建筑材料的放射性污染及其检测现状论文_范福生,王德龙

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摘要:随着我国经济和社会的快速发展,基础设施和房地产项目逐渐增多,建筑材料的需求量在逐年的增加,建筑材料的种类也在逐渐增多。相对于建筑材料中的苯、甲醛等化学物质对人体的危害来讲,建筑材料的放射性危害更是不可预见和不易察觉的,并且它产生危害的潜伏期一般较长。因此,对于建筑材料放射性的影响因素进行分析和研究,对引导人们正确的认识和使用建筑材料具有极其重要的意义。本文对建筑材料的放射性污染及其检测现状进行分析。

关键词:建筑材料;放射性污染;检测现状

建筑材料放射性对环境质量的影响,已引起人们的高度重视。建筑材料可分为主体材料和装修材料,主体材料包括:水泥及其制品、砖、瓦、混凝土、混凝土构件、砌块、墙体保温材料、工业废渣及各类新型墙体材料等;装修材料包括:大理石、花岗岩、建筑陶瓷、石膏制品、吊顶材料等。无论是水泥混凝土、各种废渣砖等主体材料,还是起着保护或美化作用的装饰材料,均含有天然放射性核素,这些天然放射性核素及其衰变而产生的子体是影响环境质量的主要因素。

1 放射性的定义及来源

放射性是指元素从不稳定的原子核自发地放出射线(如α射线、β射线、γ射线等),衰变形成稳定的元素而停止放射,这种现象称为放射性。

放射性对人体的危害可分为外照射和内照射两类:外照射指天然辐射源和人为辐射源中的天然放射性核素所产生的β、γ射线对人体的直接照射,主要由γ射线造成;内照射指存在于空气、食品和饮水中的天然放射性核素,通过呼吸和消化系统进入人体内部而形成的照射。放射性污染物质来源于自然界和人工制造两个方面。

2 建筑材料放射性核素的主要来源

居室内放射性核素主要来源于建筑材料、地基土壤和家用物品,其中建筑材料是产生放射性污染的主要原因。常用的室内建筑材料主要有以下几种:

2.1 水泥

在水泥生产过程中,若掺入具有放性的石膏、矿渣、粉煤灰等混合材料,会使水泥具有较高的放射性。此外,若石灰岩和黏土存在于铀矿附近,也会使水泥具有较高放射性。

2.2 陶瓷

主要以黏土或页岩等作坯料,在表面涂上不同颜色的釉料加工而成。其坯料随原料不同的辐射水平而有所差异,用页岩作坯料的放射性稍高于用黏土作坯料的放射性。

2.3 天然石材

主要有花岗岩和大理石。其中大理石的辐射水平较低;花岗岩属火成岩中的酸性岩石,原生放射性元素的含量稍高于地壳平均值的含量。

2.4 磷石膏

一种装饰材料,放射性核素含量较高,因此在选用以磷石膏为原料的室内装饰材料时,应检测放射性水平。

2.5 木材

木材中的放射性是由土壤转移来的。由于土壤中天然放射性核素的含量不同,木材中的放射性也有所区别。

建筑材料中的放射性核素主要来源两个方面:一是原料本身含有天然放射性核素;二是加工过程导致放射性核素富集。

3 建筑材料放射性的危害

3.1 外照射的危害

所谓外照射危害是指放射性物质从外部对人体进行辐射而造成人体细胞分子结构电离、破坏。放射性物质放射的射线主要有3种:α射线、β射线和γ射线。而γ射线在空气中电离小、射程短、可以从建筑材料中放射出来,会从外部对人体构成严重危害。因而造成外照射危害的主要是指γ射线。

3.2 内照射的危害

内照射危害是指放射性物质进入人体内而造成人体细胞分子结构破坏。内照射危害主要是由氡(Rn222)造成的。Rn222是由Ra226衰变而产生的,Rn222作为从岩石、土壤中释放出一种惰性气体吸入人体肺部,并随血液流遍全身。Rn222原子核放射的是α粒子,尽管α粒子很难从外部对人体构成伤害,但进入人体的α粒子会造成原子的电离密集,破坏细胞结构分子,对人体的细胞伤害较大。4种放射性核素的主要辐射特征见表1。

表1 4种放射性核素的主要辐射特征

4 建筑材料的放射性检测现状

目前,对于建材产品的放射性物质的测量方法主要是采用放射性核素测量的方式,采用设备主要是运用计算机放射性检测仪,它由探头、放大器、多道分析器和单片机组成,在天然性的放射性γ射线元素的应用之下,能谱中所发射出的γ射线也即放射的能量,运用这个能量,生成γ探头,在光点效应下的光谱差异,可以通过线性放大的方式加以记录,并通过对特征分子的特定分析和研究,进而得出放射性物质的放射强度和特点。建材产品的放射性物质的检测步骤和方法,具体包括以下内容:

4.1 样品制备

检测人员可以随机选择两份相同重量的样品,对其中一份进行检验试验,用榔头将样品敲碎,并用电磁矿石粉碎机进行制取,从0.16mm的方孔中筛选出小于0.16mm的样品,用托盘天平进行称重,确定称重物质为0.1g,置于相同标准的特制器皿之中,用塑料胶带密封、待测,这个放置待测的过程的主要目的是在于将样品中短寿命的核素衰变褪去。

4.2 实施数据库检测

对于样品的检测过程,测量的时间长短是考虑的主要因素,由于放射性物质的入射性强弱会随着时间的变化而衰变,因而,在测量时要考虑这一因素,在构建标准数据库时,首先就要进行样品测量,因为测量耗费的时间较长,约为2~4个小时,因而,必须抓紧时间进行测量,再将测量的数据加以保存和输入,存储到数据库之中。样品测量结束之后,进行谱线保存。

4.3 能量刻度

在对建材产品的放射性物质检测过程中,要使道数与γ光子能量相融合,从而生成能量刻度,通过对能量刻度的分析,可以发现寻峰程序中所涵括的全能峰能力,完成整个分析过程。例如:对于已知放射物的检测,可以根据检测软件,在系统自动运行的状态下,实现自动能量刻度的分析和设定。又如:在对建材产品的钾物质进行检测的过程中,要确立最高峰值,并且以40K标准谱为依据,实现能量刻度的自动、合理化设计。

4.4 分析放射性物质的平衡状态

在运用γ谱仪对镭物质进行检测时,实际获得的镭是子体氡及氡子体的γ射线,理论计算的结果是放射性物质在密封放置20天之后所得到的结果。

5 针对建筑材料放射性危害的对策

5.1 注重宣传,增强对放射性建材产品的认知。要注重和加强对放射性建材产品的舆论宣传,使民众意识到放射性建材产品对人体所产生的危害,从而减少对放射性建材产品的重复再使用。

5.2 利用废渣或再生材料生产产品时,应严格控制工业废渣或再生材料的掺加量。

5.3 化学建材生产中,应加入各种环保型助剂,以减少建筑材料放射性对人类的损伤。

5.4 室内装饰应选用符合国家标准的建筑主体材料和装修材料。

5.5 完善建材产品的检测机制。要不断完善建材产品的检测工作体系,要建构权威的机构,以实施对建材市场的管理。并且,还要采用分类管理的方式,对于传统建材可以采用常规监测方式;对于新型建材产品,要在初始期进行常规检测,随后再确定是否需要常规检测;对于新型材料的彩釉砖,则要限制其生产。

结束语:

总之,我们要在建筑工程领域的建材产品使用过程中,充分意识到放射性建材产品对于人体的健康危害性,要对民众进行安全健康教育,采用有效的检测手段和方法,实现对放射性建材产品的控制,更多地运用健康、绿色、低放射性的建材产品,从而为建筑工程保驾护航。

参考文献:

[1]建筑材料放射性影响因素初探[J].赖聪龙.福建建材,2015(04)

论文作者:范福生,王德龙

论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期

论文发表时间:2019/4/2

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