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【深度剖析】 天然放射性气体氡Rn-室内空气污染气体

更新时间:2023-11-13 14:31:29

氡气,化学式为Rn,是一种稀有气体,无色、无臭、无味,具放射性。氡的化学性质不活泼,不易形成化合物。氡没有已知的生物作用。因为氡是放射性气体,当人吸入体内后,氡发生衰变的阿尔法粒子可对人的呼吸系统造成辐射损伤,引发肺癌。建筑材料是室内氡的最主要来源。如花岗岩、砖砂、水泥及石膏之类,特别是含放射性元素的天然石材,最容易释出氡。

室内氡气的来源?

60.4%来至于房基土壤中析出的氡

19.5%来至于建筑材料,比如花岗岩石材

17.8%来至于户外空气进入室内的氡

1.8%来至于生活用水

0.5%来至于用于取暖和厨房设备天然气中释放出的氡

氡是世界卫生组织(WHO) 公布的19 种主要致癌物质之一,是仅次于香烟引起人类肺癌的第二大元凶。当氡气或微粒被吸入肺部,部分会聚集并继续散发辐射,可能增加患者肺癌的机率。一段时间内的氡浓度平均值每上升100Bp/m,肺癌风险就会增加。

国际癌症研究署(IARC)认为氡及其子体是人类的致癌因子, 无阈值。

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2.4mSv,其中氡及其子体的贡献占 54% 。

氡是一种天然放射性惰性气体,无色无味,广泛存在于自然界,常温下氡及子体在空气中能形成放射性气溶胶而污染空气。自然界中的Rn-222 是由镭衰变产生,半衰期只有3.8天,氡会很快衰变并产生一系列放射性产物,很容易随着人们的呼吸进入鼻咽部、气管支气管部和肺部。氡对人体的危害主要有体外辐射和体内辐射两种,其中体内辐射危害最大。


体外辐射: Rn-222的衰变主要是以α衰变,由于α射线的电离作用强大而穿透能力差,因此难以穿透表面皮肤对人体造成较大的伤害。但能对人体的神经系统、造血器官和消化系统造成一定程度的损伤。

体内辐射:氡被人体吸入衰变成一系列氡子体以微粒的形式沉积在肺部。氡子体衰变放出的α射线可以使肺细胞受损, 可能会引发肺癌。研究表明,Rn-222及其子体所放出的α射线是造成人体血液病和引发肺癌的主要因素之一。在大多数情况下,住宅中氡持续照射的优化行动水平年平均活度浓度为200Bp/m--400Bp/m的范围内。





室内氡浓度控制标准:从1995年到2004年,中国先后颁布了《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/T18883-2002,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。这是基于中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;Ⅱ.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。”

《民用建筑工程室内环境污染控制标准》GB50325-2020新标准于2020年8月1日开始正式实施,与GB50325-2001旧版规定I.类民用建筑和Ⅱ.类民用建筑氡浓度对比如下:




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:


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。


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。


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。


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。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。


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。




对新建住房从源头控制应尽量避开高氡背景区,以减少来自地基土壤和岩石的氡。选用辐射水平合格的建筑材料,尽量少用或不用放射性水平高的石材。 选择适当的涂料可以封堵建材的气孔,降低氡的析出率,从而达到降低室内氡含量的目的。入住前对室内空气质量进行专业检测,达标后再入住。


排除隐患对于已建房屋,若怀疑房间存在氡隐患,可以委托有检测资质的技术服务机构进行室内氡的检测分析。


如发现有高氡析出率的建材存在或地面、墙壁存在裂缝,可通过密封裂缝及使用防氡涂料阻断氡的释放。也可以采用空气净化的方法来降低室内氡浓度,如纤维过滤净化技术、生物过滤技术、吸收净化技术和静电除尘技术。


采用开窗换气、机械通风等方法,增大空气的流通,特别是在安装有空调的房间内也应定期开窗换气。


有研究表明控制室内温湿度在一定范围内可以使地砖表面的氡析出率处于较低水平,从而降低室内氡浓度。


人类生活的大气环境中氡气含量随气象条件和空气中含尘情况而改变。建议居民在大雾天气不宜进行晨练;在高氡场所和车间作业及地下建筑内工作时,推荐配戴防氡性能较好的高效防护口罩




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