土壤氡氣測量在某建筑場地的應用

徐小剛

（廣東省交通規劃設計研究院股份有限公司，廣東 廣州 510507）

0 引言

氡（氭，Rn）是自然界中的一種放射性元素，其化學性質活潑性較低，多以單質氡形態存在于環境中。氡氣一般無色無味，當其隨空氣被吸入肺中，氡衰變產生的α 粒子將會停留和擴散于呼吸系統，造成呼吸系統嚴重損害，甚至導致肺部癌變。在我國已有《民用建筑工程室內環境污染控制規范》GB 50325—2010（2013 年版）[1]文件，對民用建筑中的氡氣測定進行明確規定：要求氡氣含量在20 000 Bq/m3～30 000 Bq/m3，需要采取建筑物底層的地面開裂防護加固措施，因此，氡氣的測量與建筑底部土質層質量控制也有著緊密聯系。該文基于建筑工程中氡氣測量的重要性，闡述了土壤氡濃度測量原理，并結合工程實際，討論了具體方法的應用。

1 土壤氡濃度測量原理

天然放射性核素（鈾、釷、鐳、鉀等）在自然界普遍存在于各種巖石及土壤中，雖然單位體積內的含量相對較低，但是放射性核素會持續地放出氡和γ 射線，對周邊影響較大。氡對人體的脂肪組織有極強的親和力，一旦與人體神經系統結合或進入呼吸系統，將會產生巨大的危害[2]。根據相關規范要求，目前普遍使用的氡檢測方法原理是使用專門的氣筒連接插入土壤中的采集器搜集氣體，在抽取的氣體樣本中放入采樣電極板，利用3 000 V 高壓導電電極板建立靜電場，氡的正離子被采樣片吸附住，過程時間約為2 min～5 min，由主機的探測器對采樣片中的氡進行檢測，采樣片中的氡在衰變過程中產生的半衰期比較短的第一代子體RaA，由RaA 產生的α 射線射到金硅面壘探測器上，使探測器產生電脈沖，脈沖經放大電路放大后，經128 道分析器對脈沖幅度進行分析、計數（α 譜測量），換算后得出該點的土壤氡濃度（Bq/m3），如圖1 所示。

2 土壤氡濃度測量在場地中的應用

2.1 項目工程概況

某大廈位于廣州市白云區城市中央，是某規劃的重要組成部分。大廈總建筑面積約46 000 m2，其中地上建筑面積約30 000 m2，共23 層樓，地下負四層，建筑面積約16 000 m2。為了查明場地的土壤氡濃度情況，評價該建筑物場地是否需要采取防氡措施，進行土壤氡濃度測量工作。

圖1 土壤氡濃度測試工作示意圖

2.2 地質概況

根據場地鉆孔揭露情況，該場地第四系覆蓋層為雜填土、粉質黏土、淤泥質粉質黏土及砂層，下覆基巖主為二疊系棲霞組炭質灰巖，偶見全～強風化砂巖、泥巖夾層，炭質灰巖區巖溶發育。

2.3 野外工作方法技術及質量評述

2.3.1 儀器設備及其工作狀態

該次土壤氡濃度測量設備采用上海電子儀器廠生產的FD-3017 型RaA 測氡儀（圖2）。儀器主要技術指標有7 個。①FD-3017 型RaA 測氡儀。通過靜電對氡在衰變中的RaA進行測量，操作簡單，及時獲取結果。②極限探測靈敏度。＜0.1em（即＜0.3704 Bp/L=370.4 Bp/ m3）。③抽氣泵密封性能。在700mm 泵柱時，漏氣速率＜20mm Hg/min ④探測器：金硅面壘型半導體探測器，直徑φ26 mm，面積531 mm2。⑤本底計數≤4 脈沖/h。⑥計數容量：1～99999。 ⑦使用環境條件：溫度-10°～45°，相對濕度≤95%。

圖2 儀器設備圖

以上所有的儀器設備均在計量檢定周期之內，工作期間，所有的儀器設備性能穩定。

2.3.2 測量定位

土壤氡濃度坐標使用RTK 測量。測量方式和精度滿足物化探測量規范要求。

2.3.3 物探野外工作方法技術

土壤氡濃度每個測量點數據采集前，先進行抽氣打孔準備工作，采用直徑為25 mm 的專用鋼釬打孔，孔的深度為0.5 m～0.8 m。成孔后，使用頭部有氣孔的特制的取樣器，插入打好的孔中，取樣器在靠近地表處進行了密閉，以避免大氣滲入孔中，連接好后先檢查密封性然后再進行抽氣。首先，抽取1.0 L 氣體排放掉以對氣筒進行清洗，然后再抽取1.5 L 氣體進行采樣分析，高壓收集時間和測量時間均為2 min 。多次測量完成后計算記錄脈沖數值的平均值，再經轉換為氡濃度值（CRn），單位為Bq/m3。

2.3.4 物探外業工作質量評述

工作期間，所有設備工作正常、性能穩定。野外同期進行的資料初步處理成果表明，數據質量優秀、數據穩定。可以用于后續的資料處理。

2.4 資料整理、處理、分析與解釋方法

2.4.1 資料的處理與解釋

土壤氡濃度的數據處理較為簡單，通過計算多次測量完成后記錄脈沖數值的平均值，該次使用的FD-3017 型RaA 測氡儀的標定系數為131.2 Bq/m3，脈沖數值的平均值乘以標定系數即為土壤氡濃度實測值值（CRn），單位為Bq/m3。

2.4.2 資料分析與解釋成果

土壤氡濃度測量結果見表1。

表1 土壤氡濃度測量結果

《民用建筑工程室內環境污染控制規范》GB 50325—2010（2013 年版）中對土壤氡濃度測定結果有明確要求。首先，當土壤氡濃度測定結果平均值不大于10 000 Bq/m3，并且工程場地所在地點不存在地質構造斷裂時，可以不再進行土壤氡濃度測定。其次，當民用建筑工程場地土壤氡濃度測定不大于20 000 Bq/m3，可不采取防氡措施。

最后，當民用建筑工程場地土壤氡濃度測定結果大于20 000 Bq/m3，且小于30 000 Bq/m3，應該采取建筑物底層地面抗開裂措施。根據該場地區域地質資料，以及該次土壤氡濃度測定結果：工程場地土壤氡濃度最大值957.8 Bq/m3，小于10 000 Bq/m3，可以不再進行土壤氡濃度測定，不采取防氡措施。

3 結論及建議

該次采用“鉆探+物探”進行綜合勘察，結合前期地質資料和收集資料，對土壤氡濃度測量結果進行了分析，最終得出：該工程場地土壤氡濃度最大值957.8（Bq/m3），小于10 000（Bq/m3），可以不再進行土壤氡濃度測定，不采取防氡措施。