室内氡污染防护墙体材料研究

摘要

氡是天然存在的气态惰性放射性核素，它无色、无味、无嗅，还可以进一步衰变产生218Po、214Pb、214Bi等子体，普遍存在于人类生活环境中。氡及其子体对人体的辐射伤害占人体所受到的全部环境辐射中的55％以上，会对人体造成极大的危害，极易引起肺癌，长期暴露于氡环境中，还可能引起骨髓性白血病、胃癌、肾癌、黑色素瘤等后果，是国际卫生组织规定的19种重要致癌物质之一。建筑墙体材料是室内氡放射污染的主要来源之一，目前在我国利用粉煤灰、煤渣等工业废料生产建筑材料是灰渣资源的主要用途，虽可提高废物利用率，减少环境污染，但易造成建筑工程的室内氡辐射污染，如粉煤灰和煤渣对煤中的天然放射性核素有富集作用，尤其对226 Ra、232 Th的富集程度可达4~5倍，导致粉煤灰、煤渣建筑材料具有明显的核辐射与氡辐射污染，研究显示，掺粉煤灰新型墙体材料建造的房屋室内氡浓度远超过了“民用建筑工程室内环境污染控制规范”中的限制，因此，我们必须高度重视室内氡污染，并加强治理。
　　本文采用量大价廉的重钙粉、聚乙烯醇水溶胶或80目钢渣为防氡材料，通过设计正交试验，以氡屏蔽率和抗压强度为评判指标，对粉煤灰/煤渣砖及墙板氡污染防治进行了研究。正交试验研究结果表明：重钙粉和钢渣对粉煤灰/煤渣型墙体材料有良好的氡屏蔽效果，并且对墙体材料的强度没有不利的影响。加入重钙粉与聚乙烯醇水溶胶的砖块氡浓度明显降低，氡屏蔽率最高可达49.36%，并且抗压强度也从7.56MPa升至12.26MPa；在钢渣加入量为35%时，抗压强度达到最大，此时的煤渣砖的氡析出浓度较低，由SEM图可以看出，向粉煤灰/煤渣型墙体材料中加入重钙细粉或钢渣后，粉煤灰/煤渣墙体材料内部大颗粒之间及表面被细小颗粒填充覆盖并相互粘合，提高密实度并在外表面形成致密结构，使得氡析出路径“曲折”，从而达到了屏蔽氡目的。防氡涂料经国家相关部门检验，基本性能优异；其中有毒有害物质中挥发性有机物（VOC）、苯系物、铅、镉、汞等均未检出，游离甲醛含量11.1mg/kg和铬含量4.5mg/kg，远小于国家标准，生态环保性能优异；氡屏蔽率在95%左右，防氡效果稳定且优异。将防氡涂料应用于广州军区某地下工程时，其氡屏蔽率为90.59%，效果优异，与实验室中测得的氡屏蔽率相比，仅相差5%，同时在防氡治理后地下工程的氡浓度为263.0Bq/m3，小于国家规定的地下建筑400Bq/m3标准。