居室中的天然辐射主要来源于建筑材料。由于关系到公众及其后代的健康, 随着生活质量的提高, 人们对居室中的放射卫生质量与安全性尤为引起关注。从我国近20年来各地对建材的天然放射水平调研表明, 超过国家建材放射卫生防护标准(GB6566-86)和住房内氡浓度控制标准(GB/T 16146-1995)限值的建材产品(本文简称高放射性)仍以渣砖类和部分岩石制品为主。但由于地域分布复杂, 应用广泛, 有的产品超标严重达几十倍, 并带入了千家万户, 公众对其关注应视为正当。为了摸清当地建材放射性水平, 并探索对高放射性建材产品及其住房所需要的有效控制技术措施, 现将我们近年来的研究结果报告如下。

1 对象与方法 1.1 居室放射性水平监测

对象为抽取整群渣砖类(碳化砖)墙材住房63间和同地段传统墙材粘土砖类住房55间, 均为卧室。

1.2 建材放射性水平检测^[1]

按照GB6566-86要求, 对47个厂家各类建材产品和主要原料堆上用5点法随机采样10kg, 混合后取2kg作代表样, 经粉碎研磨过筛80目后放入烘箱内110 ℃恒温烘干, 再取0.5kg供核素分析用。

1.3 检测仪器与方法

γ照射量率, 产品和材料按国家标准(GB6566-86)附录A要求进行, 室内监测距壁10cm, 取室内5点均值, 用FD-71A微伦仪(多次参加国内比对); 氡浓度采用CR-39固体核径迹法, 测氡杯置室内呼吸带高度安放3个月收集, 蚀刻镜检计数; 样品分析采用γ能谱分析法, 仪器系美国ORTEC公司引进的一套多道计算机系统, 带有高纯锗半导体探测器, 对3吋×3吋(1吋=2.54cm) NaI(T1)的探测效率为50 %, 对⁶⁰Co的1332keV γ射线能量分辨率为1.8 keV, 峰康比75：1, 探测器置于铅室中, 在20~2000keV能量范围内, 本底计数为180 min^-1。该仪器曾十余次国际国内各种样品核素活度γ能谱比对, 结果居先。

1.4 控制技术 1.4.1 超限值建材产品

以《降低建材碳化砖放射性水平研究》成果技术^[2], 应用于5个墙材生产基地的工艺流程, 以保障产品放射性达标。

1.4.2 已建高氡住房

以屏蔽和过滤原理为主, 分别采用了补救性防氡最新技术产品, 双成膜交叉物质聚合膜产品瑞尔康环保降氡涂料^[3]和Turbo-88R空气净化器。前者刷涂、滚涂, 后者为室内静置。控制效果均为应用前后对比法。

1.4.3

评价分析依据据中华人民共和国《建筑材料放射卫生防护标准》(GB6566-86)、《住房内氡浓度控制标准》(GB/T16146-1995)。为便于比较成品建材的天然放射性水平的变化, 采用Krisiuk EM等给出的等效公式计算出平均镭当量浓度EC_Ra=C_Ra+1.26C_Th +0.086C_k; 居民受照剂量估算, 用GB6566-86提供方法和公式H_E外=3.14×10^-3A_Ra+4.23×10^-3A_Th+ 0.275×10^-3A_k H_E内=8.417×10^-2A_Ra·η式中η为建材氡释出率, 取4%, 将各类建材比活度分别代入上式即得某建材致室内居民的内、外照射年有效剂量当量H_E内、H_E外值。H_E附等于H_E内+H_E外之和减去我国公众室内γ外照射剂量调查值H_E外=0.6mSv·a^-1和世界建材典型值所致H_E内=0.168mSv·a^-1的本底值^[1]。

2 结果 2.1 不同建材住房内天然放射性水平比较(表 1)

由表 1可见, 渣砖类碳化砖住房内的γ照射量率和氡浓度水平均显著高于当地传统型粘土砖住房, 其倍数关系分别是3.9和4.4倍; 与国家建材放射卫生标准和新建住房氡浓度控制标准相比, 前者与该二标准倍数关系则分别是2.7倍和2.35倍。据调查, 渣砖类建材住房在当地城乡约占40 %以上。

2.2 不同建材的天然放射性水平综合比较(表 2)

由表 2可见, 文中成品建材的天然放射性核素²²⁶Ra含量较高, EC_Ra变化范围为24.3~976.7 Bq·kg^-1, 最高值是最低值的40.2倍, 其变化趋势为碳化砖＞花岗岩＞煤渣砖＞釉面砖＞免烧砖＞页岩砖＞粘土砖＞水泥＞石灰。各种建材成品m_Ra和m_r的变化范围分别为0.03~9.02和0.02~5.27。72个样品有33个超过国家标准限值, 超标率为45.8 %。据文献[4]报道, 我国常用建材m_Ra、m_r分别在0.14~0.34, 0.14~0.59范围, 文中建材除少数较接近此范围外, 均高出了此范围。从不同建材所致居民的内、外受照剂量估算表看, H_E内、H_E外值之间相差可达9倍, 除粘土砖较接近本底值外, 余均不同程度地增加了当地居民受照剂量, 其中以碳化砖的附加剂量最高, 为5.41 mSv·a^-1, 其次为煤渣砖、花岗岩和免烧砖。各类建材的各种放射性核素对室内空气吸收剂量率的贡献不尽相同, 室内的内、外照射剂量主要由²²⁶Ra造成。

2.3 应用防护技术对建材超限值的控制效果 2.3.1 碳化砖产品放射性超限值降至国标要求

该产品在当地墙材产量中约占50%, 每年约可建10m²住房3万间, 复盖城乡大部。采用《降低建材碳化砖放射性水平研究》^[2]技术后, 产品的放射性水平降至GB6566-86限值要求之内, 其γ照射量率、氡浓度、²²⁶A_Ra、m_Ra、m_r的下降幅度依次为64.9, 70, 76.8, 77, 68.9个百分点, 其值分别依次为26.9×10^-8Gy·h^-1, 70.5 Bq·m^-3, 167 Bq·kg^-1, 0.83和0.35。

2.3.2 居室高氡浓度降至国家控制标准以内

表 3列出了对已建高氡居室所采用的必要补救性降氡技术产品和应用方法^[3], 这些产品的应用, 均使室内氡浓度降至国家控制标准100 Bq·m^-3以下, 降氡效率分别下降84.9%和74.9 %, 达到了改善室内空气放射卫生质量的目的。

3 讨论

显然, 本文室内的高放射性主要源于超限值建材。通常说的建材包括传统建材和掺工业废渣建材, 也包括墙材和贴面装饰材料, 还包括天然原料和人造建筑材料成品^[5]。据报道, 我国建材中天然放射性普遍高出国家标准的首数石煤渣墙材, 估算造成居民的γ外照射剂量为3.15mSv·a^-1[4]。本文的碳化砖致居民的附加剂量当量为5.41mSv·a^-1, 煤渣砖为1.61mSv·a^-1, 花岗岩为1.557mSv·a^-1, 都较多地高出了我国放射卫生法定的公众长期持续附加电离照射受照剂量限值(1mSv·a^-1)。ICRP对由建材带来的潜在公众照射制定的安全限值认为, 当公众接受1~10mSv·a^-1慢性照射时, 通常必须采取补救性措施^[6]。故笔者认为对超限值建材采取行动是必要的。

1998年WHO公布放射性氡是19种人类重要致癌物之一^[7], 我国有的学者对慢性低剂量照射新近研究结果认为, 约50mGy累积剂量阈值能诱发染色体畸变显著升高, 而且成为稳定性的畸变能在体内持续存留^[8]。无可置疑, 由建材带给公众的长期持续附加电离照射当属低剂量慢性照射, 其天然辐射剂量水平应是室内卫生质量控制主要指标之一。

对放射性超限值(如氡)的控制方法, 文献已多有报道。笔者从可控源建材成品原料入手, 采用限制高活度放射性核素技术, 极好地控制了产品超限值; 对已建超限值住房采用补救性降氡技术产品, 以屏蔽法或空气过滤吸附法原理, 大大降低了现住房内的氡浓度, 并控制在国家标准的限值之内。上述两方面技术措施的应用, 极大地改善了公众的居室卫生质量。