天津市滨海新区包括塘沽区、汉沽区、大港区三个行政区, 面积约2270 km², 当前常住人口约200万, 自滨海新区纳入国家区域经济发展战略后, 经济社会快速持续发展, 民用和工业建筑工程建设明显加快, 土地作为经济社会的承载者得到充分利用, 对建筑工程用土地的相关检测、研究也在加紧进行。

根据国家强制执行的《民用建筑工程室内环境污染控制规范》(GB 50325-2001) (2006年版)有关规定, 新建、扩建的民用建筑工程的工程地质勘察报告, 应包括工程所在城市区域土壤浓度或土壤表面氡析出率测定历史资料及土壤氡浓度或土壤表面氡析出率平均值数据。因此为服务滨海新区发展、建设, 从2009年8月~12月对滨海新区的土壤氡浓度进行了监测。

1 地基土壤是室内氡的主要来源

室内空气中的氡主要由于地基(岩石、土壤)、建材、室外空气、生活用水、家用燃料, 其中地基土壤氡是室内氡的主要源项, 约占室内氡来源的60%^[1〗。建筑物周围及地基土壤的氡, 通过扩散和渗透进入室内, 一般情况下, 花岗岩、明矾石页岩、炭质页岩等岩石的铀、镭含量较高, 尤其是由放射性含量高的岩石风化而成的土壤氡浓度更高。

2 全国土壤氡浓度概况

目前我国尚未在全国范围内进行地表土壤氡水平的普查, 据部分地区的调查报告称, 不同地方的地表土壤氡水平相差悬殊。根据文献[2]提供的资料, 用航测数据换算进行的144个城市土壤氡浓度平均值为7 300 Bq/m³, 具有土壤氡高背景值的17个城市浓度为10 100~22 900 Bq/m³, 中背景值的101个城市为5 100~9 900 Bq/m³, 低背景值的26个城市为3 700~ 4 900 Bq/m³, 其中天津的土壤氡浓度平均为4 300 Bq/m³。

3 检测仪器和使用条件

本次调查监测使用美国斯坦福公司生产的RAD7金硅面α粒子探测器, 测量范围3.7 Bq/m³~7.4 ×10⁵ Bq/m³; 响应时间2 min~24 h; 探测下限3.7 Bq/m³。该仪器通过监测每个α粒子的能量, 鉴别出钋-218、钋-214等区分新氡、旧氡, 钍, 信号和噪声。金硅面α粒子监测器采样室是一个0.7L的半球状物, 内表面涂有导电层。半球的中心位置是一个固态粒子植入式平面硅α粒子探测器, 在导电层与探测器之间加有2 000~2 500V高压形成一个电场, 该电场把带正电微粒推向探测器。氡-222衰变后形成带正电的钋-218, 在内部电场作用下粘附在探测器上, 当半衰期为3.05s的钋-218在探测器表面衰变时, 其放出的α粒子有50%的可能性进入探测器, 形成与α粒子能量成正比的电信号。

本次调查监测的时间均选择在上午10点到下午4点之间, 现场取样测试均为晴天, 环境湿度50%~80%, 风力0~ 3m/s之间; 仪器电压为5.9~6.0V以下, 通过土壤杆抽取土壤中气体经干燥后的湿度为9%以下, 仪器选择Sniff模式, 用来追踪浓度快速变化的氡, 在该模式下, 仪器通过检测3 min的钋-218的α的峰值来对氡水平作出快速响应; Thoron关闭。

每个监测点均采用螺纹钢钎打孔, 孔的直径为20 mm, 深度为700~800 mm; 把钢钎拔出后立刻把土壤杆放入, 用铁锤把土壤杆周围压实, 检验是否漏气; 每个点采样周期为5个, 每个周期设定的时间为5 min, 前两个周期作为净化空气用, 取后3个周期的平均值作为该采样点的土壤中氡浓度测量值。

4 调查结果

根据土壤类型、测量环境或者行政区域, 把在整个滨海新区测量的50组数据分成13个区域, 因为整个测量区域地面环境较为复杂, 区域的划分有一定的随机性。整个区域的水位较浅, 尤其是东疆港保税区、临港工业区和黄港水库区; 整个区域土壤的湿度较大, 基本农田较少, 盐碱地较多, 尤其是滨海部分。

根据文献[2], 如果对50个检测点位按照0~1 000 Bq/ m³、1 001~3 700 Bq/m³、3 701~4 900 Bq/m³、4 901~9 999 Bq/m³、10 000 Bq/m³以上划分5个活度区间, 监测点位浓度背景主要集中在低及其以下, 中高的仅有4个点位。

5 结论

由于在2 270 km²的滨海新区在建项目较多, 从长远看可以把整个新区作为一个城市, 根据《民用建筑工程室内环境污染控制规范》(GB 50325-2001) (2006年版)的规定, 在城市区域可按2 km×2 km网格布置测点, 因此设置50个监测点位; 由于新区的土地环境非常复杂, 严格按照2 km×2 km网格布点是不现实的, 有的布点位置不得不作适当调整, 但是基本按照上述布点原则。

从表 3看出, 本次检测的数值绝大多数低于文献[2]给出的天津土壤氡浓度平均为4 300 Bq/m³的值; 从表 2看出, 所有点位的平均浓度为1 838.2 Bq/m³也低于该值2倍多。出现上述检测结果的原因可能是, 从文献[2]看出计算/实测值为0.62~2.97之间, 变化范围很大, 利用航测土壤铀含量换算的天津市土壤氡浓度值与实际监测的数据不一致很正常。

由于50个测点的监测环境条件很不一致, 所测得数据的偏差也较大, 最大值与最小值相差百倍, 对相差极大的数据进行平均掩盖了数据的真相, 因此是否进行土壤氡浓度监测应该分析具体建设项目, 不能一概而论。

根据标准要求, 滨海新区的土壤氡浓度监测结果绝大多数低于10 000 Bq/m³, 因此在确定工程场地所在地点不存在地质断裂构造, 可不再进行土壤氡浓度测定。实际上, 滨海新区的部分地区地质结构较为复杂, 有宁河凸起、北塘凹陷、潘庄凸起带, 又有蓟运河断裂、北仓东断裂和汉沽断裂等, 因此在确定是否进行土壤氡浓度时, 应该根据具体情况分析。