住房室内氡的危害及其控制措施的论文

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氡的特性及来源氡的特性氡是由镭衰变产生的自然界惟一的一种无色、无味、无臭的天然惰性气体，是元素周期表中的第86位元素，位于第六周期零族，在标准状态下，氡的密度为，是空气的倍。在温度为变为液体，71时变为橙黄色固体。它能溶解于水和许多液体，还能溶解于血液和脂肪。氡容易被胶皮、粘土、活性碳等多孔材料吸附。氡在自然界有3种放射性同位素存在，即、和。其中是天然放射性元素衰变系列铀系中的中间产物，半衰期最长，为，氡的母体元素为铀，铀的衰变产生氡。另外两种同位素的半衰期都非常短（为、为），不具有实际意义。因此通常所说的氡主要指。氡在衰变过程中放出、粒子后衰变为各种氡子体，氡及其子体均为放射性粒子。氡的来源据报道，按世界平均，来源于建筑物的地基和周围的土壤约占室内氡的%，来自建筑材料和室外空气的分别占%和%。（1）地基土壤中析出的氡。在地层深处含有铀、镭、钍的土壤和岩石中，人们可以发现高浓度的氡。这些氡可以通过地层断裂带，进入土壤和大气层，并沿着地的裂缝扩散到室内。一般而言，低层住房室内氡含量较高。（2）建筑材料(含室内装修材料)中析出的氡是室内氡的最主要来源之一。建筑材料通常含有不同程度的镭，尤其是采用含镭较多的工业废渣或副产品制成的建筑材料，镭衰变产生的氡有一部分通过扩散进入室内。建筑材料的氡析出能力除与其镭含量有关外，还与建材的孔隙率、颗粒的大小、孔隙的几何形状和其中的水含量以及压力的变化有关。（3）户外空气带入室内的氡。在室外空气中氡的辐射剂量是很低的，可是一旦进入室内，就会在室内大量地积聚。室内氡还具有明显的季节变化：通过实验可得，冬季最高，夏季最低。可见，室内通风状况直接决定了室内氡气对人体危害性的大小。 （4）用水及天然气的燃烧中释放出的氡。只有水和天然气中氡的含量比较高时才会有危害。3 氡及其子体的危害氡对人类的危害最早发现于100多年前的德国。当时，德国斯尼伯格矿区矿工肺癌发病率极高，就起名为“斯尼伯格病”。45年后发现可能是因为该矿具有高氡浓度空气所致。直到本世纪50年代，才最后确定氡是引起肺癌的重要原因之一。这样，人们从长期暴露于高水平氡及其子体的矿工肺癌发病率增高的经验中，逐步认识了氡及其短寿命子体对健康的危害。氡对人类的危害主要表现为确定性和随机效应。确定性效应表现为在高浓度氡的暴露下，机体出现血细胞的变化。由于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。随机效应主要表现为诱发肿瘤。由于氡是放射性气体，呼吸时氡气及其子体随气流进入肺脏，氡子体衰变时放出射线，这种射线像小炸弹一样轰击肺细胞，使肺细胞受损，从而引发患肺癌的可能性。若氡衰变过程中释放的粒子通过呼吸进入人体，则会破坏细胞组织的dna，从而诱发癌症。美国外科协会估计，由此引起的肺癌占肺癌发病率的15%左右，仅次于吸烟。同时，氡在液体和脂肪中有较高的溶解度，它会聚集在脂肪较多的器官中，并衰变产生氡子体，造成对人体的危害。人体在高浓度氡的影响下表现出血细胞（红、白细胞）总数升高、血压下降和血管扩张等效应。氡子体所放射的射线是构成人体肺癌和血液病的主要原因之一。、射线的外照射能损伤人体五官，产生皮肤干燥，毛发脱落等病变，严重时会引起皮肤癌。医学研究已经证实，氡气还可能引起白血病、不孕不育、胎儿畸形遗传等后果。人体各器官受到氡子体辐射剂量的程度是不同的，其中肺部受到的剂量最大。而氡子体在肺部产生的剂量分布也是不均匀的，气管支气管上皮基底细胞层的剂量大大高于肺区或全肺的平均剂量。由于肺质量及呼吸率随年龄而变化，对于空气中给定的氡子体浓度，在6岁左右时有效剂量当量可能达到最大值，该值约比30岁时的有效剂量当量高倍。平均来说，对10岁前儿童单位照射量所产生的有效剂量当量约为成年人的2倍。所以，氡及其子体对长期受照人员的主要危害还是肺癌的发病率增加，尤其是对儿童。科学家测算，如果生活在室内氡浓度为200 bq/ m3的环境中，相当于每人每天吸烟15根。科学研究表明，氡是除吸烟以外引起肺癌的第二大因素，世界卫生组织把它列为19种主要的环境致癌物质之一，国际癌症研究机构也认为氡是室内重要致癌物质。4 室内氡浓度控制标准从1995年到2004年，我国先后颁布了住房内氡浓度控制标准gb/t16146-1995、民有建筑工程内部环境污染控制规范gb50325-2001、地下建筑氡及其子体控制标准gb16356-1996、人防工程平时使用环境卫生标准gb/t17216-1998和室内空气质量标准gb/t118883-2002，均明确了各类建筑物的室内氡浓度控制标准。2004年国家住宅与居住环境工程中心制订的健康住宅建设技术要点（2004版）中也将氡浓度控制标准列入了人居健康工程的室内空气质量标准的要素之中。其中，地下建筑氡及其子体控制标准gb16356-1996规定：（1）已建的地下建筑的行动平衡当量浓度为400。（2）待建的地下建筑的行动平衡当量浓度为200。这是基于我国地下建筑使用情况,即通常不作为永久性住宅的考虑。若实际情况并非如此,则应采用相应标准规定的控制水平。民用建筑工程内部环境污染控制规范gb50325-2001规定：i类民用建筑（住宅、医院、老年建筑、幼儿园、学校教室等）氡浓度限量200；类民用建筑（办公楼、商店、旅馆、图书馆、展览馆、体育馆、公共交通等候车室、餐厅、理发店等）氡浓度限量400。并规定“民用建筑工程及室内装修工程的室内环境质量验收，应在工程完工至少7天以后、工程交付使用前进行。”“室内环境质量验收不合格的民用建筑工程，严禁投入使用。”5 氡浓度控制措施氡的源头控制技术措施氡的防治应从源头抓起，一般性原则是：（1）使土壤中的氡进入室内的途径最少；（2）使室内外的压力差保持为零；（3）在建造房子时要满足室内氡能够容易排出的要求。具体措施如下：正确选择地基 在设计和施工以前，对地基进行放射性测量和评价，以避免房屋建在含放射性镭等的地基上。这是降低氡及其子体潜在危害的最有效措施。例如，岩石（土壤）是地下工程内部环境氡的主要来源之一。从岩石类型的角度考虑，如果建在酸性岩（如花岗岩）上，内部氡浓度一般比建在沉积岩（如石灰岩、红色砂岩）上更高些，建在正变质岩（从岩浆岩经变质而成，如花岗片麻岩）要比建在副变质岩（从沉积岩经变质而成，如大理岩）上更高些。另外，如果地下工程建在铀矿化（床）或油气田地下水流经的地方，室内氡浓度也较高。铺垫隔离层 当必须在氡释放潜力较高的地址上建造房物时，合理地处理地基、铺垫隔离层，可在一定程度上降低进入新建房屋的氡量。自然或强制沉积 氡子体是荷电的，这使得它们能黏附于气溶胶颗粒表面。它们也能保持为非附着状态，并且沉积到建筑物表面，从而减少暴露。实验表明，沉积到建筑物表面的氡子体量占总氡子体的百分比是气溶胶颗粒浓度的函数。当气溶胶颗粒浓度大于105个/cm3时，沉积到建筑物表面的氡子体占总氡子体的4%；而当气溶胶颗粒的浓度小于103个/cm3时，该比值为86%。观察还表明氡子体沉积到墙面上的能力高于地板和室内物体的台面。沉积消减氡子体暴露的实际应用包括：使用天花板和hvac系统设备来降低氡子体暴露；选择强制空气供暖系统替代辐射传热系统；减少颗粒产生。比如限制吸烟和控制室内灰尘等。防氡涂料在墙壁表面覆盖装饰贴面可以减少氡的析出，在墙壁和地面涂某些涂料可以有效抑制氡的析出（见表1）。砖外附有白灰，析出率大约可以降低3倍，如果白灰外再涂有油漆，析出率又会降低1倍。如果在地下工程内表面涂上一层密封性能较好的材料，则可以阻止部分氡的析出，从而降低氡的析出率。一般防潮性能较好的材料，防氡性能也较好，这是因为防潮材料一般都具有很好的密封性能，它在阻止水分散发的同时，也阻止了氡的析出。国外有一种名为“radonseal”的防氡防潮涂料，当将这种涂料刷在混凝土或砖块上后，它可以渗透一定深度，增加了混凝土和砖块的密实性和强度，可以达到较好的防氡效果。国内某学院研究了一种环保防氡内墙漆，采用双层膜物质交叉聚合成膜技术，提高了漆的密实性和耐久性，防氡防潮。表1 室内装饰对氡子体浓度的影响 建筑类型氡子体浓度（bqm-3）备注未装饰装饰后砖混房墙壁涂油漆，地面铺塑料板粉煤灰砖房水泥砂浆抹面粉煤灰砌块房水泥砂浆抹面防止土气进入室内的地下建筑物设计和施工 通过合理设计和建设地下室、水泥地板和管廊等地下工程，可有效地防止土气进入室内。具体措施见文献1。防止氡气进入已建好的房子 （1）浇注水泥之前，在地板下面铺垫约10cm厚豌豆大小或再大些的砾石层，以便于在地板下面建立通风系统。（2）在浇注地板之前，将约30cm，最小直径10cm的聚气乙烯短管垂直插入地板下面的砾石层，并将短管的上端盖好。当建筑完工后，若需要采取进一步降氡措施，则可将竖立短管的盖取下，并将其连到对流式烟道或风机驱动的排风管中。另一种方法是在已建好的水泥板上钻一些直径为10cm的小孔，然后把风管插入这些孔中。（3）为产生必要的空气对流，被动式通风降氡方法通常需设置从地板直达屋顶的烟囱。当装有主动通风系统时，通过屋顶的通风仍然是最好的方法。（4）当地板下面的通风系统采用主动式通风（风机驱动）时，为防止排出的气体又反抽回去，必须采取措施及时补充空气。避免室内真空防止土气进入室内 当室内存在真空时，土气在压力差的作用下，可能通过缝隙进入室内，因此，保持墙壁无裂缝和裂隙、窗玻璃安装严密，甚至各房间居室之间减少对流风，以免形成负压造成地下氡气上涌是比较合理的。氡浓度其它控制措施（1）增强室内通风，这是降低室内氡浓度最简单、最有效的方法。这是因为：氡从土壤或结构表面析出率服从气体扩散的裴克定律，氡的扩散及扩散系数随室内温度升高和压力下降而增加，而通风能使室内外气压保持一致或者室内略高，从而减少了氡从土壤中析出的数量；同时，加大新风换气量可以把室内的氡及其子体排至室外，用室外空气稀释了室内空气中的氡浓度。以往的通风空调系统为了节能大量采用回风，使含氡的空气重复使用，加剧了氡的富集，因此，通风空调系统，尤其是地下建筑，在设计时应考虑防氡通风所需的新风换气次数。在条件有限的情况时可以采用强迫通风的方式。（2）采用空气净化器或负离子发生器，可有效降低关门窗情况下室内氢浓度的增长速率。 （3）采用过滤或增加室内空气流动，以提高氡子体的沉积，达到降低室内氡子体的目的。（4）减少家庭用水量以及天然气用量，并在使用时，保持浴室、厨房的良好通风。如果检测水的氡浓度过高，可采用粒状活性碳处理后饮用。（5）覆盖室内暴露土壤，密封各种裂缝。6 总结由于氡的特性使得室内氡不易被察觉，所以人们经常忽略住房室内氡的危害。事实上，室内氡对于人的健康来说危害很大且具有相当长的潜伏期。因此，人们必须对室内氡要有足够的认识并采取积极的措施来控制室内氡的水平。控制室内氡的措施较多，同时采用多种措施可以达到更好的防氡效果。7 参考文献1朱天乐.室内空气污染控制.北京：化学工业出版社，20032曹杰.室内氡的危害及控制措施.山西建筑，2002（4）