張海薇
摘 要:調(diào)查了四川成都地區(qū)的地質(zhì)情況和地下空間發(fā)展狀況,分析了地下空間中氡的來源和影響氡濃度的相關(guān)因素,提出了氡污染的防治對策和意見,以期為日后的相關(guān)工作提供參考。
關(guān)鍵詞:成都地區(qū);地下空間;氡;污染防治
中圖分類號:X591 文獻標識碼:A DOI:10.15913/j.cnki.kjycx.2016.11.004
文章編號:2095-6835(2016)11-0004-03
隨著我國城市化進程的加快,地下交通正處于蓬勃發(fā)展階段,越來越多的從業(yè)人員和流動人員進入地下空間工作、居住、購物和娛樂。在地下空間,人們會受到嚴重的氡污染。因此,城市地下空間氡的濃度也備受人們的關(guān)注。
氡是一種無色無味的放射性氣體,它很容易通過呼吸道進入人體。吸入體內(nèi)的氡附著在支氣管和肺泡上,經(jīng)過衰變,會產(chǎn)生α粒子。這些粒子在呼吸系統(tǒng)中積累,會形成很強的放射源,使器官產(chǎn)生病變。氡是導(dǎo)致肺癌的主要因素之一,僅次于吸煙,全世界每年有數(shù)萬人因為長時間受氡照射而患肺癌死亡,尤其是長期生活在在一樓、地下室、隧道和礦坑等環(huán)境中的人。地下建筑以巖石、土壤為圍護結(jié)構(gòu),空間四周都可以釋放氡氣,再加上通風不良,會大大增加氡濃度。
1 地質(zhì)情況
四川省成都市市區(qū)主要為第四系沉積層,厚度一般為10.0~60.0 m,且東部薄、西部厚,下部為卵石層和基巖,地基承載力較好(5~15 m為卵石層,10~60 m為基巖)。但是,在成都市平原冰水扇堆積區(qū),地下水埋深淺,需注意地下建筑物的防水和抗浮問題。
四川省成都市市區(qū)位于相對穩(wěn)定的川西臺拗成都凹陷的腹地,成都地區(qū)到晚更新世晚期以后斷裂活動明顯減弱。在成都市及其周邊地區(qū),現(xiàn)代構(gòu)造運動最活躍,地震危險性最大的就是龍門山斷裂帶。2008年汶川地震就證實了這一點。但是,由于成都市位于與龍門山斷裂帶走向垂直的方向,成都平原及其以東、以南的地區(qū)屬于比較穩(wěn)定的地區(qū),所以,大部分地區(qū)的地震危險性并沒有因為汶川地震的發(fā)生而增強??傮w來說,成都市城市規(guī)劃區(qū)具有相對穩(wěn)定的地震地質(zhì)環(huán)境。
為了降低成都市地下空間中的氡濃度,在開發(fā)建設(shè)時,需要避開地下斷裂帶,并注意地下建筑物的防水和抗浮問題。
2 城市地下空間發(fā)展現(xiàn)狀
研究城市地下空間的氡污染時,主要研究的是有流動人員和從業(yè)人員停留的地下空間,即地鐵、地下人行通道、地下停車場、人防設(shè)施、地下公共設(shè)施、地下室和地下文物資源等。下面,針對這幾種城市地下空間進行研究。
2.1 地鐵
2005年,成都開始建設(shè)第一條地鐵線路。目前,地鐵已經(jīng)成為了成都市民主要的出行方式之一,地鐵單日最高客流為123.38萬人次(2015-09-30)。截至2015年底,成都地鐵線網(wǎng)已有4條線路建成。
2.2 地下人行通道
地下人行通道主要是根據(jù)其地下空間“平戰(zhàn)結(jié)合”的使用特點,結(jié)合商業(yè)步行街的布局設(shè)置地面出入口,將道路兩側(cè)與步行通道相連。近幾年,隨著成都地鐵交通的發(fā)展,又修建和計劃修建了不少地下人行過街通道,比如人民南路一段、順城大街沿線、二環(huán)路北三段北站廣場前等。
2.3 地下停車場
調(diào)查統(tǒng)計成都市中心城區(qū)的停車場,直至2007年,三環(huán)路以內(nèi)區(qū)域地下車庫有779個,共計停車泊位數(shù)約75 210個(平均97個泊位/1個停車庫),分別占路外停車場和停車泊位總量的22.3%和34.0%.地下停車場設(shè)置的停車泊位數(shù)比其他停車場多,它己經(jīng)成為了現(xiàn)在和未來城市停車場發(fā)展的大方向。
2.4 人防設(shè)施
成都市人防工程總體上是由市中心區(qū)、城市規(guī)劃區(qū)、外圍組團向外逐層布局的。第一層以金河、御河、火車北站、天座商城、地鐵車站等大型人防工程為骨干,以結(jié)合民用建筑修建的人防工程為主,形成城市規(guī)劃區(qū)工程群;第二層以小區(qū)、開發(fā)區(qū)人防工程為主,形成外圍組團工程群。各類工程主要沿城區(qū)道路、疏散干(通)道兩側(cè)布置,呈放射狀向外延伸。
2.5 地下公共設(shè)施
地下綜合體建設(shè)是結(jié)合地鐵線路轉(zhuǎn)換乘樞紐站和重點地區(qū)建設(shè)的。地下綜合體建設(shè)主要包括天府廣場站、火車北站和沙河堡客運站(新成都站)、航空港、南站地下綜合體等多個地鐵樞紐站。
地下街集中在全市商業(yè)和文化、娛樂的密集地區(qū),比如春熙路、鹽市口等地面繁華的街區(qū)。
3 地下空間氡的來源
生活中的氡非常多。目前,已知的產(chǎn)氡源有土壤、巖石、水和天然氣等。
3.1 地下空間的周圍土壤
氡是鐳核衰變產(chǎn)生的,在地層深處含有鈾、鐳、釷的土壤和巖石中,人們發(fā)現(xiàn)了高濃度的氡。這些氡可以通過地層斷裂帶進入土壤,繼而沿著地面裂隙和地面各種管線周圍的縫隙擴散,滲入到室內(nèi)。地下空間周圍的土壤是氡的主要來源之一。
3.2 從建筑裝修材料中析出的氡
建筑裝修材料對地下空間氡濃度的影響僅次于周圍土壤。因為建材中含有鐳,所以,待氡生成后,它便會進入地下空間內(nèi)。不同建材建造的房屋居室氡濃度也不同。
3.3 天然氣(煤氣)
天然氣是采自地下深部的氣體,用于取暖和廚房的設(shè)備中也可以釋放出氡。如果不能即時排風,氡將全部釋放在室內(nèi)。
3.4 地下(熱)水
由于氡易溶于水,地下水會溶解巖石和土壤中的氡。地下水沿著斷裂帶將氡帶入地下空間中,它就會成為局部地區(qū)的重要氡源。
3.5 從室外進入地下空間內(nèi)的氡
在室外,空氣中的氡一旦進入通風不暢的地下空間,就會大量聚集,增加地下空間中氡的濃度。
4 影響氡濃度的因素
在地下空間,氡可以說是無所不在的,其濃度會隨著地下空間的地理位置、使用頻率、結(jié)構(gòu)形式、季節(jié)性、工程地質(zhì)、被覆程度、通風狀況、裝修被覆材料、人員居住習慣、觀測時間和觀測位置等不同而產(chǎn)生較大的差異。
4.1 地質(zhì)情況
地質(zhì)情況包括巖性、斷裂構(gòu)造和土壤等。地下空間圍巖和沉積物的性質(zhì)不同,鈾、釷、鐳等放射性元素的含量也不同,因此,衰變所產(chǎn)生的氡含量也會有較大的差異。由現(xiàn)有資料可知,在成都地區(qū)還沒有發(fā)現(xiàn)天然放射性鈾、釷礦藏,甚至天然放射性異常帶也很難找到。所以,在分析導(dǎo)致氡含量異常的地質(zhì)因素時,應(yīng)考慮斷裂構(gòu)造。
4.2 地下空間通風
氡是一種惰性氣體,它的擴散符合一切氣體的運動規(guī)律。通風能加速氣體的流動,促進擴散,降低室內(nèi)的氡濃度。成都屬于盆地,常年風小,這會嚴重影響地下空間的通風換氣量,不能將地下空間內(nèi)的氡排至室外。
4.3 地下空間被覆程度
地下空間被覆程度是影響氡濃度的一個重要因素。因為地下空間的地理位置特殊,所以,一般要對空間內(nèi)部進行被覆。這樣,除了可以防止工程坍塌,還能阻止氡的進入。近幾年,成都周邊經(jīng)過幾次大型地震后,雖然對成都主城區(qū)沒有造成太大的影響,但是,這里也有非常明顯的震感,地下空間的被覆層也會因此出現(xiàn)裂縫,導(dǎo)致氡向地下空間擴散。
4.4 地下空間氣象參數(shù)
氣象參數(shù)比如氣壓、溫度、濕度和風速等因素會影響地下空間周圍土壤中氡氣的析出率。一般情況下,夏季,地下空間內(nèi)氡的濃度相對較高,冬季,氡的濃度相對較低。另外,降雨也可以降低環(huán)境中氡的濃度。在降雨量相近的情況下,降雨次數(shù)越多,氡的濃度就會相對偏低。
除此之外,地下空間中氡的濃度還受地下空間的深度、形式、結(jié)構(gòu)和使用方式等多種因素的影響。
5 氡污染的防治對策和建議
氡輻射是有害的,所以,必須盡可能地降低室內(nèi)的氡濃度,以減少氡及其子體對人體的危害。
5.1 氡污染防治對策
5.1.1 將擬建地下空間的重點放在防氡方面
對于地下空間,選址時,要避開含鈾區(qū)和斷裂帶,防止建筑物地基底層土壤和巖土中的氡射氣進入室內(nèi),避免出現(xiàn)氡異常的情況。成都市地下空間的選址應(yīng)關(guān)注工程點地下是否存在地質(zhì)斷裂層。因此,在施工前,要設(shè)計完善的排風系統(tǒng),做好防水設(shè)計,仔細分析地下空間的開發(fā)環(huán)境,并進行有關(guān)氡射氣污染的論證。在施工過程中,保證底層地坪的整體性和密實性是阻斷氡射氣進入室內(nèi)的有效途徑。因此,必須按照工程設(shè)計要求現(xiàn)場驗收建筑材料,確保其性能指標達標。另外,工程中所用的建筑材料和裝飾材料最好是經(jīng)過環(huán)保認證的綠色材料。同時,還要建造排氡地基,提高地基阻力。
5.1.2 采取降氡防氡相結(jié)合的原則
針對各類不同地質(zhì)條件、建筑材料、通風情況和地下空間的使用目的、使用頻率、使用時間等,選取適合的測氡儀器和測量方法檢測氡的濃度。一旦出現(xiàn)氡污染,要先分析原因、查明來源,再根據(jù)具體情況采取相應(yīng)的降氡措施。
在檢測前,對于不同的地下空間,要采取分類劃分的方法。在需要測量的地下空間內(nèi),根據(jù)相似的地質(zhì)地貌、建筑材料、通風情況、使用目的和使用頻率等條件將其劃分成若干類。因為氡的來源受諸多條件的影響,如果氡的控制條件類似,則溢出地面的氡的濃度類似。測量每個空間中氡的濃度,便可得出地下空間氡的平均濃度值,大大節(jié)省了人力和物力。
在檢測后,對于被氡污染的地下空間,應(yīng)注意查找地板或墻壁是否有裂縫,各種管道是否密封嚴實,加強通風,運用室內(nèi)減壓或增壓原理防止室內(nèi)產(chǎn)生負壓,避免氡進入。同時,要在底板下設(shè)置抽氡裝置,開挖氡井,采用局部空氣凈化技術(shù)等。在實際應(yīng)用過程中,應(yīng)具體情況具體分析,采取相應(yīng)的措施。
5.2 氡污染防治建議
由收集的資料可知,截至目前,成都市氡濃度的測量主要針對的是土壤、室外和地面居室內(nèi),尚未對成都市地下空間氡污染的監(jiān)測和治理工作進行專項調(diào)查。為了有效、安全地利用地下空間,在管理城市地下空間時,要做到以下幾點。
5.2.1 提高管理部門和公眾對氡污染的認識
地下是挖掘潛力很大的城市可建設(shè)空間,但是,由于其構(gòu)造比較特殊,地下空間中的氡濃度高于地面空間。而氡是無色無味的,并且在人體內(nèi)有較長的潛伏期,會嚴重影響人們的身體健康。鑒于此,人們必須對氡有足夠的認識,有效控制室內(nèi)氡的濃度,既要從源頭控制,又要積極采用其他的降氡措施,以保證人們生活環(huán)境的安全。
5.2.2 摸清已建地下空間的氡污染
要想掌握地下空間的氡污染現(xiàn)狀,可以分類調(diào)查不同地質(zhì)背景、不同建筑年代、不同使用性質(zhì)的地下空間中的氡濃度。在監(jiān)測氡濃度時,要遵循“主次分別”的原則,即:①針對人流密集的重點地下空間進行氡濃度監(jiān)測。②針對人員停留時間長的地下空間進行氡濃度監(jiān)測。選擇一定區(qū)域的典型地下空間進行短期、定期的氡濃度監(jiān)測,再根據(jù)實際情況判斷是否需要進一步擴展監(jiān)測。
5.2.3 制訂相關(guān)的地方政策和法規(guī)
目前,除了我國于1996年修訂的《地下建筑物氡及其子體控制標準》外,地方很少有相關(guān)的管理規(guī)定。地下空間氡濃度受地質(zhì)因素的影響很大,由于地方政策法規(guī)不健全,導(dǎo)致地下空間環(huán)境的放射性污染無法可依,嚴重浪費了地下的空間資源,阻礙了可持續(xù)發(fā)展的進行。鑒于此,成都市必須建立健全地下空間氡污染管理方面的法規(guī)體系,為地下空間氡污染防治提供依據(jù)。
5.2.4 建立氡污染報警系統(tǒng)
鑒于上述問題,應(yīng)建立地下空間氡濃度監(jiān)測機制。對于不同的地下空間,應(yīng)制訂相應(yīng)的氡污染監(jiān)測機制,以便能夠及時發(fā)現(xiàn)地下空間氡濃度超標的問題,采取有針對性的降氡、排氡措施。對于氡濃度超標的地下空間,要根據(jù)實際情況采取相應(yīng)的降氡措施,使地下空間平面的氡濃度治理工作更加經(jīng)濟、合理。
地下空間氡污染防治的綜合規(guī)劃離不開先進的氡污染防治管理信息系統(tǒng)和技術(shù)。利用先進的檢測技術(shù)可以收集到準確的地下空間氡污染資料,建立地下空間利用的信息管理系統(tǒng),為氡污染建設(shè)提供強有力的信息支持和技術(shù)管理平臺。
5.2.5 建立統(tǒng)一協(xié)調(diào)的管理機構(gòu)
建立地下空間氡污染防治統(tǒng)一協(xié)調(diào)的管理機構(gòu),方便對已建成地下空間進行氡濃度的水平驗收,并將其資料歸檔,以便后續(xù)查詢。
6 結(jié)束語
本文主要闡述了“城市地下空間的氡污染嚴重威脅人們健康”的問題,通過調(diào)查成都市地下空間的開發(fā)、利用情況,分析了成都地區(qū)地下空間氡的來源。從合理、有效利用地下空間資源,降低地下空間氡污染的角度出發(fā),提出了與四川省“十三五”時期的目標——深化改革與可持續(xù)發(fā)展相適應(yīng)的工作思路和建議,以期為有關(guān)部門和企業(yè)提供決策參考,為四川省地下公共空間環(huán)境管理提供科學(xué)依據(jù)。這對保障人們的生活安全和身體健康有非常重要的意義。
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〔編輯:白潔〕