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土壤氡濃度檢測對綠色建筑的作用!
發(fā)布時間:2019-12-11編輯:
大量權(quán)威資料研究表明,建筑物內(nèi)的氡氣主要來源于土壤中的析出,而氡氣是一種對人體有害的放射性元素,由鐳衰變成,通常只在實(shí)驗(yàn)室才有,可最近環(huán)保研究人員發(fā)現(xiàn),氡大量存在于人們?nèi)粘I钪校貏e是在土壤和建材中尤為明顯,其中土壤占比達(dá)到65%以上,這樣導(dǎo)致人們的居住環(huán)境受到嚴(yán)重的影響,正因?yàn)槿绱,對于房屋周邊土壤氡的檢測是非常必要的,也有助于人們建造綠色建筑。本文簡析檢測土壤氡濃度的注意事項(xiàng)、土壤氡的檢測方法、影響因素及其控制措施。


地表深層含有大量的放射性元素,如大家熟知的鈾、鐳和釷等,其中鐳經(jīng)過衰變產(chǎn)生了氡氣,在受到地質(zhì)活動的作用下,氡氣將從地層深處通過抽吸、擴(kuò)散、地下水流等方式向上流動,再加之地層的地裂使氡氣涌向地表的巖石層和土壤里。有實(shí)驗(yàn)報告說明,地球上的生物受到大部分輻射都來自于氡,約占55%,而建筑物內(nèi)的氡氣有超出60%來自于土壤,另有將近40%的氡氣來自于建筑材料。某醫(yī)學(xué)組織已經(jīng)將氡列為除香煙之外最主要致癌源頭。如果將建筑物或者人流密集聚會場所建造在地裂區(qū)域,那么該區(qū)域的人們必然會受到向上析出氡氣的輻射,從而導(dǎo)致他們的身體健康受到巨大的影響。所以,在建筑物進(jìn)行規(guī)劃設(shè)計(jì)時,對土壤氡氣濃度的檢測非常必要且必須執(zhí)行,根據(jù)《民用建筑工程室內(nèi)環(huán)境污染控制規(guī)范》(GB50325-2010)(2013年版)中有明確要求,房屋在建造之前,首先必須檢測該區(qū)域土壤氡元素含量,如果檢測結(jié)果表明氡含量超標(biāo),則必須采取有效的控制措施減少土壤中氡的侵入,確保氡濃度在安全線以下,保障房屋建造人員的健康,也讓最終住戶住上綠色房屋。


一、檢測土壤氡濃度的注意事項(xiàng)


環(huán)境保護(hù)的檢測結(jié)果具有法律效力,因此檢測結(jié)果的準(zhǔn)確性尤為關(guān)鍵,專業(yè)的檢測機(jī)構(gòu)在檢測之前,都會充分考慮和研究影響檢測結(jié)果的因素,制訂相應(yīng)注意事項(xiàng),這樣可以加快檢測人員的工作進(jìn)度,降低數(shù)據(jù)的誤差,從目前來看,影響檢測結(jié)果因素有下面一些:


1、地質(zhì)特征與地理位置的影響


權(quán)威檢測機(jī)構(gòu)證實(shí),土壤里的氡主要來自于地層深處的放射元素通過地質(zhì)活動進(jìn)入地表土壤。因此土壤中氡的濃度主要取決于地下土壤的鈾、鐳、滲透率、孔隙率和滲透率以及水蒸氣含量。在調(diào)查中,我們發(fā)現(xiàn)同一臺機(jī)器在同一地區(qū)的非地質(zhì)斷裂帶測量砂土和亞粘土?xí)r,結(jié)果要差得多。沙地氡平均濃度大于1000bq/m3。然而,亞粘土很少超過100bq/m3?梢娡寥栏街Φ、濕度低、孔隙率高、氡濃度高;而粘附強(qiáng)度高,濕度大,孔隙率低,氡濃度低。地理位置處在地質(zhì)斷層地區(qū),氡濃度也相對較高。由于裂縫的存在,地層深處的氡有上升和沉淀的趨勢,氡濃度較高。根據(jù)一些地區(qū)的調(diào)查報告,地質(zhì)斷層地區(qū)表層土壤的氡濃度比其他地區(qū)要高出好幾倍。


2、土壤深淺度的影響


在檢測氡濃度的時候,采樣鉆孔的深淺度會對檢測結(jié)果造成較大的影響,采樣時通常檢測人員將采樣儀器放在已鉆好的孔隙內(nèi)吸取樣本氣體,鉆孔的深度不同檢測數(shù)據(jù)也會不同,一般設(shè)置了四種深度,分別為30CM、40CM、50CM和60CM,通過多次實(shí)驗(yàn)表明,采樣鉆孔越深氡濃度越大,并且在深度為60CM時檢測效果最穩(wěn)定也最準(zhǔn)確。


3、采樣干燥劑的影響


通常檢測人員采樣時都會使用一定的干燥劑,并且對同一個采樣孔洞進(jìn)行多次采樣,以確保檢測數(shù)據(jù)的有效性,減少干燥劑對結(jié)果的影響,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,越干的干燥劑檢測到的氡濃度越高,即檢測結(jié)果隨著干燥劑的變化而變化,所以干燥劑對氡濃度的檢測有一定的影響。


4、土壤干濕程度的影響


土壤的濕度對檢測結(jié)果也有明顯的影響,所以采樣時需要注意土壤的干濕程度,通過實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明,雨后檢測比雨前檢測氡濃度明顯減少,由于氡溶于水,所以下雨時會將土壤里的氡吸收而下沉到土壤的更深處。地表的氡濃度就會減少,所以檢測人員在檢測時,土壤越濕采樣的氡濃度就會越低。


5、土壤的密實(shí)度的影響


土壤密實(shí)度對氡濃度的檢測會有一定的影響,因?yàn)橥寥涝接搽睔庠诫y析出,越松軟氡氣析出的速度就越快,所以取樣時需要選取合適的地方鉆孔洞取樣尤為重要,從前面分析可知,土壤的密實(shí)度越大,檢測結(jié)果越低,反之越高。


6、檢測儀器的影響


不同的檢測儀器準(zhǔn)確度、精度都會有所不同,所以在選取檢測儀器時,需要根據(jù)建設(shè)用地的用途,選擇不同的檢測儀器,目前,市場普遍采用rad-7型專業(yè)氡探測器和FD216型環(huán)境氡測量儀這兩種,如果對氡濃度檢測精度要求更高則選取rad-7型氡探測器,反之則選擇FD216型環(huán)境氡測量儀。


二、土壤氡濃度的檢測


土壤氡濃度的大小大約為幾百bq/m3,而對于土壤氡濃度的檢測,難點(diǎn)在于怎樣采集土壤中的氡氣樣本,所以根據(jù)采氣方式的不同而選取不同的檢測方法,目前檢測方法有電離室法、活性炭吸附法、靜電收集法等。下面以檢測人員經(jīng)常采用的靜電收集法詳細(xì)說明土壤氡濃度的檢測過程。


靜電收集法是一種利用雙濾膜檢測氡氣的理論,其中濾膜起著隔斷氡子體進(jìn)入采集器的作用,采用了微型泵,并通過靜電收集氡衰變后的第一代子體(RaA)的方式進(jìn)行氡濃度的檢測,它可以進(jìn)行瞬時采樣,也可以使用微型泵進(jìn)行全自動連續(xù)取樣,并實(shí)時檢測出土壤中氡的濃度,這種檢測氡濃度的方法稱為靜電收集法,也稱靜電擴(kuò)散法,這種方法的最大的特點(diǎn)就是既能連續(xù)檢測,也可以進(jìn)行不連續(xù)檢測。具體的操作過程如下:土壤中的氡氣體通過特殊的取樣器收集,然后用烘干機(jī)將其泵入圓柱體,金屬收集器安裝在氣缸頂部,施加負(fù)高壓,氡衰變后,在電場作用下,在金屬捕集板上可以采樣到一個氡氣的第一代子體(RaA),一段時間后(一般會取2分鐘這個時間基點(diǎn))將采集板從金屬收集器中取出并放入檢測平臺上進(jìn)行檢測,檢測出RaA的α射線強(qiáng)度,根據(jù)氡氣含量和α射線強(qiáng)度成正比的關(guān)系,可能直接讀出氡濃度的值,從而確定氡的含量。檢測所采用的儀器為Rad-7型氡探測器,該儀器沒有本底,目前來說,Rad-7型氡探測器比其它氡濃度檢測器更靈敏,反應(yīng)速度快,操作簡單、精度更高及檢測范圍廣,檢測結(jié)果可以直接在儀器上讀出。它常用于土壤氡濃度和建筑物內(nèi)氡的檢測。

以東莞市南城公園為例,描述檢測人員采用靜電擴(kuò)散法的檢測方案::


1、采樣點(diǎn)的確定,根據(jù)南城公園平面圖參照標(biāo)準(zhǔn)確定采樣點(diǎn),規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定網(wǎng)格的標(biāo)準(zhǔn)為10m×10m,每個網(wǎng)格線的交點(diǎn)就是采樣點(diǎn),如果在采樣點(diǎn)的地方為巖石時,可以采用平移±2m以內(nèi)的方式確定該采樣點(diǎn)的位置,由于南城公園面積有兩萬多平米,遠(yuǎn)多于最少采集16個點(diǎn)標(biāo)準(zhǔn)。


2、本次采用靜電擴(kuò)散法對南城公園進(jìn)行氡濃度的檢測。


3、檢測時間的確定,首先要求天氣晴朗,無特殊情況檢測時間定在早上八點(diǎn)至下午六點(diǎn)之間,如果遇到下雨,必須在雨后二十四小時后,且檢測時天氣為晴天的情況下再進(jìn)行檢測。


4、采樣氣體的收集,使用專用的鋼釘在檢測點(diǎn)打采樣孔洞,本方案采用孔洞的直徑為30毫米、孔洞的深度為600毫米,取樣點(diǎn)必須為干燥土壤,在打孔洞時當(dāng)鋼釘拔出時,必須以最快的速度將采集器放入孔洞里,為了防止孔洞外的空氣進(jìn)入采集器中,影響檢測數(shù)據(jù)的正確性,采集時將采集器插入孔洞中時用泥土將采集器的頂部封住。采集的時間確定為兩分鐘,而且過濾器必須用干燥劑處理,檢測完成后必須現(xiàn)場對數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)地記錄,記錄表必須含有采樣點(diǎn)編號、坐標(biāo)和氡濃度數(shù)值。


三、土壤氡控制的措施


當(dāng)檢測氡濃度超標(biāo)時,我們必須采取對應(yīng)的防治措施,以減少氡氣對人體的傷害,一般采用如下設(shè)計(jì)方案。建筑物的底層應(yīng)設(shè)計(jì)為架空層,以隔絕土壤氡氣進(jìn)入室內(nèi)。土建工程進(jìn)行地下室設(shè)計(jì)時,應(yīng)利用地下室采取防治氡的措施,將土壤中的氡隔離到室內(nèi),為減少頂樓或地下室地面開裂,應(yīng)采取下列措施:


1、地板(層)內(nèi)嵌鋼絲網(wǎng);

2、添加纖維材料,提高抗裂性能;

3、加強(qiáng)養(yǎng)護(hù),保證澆注混凝土質(zhì)量。


架空層或地下室地面的所有管孔和開口連接部位均應(yīng)使用密封膠密封,建議采用土壤降壓處理的方法,防止上部地板或地下室地板下的氡,如圖1所示。設(shè)計(jì)和施工注意事項(xiàng)包括:


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土壤降壓法系統(tǒng)圖


第一在底板下需要不間斷的鋪設(shè)厚度為100到150毫米小石粒,小石粒的直徑需要在12至25毫米之間;第二當(dāng)樓板下的空間劃分為若干個空間地梁或地面嶺墻,孔應(yīng)保留在地梁或地面嶺墻或梁排氣管中,以消除障礙樓板下的氣流,確保平穩(wěn)氣流;第三在氡放電區(qū)中心設(shè)置1200毫米×1200毫米×200毫米的集氣坑;第四將集氣坑的氡氣用一根PVC管將排出至屋頂以上,PVC管的直徑控制在10厘米到15厘米之間;第五,為了能有更好的效果,在PVC管的末端安裝排風(fēng)裝置;第六最好設(shè)置報警系統(tǒng),當(dāng)該控制系統(tǒng)運(yùn)轉(zhuǎn)不正常,樓面負(fù)壓達(dá)不到系統(tǒng)要求時,系統(tǒng)會發(fā)出報警提醒工作人員檢查系統(tǒng)運(yùn)行情況。


從上述分析可知,氡氣作為一種放射性氣體,對人有一定危害,所以開展檢測氡濃度的工作尤為必要且意義重大。本文簡單分析了氡氣的來源、危害、常用的檢測方法及控制氡濃度的措施,從中我們可能得出結(jié)論,要想建造綠色建筑物,在設(shè)計(jì)規(guī)劃之前一定要進(jìn)行土壤氡濃度的檢測。

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