王溪睿 潘欣玨

摘 要：氡是一種天然放射性核素，來(lái)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(guó)交通經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，許多城市都在進(jìn)行地鐵的建設(shè)，地鐵作為地下工程，有其環(huán)境的特殊性，文章根據(jù)地鐵工程特性，總結(jié)了幾種地鐵中氡濃度的防治措施。

關(guān)鍵詞：地鐵；氡濃度；防治措施

1 氡的性質(zhì)及危害

氡是鈾系衰變的中間產(chǎn)物，是由鐳（Ra-226）衰變產(chǎn)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(shuō)的氡指的就是Rn-222。氡本身不參加化學(xué)反應(yīng)， 但其衰變產(chǎn)生的射線及短壽命子體對(duì)人體健康具有危害作用。根據(jù)聯(lián)合國(guó)原子能輻射效應(yīng)科學(xué)委員會(huì)（U.N.SCEAR）[1]2000年報(bào)告書(shū)中指出，天然輻射對(duì)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(duì)人的危害主要為內(nèi)照射。

2 地鐵工程中氡的來(lái)源

室內(nèi)環(huán)境空氣中的氡，主要由建筑物地基和周?chē)寥馈⒔ㄖ把b修材料、室外環(huán)境空氣中氡的進(jìn)入、燃料以及地下水等產(chǎn)生[2]。根據(jù)世界平均氡來(lái)源水平，來(lái)源建筑物地基和周?chē)寥勒?0.4%、來(lái)源建筑及裝修材料占19.5%、來(lái)源室外環(huán)境空氣占17.8%。但某一種建筑設(shè)施內(nèi)，哪種氡來(lái)源占主要作用，卻要因地因環(huán)境不同而有所不同。地鐵工程中氡的來(lái)源與地面建筑中氡的來(lái)源大致相同，內(nèi)部空氣中氡的來(lái)源主要考慮地鐵工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)外部的巖石、土壤和地下水，內(nèi)部結(jié)構(gòu)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(huán)境，其選址除了要考慮交通的便利性，還應(yīng)考慮地下氡濃度的存積。地質(zhì)條件的不同影響著氡濃度的產(chǎn)生，鈾含量較高的地區(qū)，氡及其子體的濃度也會(huì)隨著升高，并且鈾系的半衰期非常長(zhǎng)，如果選址在鈾、鐳含量高的地質(zhì)區(qū)，這種產(chǎn)生氡的危害是持續(xù)的，并且不容易根除。所以在地鐵選址時(shí)，先要進(jìn)行該地區(qū)放射性的評(píng)估，應(yīng)避開(kāi)巖石、土壤中氡水平較高以及圍巖破碎嚴(yán)重的地區(qū)，可通過(guò)測(cè)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(jù)。

3.2 地鐵建設(shè)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(duì)氡及其子體濃度的積累有直接的影響， 且對(duì)地下建筑物影響更大[3]。地鐵建設(shè)過(guò)程中，在對(duì)建筑及施工材料取用時(shí)，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(nèi)照射指數(shù)和外照射指數(shù)是能夠直接反應(yīng)其放射性水平的參數(shù)，可以通過(guò)對(duì)建材的內(nèi)、外照射指數(shù)控制，來(lái)達(dá)到限制建筑及施工材料放射性核素的目的，同時(shí)依據(jù)國(guó)家強(qiáng)制性標(biāo)準(zhǔn)“建筑材料放射性核素限量（GB6566-2001）”的要求，進(jìn)行建材的考量。與此同時(shí)，還應(yīng)綜合考慮建材的密實(shí)程度，因?yàn)橐恍┙ㄖ牧献陨淼姆派湫圆⒉桓?，但其空隙率卻很大，這樣就會(huì)造成氡析出率較高，也會(huì)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(tǒng)，那么氡在水使用前已經(jīng)在處理系統(tǒng)內(nèi)被釋放，水氡含量會(huì)很少，對(duì)地鐵環(huán)境空氣中氡濃度影響較小；如果供水采用的是地下水或地?zé)崴畷r(shí)，地鐵工程的給排水的設(shè)計(jì)，要考慮到防氡措施，避免水氡向室內(nèi)空氣轉(zhuǎn)移。盡量在氡氣進(jìn)入室內(nèi)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(lái)源的前提，但是由于天然放射性核素?zé)o處不在，工程也只能夠在避免高氡的基礎(chǔ)上進(jìn)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(lái)降低環(huán)境中氡濃度。

3.4.1 屏蔽降氡

工程圍護(hù)結(jié)構(gòu)主要采用混凝土和鋼筋混凝土材料，再密實(shí)的混凝土結(jié)構(gòu)，也不能夠完全防止氡氣的擴(kuò)散進(jìn)入室內(nèi)，這時(shí)就需要采用必要的專(zhuān)門(mén)防氡層防護(hù)措施。在圍護(hù)機(jī)構(gòu)的內(nèi)表面使用一層防氡材料，既可以防止土壤、巖石等外部結(jié)構(gòu)向室內(nèi)散入氡氣，還可以防止混凝土自身衰變產(chǎn)生的氡氣，但是需注意的是這種防氡隔層的材料，要求對(duì)氡的擴(kuò)散系數(shù)較低。在對(duì)內(nèi)部進(jìn)行裝修時(shí)，還可以對(duì)墻壁、地面、天棚涂刷防氡材料，能有效降低材料氡的析出率?；炷镣馔看蟀祝瓤煞莱?，又可密封裂縫，從而減少氡的析出。通過(guò)相對(duì)濕度的測(cè)量，防潮性能較好的涂料，如油漆，防氡性能較好，這是因?yàn)榉莱辈牧显谧柚顾萆l(fā)的同時(shí)，也阻止了氡的析出[4]。地鐵實(shí)際施工時(shí)，可采取多種裝飾方法綜合優(yōu)化。

3.4.2 通風(fēng)降氡

室內(nèi)通風(fēng)是室內(nèi)降氡的主要方法之一，室內(nèi)通風(fēng)方式有自然通風(fēng)和人工通風(fēng)（如排風(fēng)扇、空調(diào)等）[5]。通風(fēng)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(nèi)，用于稀釋和帶走地鐵內(nèi)原有空氣中氡及其子體，讓室內(nèi)氡濃度保持水較低平，是降氡方法中最經(jīng)濟(jì)和直接有效的。當(dāng)通風(fēng)率達(dá)到一定時(shí)，室內(nèi)的氡濃度可以被控制，表1為地下建筑通風(fēng)前后氡濃度比較情況[6]，可以看出通風(fēng)對(duì)地下建筑氡濃度控制的有效性。

表1 地下建筑通風(fēng)前后氡濃度比較

5 研究展望

環(huán)境氡氣的防治研究是國(guó)內(nèi)外對(duì)氡氣污染研究的前沿課題。人們對(duì)生活環(huán)境要求越來(lái)越高，地鐵屬于公眾密集區(qū)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(shè)到應(yīng)用中環(huán)境的治理拋磚引玉，盡快發(fā)展出適用性更強(qiáng)、更簡(jiǎn)便有效的氡防治措施。

參考文獻(xiàn)

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

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

[3]陳明光，何永金.室內(nèi)氡的危害及防氡降氡措施[J].環(huán)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(jiān)測(cè)及防護(hù)措施研究[J].輻射防護(hù)，1999，19（3）：199.

[5]章曄，等.環(huán)境氡的來(lái)源與防治對(duì)策[J].物探及化探，1999，23（2）：83.

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