淺析地鐵環境中氡濃度防治措施

王溪睿 潘欣玨

摘 要：氡是一種天然放射性核素，來源于自然界鈾、鐳的放射性衰變，是能夠接觸到的唯一天然放射性氣體，且地下工程氡及其子體濃度往往高于地面建筑。隨著我國交通經濟的迅猛發展，許多城市都在進行地鐵的建設，地鐵作為地下工程，有其環境的特殊性，文章根據地鐵工程特性，總結了幾種地鐵中氡濃度的防治措施。

關鍵詞：地鐵；氡濃度；防治措施

1 氡的性質及危害

氡是鈾系衰變的中間產物，是由鐳（Ra-226）衰變產生的自然界唯一的天然放射性惰性氣體。氡有33種同位素，其中重要的包括Rn-222、Rn-220、Rn-219；Rn-219半衰期不到4秒，Rn-220的半衰期為55.6秒，Rn-222半衰期為3.82天，一般所說的氡指的就是Rn-222。氡本身不參加化學反應， 但其衰變產生的射線及短壽命子體對人體健康具有危害作用。根據聯合國原子能輻射效應科學委員會（U.N.SCEAR）[1]2000年報告書中指出，天然輻射對公眾照射，人均年有效劑量為2.4mSv，其中氡及其子體占總有效劑量約一半以上，對人的危害主要為內照射。

2 地鐵工程中氡的來源

室內環境空氣中的氡，主要由建筑物地基和周圍土壤、建筑及裝修材料、室外環境空氣中氡的進入、燃料以及地下水等產生[2]。根據世界平均氡來源水平，來源建筑物地基和周圍土壤占60.4%、來源建筑及裝修材料占19.5%、來源室外環境空氣占17.8%。但某一種建筑設施內，哪種氡來源占主要作用，卻要因地因環境不同而有所不同。地鐵工程中氡的來源與地面建筑中氡的來源大致相同，內部空氣中氡的來源主要考慮地鐵工程圍護結構外部的巖石、土壤和地下水，內部結構的建筑材料與建筑裝修材料等。

3 地鐵氡的防治

3.1 地鐵的選址

地鐵作為城市的交通樞紐，由于處在地下的特殊環境，其選址除了要考慮交通的便利性，還應考慮地下氡濃度的存積。地質條件的不同影響著氡濃度的產生，鈾含量較高的地區，氡及其子體的濃度也會隨著升高，并且鈾系的半衰期非常長，如果選址在鈾、鐳含量高的地質區，這種產生氡的危害是持續的，并且不容易根除。所以在地鐵選址時，先要進行該地區放射性的評估，應避開巖石、土壤中氡水平較高以及圍巖破碎嚴重的地區，可通過測量圍巖中放射性含量及圍巖墻壁氡析出率等的情況，做為選址判斷依據。

3.2 地鐵建設及施工材料

施工建材磚瓦、水泥、混凝土及各種礦渣磚等所用的天然原料中共生的放射性對氡及其子體濃度的積累有直接的影響， 且對地下建筑物影響更大[3]。地鐵建設過程中，在對建筑及施工材料取用時，要選擇Ra-226含量和氡析出率較低的建材和裝飾材料。建材的內照射指數和外照射指數是能夠直接反應其放射性水平的參數，可以通過對建材的內、外照射指數控制，來達到限制建筑及施工材料放射性核素的目的，同時依據國家強制性標準“建筑材料放射性核素限量（GB6566-2001）”的要求，進行建材的考量。與此同時，還應綜合考慮建材的密實程度，因為一些建筑材料自身的放射性并不高，但其空隙率卻很大，這樣就會造成氡析出率較高，也會使氡濃度隨之變大。

3.3 地下水的防氡

地鐵工程的生活用水和飲用水如果采用的是該城市市政的供水系統，那么氡在水使用前已經在處理系統內被釋放，水氡含量會很少，對地鐵環境空氣中氡濃度影響較小；如果供水采用的是地下水或地熱水時，地鐵工程的給排水的設計，要考慮到防氡措施，避免水氡向室內空氣轉移。盡量在氡氣進入室內前，將氡除掉。

3.4 幾種降氡措施

地鐵工程的選址及建筑材料的采用，是降低氡來源的前提，但是由于天然放射性核素無處不在，工程也只能夠在避免高氡的基礎上進行，不可能全部消除氡的存在。這樣就需要采取一系列措施，來降低環境中氡濃度。

3.4.1 屏蔽降氡

工程圍護結構主要采用混凝土和鋼筋混凝土材料，再密實的混凝土結構，也不能夠完全防止氡氣的擴散進入室內，這時就需要采用必要的專門防氡層防護措施。在圍護機構的內表面使用一層防氡材料，既可以防止土壤、巖石等外部結構向室內散入氡氣，還可以防止混凝土自身衰變產生的氡氣，但是需注意的是這種防氡隔層的材料，要求對氡的擴散系數較低。在對內部進行裝修時，還可以對墻壁、地面、天棚涂刷防氡材料，能有效降低材料氡的析出率。混凝土外涂大白，既可防潮，又可密封裂縫，從而減少氡的析出。通過相對濕度的測量，防潮性能較好的涂料，如油漆，防氡性能較好，這是因為防潮材料在阻止水份散發的同時，也阻止了氡的析出[4]。地鐵實際施工時，可采取多種裝飾方法綜合優化。

3.4.2 通風降氡

室內通風是室內降氡的主要方法之一，室內通風方式有自然通風和人工通風（如排風扇、空調等）[5]。通風換氣的方式就是將室外氡濃度含量較低的空氣引入地鐵內，用于稀釋和帶走地鐵內原有空氣中氡及其子體，讓室內氡濃度保持水較低平，是降氡方法中最經濟和直接有效的。當通風率達到一定時，室內的氡濃度可以被控制，表1為地下建筑通風前后氡濃度比較情況[6]，可以看出通風對地下建筑氡濃度控制的有效性。

表1 地下建筑通風前后氡濃度比較

5 研究展望

環境氡氣的防治研究是國內外對氡氣污染研究的前沿課題。人們對生活環境要求越來越高，地鐵屬于公眾密集區域，希望文章中提出的幾種防治措施可以為地鐵工程從選址、建設到應用中環境的治理拋磚引玉，盡快發展出適用性更強、更簡便有效的氡防治措施。

參考文獻

[1]U.N.SC EAR. Sources and Effects of Ionizing Radiation[R].UNSCEAR 2000 Report，2000：132.

[2]任天山.室內氡的來源、水平和控制[J].輻射防護，2001，21（5）：291.

[3]陳明光，何永金.室內氡的危害及防氡降氡措施[J].環境工程，1998，16（1）：31.

[4]于水，等.部分住宅和地下空間氡濃度的監測及防護措施研究[J].輻射防護，1999，19（3）：199.

[5]章曄，等.環境氡的來源與防治對策[J].物探及化探，1999，23（2）：83.

[6]鄭天亮，等.建筑工程防氡技術[M].北京：北京航空航天大學出版社，2006：192.