量名列全國第一，品種居全國首位，出口量為全國第二，以及擁有“中國石材基地中心”，“中國石材流通示范基地”等諸多榮譽(yù)。

廣東省大型建材市場主要分布在佛山、東莞、珠海、深圳等地。廣東省建材市場上建筑材料品類繁多，主要以瓷磚、陶瓷、大理石、花崗石、木材、水泥、石粉等為主。

3 廣東省建筑材料及不同類型建筑物放射性調(diào)查方案設(shè)計

3.1 調(diào)查內(nèi)容

(1)通過對廣東省建筑材料放射性現(xiàn)狀進(jìn)行初步調(diào)研，為廣東省建筑材料市場的天然放射性水平檢測提供基礎(chǔ)依據(jù)，對于高放射水平建筑材料進(jìn)行分辨。

(2)對廣東省不同類型建筑物的室內(nèi)放射性進(jìn)行調(diào)查，包括工廠、酒店、住宅、醫(yī)院、學(xué)校(幼兒園)、古建筑、廣場、商場等人類活動頻繁的場所。對同一居民樓中使用不同建筑材料的居民室內(nèi)進(jìn)行放射性調(diào)查。

(3)對于不同建筑材料(水泥、瓷磚、大理石、花崗石、水磨石、木地板等)及裝飾材料分別進(jìn)行采集和實驗分析。

3.2 調(diào)查思路

總體工作思路：收集資料→工作大綱編制→點位布設(shè)與現(xiàn)場檢測→樣品采集→室內(nèi)樣品分析→成果報告編寫→數(shù)據(jù)庫錄入驗收。

3.3 調(diào)查項目

(1)建筑物室內(nèi)的γ輻射劑量率及氡濃度。

(2)建筑材料中鐳-226、釷-232、鉀-40的天然放射性比活度。

3.4 調(diào)查點位及頻次

對人類活動頻繁的場所以及居民室內(nèi)進(jìn)行γ輻射劑量率和氡濃度的檢測，考慮到人口密集，兼顧輻射調(diào)查項目中的幾個地級市，選取廣州、珠海、深圳、韶關(guān)及佛山5個地級市進(jìn)行調(diào)查。

對于建筑材料樣品的采集，選取佛山、云浮、潮州、深圳、東莞以及珠海6個建材產(chǎn)業(yè)較為發(fā)達(dá)地區(qū)的建材市場作為樣品采集點，兼顧所測量居民使用的建材來源地。

3.4.1 現(xiàn)場γ輻射監(jiān)測

選擇廣州、珠海、深圳、韶關(guān)、佛山5個地級市，結(jié)合《廣東省放射性地質(zhì)環(huán)境調(diào)查與評價》成果，針對工廠、酒店、住宅、醫(yī)院、學(xué)校(幼兒園)、古建筑、廣場、商場等8類人類活動頻繁的建筑物類型，對每種建筑類型選取5個進(jìn)行室內(nèi)γ劑量率測量，共計200個監(jiān)測點。

選擇廣州、珠海、深圳、韶關(guān)、佛山5個城市中各同一棟居民樓中使用不同建筑材料5戶(每戶各2個點位)以及未進(jìn)行裝修的一戶作為對照，進(jìn)行室內(nèi)γ劑量率測量，共計60個監(jiān)測點。對居民使用建筑材料的種類及來源進(jìn)行記錄。

監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)：GB/T14583-1993《環(huán)境地表γ輻射劑量率測定規(guī)范》。

監(jiān)測儀器：6150AD-b環(huán)境級高靈敏度X-γ劑量率儀。

監(jiān)測方法：室內(nèi)監(jiān)測選擇同一棟樓房經(jīng)不同裝飾材料裝修和未裝修的房屋臥室、客廳(其中未裝修的房間測量值作為對照值)以及人類活動頻繁的建筑物的正中心，在選定的監(jiān)測點位地表上方1m處測量γ輻射空氣吸收劑量率[9-11]。

監(jiān)測頻次：對每個點位進(jìn)行一次監(jiān)測，對每組連續(xù)讀取10個數(shù)據(jù)。

3.4.2 氡濃度監(jiān)測

選擇廣州、珠海、深圳、韶關(guān)、佛山5個地級市，結(jié)合《廣東省放射性地質(zhì)環(huán)境調(diào)查與評價》成果，針對工廠、酒店、住宅、醫(yī)院、學(xué)校(幼兒園)、古建筑、廣場、商場等8類人類活動頻繁的建筑物類型，對每種建筑類型選取5個進(jìn)行室內(nèi)氡濃度監(jiān)測，共計200個監(jiān)測點。

選擇廣州、珠海、深圳、韶關(guān)、佛山5個城市中各同一棟居民樓中使用不同建筑材料和裝飾材料共5戶(每戶各2個點位)以及未進(jìn)行裝修的一戶作為對照，進(jìn)行室內(nèi)氡濃度監(jiān)測，共計60個監(jiān)測點。對居民使用建筑材料和裝飾材料的種類及來源進(jìn)行記錄。

監(jiān)測標(biāo)準(zhǔn)：GBZ/T182-2006《室內(nèi)氡及其衰變產(chǎn)物測量規(guī)范》，EJ/T 605-1991《氡及其子體測量規(guī)范》。

監(jiān)測儀器：RAD7測氡儀或FD216測氡儀。

監(jiān)測方法：收集建筑物的類型、用途、建筑年代、建筑材料、周圍地質(zhì)背景、是否進(jìn)行過有關(guān)檢測等方面的資料。收集測量期間天氣變化趨勢資料，避免在大風(fēng)(風(fēng)速>13.4m/s)或暴雨天氣進(jìn)行測量。

對于在用房屋，應(yīng)在測量前12h和整個測量期間關(guān)閉所有門窗(除了正常出口和入口)和通風(fēng)系統(tǒng)，如采用中央空調(diào)，測量期間可以使用，但要對進(jìn)風(fēng)進(jìn)行限制，以保持房間空氣的相對穩(wěn)定。測量期間允許短時間開門用于人員出入等。

對于新建房屋，應(yīng)在測量前24h和整個測量期間關(guān)閉所有門窗、通風(fēng)系統(tǒng)和中央空調(diào)，并保持到測量結(jié)束。

監(jiān)測頻次：上午8:00-11:00測量，1次/天，連續(xù)2天測量瞬時氡濃度值。

篩選測量結(jié)果≥200Bq/m3的房屋進(jìn)行進(jìn)一步跟蹤測量。

3.4.3 建材放射性核素分析

在佛山、云浮、潮州、深圳、東莞以及珠海各選取3個大型建材市場，收集其中的瓷磚、陶瓷、大理石、花崗石、水泥、石粉、實心磚、空心磚8種材料樣品[2,12]，分別進(jìn)行鐳-226、釷-232、鉀-40比活度測量，共計144個樣品。

結(jié)合室內(nèi)γ輻射劑量率和室內(nèi)氡濃度檢測結(jié)果與相應(yīng)的建材類型，收集室內(nèi)放射性較高的居民所使用的建筑材料樣品，分別進(jìn)行鐳-226、釷-232、鉀-40比活度測量，樣品數(shù)目待定。

(1)樣品采集與處理

現(xiàn)場采集每個樣品不少于2kg。送實驗室破碎，磨細(xì)過60～100目尼倫篩。將其裝入與儀器刻度源幾何形態(tài)一致的樣品盒中，稱重(精確至0.1g)、密封20d以上待測。

(2)樣品分析

當(dāng)檢驗樣品中天然放射性衰變鏈基本達(dá)到平衡后，在與標(biāo)準(zhǔn)樣品測量條件相同情況下，采用低本底多道γ能譜儀對其進(jìn)行鐳-226、釷-232、鉀-40比活度測量。分析方法執(zhí)行GB6566-2010《建筑材料中放射性核素限量》。

3.5 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范

3.5.1 建筑材料放射性限值

國內(nèi)對于建筑材料放射性評價主要是按照國家建筑材料放射性核素限量標(biāo)準(zhǔn)GB6566-2010《建筑材料放射性核素限量》來進(jìn)行相關(guān)類別評價。標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定：

A.建筑主體材料放射性限值

(1)主體材料為實心或空心率小于25%的：Ra-226、Th-232、K-40應(yīng)同時滿足外照射指數(shù)(Ir=[CRa/370]+[CTh/260]+[CK/4200])≤1.0以及內(nèi)照射指數(shù)(IRa=CRa/200)≤1.0。

(2)主體材料中空心率大于25%的：Ra-226、Th-232、K-40應(yīng)同時滿足IRa≤1.0和Ir≤1.3。

B.裝飾、裝修材料放射性

(1)A類裝飾、裝修材料放射性(使用不受限制)：Ra-226、Th-232、K-40應(yīng)同時滿足IRa≤1.0、Ir≤1.3。

(2)B類裝飾、裝修材料放射性(僅用于Ⅱ類民用建筑和工業(yè)建筑內(nèi)飾面、所有建筑外飾面)：Ra-226、Th-232、K-40應(yīng)同時滿足IRa≤1.3、Ir≤1.9。

(3)C類裝飾、裝修材料放射性(僅用于所有建筑物外飾面、室外其它用途)：Ra-226、Th-232、K-40應(yīng)滿足Ir≤2.8[5,13-14]。

3.5.2 室內(nèi)氡濃度限值

GB50325-2010《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》對于室內(nèi)空氣的放射性水平做出規(guī)定，規(guī)定222Rn的年平均值不大于400Bq/m3。

3.6 質(zhì)量控制

(1)監(jiān)測方法嚴(yán)格采用國家頒布的標(biāo)準(zhǔn)方法。

(2)定期對儀器進(jìn)行檢定，保證儀器處于檢定有效期內(nèi)。

(3)每次測量前、后均檢查儀器的工作狀態(tài)是否正常，并用標(biāo)準(zhǔn)源或穩(wěn)定場對儀器進(jìn)行校驗。

(4)樣品分析：固體樣品采用20%的密檢樣品進(jìn)行控制。

(5)設(shè)置項目質(zhì)量控制小組，對現(xiàn)場監(jiān)測及采樣進(jìn)行核查。

(6)保證采集的樣品制樣過程不交叉污染，且對樣品檢測結(jié)果進(jìn)行標(biāo)樣考核、外單位對比等質(zhì)量控制措施。

4 結(jié)論

通過對廣東省代表性大型城市中人類活動較多的不同類型建筑物室內(nèi)的放射性狀況進(jìn)行調(diào)查，得出放射性較高的建筑物類型，其對公眾的身體健康造成較大危害，分析其建筑物放射性較高的原因，查明放射性較高的建筑材料類型。

通過對廣東省代表性大型城市中使用不同建筑材料的居民室內(nèi)的放射性狀況進(jìn)行調(diào)查，得出放射性較高住戶，找出其所用裝修建筑材料的類型，得出放射性較高及較低的建材類型。

對人居環(huán)境中所用建材進(jìn)行追溯，選取廣東省多個大型建材產(chǎn)地進(jìn)行采樣檢測，全面分析廣東省建筑材料的放射性水平，結(jié)合前述結(jié)論選出高放射性的建材種類。

依據(jù)得到的建筑材料放射性高低的結(jié)論，對城市居民對建筑材料的使用進(jìn)行指導(dǎo)和建議。

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ProjectdesignofbuildingmaterialsradioactivityinvestigationinGuangdongProvince

Hu Ying, Bai Shuming, Li Guanchao
(Guangdong Institute of Nuclear Force Engineering and Investigation, Guangzhou 510800)

Since the rays from the decaying of natural radionuclide such as222Rn,226Ra,232Th and40K in building materials are very harmful to human health,in order to know the radioactive status of building materials and provide data support for carrying out natural radioactive level detection of building materials markets in Guangdong Province, this paper presents the results from an initial investigation on building materials markets in Guangdong and a survey plan designed specifically for investigating radioactivity of different types of buildings and building materials. In order to know indoor radioactive level in general and indoor building material types with high radioactive level, different types of buildings such as factory, hotel, dwelling, hospital, school (kindergarten), historic building, square and market in five cities including Guangzhou, Zhuhai, Shenzhen, Shaoguan and Foshan in Guangdong Province are included in survey plan for investigating the indoor radioactive status in general, and the indoor radioactive status of household using different building materials within the same building. At the same time, in order to know the radioactive level in general for building materials in Guangdong Province and building material types with high radioactive level, different types of building materials such as tile, ceramic, marble,granite, cement, rock flour, solid brick and air brick and decorative materials in six cities including Foshan, Yunfu, Chaozhou, Shenzhen, Dongguan and Zhuhai in Guangdong Province are included in survey plan for investigating the radioactive status.

building materials；radioactivity；human health；Guangdong Province

X591

A

2017-06-22； 2017-09-29修回

胡穎(1990-)，女，河南人，博士，研究方向：大氣環(huán)境污染、放射性環(huán)境監(jiān)測等。E-mail：huying0905@126.com