随着经济发展和生活水平的不断提高, 人们对住房的装修要求越来越高, 各种建筑材料也因此充斥着市场。目前, 国内市场销售的建筑材料主要分为建筑主体材料和装修材料两大类, 建筑主体材料包括:水泥与水泥制品、砖、瓦、混凝土、混凝土预制构件、砌块、工业废渣、掺工业废渣的建筑材料及各种新型材料等, 装修材料包括:花岗石、建筑陶瓷、石膏制品、吊顶材料、粉刷材料及其他新型饰面材料等。这些建筑材料中, 无论是天然的, 还是人造的都普遍存在镭、钍、钾等一些天然放射性核素^[1], 这些天然放射性核素, 在衰变的过程中, 会不断产生新的放射性核素, 并伴随着α、β和γ射线产生。如果使用含天然放射性核素水平较高的建筑材料进行建房和装修, 长期居住会对人体的健康, 产生一定的危害。为了有效地规范建筑材料的应用, 2001年我国颁布了《建筑材料放射性核素限量》 (GB6566 -2001)国家标准^[2], 要求对各种建筑材料进行放射性水平检测。笔者所在单位开展建筑材料放射性水平检测工作, 对送检的127个建筑材料样品的²²⁶Ra、²³²Th、⁴⁰K放射性比活度和内外照射指数检测结果进行统计和分析, 并对所在地区的建筑材料放射性水平进行评价, 为云南省内建筑材料的产销和使用提供参考依据。

1 检测仪器和检测方法 1.1 检测仪器

GC5020型探测器高纯锗γ能谱仪。能量刻度源:¹⁵²Eu。效率刻度:用²³⁸U、²²⁶Ra、²³²Th、⁴⁰K等标准物质。

1.2 样品处理方法

根据国家标准《建筑材料放射性核素限量》(GB6566-2001)的要求对送检的样品随机抽取两份, 每份不少于3kg, 一份密封保存, 另一份作为检验样品。将检验样品破碎, 磨细至颗粒径不大于0.16mm, 将其放入与标准样品几何形态一致的样品盒中, 称重(精确至1g)、密封、待测。

1.3 核素分析及计算方法

封存3~4周后, 当检验样品中天然放射性衰变链基本达到平衡, 在与标准样品测量条件相同情况下, 用低本底多道γ能谱仪对其²²⁶Ra、²³²Th、⁴⁰K放射性比活度进行检测, 比活度A计算方法是相对比较法, 见公式(1):

(1)

式中:C_ji-第j种核素体标准源的活度/第j种核素体标准源的第i个特征峰的全能峰面积(cps); A_ji-被测样品第j种核素的第i个特征峰的全能峰面积(计数/s); A_jib-与A_ji对应的光峰本底计数率(计数/s); W-被测样品的净重(kg); D_j-第j种核素校正到采样时的衰变校正系数。

2 结果和分析 2.1 各类建筑材料放射性核素含量

各类建筑材料中²²⁶Ra、²³²Th、⁴⁰K放射性比活度的范围和均值见表 1。

由表 1可见, 各类建筑材料放射性比活度有一定的差异, 其中工业废渣类²²⁶Ra、²³²Th和⁴⁰K放射性比活度都是最高的, 而腻子粉都是最低的。

2.2 各类建筑材料内、外照射指数

根据国家标准《建筑材料放射性核素限量》 (GB6566-2001)可知计算内外照射指数的公式分别见公式(2)和(3)。

(2)

(3)

其中:C_Ra、C_Th、C_K分别为²²⁶Ra、²³²Th、⁴⁰K的放射性比活度。单位为:Bq/kg。

由公式(2)和(3)分别计算出各类建筑材料的内外照射指数, 结果见表 2。

从表 2中可以看出, 作为建筑主体材料的普通硅酸盐水泥、复合硅酸盐水泥、矿渣酸盐水泥、工业废渣和砖类除个别外大部分样品内外照射指数低于国家标准限值, 即I_Ra ≤ 1.0, I_γ ≤ 1.0。超过国家标准限值样品如下:其中1个免烧砖(I_Ra= 1.10)、1个水泥砖(I_Ra=1.10)和1个煤渣免烧砖(I_Ra=1.10)样品内照射指数超过国家标准限值, 1个粉煤灰砖(I_Ra=1.88, I_γ=1.52)、1个锡渣(I_Ra=1.60, I_γ=1.38)和1个锰渣(I_Ra= 1.03, I_γ=1.03)样品内外照射指数都超过国家标准限值。作为装修材料的腻子粉和矿石, 所有的样品内外照射指数都低于A类装修材料国家标准限值, 即:I_Ra ≤ 1.0, I_γ ≤ 1.3, 产销和使用范围不受限制。

通过对超标产品的配方进行调查分析发现, 所有超标产品的都掺有工业废渣的成分。云南省是一个高原山区省份, 地质类型比较复杂, 据云南省环境天然放射性水平调查研究发现, 省内某些地区是铀和镭的高值区, 天然放射性本底水平较高, 所产矿物相当一部分伴生有较多的天然放射性核素。如果用生产和提炼这些矿物所剩的工业废渣生产建筑材料, 而且配方不合理的话放射性水平就有可能不符合国家标准, 这也是送检样品中部分样品内照射指数或内外照射指数超过国家标准限值的主要原因。

3 结论

从以上分析结果可以看出, 云南省大部分建筑材料放射性水平在国家标准《建筑材料放射性核素限量》 (GB6566 - 2001)中的限值范围之内, 产销和使用范围不受限制, 但是仍然存在个别的建筑材料产品超过国家标准, 特别是配方中掺有工业废渣的产品。因此, 建筑材料的生产厂家在生产过程中, 应该合理地搭配原材料的比例, 并定期和更换配方时到具有检测资质的部门进行建筑材料放射性水平检测。消费者在购买建筑材料时, 对建筑材料的放射性要有一个正确而科学的认识, 到具有建筑材料放射性水平检测合格证的厂家购买。各级放射卫生监督机构务必加强对生产各类掺入工业废渣建筑材料的厂家执法监督, 确实保障人民群众的身体健康和生命安全。