镇江地区装修材料放射性调查及辐射剂量估算

镇江地区装修材料放射性调查及辐射剂量估算

李康

镇江市建设工程质量检测中心有限公司  镇江市 212000

摘要：按照GB6566-2010标准方法对镇江地区主要装修材料中放射性核素镭、钍、钾比活度进行测定,按照T/CECS 569-2019标准方法对居民住宅空气中氡浓度进行测定。结合两者数据构建居民年辐射剂量估算模型，并进行计算。该论文源自镇江市社会发展指导性科技项目FZ2022080。

关键词：装修材料 放射性水平 氡浓度 居民年辐射剂量

近年来，随着社会经济的快速发展以及人们生活水平的提高，房地产行业蒸蒸日上，人们对家居环境安全的要求越来越高。家庭装修的主要材料也正在逐步发生变化，在甲醛、苯、TVOC等化学污染物已经深人人心的情况下,为了追求“无污染”,家具厂商越来越多地在家具主体材料中引人无机非金属材料,如大理石、花岗石、陶瓷等,或者采用是以矿渣、石膏为原材料制作而成的新型建筑材料,从而导致装修材料产生放射性危害的风险逐渐升高。相比于材料所释放出的甲醛、苯、TVOC等化学物质，放射性的危害是不易察觉和不可预见的，并且潜伏期较长，甚至几十年才能看出对人体的影响。因此，对于建材进行放射性水平调查具有很大必要性。

1.试验方案

建筑材料放射性核素镭Ra、钍Th、钾K按照国家标准GB 6566-2010《建筑材料放射性核素限量》进行试验。放射性核素氡气Rn测量按照T/CECS 569-2019《建筑室内空气中氡检测方法标准》中泵吸静电收集能谱分析法进行试验。

放射性核素镭Ra、钍Th、钾K选取建筑装修材料石膏板（8组）、陶瓷砖（24组）、腻子粉（10组）、石材（8组），共4种无机装修材料，总计50组数据。放射性氡气Rn选取30户分别对客厅、厨房、卫生间、卧室进行测量，共计120组数据。

2.结果分析

2.1试验结果

    抽样50组建筑装饰装修材料放射性比活度及内外照射指数平均值如下。石膏板：镭Ra30.5Bq/kg，钍Th 77.9Bq/kg，钾392.2Bq/kg，内照射指数0.2 ，外照射指数0.5； 陶瓷砖镭Ra92.5Bq/kg，钍Th 76.8Bq/kg，钾572.5Bq/kg，内照射指数0.5 ，外照射指数0.7；腻子粉镭Ra78.7Bq/kg，钍Th 63.8Bq/kg，钾635.6Bq/kg，内照射指数0.4 ，外照射指数0.6；石材镭Ra120.7Bq/kg，钍Th93.6Bq/kg，钾534.7Bq/kg，内照射指数0.6 ，外照射指数0.8。本次抽样测量结果全部符合GB 6566-2010《建筑材料放射性核素限量》中A类装饰装修材料的规定。

    室内空气中氡浓度30户总120组数据平均数据如下。客厅28Bq/m³，厨房43Bq/m³，卫生间45Bq/m³，卧室22Bq/m³，每户平均值为34Bq/m³。平均值低于GB 50325-2020《民用建筑工程室内环境污染控制标准》中Ⅰ类民用建筑工程要求的150Bq/m³。

2.2分析

装饰装修材料中石材的放射性比活度相对较高，石膏板的放射性比活度相对较低。抽样的石材多数为天然石材，所以固有放射性偏高；由于天然石膏和磷石膏中的镭、钍、钾含量较低，所以成品石膏板放射性也相对较低。

厨房与卫生间空气中氡浓度平均值接近，客厅与卧室空气中氡浓度平均值接近，且厨房与卫生间的氡浓度明显高于客厅与卧室。厨房与卫生间装修风格类似，使用了大量陶瓷砖作为地面和墙面饰面材料。客厅使用陶瓷砖作为地面饰面材料，但是客厅一般空间相对厨房与卫生间较大，故而氡浓度相对较低。

3. 居民年辐射剂量估算

居民辐射剂量主要包括外照射及内照射。建筑材料中的放射性核素主要是镭226Ra及其子体、钍232Th及其子体和钾40K，其中产生外照射的主要核素是镭226Ra及其子体、钍232Th及其子体和钾40K；造成内照射的主要核素是Ra的子体氡222Rn及其短寿命子体。

3.1外照射因素

根据Kisiuk推荐的公式[1]，经门窗和墙的厚度修正后，建材所致室内γ辐射空气吸收剂量率公式为：Xr=7.330×10-2CRa+9.876×10-2CTh+6.421×10-2CK。室内居留时间比根据联合国原子辐射效应科学委员会的报告给出的世界均值为0.8[2]，对上述公式进行修正，得到居民在室内接受外照射年辐射剂量当量HE外（mSv/a）公式：

HE外=3.14×10-3CRa+4.23×10-3CTh+0.275×10-3CK。

本研究对镇江地区家庭装修情况进行问卷调查，发放问卷150份，回收113份。统计问卷数据，得到室内装饰装修材料使用比例，其中家庭装饰装修材料中金属制品、壁纸、木制品等不计入放射性有害原材料，这部分不计入统计的装饰装修材料约占比43%。计入放射性有害原材料比例约为石膏板：腻子粉：陶瓷砖：石材=6%：12%：36%：3%。根据上述权重比例计算家庭装修中放射性核素镭、钍、钾的加权平均值，镭Ra加权平均值为78.7Bq/kg，钍Th69.6Bq/kg，钾K591.4Bq/kg。得到由家庭装饰装修材料外照射导致的居民年辐射剂量H

E外=0.70mSv/a。

3.2内照射因素

根据联合国原子辐射效应科学委员会的报告[3]，其中给出由空气中氡Rn浓度导致居民接受年有效剂量当量公式：HRn=U×CRn×F。假定平衡因子F=0.5，未结合态份额=0.05，气溶胶活性中位直径AMD=0.2μm，结合居民室内居留时间比0.8，空气中氡Rn浓度导致居民接受年有效剂量当量因子U室内取0.061[3]。修正后，室内氡Rn子体浓度产生的年有效剂量当量HERn（mSv/a）转换采用公式：HERn=0.061×CRn×0.5。

假定每户房型中面积比例为客厅：卧室：厨房：卫生间=15：15：2：2，计算每户空气中氡浓度加权平均值为27.2 Bq/m³，带入公式，得到由空气中氡导致的居民年辐射剂量HERn=0.83mSv/a。

3.3镇江地区居民年辐射剂量估算值

结合内照射及外照射情况，计算镇江地区居民年辐射剂量估算值为HE外+HERn=1.53mSv/a。

4.结论

国家核安全局2018年发布文章《公众辐射剂量限值》中提到“本底辐射的剂量一个人大约就有3.13mSv”，即天然本底辐射年剂量为3.13mSv/a。天然本底辐射的水平受多种因素影响，包括地理位置、海拔高度、建筑材料、生活习惯等。镇江地区居民年辐射剂量1.53mSv/a低于国家核安全局给出的天然辐射本底，说明镇江地区居民年辐射剂量处在较为安全的范围内。

参考文献

[1]KRISIUK ZM. Study and standardization of the radioactivity of building materials[J]. ERDA-tr-250, 1976：1-62.

[2]UNSCEAR Report.Sources and Effects of Ionizing Radiation: Report to the General Assembly with Scientific Annexes[R]. New York: 2000.

[3]UNSCEAR Report.Radon in air[R].D226~228.1993.65-66.