土壤氡测定及相关影响因素分析

土壤氡测定及相关影响因素分析

黄芸

黄芸

江阴市建设工程质量检测中心江苏江阴214437

摘要：文章首先对土壤氡及其测定方法进行简要分析，在此基础上对土壤氡测定的相关影响因素进行论述。期望通过本文的研究能够对土壤氡测定准确率的提升有所帮助。

关键词：土壤氡；测定方法；影响因素

氡归属于放射性气体的范畴，其本身无色、无味，而土壤氡则是由以下两个部分组成：一部分为存在于介质中的氡，这里的介质通常有两种形态，即固态和液态；另一部分则是从介质中释放出来并随土壤内的其它气体进行迁移的氡，对土壤氡的测定主要是针对后者而言。借此，本文就土壤氡测定及相关影响因素展开分析。

1土壤氡及其测定方法分析

1.1土壤氡

在自然界当中，放射性金属元素钍的含量约为最重元素铀的3倍左右，因钍的半衰期为铀的3倍。所以，两者的放射性活跃程度非常近似，它们在单位时间内，经过衰变之后所产生出来的氡-222与氡-220的原子数大致相同。土壤当中所产生的氡-220仅有非常少的一部分会被释放到大气中，经过相对较短的时间，氡-220会衰变掉，其存在于大气中的含量约为氡的10%左右。虽然氡-220基本不会对室内空气造成污染，但是在对土壤氡的浓度进行测定时，需要考虑其对氡的影响。

1.2土壤氡的测量方法

对土壤氡进行测量时，可以采用的方法相对较多，其中应用较为广泛的有以下几种：

1.2.1活性炭吸附。该方法的原理是通过活性炭本身所具有的强吸附作用，对土壤氡的浓度进行测量，通常在一些规模较大的氡调查中，活性炭吸附法的应用较多，其优点是不需要使用任何能源，采样点的布设方便、灵活，活性炭可以重复使用，成本较低。缺点是测量结果受环境温湿度的影响较大，只能够用于短期测量。

1.2.2静电扩散法。这种测量方法又被称之为静电收集，常用的探测器为半导体金硅面垒，该方法具有如下优点：能够进行连续不间断地测量，探测限相对较低。缺点是相对湿度会对收集效率有所影响。

1.2.3静电计法。该方法又被称之为电离室法，它是通过射线对空气的电离作用，对氡的浓度进行测定。这种方法最为突出的优点是可靠性高，测量速度较快，能直接对空气样品进行收集和测量，如果在实验室中使用，则可在较短的时间内，快速测出氡的浓度及变化情况。唯一的不足之处是灵敏度偏低，在低水平测量中不太适用。

1.2.4固体径迹法。它是以径迹密度为依据，对氡气的密度进行推算，其优点是价格低、小型化、无源，稳定性高，测得的数据可存档，能够用于大规模、长期氡浓度调查。缺点是测量周期较长，精度误差大。

1.2.5金硅面垒型探测器。该探测器实质上是一个固体电离室，它的基本工作原理如下：当α离子对表面金层产生轰击时，会从金层穿过，进入到P-N结区，因α离子本身有着非常强的电离能力，故此会在P-N结区产生出数量庞大的电子空穴对，在PN结偏置电压的作用下，这些空穴对会以较快的速度积累，并经放大器放大后输出电脉冲信号，进而获取α粒子信息。依据该特性，借助α能谱测量，可以获取到相关的核素信息，这样便能达到测量的目的。

2土壤氡测定的相关影响因素

为对土壤氡测定中的相关影响因素进行分析，下面通过实验的方法，对测定过程进行阐述，在此基础上，分析影响土壤氡测定结果准确性的因素。

2.1实验方法

2.1.1仪器设备。本次对土壤氡的测定，选用的是FD-3017RaA测氡仪，该仪器主要由两个部分组成：一部分为抽气泵，另一部分为测量操作台，探测限位370Bq/m3。

2.1.2测量原理。本次实验中，选用的测量仪器为FD-3017RaA瞬时测氡仪，它能够利用氡衰变以后所产生子体的带正电特性对土壤氡的浓度进行测定。具体的测定过程如下：使用抽气泵将土壤中的空气抽出至富集室内，在加正高压电场，将氡衰变后产生的子体富集到金属收集片上，并在富集2分钟以后，转移到测量仪器上，最后在液晶屏上，土壤氡子体的脉冲信号会显示出来，由此便可测定出土壤氡的浓度。

2.1.3仪器设备校验。为避免仪器设备对土壤氡测定结果的准确性造成影响，必须经过标定后，方可用于测定。如果是在野外作业，应当在作业开始后和完成后，对仪器气密性、导线的接触性等进行方面进行检查，确认是否稳定、可靠，确保仪器设备处于正常的工作状态。

2.2相关影响因素

2.2.1试样采集体积。由实验结果可知，对不同的采样体积进行氡浓度测定时，结果会随着采样体积的增加而增加，当采样体积为0.2L时，经测定，土壤氡浓度的平均值为4379.8Bq/m3；采样体积增加至0.5L时，样品数量保持不变，经测定，土壤氡的浓度平均值为9662.4Bq/m3；当采样体积为1.0L时，测得的土壤氡浓度平均值为16191.6Bq/m3；采样体积为1.5L时，测得的土壤氡浓度平均值为16798.1Bq/m3。通过上述数据可以看出，试样的体积对土壤氡的测定结果具有一定的影响，从0.2L到1.0L时，测定结果的变化幅度较大，而从1.0L增加至1.5L时，测定结果的变化较小。

2.2.2试样采集深度。在实验时，选取一块土质基本相同的草坪，并在相隔3m的平行线范围内进行测定，当试样采集深度为30cm时，经测定，土壤氡浓度的平均值为5274.8Bq/m3；随后将采样深度增加至45cm，经测定，土壤氡浓度的平均值为5217.8Bq/m3；当采样深度增加至60cm时，土壤氡浓度的平均值达到9232.9Bq/m3；当采样深度增加至75cm时，土壤氡浓度的平均值为8778.9Bq/m3。由上述测定结果可以看出，试样的采集深度对测定结果具有一定的影响，从30cm到45cm时，影响不大，但深度达到60cm时，测定结果会出现较大的变化，继续增加深度，测定结果的变动较小。

2.2.3土壤湿度。在降雨前和降雨后，对相同点位处的土壤氡进行测定，雨前土壤中含水较少时，土壤氡浓度的平均值为14328.2Bq/m3；降雨后土壤中的含水量增多，经测定，土壤氡浓度的平均值为13662.6Bq/m3。

由此可以看出，降雨使土壤的湿度发生了改变，对测定结果也会带来一定的影响。

2.2.4植被。在实验土壤中分别对普通草地、蔬菜地和果树地进行实验测定，其中草地的土壤氡浓度平均值为14165.7Bq/m3，蔬菜地的土壤氡浓度平均值为1065.9Bq/m3，果树地的土壤氡浓度平均值为37007.9Bq/m3。

由上述测定结果可以看出，不同的植被，对土壤氡的测定结果具有显著的影响，蔬菜地的平均值最低，果树地的平均值最高。

2.3结果讨论

通过实验得出如下结论：当地质条件相同时，降雨会对土壤氡的测定结果造成影响，这是因为雨水从地表向土壤内渗入时，会将溶于水的氡驱赶至土壤的深处，这个深度超出了试样采集的范围，由此使得雨后对土壤氡浓度的测定结果低于雨前。但需要着重阐明的一点是，如果降雨较小，雨水仅能渗透至取样深度的上方时，则会使测定结果偏高，这是因为雨水渗入土壤表层后，导致土壤密度增大，影响氡向地面的扩散效果，致使深层土壤的氡浓度增加。故此，在对土壤氡进行测定时，应当在雨后24h进行，以此来降低影响。此外，种植的植被不同，土壤氡的测定结果差异较大，这说明，植被的根系对土壤氡具有吸收作用，由于果树的根系较为茂盛，吸附的土壤氡较多，所以浓度最高。

结论：

综上所述，在对土壤氡进行测定的过程中，试样的采集体积、采样深度、土壤湿度及植被等因素，均会对测定结果造成一定的影响。为确保测定结果的准确性，测量人员应当了解各种因素所产生的影响范围，并在实际测定中，通过一些措施降低影响。

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