張縣云++漆貴海+李金桃

【摘要】通過(guò)對(duì)貴州省新型墻體材料放射性檢測(cè)與評(píng)價(jià)，為貴州省新型墻體材料的生產(chǎn)和應(yīng)用提供參考依據(jù)。結(jié)果表明：貴州省混凝土磚、砌塊、蒸壓加氣混凝土、石膏砌塊以及建筑墻板等材料內(nèi)、外照射指數(shù)水平以及中放射性核素226Ra、232Th和40K所致年有效劑量率均符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，粉煤灰磚、燒結(jié)磚和砌塊由于廢渣摻量大、放射性元素含量高導(dǎo)致放射性水平相對(duì)偏高。

【關(guān)鍵詞】新型墻體材料；放射性；評(píng)價(jià)

1.前言

（1）隨著貴州省經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，引入大量化工廠、冶煉廠、水泥廠等企業(yè)，隨之而來(lái)粉煤灰、煤矸石、磷渣、磷石膏等廢渣堆存量急劇增加，對(duì)環(huán)境、居民生活等造成很大的影響。因此，政府有關(guān)部門(mén)為鼓勵(lì)企業(yè)進(jìn)行廢渣的資源綜合利用，積極出臺(tái)減稅、免稅、退返墻改基金等相關(guān)政策，以推動(dòng)我省新型墻體材料的發(fā)展。

（2）廢渣的大量摻入導(dǎo)致新型墻體材料放射性水平增加，而大多數(shù)新型墻體材料生產(chǎn)企業(yè)又缺乏必要的放射性檢測(cè)設(shè)備，造成我省新型墻體材料放射性水平差異較大。

（3）新型墻體材料中普遍存在放射性核素226Ra、232Th和40K[1]，是室內(nèi)輻射和空氣中氡的主要來(lái)源之一，對(duì)居民的健康產(chǎn)生嚴(yán)重的影響。因此，對(duì)貴州省新型墻體材料產(chǎn)品進(jìn)行取樣檢測(cè)，對(duì)其放射性水平進(jìn)行評(píng)價(jià)，計(jì)算放射性核素226Ra、232Th和40K所致居民總年有效劑量，試驗(yàn)結(jié)果將為貴州省新型墻體材料的生產(chǎn)和應(yīng)用提供參考依據(jù)，有利于加強(qiáng)貴州省新型墻體材料市場(chǎng)管理以及新型墻體材料的可持續(xù)發(fā)展。

2. 樣本采集、制備與評(píng)價(jià)依據(jù)

2.1樣本采集和制備。樣品來(lái)源于貴陽(yáng)、畢節(jié)、銅仁、遵義、黔東南州等地新型墻材生產(chǎn)企業(yè)和建材市場(chǎng)，共采集新型墻體材料原樣236個(gè)批次。隨機(jī)抽取兩份樣品，每份不少于2Kg，一份封存，另一份做為檢驗(yàn)樣品；將采集的樣品在105℃的烘箱中烘干至恒重，破碎粉磨，采用0.16mm方孔篩進(jìn)行篩分，將篩下的細(xì)粉稱取500g裝入100×75mm的聚乙烯，靜置24h待放射性平衡后，采用低本底多道γ能譜儀放射性元素活度檢測(cè)，測(cè)量時(shí)長(zhǎng)為1h。

2.2評(píng)價(jià)依據(jù)。 根據(jù)《建筑材料放射性核素限量》GB6566-2010和《電離輻射與輻射源安全》GB18871-2002對(duì)新型墻體材料產(chǎn)品的放射性進(jìn)行評(píng)價(jià)。

3. 結(jié)果與分析

3.1貴州省新型墻體材料放射性核素含量。

（1）將制備好的樣品進(jìn)行放射性核素活度檢測(cè)，試驗(yàn)結(jié)果如表1所示：

由表1可見(jiàn)，各類(lèi)新型墻材產(chǎn)品放射性活度濃度有很大的差異，粉煤灰磚的226Ra的放射性活度濃度為83.80Bq/Kg，其次為燒結(jié)磚和砌塊，226Ra的放射性活動(dòng)濃度為78.37Bq/Kg，混凝土磚、混凝土砌塊、蒸壓加氣混凝土、石膏砌塊、建筑墻板的226Ra的放射性活度濃度最低；新型墻體材料中232Th的放射性活度濃度普遍不高，最高的燒結(jié)磚和砌塊為39.62Bq/Kg；新型墻體材料中40K的放射性活度濃度差異較大，粉煤灰磚、燒結(jié)磚和砌塊中40K的放射性活度濃度分別為621.58Bq/Kg和572.67Bq/Kg，石膏砌塊和建筑墻板的40K的放射性活度濃度較低，分別為19.60Bq/Kg和92.76Bq/Kg。與國(guó)際建材典型值[2]（226Ra、232Th和40K分別為50、50、500Bq/Kg）相比，燒結(jié)磚和砌塊、粉煤灰磚中的放射性元素活度相對(duì)偏高。

3.2貴州省新型墻體材料的內(nèi)、外照射指數(shù)水平。

（1）根據(jù)表1中的放射性核素含量，按照《建筑材料放射性核素限量》GB6566-2010中的計(jì)算方法，對(duì)貴州省新型墻體材料的內(nèi)、外照射指數(shù)進(jìn)行計(jì)算，結(jié)果如表2所示：

由表3可知：超標(biāo)的新型墻體材料中摻入的粉煤灰和煤矸石含有高放射性活度濃度的226Ra和40K，新型墻材生產(chǎn)企業(yè)為了獲得即征即返的退稅優(yōu)惠和降低生產(chǎn)成本，使得產(chǎn)品中含有高摻量的工業(yè)廢渣。根據(jù)有關(guān)資料表明：煤燃燒后，煤中的226Ra、232Th和40K等放射性元素會(huì)富集到粉煤灰顆粒中去，顆粒越小，比表面積越大，放射性物質(zhì)吸附性能更高，粉煤灰中放射性水平比原煤高1.3倍～6.3倍[3]。因此，在粉煤灰、煤矸石等廢渣進(jìn)行綜合利用時(shí)，應(yīng)把握原材料的放射性水平，調(diào)整摻加量，使新型墻體材料的放射性水平在合理的范圍之內(nèi)。

3.4貴州省新型墻體材料中226Ra、232Th和40K所致居民計(jì)量估算。

3.4.1假設(shè)居民接受的照射僅來(lái)自室內(nèi)，劑量率僅取決與建筑圍護(hù)結(jié)構(gòu)中建材產(chǎn)品中放射性核素活度水平。根據(jù)聯(lián)合國(guó)輻射效應(yīng)科學(xué)委員會(huì)（UNSCEAR）推薦，建筑材料所致居民的年有效劑量率（AEDE）的計(jì)算公式為[4]：

AEDE（mSv/y） =D×8760（h/y） ×0.8×0.7 （Sv/Gy） 10-6 （1）

D=0.92CRa +1.1 CTh+0.08CK （2）

式中： CRa、CTh、CK分別為樣品中的226Ra、232Th和40K放射性活動(dòng)濃度，D為離地面1m處的空氣析出劑量率，8670為全年小時(shí)數(shù)，0.8為室內(nèi)居留因子，0.7為大氣中吸收劑量率轉(zhuǎn)換成年有效劑量率的換算系數(shù)。根據(jù)公式（1）、（2）計(jì)算貴州省新型墻體材料中226Ra、232Th和40K所致的年有效劑量率（AEDE），其結(jié)果如圖1所示：

圖1居民有效劑量率3.4.2從圖1中可以看出，粉煤灰磚、燒結(jié)磚和砌塊所致居民年有效劑量率最高，分別為0.81mSv/y和0.79mSv/y，其次為混凝土磚0.51mSv/y。墻體材料是建筑物的重要組成部分，其在房屋建筑材料中占70%的比例，由墻體材料釋放的γ射線外照射和氡氣體的內(nèi)照射，是居民長(zhǎng)期持續(xù)的放射性元素照射，根據(jù)《電離輻射與輻射源安全》GB18871-2002規(guī)定正常照射所致的居民個(gè)人年有效劑量不超過(guò)1mSv/y，貴州省新型墻體材料放射性平均水平滿足國(guó)家限制的規(guī)定，但粉煤灰磚、燒結(jié)磚和砌塊表現(xiàn)出較高的有效劑量率且存在IRa和Iγ超出標(biāo)準(zhǔn)限制的產(chǎn)品。因此，根據(jù)其放射性來(lái)源，建議在新型墻體材料生產(chǎn)過(guò)程中隨時(shí)把握主要原料尤其是廢渣原料的放射性水平，合理的調(diào)整其摻加量，降低新型墻體材料中的放射性核素含量，使新型墻體材料放射性降低到合理水平。

4. 結(jié)論

（1）貴州省大部分新型墻體材料放射性水平在國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)《建筑材料放射性核素限量》GB6566-2010的限值范圍之內(nèi)，可廣泛使用于各類(lèi)建筑工程中。

（2）粉煤灰磚、燒結(jié)磚和砌塊輻射水平相對(duì)較高，部分產(chǎn)品超出《建筑材料放射性核素限量》GB6566-2010的限制，其原因一是廢渣摻量較大；二是廢渣中放射性元素含量較高。

（3）粉煤灰磚、燒結(jié)磚和砌塊所致居民年有效劑量率最高，分別為0.81mSv/y和0.79mSv/y。貴州省新型墻材放射性核素平均水平所致的居民年有效劑量滿足《電離輻射與輻射源安全》GB18871-2002。

參考文獻(xiàn)

[1]趙彩鳳，盧新衛(wèi)，李楠，等.包頭市建筑主體材料天然放射性水平.核技術(shù)，2012，35（8）：611-614.

[2]陳益蘭，劉承偉，劉守延，等.廣西建筑主體材料放射性水平評(píng)價(jià).中國(guó)輻射衛(wèi)生.2008，17（4）：450-451.

[3]吳錦海，李金全，周天豹.我國(guó)原煤及煤渣、粉煤灰的放射性水平調(diào)查.上海環(huán)境科學(xué)，1989，8（1）：16-17.

[4]UNSCEAR（United Nations Scientific Committee on the Effect of Atomic Radiation）.Sources，Effects and Risks of ionizing radiation[R]，United Nations.New York，2000.