闪烁室法在土壤氡检测中的应用及其影响因素

闪烁室法在土壤氡检测中的应用及其影响因素

王炎冰

天津建科建筑节能环境检测有限公司

摘要：土壤氡浓度会受到各种因素的影响发生一定的变化，土壤氡浓度的变化规律十分复杂，土壤氡浓度的检测也会在一定程度上受到其影响因素的干扰，所以研究土壤氡浓度影响因素非常重要，能够在一定程度上保证土壤氡浓度检测结果的精确度。相关文献中表明，影响土壤氡浓度的因素主要包括：地质环境的影响，温度以及空气湿度的影响；另外检测方法的选择也会在一定程度上影响土壤氡浓度。本文介绍了检测土壤中氡浓度的方法及原则；其次，对检测土壤中氡浓度的实例分析进行了阐述；最后，总结了影响土壤中氡浓度检测质量的各项因素。

关键词：土壤；氡气；闪烁室法；影响因素

土壤中氡浓度的变化规律十分复杂，同时，在检测土壤中氡的浓度时会受到不同各因素的干扰，因此，要加强对土壤中氡检测影响因素的分析，提高最终检测结果的精准性。结合多年的检测经验对土壤氡浓度因素产生影响的原因主要包括：地质环境、测孔深度以及土壤湿度等，此外应用的检测方法也可对土壤氯浓度造成一定程度的影响。

1氡的分类及危害

氡是一种放射性的惰性气体，无色无味，随时间逐步衰变。有四个同位素：氡-222，是由铀系的镭-226衰变而来，半衰期3.825d；氡-220，是由钍系的镭-224衰变成的，半衰期55.6s；氡-219，是由锕铀系的镭-223衰变成的，半衰期3.96s；氡-218，是由铀系的砹-218衰变的，半衰期只有0.03s，不能算作独立的同位素。所以，在一般文献中，只说氡有三个同位素，不包括氡-218。在建筑工程中的地基土（土壤）氡浓度测量，一般只指氡-222。近来，在一些特定条件下也包括氡-220。

由于Rn222的半衰期是3.825d，所以在其原子核发生衰变前会有部分从岩石中、土壤中跑出来，很容易随着人们的呼吸进入肺部，并随着血液的流动走向全身，其放射的α粒子，由于其射程短，在它经过的路径上造成原子的电离密集，破坏细胞结构分子，在人体内对细胞的伤害也就十分集中，细胞受伤害的程度比较大，修复的可能性较小，这就是氡气会造成肺癌的原因。。因而，在民用建筑工程勘察设计阶段，进行场地土壤氡浓度测定并采取相应的措施是非常必要的。

2氡的来源

世界卫生组织，已经将氡列为致癌物质之一，对人体产生的危害非常大。氡的来源大概有三个：其一，在建筑地基的土壤当中，有氡析出，为主要来源,一般占室内氡的60%左右。；其二，建筑材料是氡的另一个来源。如花岗岩、砖沙、水泥及石膏之类，特别是含有放射性元素的天然石材，易释放出氡。其三，从供水及用于取暖和厨房设备的天然气中释放出的氡这方面只有水和天然气中的氡含量比较高时才会有危害。所以，在国标《民用建筑工程室内环境污染控制规范》GB 50325-2010(2013年版)当中，明确提出，在建筑工程设计之前，需要先针对土壤当中的氡浓度实施检测。

3土壤氡浓度测定方法

3.1闪烁室法

用气泵将含氡的气体吸入闪烁室内，氡及其子体发射的α粒子使闪烁室内的ZnS(Ag)涂层发光，在电子重排过程中以光子的形式释放能量。这种光讯号的大小与放射性的能量成正比。电光倍增管再把这种光讯号变成电脉冲。单位时间内的脉冲数与氡浓度成正比，从而确定氡的浓度。我公司所使用的环境氡测量仪就是以闪烁室法为基础。

3.2静电扩散法

土壤中含氡的气体经专用采样器采集,经过干燥器抽入筒内,在筒的顶端装入金属收集片并施加负高电压。因氡衰变后产生新的子体——RaA,在初始的瞬间为带正电荷的离子,在电场的作用下被集在金属收集片上,经两分钟后,取出收集片放入操作台探测器内,测RaA的α射线的强度,从而确定氡浓度(α射线的强度与氡浓度成正比)。

3.3金硅面垒型探测器测量法

半导体探测器是一种以半导体材料（锗、硅等）为检测介质的辐射探测器。它主要有结型、面垒型、锂漂移型和高纯度锗等几种类型。其基本原理与气体电离室相似。它有两个电极，外加一定的偏压。当入射粒子进入半导体探测器的敏感区域时，会产生电子-空穴对。电压加到两极后，电荷载流子向两极移动，在收集电极上诱导电荷，从而在外部电路中形成信号脉冲。半导体探测器的输出脉冲振幅与能量成正比，从而确定氡浓度。

4土壤中氡浓度的检测过程

4.1布置测点

参照建设方提供的总平图，通过全站仪和测绳对现场进行测量，沿着场地的南北区域布设数条测线，沿着东西方向布设数条测线，线距离为10m。南北、东西方向测线的交叉点就是检测点，检测范围内测试点涵盖整个工程，通过对这些检测点的取样分析，可以完成相应的检测工作。

4.2测定土壤中氡浓度具体步骤

4.2.1利用钢纤在测量区域打一个孔，孔的深度约为60cm，将孔内的钢钎去除，然后立即将取样器插入到孔中，将取样器周围的松土踩实，避免大气渗入。

4.2.2启动环境氡测量仪，收集氡及其子体发射的α粒子。

4.2.3仪器完成充气—测量--排气过程，得到待测地点的氡浓度。

4.2.4上一个检测点测量工作开始后，对下一个测点成孔工作的开展进行准备，然后依据上述步骤，完成相应的测量作业。

5土壤中氡浓度检测的影响因素

5.1地质特征与地理位置的影响

土壤里的氡主要来自于地层深处的放射元素通过地质活动进入地表土壤。因此土壤中氡的浓度主要取决于地下土壤的铀、镭的渗透率以及水蒸气含量。在调查中，我们发现同一台检测设备在同一地区的非地质断裂带测量砂土和亚粘土时，结果要差得多。沙土中氡的平均浓度普遍大于1000bq/m³。然而，亚粘土很少超过100bq/m³。可见土壤附着力低时，氡浓度高；而附着力高时，氡浓度低。地理位置处在地质断层地区，氡浓度也相对较高。由于裂缝的存在，地层深处的氡有上升和沉淀的趋势，氡浓度较高。根据一些地区的调查报告，地质断层地区表层土壤的氡浓度比其他地区要高出好几倍。

5.2干燥剂对土壤氡浓度的影响

通常检测人员采样时都会使用一定的干燥剂，并且对同一个采样孔洞进行多次采样，以确保检测数据的有效性，减少干燥剂对结果的影响，实验数据表明，越干的干燥剂检测到的氡浓度越高，即检测结果随着干燥剂的变化而变化，所以干燥剂对氡浓度的检测有一定的影响。

5.3采样孔深度对土壤氡浓度的影响

在检测氡浓度的时候，采样钻孔的深浅度会对检测结果造成较大的影响，采样时通常检测人员将采样仪器放在已钻好的孔隙内吸取样本气体，钻孔的深度不同检测数据也会不同，一般设置了四种深度，分别为40cm、50cm、60cm、70cm和80cm，通过多次实验表明，采样钻孔越深氡浓度越大，并且在深度为60cm时检测效果最稳定也最准确。

5.4土壤密实度对土壤氡浓度的影响

土壤密实度对氡浓度的检测会有一定的影响，因为土壤越硬氡气越难析出，越松软氡气析出的速度就越快，土壤的密实度越大，检测结果越低，反之越高，所以取样时需要选取合适的地方钻孔洞取样。

5.5土壤湿度对土壤氡浓度的影响

土壤的湿度对检测结果也有明显的影响，所以采样时需要注意土壤的干湿程度，通过实验数据表明，雨后检测比雨前检测氡浓度明显减少，由于氡溶于水，所以下雨时会将土壤里的氡吸收而下沉到土壤的更深处。地表的氡浓度就会减少，而且水会在一定程度上增加土壤的密度，这样氡气就很难向外扩散，都聚集在土壤之中。所以检测人员在实际测量土壤氡浓度时，土壤越湿采样的氡浓度就会越低。

6结束语

氡作为一种放射性气体，其会对人体造成较为严重的伤害，会引发各种疾病。在工程建设期间，若建设场地土壤中氡的浓度过高，氡会不断向土壤上部移动，最后会脱离土壤进入到空气中，这将会导致建筑物低层室内中氡的浓度升高，对住户的身体健康造成较为严重的威胁，可见，对土壤中浓度进行检测意义重大。此外，需要检测人员注意，检测土壤中氡浓度时，一些因素会影响检测结果，因此，要做好相应的处理，提高最终检测结果的精准性。

参考文献：

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