土壤氡浓度测试
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土壤氡浓度测试
土壤氡对造成室内环境氡污染起着重要作用,因此,许多西方发达国家开展了国土上土壤氡的普遍调查,特别是在城市发展规划地区,测试土壤氡所使用的方法大体相同。截止目前,我国尚未开展普遍的土壤氡调查工作。通过测量土壤中所氡气探知地下矿床,是一种经典的探矿方法。原核工业部(现核工业总公司)出于勘察铀矿的需要,一直把测量土壤中氡浓度作为一种探矿手段使用,并制定了中国核工业总公司行业标准《氡及其子体测量规范》(EJ/T605-91)。核地质探矿中,在进行土壤中氡浓度调查时,执行这一标准。在绝对不改变土壤原来状态的情况下,测量土壤中的氡气浓度是十分困难的,有些情况下几乎无法实现,这是因为土壤往往粘结牢固,缝隙很小(耕作层、沙土例外),其中存留的空气十分有限,取样测量难以进行。现在发展起来的测量方法,均系在土壤中创造一个空间以集聚氡气,然后要么放入测量样品(如乳胶片,这样氡衰变的α粒子会在胶片上留下痕迹,然后从痕迹数目的多少可以推算出土壤中的氡浓度),要么使用专用工具从形成的空洞中抽吸气体样品,再测量样品的放射性强度,依此推断土壤中氡浓度。前者方法简单,无须高档测量仪器,费用低,但测量周期过长(一般为15天以上),在工程实践中使用困难。后者测量过程便捷,所需费用也不算太多,但却要破坏土壤的原来状态,因此,严格来讲,后者只能算是一种相对近似测量。既然是相对性近似测量,那么,测量过程中就必须严格控制成孔条件,规范操作,每一次测量程序要高度一致,方能保证数据的可靠性和可比性。使用专用工具从土壤空洞中抽吸气体样品,再测量样品的放射性强度,依此推断土壤中氡浓度这种方法,国内外均有现成的可用仪器。在本规范附录D中,确定的土壤中氡浓度测试方法主要内容有:D.0.1一般原则:土壤中氡浓度测量的关键是如何采集土壤中的空气。土壤中氡气的浓度一般大于数百Bq/m3,这样高的浓度的测量可以采用电离室法、静电扩散法、闪烁瓶法等方法进行测量。
D.0.2测试仪器性能指标要求:工作条件:温度-10~40℃;相对湿度:≤90%;不确定度:≤±20%;探测下限:≤400Bq/m3。
D.0.3测量区域范围应与工程地质勘察范围相同。
D.0.4在工程地质勘察范围内布点时,应民间距10m作网格,各网格点即为测试点(当遇较大石块时,可偏离±2m),但布点数不应少于16个。布点位置应覆盖基础工程范围。
D.0.5在每个测试点,应采用专用钢钎打孔。孔的直径宜为20~40㎜,孔的深度宜为600~800㎜。
D.0.6成孔后,应使用头部有气孔的特制的取样器,插入打好的孔中,取样器在靠近地表处应进行密闭,避免大气渗入孔中,然后进行抽所。正式现场取样测试前,应通过一系列不同抽气次数的实验,确定最佳同所次数。
D.0.7所采集土壤间隙中的空气样品,宜采用静电扩散法、电离室法或闪烁瓶法等方法现场测定现场土壤氡浓度。
D.0.8取样测试时间宜在8:00~18:00之间,现场取样测试工作不应在雨天进行,如遇雨天,应在雨后24h后进行。
D.0.9现场测试应有记录,记录内容包括:测试点布设图,成孔点土壤类别,现场地表状况描述,测试前24h以内工程地点的气象状况等。
D.0.10地表土壤氡浓度测试报告的内容应包括:取样测试过程描述、测试方法、土壤氡浓度测试结果等。
由于土壤中氡浓度测定目前尚无国家标准,所以,附录D只是根据核工业行业标准《氡及其子体测量规范》(EJ/T605-91)及个别用户使用仪器的体会,结合工程实际需要提出的一个概要。土壤中氡测量仪器,须在野外作业,因此,对温湿度环境条件要求较高。
取样器深入地表土壤的深度太深,将加大测试工作的难度,也不太必要;太浅,土壤中氡含量易受大气环境影响,不足以反映深部情况。参照《氡及其子体测量规范》(EJ/T605-91)及地质探矿的经验,一般情况下,取600~800㎜较为适宜。考虑到采样管道空腔体内采样气体体积的需要,采样孔径的直径也不宜太大,以20~40㎜较为适宜。
工程现场取样布点密一点自然好,可以测的仔细一些,但考虑到以下情况,确定以10m网格测量取样:
1、一般情况下,一块地域内土壤的天然成分不会有大的起伏,按10m网格取样应具代表性。
2、如果地下有地质构造,其向上扩散氡气应有相当范围,一般不会只集中在地面很小一点地方,因此,按10m网格取样应可以发现问题。
3、在能够满足工作要求的情况下,布点不必过密,尽量减少工作量,以减轻企业负担。据了解,一个熟练人员进行现场取样测量,大体10分钟可以完成一个测点,一般工程项目,1天内可以完成室外作业。
附录第D.0.4条中要求布点数目不能少于16个,主要是考虑到多点取样测量更接近实际,更具代表性。“布点位置奕尽可能覆盖基础工程范围”这一要求的目的是为了重点了解基础工程范围内,土壤中氡浓度情况,因为基础工程范围内土壤中氡对建筑物未来室内氡污染影响最大。
附录第D.0.5条要求:“在每个测试点,应采用专用钢钎打孔。孔的直径宜为20~40㎜,孔的深度宜为600~800㎜。”成孔情况如何将影响到测量结果。专用钢钎打孔可以保证成孔过程快捷、大小合适,利于专用取样器抽取样品,利于保持取样条件的一致性。
附录第D.0.6条要求:“成孔后,应使用头部有气孔的特制的取样器,插入打好的孔中,取样器在靠近地表处应进行密闭,避免大气渗入孔中,然后进行抽气。正式现场取样测试前,应通过一系列不同抽气次数的实验,确定最佳抽气次数。”这一条是对具体操作过程的要求,主要是为了避免大气混入。成孔后的取样操作要连贯进行,熟练快捷,一气呵成。在现场实际工作中,总要先通过一系列不同抽气次数的实验,观察测量数据的变化,选择并确定最佳抽气次数后,再正式进行取样测试。现场工作人员经多次现场工作后会积累经验,进一步丰富和规范现场操作。
附录第D.0.8条要求:“取样测试时间宜在8:00~18:00之间,现场取样测试工作不应在雨天进行,如遇雨天,应在雨后24h后进行。”土壤中氡浓度随地下水情况、地浊、土壤湿度、密实程度、地表面空气流动等情况变化而变化,因此,为减少外部影响,增加数据的可比性,最好一个工程项目范围内的取样测试在一天内完成。如遇雨天,由于下雨将改变土壤的多方面情况,应暂停工作,待土壤里外情况稳定下来(暂按一天一夜后处理),即可开始工作。
附录第D.0.9条“现场测试应有记录,记录内容包括:测试点布设图,成孔点土壤类别,现场地表状况描述,测试前24h以内工程地点的气象状况等。”
附录第10条“地表土壤氡浓度测试报告的内容应包括:取样测试过程描述、测试方法、土壤氡浓度测试结果等。”对现场记录及测试报告提出了若干要求。这些要求主要是为了便于对测量结果进行分析和比对研究,保证结果的可靠性。防氡降氡工程措施要根据地表土壤氡浓度测试结果而定,因此,土壤氡浓度测定事关重大,规范发布执行后,应在工作实践积累资料,以便今后的修订中进一步完善补充