（深圳信息职业技术学院交通与环境学院 深圳518172）

摘要：建筑材料及装饰材料是室内氡污染的主要来源之一，选择深圳某高校具有代表性的建筑物内不同楼层、不同材质的地板，进行表面氡析出率的测量。结果表明，建筑物底层水泥地板的表面氡析出率最高；由于氧化锆的加入，高层白色抛光砖地板的表面氡析出率也较高。因此，为了降低室内氡浓度, 应该尽量按照国家标准选用表面氡析出率低的装饰材料铺设地板。

关键词：建筑物，地板材料，表面氡析出率

        室内氡主要来源于建筑物地基和周围土壤、建筑材料和室外空气。全球地表空气氡浓度一般在5~20 Bq/m³之间。我国北方地区地表空气氡浓度平均值为10 Bq/m³，南方地区平均值为20 Bq/m³。珠三角地区土壤氡浓度偏高，阳江是国内天然辐射本底最高的地区。深圳市建筑科学研究院调查发现，深圳市土壤氡浓度的平均值超过50000 Bq/m³，远高于全国土壤氡浓度的平均值7300 Bq/m³。因此，有必要重点研究深圳的氡污染问题，尤其是近年比较突出的由建材引起的氡的析出。

近年来，花岗石、大理石等天然石材和抛光砖、釉面砖、耐磨砖等经过加工的瓷砖被广泛用于建筑物的装饰中，这些质地坚硬、光滑耐磨和自然美观的新兴建材确实美化了人们的生活环境，但是，地板、墙壁和天花板这些建材析出的氡是人类接受的天然辐射有效剂量的主要来源之一，危及人们的健康，因而，建材放射性引起了人们的普遍关注。

建材放射性对人体的影响分内照射和外照射两部分，内照射来自氡在体内的衰变，氡随呼吸进入人体后对人体形成近距离照射，氡及子体衰变放出的α粒子轰击周边细胞，从而对人的呼吸系统造成辐射损伤^{[ 1 ]} 。长期的体内照射可能引起局部组织 损伤，甚至诱发肺癌和支气管癌等。氡及其子体在衰变时还会同时放出穿透力极强的射线，对人体造成外照射。若长期生活在含氡量高的环境里，就可能对人的血液循环系统造成危害，如白细胞和血小板减少，严重的还会导致白血病。2009年WHO公布的氡与肺癌危险流行病学最新研究结果确认，室内氡可以引起普通人群肺癌危险的增加，其潜伏期约为15~40年。在工作场所若使用镭含量较高的各类建材，其氡析出率可达到2 mBq/m²s，从而导致室内氡浓度高达300 Bq/m³以上^{[ 2 ]}。

对建材的表面氡析出率进行限定具有重要意义，可以从源头上控制室内氡浓度的增高。目前国际上很少对建筑材料表面氡析出率提出限值，我国的《民用建筑工程室内环境污染控制规范(2010年版)》GB 50325-2010中对加气混凝土和空心率（孔洞率）大于25%的建筑材料提出15 mBq/m²s的表面氡析出率限值。标准明确规定要对建筑材料表面和土壤表面氡析出率进行测定。因此，研究快速可靠测量氡析出率的方法，对开展土壤及建材氡析出率测量与控制研究提供了技术保障。

目前，建筑材料的表面氡析出率测量方法的研究很多^{[ 3-4 ]}，本实验选择了一种利用RAD7检测仪较准确而快速测量表面氡析出率的方法^{[ 5-7 ]}。本论文对某高校校园内建筑物中地板材料的表面氡析出率进行了调查测定，并对结果进行了分析讨论，还给出了防治室内建材引起的氡污染的办法和措施。

1 测量方法

1.1 RAD7测氡仪

美国DURRIDGE 公司生产的RAD7 型测氡仪，功能强大、数据可靠、应用广泛，坚固的设计可适用于各种恶劣环境的监测，可以针对不同的应用目的在不同模式下进行操作。可以对室内氡浓度进行瞬时和长期测量，并能存储1000个氡浓度读数和相关测量数据，显示读数的高、低、平均值和标准偏差。其内部设有抽气泵，常规流量为 1L/min，进气口过滤。RAD7 型测氡仪将含氡的空气通过干燥装置和过滤膜吸入仪器内部，氡衰变产生其子体和α 粒子，静电收集α 粒子后，进行能谱分析，确定氡的含量。

1.2 利用RAD7测氡仪测定建筑材料表面氡析出率的原理

建筑材料表面氡析出率测量所需仪器设备包括测量设备和取样设备。测量设备为RAD7测氡仪，取样设备为形状为盆状的集氡罩。

按照核行业标准《表面氡析出率测定-积累法（EJ/T 979-95）》的规定，采用RAD7测氡仪，首先打开RAD7测氡仪器的开关，集氡罩放置在需要测定的建筑材料上，周围封上橡皮泥避免进入空气。集氡罩的进气口连接测氡仪的出气口，集氡罩的出气口则连接干燥器的下端通过过滤器连到测氡仪的进气口，将仪器连接成表面氡析出率测量系统的标准装置。如图1所示。

仪器设置取样周期为10min，循环次数为10次，测量模式为sniff，泵运行模式为Auto。测量前将仪器采样测量系统内的空气湿度降到10%以下。

图1  氡析出率的测量系统示意图

Fig. 1 Schematic diagram of the measurement system of radon exhalation rate

1.3 建筑材料表面氡析出率的计算

建筑材料表面氡析出率是指在单位时间内单位面积上建筑材料表面释放到空气中的氡量（Bq/m²s）。氡浓度测量的准确性决定了氡析出率的准确性，本实验利用RAD7测氡仪测量集氡罩内的氡浓度。

本实验采用积累法测定建筑材料表面氡析出率。所谓积累法就是在待测建筑材料（析出介质）表面扣置一个集氡罩，周边用不透气的材料密封。所扣介质表面析出的氡都被集氡罩收集，其浓度随时间增长而不断增加，同时氡的泄露也会增加，最后析出与泄露及衰变达到平衡。在集氡罩内的氡浓度呈线性增长的时间范围内，取样并测量其氡浓度的变化值，根据集氡罩的体积、底面积和积累氡的时间计算出氡析出率^{[ 8 ]}。计算公式如下：

=                                                                                      （1）

        式中：——被测建筑材料表面氡析出率（Bq/m²s）；

                    C ——集氡罩内积累t时刻的氡浓度（Bq/m³）；

                   C₀ ——集氡罩内初始的氡浓度（Bq/m³）；

           V ——集氡罩空间体积（m³），V = 0.0048 m³；

           S ——集氡罩的底面积（m²），S = 0.036 m²；

           t ——氡的积累时间（s）。

2 测量地点和测量材料的选择

2.1 测量地点的选择

测量地点选择具有代表性的某高校实验楼一层实验室内、实验楼一层走廊、科技楼一层大厅、行政楼一层大厅、某学生宿舍楼四层室内、学生宿舍楼七层走廊、教学楼四层教室内，对不同地板材料的表面氡析出率进行测量。

2.2 测量材料的选择

通常用于铺设地板的建筑材料分为地砖和瓷砖。地坪漆也常用于装饰地面。

（1）地砖主要是由石材制作成的，目前最常见的主要有大理石和花岗石两种。大理石的放射性低于花岗石，所以很适合用于室内装修，花岗石因为放射性比较高，所以不宜在室内大量使用，尤其是主卧室、老人和儿童的房间。石材的色彩和放射性也有一定联系，红色和绿色的石材放射性最高，白色和黑色的则最低，所以我们在选材的时候应谨慎选择红色、棕色、绿色和带有红色大斑点的花岗石材^{[ 9 ]}。目前的装饰材料市场上，石材按放射性的高低分为A、B、C三类，只有A类石材可用于室内装修。

（2）瓷砖按工艺分为：抛光砖、玻化砖、釉面砖、仿古砖、陶瓷锦砖、通体砖等。通体砖这是一种不上釉的瓷质砖，是将岩石碎屑经过高压压制而成，表面抛光后坚硬度可与石材相比，吸水率更低，防潮，耐磨性好，价位适中。但是由于通体砖的砖体表面存在开放性孔隙，容易吸纳污物和划痕，使得表面发黑、发黄、失去光泽。而且通体砖由于表面不上釉，因此其装饰效果较差。通常说的“防滑砖”大多为通体砖，一般用于厅堂、过道和室外走道等地面。抛光砖就是通体砖坯体的表面经过打磨或抛光处理而成的一种光亮的砖，属于通体砖的一种。相对通体砖而言，抛光砖的表面要光洁得多。抛光砖坚硬耐磨，适合在除洗手间、厨房以外的多数室内空间中使用。抛光砖的优点是比天然石材放射性小、基本可控制无色差、抗弯曲强度大、砖体薄、重量轻。但是有一个致命的缺点就是易脏，这是抛光砖在抛光时留下的凹凸气孔造成的。

（3）地坪漆以美化、装饰地面为主要作用，具有防渗、防尘、便于消毒和清洁等功能。常见种类有溶剂型环氧地坪漆、无溶剂型环氧自流平漆、溶剂型聚氨酯漆、环氧彩砂彩石漆、亚克力漆等。常用于展馆展厅、商场超市、候机楼、大堂等公共场所和商业场所。特点是具有较好的耐碱性，能常温成膜，具有较好的耐水和耐侯性。

本实验选择的测量材料为不同材质的地板材料，实验楼一层实验室内为水泥地板（待装修）；实验楼走廊一层为通体砖；科技楼一层大厅地板材料为地坪漆；行政楼一层大厅、学生宿舍楼四层室内、学生宿舍楼七层走廊的地板材料均为不同品牌的抛光砖；教学楼四层教室内地板材料为通体砖。

3 结果和讨论

3.1某高校建筑物地板材料表面氡析出率的测定结果

选择深圳某高校具有代表性的不同建筑物内的不同楼层、不同材质的地板，进行表面氡析出率测量。不同的地点测量多次，多点取平均值，得到表1的测量结果。

表1 地板材料表面氡析出率的测定结果

Tab1 The measurement results of surface radon exhalation rate of floor material

3.2 测定结果的分析讨论

由表1的地板材料表面氡析出率的测定结果可见：

（1）建筑物底层室内氡主要来自于地基的土壤和岩石，相比之下，建材本身氡的析出对室内氡浓度的贡献较小。实验楼一层实验室内的水泥地板表面氡析出率最高，这是由于水泥地板的下面是地基土壤, 建筑物底层与土壤接触面积大，氡的富集较多, 渗流和扩散也相应增高, 使实验楼一层实验室内水泥地板的氡析出率较高。而且，实验楼一层走廊通体砖的表面氡析出率也较高。水泥中含放射性核素镭的含量大于通体砖，镭在衰变过程中会产生氡及其子体，造成水泥地板的表面氡析出率比通体砖更高。

（2）科技楼一层大厅的水泥地板刷了地坪漆，但是表面氡析出率还是很高，说明水泥地板上刷地坪漆也不能阻止水泥表面氡的析出。

（3）同为白色抛光砖地板的行政楼一层大厅、学生宿舍楼四层室内、学生宿舍楼七层走廊中，行政楼一层大厅抛光砖地板的表面氡析出率较高，这是因为楼层越低，表面氡析出率越高。四层学生宿舍内的抛光砖的砖体规格是50cm*50cm，七层学生宿舍走廊的抛光砖是25cm*25cm，而且室内的抛光砖颜色比走廊的颜色偏白，这是由于白色抛光砖中加入了放射性的氧化锆。抛光砖颜色越白，氧化锆含量越高，其表面氡析出率越高。此外，走廊抛光砖地板处于通风状态，降低了析出氡的浓度。

 （4）教学楼四层教室内的地板为通体砖，颜色为深色，且楼层较高，其表面析出率最低。

4 结语

 在对建筑物地板进行装饰装修时，应该尽量按照国家标准选用低放射性的装饰材料。特别是注意尽量选择经过表面氡析出率检测较低与放射性核素含量相对较低的天然石材和合格的瓷砖，同时注意材料的合理搭配，防止放射性材料过多造成的室内环境氡污染。

　   为了降低室内氡浓度, 应首先降低地板材料表面氡的析出率, 其方法有:

（1）在选址建房时应尽量避开放射性本底高的地域和断裂构造的地域。

（2）在地板施工中消除地板的缝隙以减少氡的析出，可用环氧树脂或密封剂封闭地下室的缝隙，减小孔隙度, 增加致密度，防止地基土壤和岩石中的氡的释放。

（3）地板装修最好铺垫隔离层^{[ 10 ]}，使用塑料板、木板复盖地面，或涂油漆、防氡防潮涂料, 特别是底层楼房的地面，经过处理可以有效地降低氡的污染。

（4）选择合适的地板材料。首先选择含镭低的地板材料，其次，在选择人造石材、瓷砖、陶瓷类产品时，要看产品放射性检测报告，检测结果类别为A的最适合于室内装修。

（5）经常开窗通风, 以降低室内氡浓度。

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Survey and analysis of floor building material surface radon exhalation rate in a university campus in Shenzhen

HE Xiaofeng  WANG Guosheng

(College of Transportation and Environment, Shenzhen Institute of Information Technology, Shenzhen 518172, P. R. China)

Abstract: Building materials and decoration materials is a major source of indoor radon pollution. This paper selected representative buildings to measure surface radon exhalation rate of the different sort of materials, different floor of the buildings in the campus of a university in Shenzhen. The results show that the surface radon exhalation rate of concrete floor in the underlying buildings is the highest. Due to the adding of Zirconia, the surface radon exhalation rate of the white polished tile floor in top floor of the buildings is also higher. Therefore, in order to reduce indoor radon concentration, we should select the floor decoration materials with low surface radon exhalation rate in accordance with national standards as much as possible.

Key words: Building, Floor materials, Radon exhalation rate