宝鸡市建材工业以建筑主体材料生产为主，主要产品有水泥、砖瓦、水泥预制构件等，大多数在本地销售，其中的放射性水平直接关系到全市人民的居住安全。因此, 我们于1998年至2003年对全市的各类地产建材的主体材料放射性水平进行了抽样调查和重点调查，现报告如下。

1 材料与方法 1.1 基本情况

宝鸡地处关中平原西端，秦岭北麓，3/4面积为山地。地形大体分三类:北部为黄土高原，中部为渭河谷地，南部为秦岭山区。中北部地质构造除志留、泥盆纪缺失外，均有各时代沉积; 南部为震旦纪至三迭纪特别发育^[1]。宝鸡辖九县三区，建材企业遍及城乡，建材品种有水泥、砖瓦、水泥预制构件、砂石、花岗岩等，现有水泥生产企业35户，砖瓦厂120户，水泥预制构件（以楼板为主）厂40户。砂石厂大都分布于渭河、千河流域。

1.2 抽样方法

对全市建材企业进行摸底调查，按县区对各类企业进行随机抽样。水泥企业的覆盖率为80%.砖瓦企业为33%。

1.3 γ辐射水平测定

用FD-71A闪烁辐射仪（经陕西省技术监督局标定）对各类建材生产厂本底、原料、半成品及成品堆表面在面积大于2 m × 2 m，质量厚度大于150 g/cm²的堆垛上，距表面0.1 m处，测量中心点的γ空气比释动能率。同时用美国Surveyor 2000辐射仪进行对。选择距建筑物20 m外的空旷地带1m处测量本底水平。

1.4 放射性核素分析

水泥取磨尾1 kg, 砖瓦和水泥预制构件随机各取5块并取各一角混合, 砂石按5点法取样混合，送陕西省疾病预防控制中心分析放射性核素的活度浓度, 经研磨至80目，放人烘箱烘干，每个样品做两个平行样，称重密封放置3 ~ 4周测量。²²⁶ Ra用Na₂O₂碱熔融分解，射气闪烁法测定; ²³²Th采用氢氟酸-高氯酸溶解, N - 235萃取，分光光度法测定; ⁴⁰K采用氢氟酸-高氯酸分解，火焰分光光度法测定。

1.5 评价依据

根据GB6566-2001《建筑材料放射性核素限量》进行评价。

2 结果与分析

建材中的放射性核素是来自岩石和土壤中的原生放射性核素²²⁶Ra、²³²Th、⁴⁰K。其含量是决定室内γ射线照射量率的主要因素，也是影响室内氡和钍射气浓度的重要因素。而用于建造建筑物主体工程所用的砖、瓦、砂石、水泥及制品中的放射性核素的高低是影响住房内放射性水平的决定性因素。

2.1 主体建材成品γ空气比释动能率

水泥、砖瓦、水泥预制构件、砂石等建筑主体材料生产现场的各种原料、半成品、成品的表面γ空气比释动能率见表 1~4, 表 5为宝鸡市主体建材成品γ空气比释动能率一览表。

宝鸡市地产砖主要原料是粘土, 90%的砖生产掺入煤渣作为内燃剂，惨入量为3% ~ 8%。少数加有煤粉, 个别样品为纯泥土。砖生产原料粘土、煤渣及半成品砖坯的γ空气比释动能率均低于成品砖; 瓦均为纯粘土烧制而成，粘土及半成品瓦坯的γ空气比释动能率也低于成品瓦; 水泥生产中按不同配比掺入石灰石，矿渣（水渣）, 粉煤、铁粉、萤石、石膏、粘土。其中矿渣γ空气比释动能率较高, 平均达7.30nC·kg^-1·h^-1, 但均低于工业废渣产生现场所测结果^[2]，考虑与放射性核素衰变及垛堆较小有关; 楼板由砂子、碎石、水泥预制而成。水泥15.70% ~ 18.50%, 砂子22.60%-28.90%, 碎石48.20% ~53.40%, 各种原料及成品的γ空气比释动能率相近; 花岗岩生产厂仅一家，其表面γ空气比释动能率平均为12.90 nC·kg^-1·h^-1, 明显高于主体建材。建材成品表面的γ空气比释动能率由高至低依次为砖 > 瓦 > 碎石 > 砂子 > 预制品 > 水泥。以砖最高，瓦次之, 分别为5.99 nC·kg^-1·h^-1和4.82 nC·kg^-1·h^-1，与本底比较，砖的差异有非常显著性（P < 0.01）, 瓦的差异有显著性（P < 0.05）。砂子、碎石、水泥及预制品与本底差异无显著性。可见，砖瓦的普遍采用增加了该市居民的辐射水平。

2.2 住房内γ照射量率的估算

表 6列出了各类建材放射性核素含量均值及范围。根据我国住宅楼和各类宿舍每100 m²的用料指标平均百分组成^[4]，即砖为46.5%, 水泥5.1%，砂34.8%, 石子10.4%，石灰3.2%, 求出宝鸡市住房混合建材²²⁶Ra、²³²Th、⁴⁰K的值。可见，各种核素含量因建材种类不同相差较大，同类建材中的含量变化也较大。与我国主要建材中²²⁶Ra、²³²Th、⁴⁰K天然放射性核素的含量（推荐典型值）^[5]比较，该市大多数主体建材的核素含量较低。根据标准，本次调查的所有地产建材的I_Ra≤1，I_r≤1，其产销和使用可不受任何限制。花岗岩同时符合装饰材料A类条件, 即满足I_Ra≤1.0和I_r≤1.3。其使用范围也不受限制。该市水泥、砖瓦、水泥预制构件、砂石、花岗岩等传统建材均值为0.23（0.155 ~ 0.28）, I_r均值为0.36（0.31~0.43）。均低于全国（我国常用建材的I_Ra和I_r分别为0.14~0.34, 0.14~0.59范围）, 世界建材典型值及国家标准^[4]，可见该市地产建材的剂量负担低于ICRP1991年60号出版物对公众的年有效剂量当量限值1 mSv。

根据Krisiuk模式，室内γ照射量率与建材中和C_Ra、C_Th和C_K的关系式, 经门窗（0.7）和墙厚（0.7）的修正后，建材贡献的室内γ照射量率X_γ（μR·h^-1）^[6]。

X_γ=7.330×10^-2 A_Ra+9.876×10^-2 A_Th+6.421×10^-3 A_K可求出宝鸡市主要建材及混合建材的的γ照射量率X_γ及空气吸收剂量率D，见表 7。混合建材空气吸收剂量率低于该省（10.83×10^-8 Gy·h^-1）及全国（12.09×10^-8 Gy·h^-1）室内实测γ空气吸收剂量率水平^[7]。

2.3 居民受照剂量估算

表 7列出了各种建材镭当量变化趋势及空气吸收剂量率。镭当量依次为花岗岩 > 瓦 > 砖 > 预制品 > 石 > 砂 > 水泥，与其表面γ照射量率高低的排序基本一致，可见，不同类型建材H_E内、H_E外值的差别较大，其原因与当地土质有关外，与其中掺人的内燃煤有关。混合建材室内γ照射量率为7.96×10^-8 Gy·h^-1，低于全国水泥楼9.3×10^-8 Gy·h^-1的平均水平^[8]。砖瓦等建材的使用不同程度的增加了居民的受照剂量。

根据Krisiut提出的建材中C_Ra对室内氡浓度差异所起作用为基础，将外照射剂量1.1 mSv·a^-1代入变换得公众在室内接受γ外照射的年有效剂量当量（mSv·a^-1）H_E外；经相关因子修正后, 公众在室内接受的内照射年有效剂量当量H_E内。将该市建材比活度及文献推荐的建材氡发射系数η分别代入公式^[4]，计算出宝鸡市几类建材致居民的室内、外照射年有效剂量当量H_E外、H_E内，见表 8。

根据我国公众因天然γ辐射所致外照射剂量调查值H_E外=0.68 mSv·a^-1, 居留因子0.8, 固定室内建材γ辐射所致照射剂量为0.55 mSv·a^-1。根据世界建材典型值（C_Ra=50 Bq·kg^-1，η=4%）, 和估算得因建材所致内照射剂量H_E内= 0.17 mSv·a^-1, 可见该市几类建材所致居民内照射剂量高于调查值和典型值。外照射剂量低于调查值和典型值。也低于我国正常本底地区地表γ外照射天然辐射源对公众所致剂量水平0.6 mSv·a^-1[9]。总体上建材所致的内外照射剂量略高于宝鸡居民所受地球天然辐射源外照射的年有效剂量当量0.55 mSv^[1]。

3.3 评价与建议

根据GB 6566 - 2001《建筑材料放射性核素限量》，该市所调查的水泥、砖瓦、水泥预制构件、砂石等建筑主体材料的I_Ra和I_r均低于国标及全国均值，可用于任何民用建筑和工业建筑。该市2000年工业废渣放射性水平报告结果表明^[2], 其用于水泥、砖瓦生产的粉煤灰、水渣、炉渣等γ照射量率均高于本底水平1.2~3倍。但I_Ra和I_r均小于1，本次调查的全部掺工业废渣建材成品的I_Ra和I_r也小于1, 放射性含量较低，可见该市目前的工业废渣用于水泥、砖生产可不受掺入比例限制（前提为原煤主要来自甘肃华亭），废渣利用前景广阔。结合新标准要求，鉴于该市传统建材放射性含量较低，建议在正常出产情况下，对工业废渣、掺工业废渣建材和传统建材应有天然放射性核素检验报告，并发给《建筑材料放射卫生许可证》，可不进行常年监测。对新产品或原料改变时, 开始可进行常规监测，以后视其具体情况决定是否常规监测。对天然石材中的花岗岩应作为重点监测对象。同时提示，该市今后建材放射卫生监督重点应为市场上销售的进口产品和未经检测的外埠产品。

根据GB 6566- 2001要求，对建材中放射性水平的检测仪器为低本底多道能谱仪，并排除了γ照射量率测量作为筛选测量方法。但该市及全国许多地区调查结果表明，建材γ照射量率与比活度、镭当量高低相一致^[4]，且天然石材γ照射量率与镭- 226、钍-232的放射性比活度及镭当量浓度之间存在一定的直线相关关系^[10]。因此，γ照射量率检测以快速、简便、低成本仍可作为一种辅助性控制措施。同时建议全国启用统一的放射卫生合格标识, 以保证成品在外地的销售。

(谷雅琴、王辛、吴荣、罗黎等参加部分工作，特表感谢!)