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环境中氡运移理论研究


环境中氡运移理论研究

摘 要
本文根据氡运移的扩散与对流理论建立了任意形状介质中的 氡运移方程、大地岩石、土壤中氡的运移方程和大地—大气氡交 换理论模型,室内氡浓度变化的理论分析以及单多层建筑物室内 氡宏观浓度变化。 氡是一种天然放射性气体,在自然界中广泛存在,是人居环 境中最直接的污染物,其危害是看不见、摸不着的。氡及其子体是 铀、 钍等放射性元

素产物,是引发肺癌的重要致病因子,氡对人体的 辐射伤害占人体所受到的全部环境辐射的 55%以上,长期受到氡 辐射,会导致肺癌、白血病、皮肤癌及其它呼吸道病变的产生。因 此国内外科技界也越来越关注氡的辐射问题,为提高空气品质,保 护人体免受辐射危害。他们重点介绍了氡的物理化学性质、环境 中氡的来源及浓度水平、 各种建筑材料中放射性核素的含量,讨论 了通风对室内氡水平的影响,认为依靠住宅建筑和装修完成后的 补救措施来防治室内氡危害的效能是有限的,防治室内氡危害的 关键措施是从源头上减少氡的来源。 关键词: 氡浓度 大地-大气 环境 理论

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环境中氡运移理论研究

Abstract
Based on the migration of radon diffusion and convection theory with arbitrary shape of radon transport equation of the medium, the earth rocks, soil radon transport equation and the earth - atmosphere exchange theory model of radon, indoor radon concentration in the theoretical analysis and single macro multi-storey buildings with indoor radon concentrations. Radon is a natural radioactive gas, is widespread in nature, it is the most direct living environment of pollutants, the harm is the invisible. Radon and its daughters are uranium, thorium and other radioactive products, it is an important causative factor of lung cancer caused by radon and radiation damage on the human body share the body of all environmental radiation by 55% or more, and it has long been radon will cause lung cancer , leukemia, skin cancer and other respiratory diseases have. Therefore, more and more concerned about domestic and foreign technology radon radiation, to improve air quality and protect the body from radiation hazards, They are focusing on the physical and chemical properties of radon in the environment and the source of radon concentration levels in a variety of building materials radionuclide content of the discussion of ventilation on indoor radon levels that rely on residential construction and renovation after the completion of remedial measures to control the performance of indoor radon hazard is limited, the key to prevention and control measures against indoor radon from the source is to reduce source of radon. Key words: Radon concentration Environment Earth - atmosphere Theory

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摘 要................................................................................................................................................. I Abstract ............................................................................................................................................ II ? 第 1 章 引言............................................................................................................................. 1 ? 1.1 氡气的研究现状 ......................................................................................................... 1 ? 1.2 研究的目的和意义 ..................................................................................................... 1 ? 1.3 研究的主要内容 ........................................................................................................ 2 ? 第 2 章 氡的来源及危害 ......................................................................................................... 2 ? 2.1 氡的性质 .................................................................................................................... 2 ? 2.1.1 氡的物理性质 ................................................................................................. 4 ? 2.1.2 氡的化学性质 ................................................................................................. 5 ? 2.1.3 氡的衰变规律 ................................................................................................. 5 ? 2.2 氡的来源 .................................................................................................................... 6 ? 2.3 氡的危害 .................................................................................................................... 7 ? 第 3 章 氡在岩石、土壤中的运移 ......................................................................................... 8 ? 3.1 氡在任意形状介质中的运移 .................................................................................... 8 ? 3.2 氡在大地岩石、土壤中的稳定运移 ...................................................................... 10 ? 3.3 地面岩石、土壤中氡析出率 .................................................................................. 11 ? 3.4 氡在空气中的运移 .............................................................................................. 12

?第 4 章 大地-大气间氡交换模型及应用研究............................................................................ 13 ? 4.1 大地与大气中的氡的交换 ....................................................................................... 13 ? 4.2 大地与大气氡交换的模型建立 ............................................................................... 13 ? 4.3 大地与大气氡交换模型的应用研究 ....................................................................... 14 ? 第 5 章 室内氡浓度变化的理论分析 ................................................................................... 15 ? 5.1 室内氡浓度变化的理论分析 .................................................................................. 15 ? 5.1.1 室内氡的来源 ............................................................................................... 16 ? 5.1.2 室内氡浓度变化的理论分析 ....................................................................... 16 ? 5.2 室内氡宏观浓度变化的理论分析 ........................................................................... 17 ? 5.2.1 单层建筑物室内氡宏观浓度变化的理论分析 ............................................ 17 ? 第 6 章 结论........................................................................................................................... 22 ? 致谢......................................................................................................................................... 23 ? 参考文献................................................................................................................................. 23

III

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? 第 1 章 引言
? 1.1 氡气的研究现状
20 世纪 70-80 年代,一些国家已开始一定规模的室内环境氡调查与研究, 尤其是 1986 年前苏联切尔诺贝利核电站发生核泄漏后欧洲一些国家相继进行了 大量的环境氡调查与评价。近十年来,在氡的迁移机制、氡对人们身体健康的影 响,以及影响氡迁移和引起氡增高的各种因素、防氡降氡措施等方面开展了大量 的工作, 取得了很好的成果, 许多国家都制定了本国环境氡浓度允许极限值标准。 我国自 80 年代以来,徐国大中小城市和若干地区对不同场所、建筑进行了氡调 查,涉及人后占总认购的 84.21%,获取了大量的氡浓度值,取得了较大的进展。 综合世界各国环境氡研究结果,可见,吸入氡及其子体产物后对健康造成 严重的危害。室内氡照射与某些癌症和疾病有关。据报道,我国每年因室内环境 污染而诱发的致命危险达 11 万人之多,其中一半归因于室内氡;全世界患肺癌 死亡的总人数中有 8%-25%的人是因吸入空气中的氡造成的, 氡已成为仅此与吸 烟导致患肺癌的第二大病因。进入信息时代,人们工作、学习、生活 80%以上 的时间将在室内度过,因此,生活环境中氡照射研究及采取积极有效的防氡降氡 措施是一项长期的工作,具有重要的意义。 近年来氡的模型研究发展很快,最关注的是室内氡的研究。从根本考虑, 土壤和岩石是氡的来源,因此土壤氡的模型研究尤为重要。虽然目前国内外有了 许多定性的土壤氡的计算,我们可以通过理论计算得到地下介质某点的氡浓度。 由于地质情况的复杂性,土壤中存在的许多实际情况影响着氡浓度的变化,许多 氡的理论模型限制于比较简单的地质情况,而且往往忽略对流对氡浓度的影响。
[1]

? 1.2 研究的目的和意义
氡是由镭衰变产生的天然放射性惰性气体,它没有颜色,也没有任何气味。 它是世界卫生组织确认的主要环境致癌物之一, 是除吸烟以外引起肺癌的第二大 因素。氡及其子体对人体健康产生危害的主要是 214 Po 和 214 Po ,对人类产生的照 射剂量占天然辐射总剂量的 50%, 这些放射衰变产物粘附在可吸入颗粒物上, 随 呼吸进入人体并沉积在肺部。氡的危害早已引起各国政府的高度重视,许多国家 投入了大量人力、物力研究它的危害。我国第一部《室内空气质量标准》(标准 号:GB/T18883-2002)正式发布,并定于 2003 年 3 月 1 日正式实施,该标准对室 内污染限值进行了明确规定。该标准规定:建设物室内氡浓度超过 0.4Bq/L,就 需要采取行动进行治理。室内氡主要来源于土壤和建筑材料,其中低层建筑物室 内氡主要是来自土壤,因此,土壤中氡浓度的分布与迁移规律的研究对室内氡以 及环境氡的研究具有重要意义。
1

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? 1.3 研究的主要内容
地下介质并不是半无限介质,实际上地表以下由于介质的不同分成许多层, 氡在每层中的运移情况也各不相同。地表某薄层的介质可能与下层的介质不同, 本文针对这些情况对层状二层介质氡的传输模型进行研究, 从氡气的基本传输规 律 Fick 定律、Darcy 定律以及衰变规律出发,建立稳态时氡的传输方程,求解二 阶微分方程组得到通解。 通过研究各个参数对氡气传输的影响以及每个参数的物 理意义,对边界条件进行了验证找到正确的边界条件,从而求解得到正确的层状 介质二层数值模型,然后谈论了各个参数对二层数值模型的具体影响。由于季节 性不同,气象条件的改变导致介质的物理状态改变,有时浅部土壤被雨雪覆盖, 本文中也模拟了被雨雪覆盖时氡气在地下介质中的传输情况。

? 第 2 章 氡的来源及危害
? 2.1 氡的性质
氡是天然存在的放射性惰性气体,无色,无味,不被察觉地积聚在人们生活 和工作的环境空气中,系铀、钍等放射性元素的衰变产物。氡气经 Q 衰变后, 顺序产生短寿命子代产物,统称为氡及其子体¨J。 氡是天然存在的放射性惰性气体,无色,无味,不被察觉地积聚在人们生活和工作 的环境空气中,系铀、钍等放射性元素的衰变产物。氡气经α衰变后,顺序产生短 寿命子代产物,统称为氡及其子体[1]。 氡的原子序数是 86,是元素周期表中第六周期的零族元素,属稀有气体族(He、 Ne、 Ar、Kr、Xe、Rn)的最后一个元素,也是气体中最重的一个元素。氡是铀系核素衰 变的中间产物,有 4 个同位素,即氡 ?222 、氡 -218 、氡 -219 -锕射气(An)和氡 -220 -钍射气 (Th),其中氡 ?222 、 -218 是铀系衰变的中间产物(通常的居室中氡,主要是指氡 ?222 )。 氡 氡进一步衰变产生钋 -218 、铅 -214 、铋 -214 和钋 -214 等短寿命子体。 表1 核素名称 铀 -238 钍 -232 铀 -235 化学符号 U Th U 铀 -238 、钍 -232 、铀 -235 的放射特征 质量数 238 232 235 半衰期, 年 4.51×109 1.4×1010 7.1×108 衰变类型 α α α 射线能量 兆电子伏 4.196 4.012 4.598

原子序数 92 90 92

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表2 名 称 符 号

氡 ?222 、氡 -220 、氡 -219 的放射特征 质量数 222 220 219 半衰期 3.825 天 55.6 秒 3.96 秒 衰变类型 α α α 射线能量 兆电子伏 5.489 6.288 6.819

原子序数 86 86 86

氡 ?222 氡 -220 氡 -219

Rn Tn An

图1 Z 92 91 90 89

铀系衰变简图 88 87 86

85

84

83

82

标准状态下,氡是无色无臭透明的气体。气体状态下纯氡的重率为 9.727 克/ 升, 液体状态下纯氡的重率为 5.7 公斤/升。 液态氡的沸点为-65℃, 凝固点为-71℃。 汽化热为 4325 卡/摩尔。 氡是α放射体,其半衰期为 3.825 天,一升纯氡的放射性强度为 1.49×106 居里,一居里的纯氡其体积仅为 0.67 立方毫米,重量只有 6.53 微克。一般情况 相当于氡浓度为 1.2×10-13 下, 地面大气中所含氡的重量百分比为 6.53×10-17%, 居里/升的浓度。氡具有较强的扩散能力,它在空气中的扩散系数为 0.105 厘米 2 /秒,在水中的扩散系数为 0.82×10-5 厘米 2/秒。 氡很容易为活性炭所吸附,这种吸附是物理吸附,吸附系数是温度的函数。 随着温度的降低,活性炭对氡的吸附系数增大;反之,则吸附系数缩小。当温度 升高到 200℃时,活性炭将释放出被它吸附的全部氡。

温 度,℃ 吸附系数, γ

-12 15050

表3 0 6310

活性炭的吸附系数 16 40 2235 840

50 630

75 270

100 143

表中吸附系数的定义为 γ = 式中

C Rn活性炭 C Rn空气

CRn 活性炭——一克活性炭吸附的氡的量,居里/克 ; CRn 空气——空气中的氡浓度,居里/厘米 3。 除活性炭以外,还有许多能吸附氡的材料,如硅胶、聚乙烯等。在低温状态下, 氡可直接凝固在器壁上。 氡是惰性气体,化学性质极不活泼。 氡能溶于水,溶解后氡与水分子成暂时结合作用。氡在水中的溶解度系数的 定义为

α=

C Rn水 C Rn空气

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式中

CRn 水——水中的氡浓度,居里/升; CRn 空气——空气中的氡浓度,居里/升。 表 4 氡在水中的溶解度系数 水温,℃ α 水温,℃ 0 0.510 50 5 0.420 60 10 0.350 70 20 0.252 80 30 0.200 90 40 0.160 100 氡在水中的溶解度系数与水温的关系如下式所示

α 0.140 0.127 0.118 0.112 0.109 0.107

α = 0.1057 + 0.405 exp(? 0.0502t )
氡子体的性质与氡不同,它们不是气体,而是重金属的固体微粒。氡的原子 在经历一次衰变后变成了 RaA 的原子,实际上是钋的原子,以后依次生成的是 RaB、RaC 和 RaC',它们分别是铅、铋、钋的原子。刚生成的 RaA 的原子是一个 222 能量约为 100 千电子伏的反冲核,在位于铀系中的氡( Rn)是一种放射性惰性气 219 220 体,由铀、镭经过系列衰变产生,在自然界中有 3 种放射性同位素: Rn、 Rn 和 222Rn。其中,222Rn 半衰期最长,为 3.825 d,219Rn 为 3.96 S,220Rn 为 55.65 S。 氡能溶于水和有机质,它在地质环境中除以气态方式迁移外,还以溶解态伴随地 下水和土壤水迁移。其活动性强,具有很强的迁移能力,化学性质稳定,作为一 种示踪元素被广泛应用在各个领域,如活断层及隐伏断层的确定、油气的探寻、 深层地下水形成温度的示踪、地裂缝的探测、地震的监测等等。由于氡的广泛应 用,专家们对其迁移机理给予了极大关注,进行了大量研究,取得了重要进展。 多年来,氡的迁移一般采用扩散和对流等理论来加以解释。2O世纪中期,不 少事实证明,扩散和对流只是氡迁移的一种形式,常用于解释氡的短距离迁移, 但不能用于解释氡的长距离迁移,因而学者们就提出一些假设和理论,最主要的 有:搬运作用、抽吸作用等。引入氡迁移作用讨论,无非是想说明氡可能从地基 下较深的地方向上迁移,使局部室内环境和建筑工程周围的环境氡浓度升高,而 且还可能使氡从室外进入室内,并使之升高。 [ 2 ]

? 2.1.1 氡的物理性质
液态氡起初是无色透明的,由于衰变产物逐渐变浑,它能使容器的玻璃壁发 绿色荧光。固态氡不透明,能发出明亮的浅蓝色光。 氡不能形成具有离子键和原子键的化合物,也不能形成盐、氧化物和通常的 分子以单原子形式存在,一般很难见到氡进入化合物的任何标志,但是在 1936 年,尼基京获得了氡的化合物。

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? 2.1.2 氡的化学性质
第七周期零族元素,原子序数 86。放射性元素,镭的衰变产物。无色、无 味、 无臭的惰性气体, 通常称做“射气”, 不易与其他元素反应。 沸点为-61.5℃。 凝固点为-71℃。密度较大,标准状况下密度为 9.73g/L。微溶于水和血液,易 溶于煤油、汽油、苯、甲苯、二硫化碳等有机溶剂,特别能溶于脂肪。

? 2.1.3 氡的衰变规律
①氡的衰变 氡是镭等放射性元素衰变后的产物, 其主要型体也是衰变周期最长的型体为
222

Rn 其完全衰变周期为 3.825 天,表 1 是氡在密闭腔体中的衰变情况

从和表 1 和图 1 可以看出,氡衰变后变成铅,因此防氡过程只需屏蔽住氡向室 内的挥发和释放就行了,解决氡污染问题主要应采用封闭的方法,同时从衰变曲 线和衰变周期可以看出,环境中释放的氡主要为 Rn 因此环境中对人体危害最大 的是 222 Rn 。Rn 来自 238 U 衰变系中 226 Ra 的衰变。它通过发射 α 粒子衰变为钋的 同位素 218 Po ,再经铅、铋和钋的同位素。

进一步衰变,最后到铅的稳定同位素 206 Pb ,其半衰期和辐射能量见表 2。氡的 化学性质不活泼,大部分氡被束缚在含其母体 Ra 的物质内,只有一部分可能扩 散进入其他介质,如周围的水和空气。假如水敞开地和空气接触,氡会扩散到空
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气中去。第一代子体墙 Po 形成时是未附着态的,90%以上为大小约 10 ?3 um 的正 离子或中性原子。一些离子可以附着在水蒸汽及其他气体分子上。约经过 10— 100s 之后,将附着在气溶胶粒子上,气溶胶的粒径在 10 ?2 ? 1um 范围内。由于衰 变时的反冲能量,使得在随后的衰变中放射性原子或离子可能再变成未附着态 的,但很快又变成附着态的。 ②氡的扩散和辐射 氡的扩散用扩散系数描述,即当浓度梯度为一个单位时,单位时间内通过单 位面积的氡气量,量纲为 cm ?2 S ?1 。它主要与气体浓度梯度及扩散介质密切相关。 氡的扩散系数在岩石中为 7 × 10 ?2 ? 5 × 10 ?4 ;在水中为 10 ?3 ;在空气中仅为 10 ?1 。 氡的扩散长度在疏松沉积物中为 1—2m,在致密岩石中仅为 10—30cm。电离作 用 3.7×10 10 Bq(大致相当于一克镭)的氡(不包括其衰变子体),在全部利用其辐 射的情况下,能产生饱和电量 9.17×10
?4

C。

? 2.2 氡的来源
1、来自于地下地基土壤。地基土壤的扩散,通过地表和墙体裂缝而进入室内; 2、来自于地下水。研究证明,水中氡浓度达到 104 贝克/立方米时,便是室内 的重要氡源; 3、来自于室外大气。室外大气中的氡会随着室外空气进入室内; 4、 来自于建筑材料和室内装饰材料; 特别是一些矿渣砖、 炉渣砖等建筑材料 (通 常都含有不同程度的镭)和那些含铀高的室内装饰材料,如花岗岩和瓷砖、洁具 等。 [ 3]

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? 2.3 氡的危害
据估计美国每年约有 2. 2 万人因吸入氡及其短寿命子体得肺癌。我国估计 每年约有 5. 5 万人因同样的原因而得肺癌。香港地区每年因氡致癌约占肺癌患 者的 30%。高浓度氡的长期照射导致受照人群肺癌发病率的增加已被世界卫生组 织(WHO)、 国际放射防护委员会(ICRP)等众多学术团体和机构所公认,其估计的氡 致肺癌的危险系数在 150~600 wlm 之间。中国室内外氡及其子体所致公众年有效 剂量平均值约为 0. 84msv,氡致肺癌,遍及全球每一角落,世界各国专家认为这是 一种全球性的“自然灾害”,因而,联合国和世界各国都十分重视加强研究。由此 可见,居室空气环境中氡的危害是非常大的,氡致肺癌已成为人类患肺癌的第二 大因素,被认为是一种无形的杀手。 需要指出的是,由氡污染引发的肺癌发病的潜伏期很长(15~40 年),因此即 使人们生活在氡放射性高的环境中,从吸入氡及其子体接受放射性辐射到人体发 生癌变,通常需要很长时间,许多人在这种“正常”环境中生活毫无知觉地受到氡 的侵害,到晚年得了肺癌,而很少会有人认为是由于氡污染造成的。 因而很难精确 地统计出因室内氡污染引发的肺癌死亡率,正因为如此,其危害性更为可怕。 我国地域辽阔,地质结构复杂,土壤中墩 u 和 Th 的比活度高过世界均值, 潜在高氡地区多。我国在氡灾害方面研究工作虽起步较晚,但从目前所获得资料 足以说明我国环境污染十分严重。经过对 43000 所 (全国有 1×10 所)住宅的调 查结果表明,全国住宅氡含量平均为 124Bq/m,其中 2l%的住宅超过 150 Bq /m。5%超过 400Bq/m。19%超过 740Bq/m。中国对 5 个地区 37 个地下 工程进行的氡调查,有 54%超标。云南 7O~8O 年代进行四次恶性肿瘤普查, 其肺癌发病率高达 217.2 人/l0 万人,居全国之冠。查其岩洞、室内、大气和 土壤中氡的含量分别为 110~3214Bq/m,94~249Bq/m,131~363Bq/m, 33177 ~ 49869Bq/m,远高于世界陆地平均的含量(4.44Bq/m),世界土壤 平均值(7400Bq/m)和西方各国室 内氡的平均含量(12~108Bq/m)。 昆明市调 查结果表明,被调查的居室氡浓度达 32.6~644.5Bq/m,而 长沙市地下建 筑物氡浓度达 710Bq/m,湖南衡阳地下建筑物氡浓度达 1080Bq/m。因此, 探讨空气中氡 的性质,继续对室内外氡浓度进行科学的监测、研究和实施补救 措施,对于保护人民健康很有必要。 由于氡对人体脂肪有很高的亲和力,特别是氡与神经系统结合后危害更大。 随机效应主要表现为诱发肿瘤。由于氡是放射性气体,呼吸时氡气及其子体随气 流进入肺脏,氡子体衰变时放出射线,这种射线像小炸弹一样轰击肺细胞,使肺 细胞受损,从而引发患肺癌的可能性。若氡衰变过程中释放的粒子通过呼吸进入 人体,则会破坏细胞组织的 DNA,从而诱发癌症。人体各器官受到氡子体辐射剂 量的程度是不同的,其中肺部受到的剂量最大。而氡子体在肺部产生的剂量分布 也是不均匀的, 气管支气管上皮基底细胞层的剂量大大高于肺区或全肺的平均剂 量。由于肺质量及呼吸率随年龄而变化,对于空气中给定的氡子体浓度,在 6 岁左右时有效剂量当量可能达到最大值, 该值约比 30 岁时的有效剂量当量高 2.5 倍。平均来说,对 10 岁前儿童单位照射量所产生的有效剂量当量约为成年人的 1.5~2 倍。所以,氡及其子体对长期受照人员的主要危害还是肺癌的发病率增 加,尤其是对儿童。

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科学家测算,如果生活在室内氡浓度为 200 Bq/ m3 的环境中,相当于每人每 天吸烟 15 根。科学研究表明,氡是除吸烟以外引起肺癌的第二大因素,世界卫 生组织把它列为 19 种主要的环境致癌物质之一,国际癌症研究机构也认为氡是 室内重要致癌物质。

氡在岩石、 ? 第 3 章 氡在岩石、土壤中的运移
? 3.1 氡在任意形状介质中的运移
用气体扩散与对流的理论,研究氡在任意形态介质中的运移。 如图 2.1 所示,设:介质体积为 τ
介质面积 S;



j1 :扩散运移的氡量; j2 :对流运移的氡量;



A:单位体积介质中产生的活动氡

η :孔隙度;

C:介质空隙中的氡浓度;

ds :面积元;
则可写出氡浓度变化公式如下:

? ?t ?

∫ τ η .Cd τ
1

=

∫ τ Ad τ ∫sj
2

?

∫ τ η .C .λ Ad τ

∫ s∫ s j

ds ?

ds

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(2.1) 即:单位时间,体积 τ (介质)中变化的氡浓度等于单位时间增加的活动氡减去 衰变掉的氡和以扩散、对流方式迁移处介质的氡。
去掉积分号则上式变为:

r ?C = D.div( gradC ) ? div(CV ) ?t r ?C = D.div( gradC ) ? div(CV ) ? λ.ηC + A η (2.2) ?t 使用拉普拉斯算符 ? 和哈米尔顿算符 ? 得:

η

div( gradC ) = ?C

(2.3 )

div(cV ) = CdivV + V .gradC = C?V + V .?C

(2.4)

将(2.3)(2.4)二式代入(2.2)式中得得任一形状介质中氡运移的一半微分方程为: 、

?C = D?C ? C.?V ? V .?C ? ληC + A ?t 当介质置于空气中时, 2.5)式的边界条件为: (

η

(2.5)

(1) 界面 S 处,介质中孔隙氡浓度 C 等于空气中氡浓度 C0 。 C |s = C 0 |s (2)界面 S 处,氡的通量连续 D.gradC + VC |s = D0 gradC0 + V0C0 |s 若 V0 = V |s ,则上式为: D.gradC |s = V0 D0 gradC0 |s 式中 D0 :空气中氡的扩散系数; V0 :空气中氡的对流速度; C0 :空气中氡的浓度。

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氡在大地岩石、 ? 3.2 氡在大地岩石、土壤中的稳定运移
氡在在大地岩石土壤中运移主要是垂直地面的向上运移,取垂直地面方向

为 X,见图 2-2, 当考虑大地中氡向空气中运移时,大地可以认为是半无限,又假定介质中 放射性元素分布均匀,各处孔隙度比较均一,则氡大地土壤中的横向、与纵向运 移(扩散与对流引起的)可忽略不计。由于是稳定运移,土壤中氡浓度不随时间 变化,那么在三维空间中的氡的稳定运移方程为:

D.?C ? V .?C ? ληC + A = 0
(2.6) 因为只考虑在垂向 X 方向氡的运移,则氡的运移方程为: ? 2C dC D 2 ?V ? ληC + A = 0 (2.7) dx ?x 为了研究问题方便起见假定土壤中氡的扩散系数 D 和对流速度 V 为常数, 则式(2-7)为一非齐次的常数微分方程,通解可表示为: C = C1e b1 x + C1e b2 x + 由边界条件, (1)X=0 时
A C = C0

A

λη

(2.8)



C1 + C2 +

λη

= C0

(2) X → ∞ 时,C 有限 得 C1 =0 则 C1 = C0 ?
A

λη

解式(2.7)得:
10

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? V 2?4 Dλη ? V C= + [C 0 ? ] exp( .X ) 2D λη λη A A

(2.9)

式(2-9)是式(2-7)的解,它描述了垂直地面方向,岩石、土壤中氡以扩散与 对流方式运移的方程。同时也阐明了岩石、土壤中铀(镭)含量与空隙中氡浓度 的关系,为岩石、土壤中氡浓度预测的理论基础。

地面岩石、 ? 3.3 地面岩石、土壤中氡析出率
大地岩石、土壤中的氡通过地面不断析出,想大气中运移,运移量大小通常用氡 析出率大小来衡量,这是环境中氡研究中常用的概念,所谓氡析出率是指单位时 间、单位面积的地表土壤析出到空气中的氡,实际工作中常用循环法等方法实测 氡析出率。 地表的氡析出率实质上等于岩石、土壤向大气运移向大气运移的氡通量。地面处 氡的通量为:

δ 1 = D.gradC ? CV

x=0

(x 轴向下为正)

(2.10)

V 2 + 4Dλη ? V V 2 + 4Dλη ? V A gradC= ? [C0 ? ]exp(? .X ) λη 2D 2D
∴ X = 0 时(即地面处) V 2 + 4 Dλη ? V A A A ][C 0 ? ] ?V[ + C0 ? ] 2D λη λη λη 1 A 1 A = . ( V 2 + 4 Dλη ? V ) ? . ( V 2 + 4 Dλη + V )C 0 2 λη 2 λη

δ 1 = D[?

(2.11)

由式(2.11)可见,地面的氡析出率受以下几个因素影响: (1)岩石、土壤中放射性元素(铀、镭)含量以及岩石、土壤密度、射气系数。 (2)岩石、土壤中氡的扩散作用(D)大小。 (3)岩石、土壤氡的对流作用大小(由达西定律,对流作用又分成土壤的渗透 率、氡气体年度和压力梯度三个因素) 。 (4)岩石、土壤的孔隙度(D)大小。 实测氡析出率时,还受容器氡浓度放扩散的影响等。 当已知岩石、土壤的各项参数后,用式(2.11)就能评价岩石、土壤中氡对空气 中浓度的贡献大小。

11

环境中氡运移理论研究

氡在空气中的运移 ? 3.4 氡在空气中的运移
氡从岩石、土壤运移到空气后,仍以扩散方式(湍流扩散)和对流方式运移,空 气中放射性元素铀、镭的量极少,则可将空气当作盖在地面的无氡源介质层,无 氡源介质中氡运移(扩散与对流运移方式)规律服从下式: D2 d 2C2 dC 2 ? V2 ? λC 2 = 0 (2.12) 2 dx 2 dx 2

式中: D2 :氡在空气中的扩散系数; V2 氡在空气中的对流速度; C2 :空气中氡浓度; x2 :离地面高度 累世式(2.9)的推导过程,可得无氡源介质氡浓度通式为:
C2 = C1'e kt xt + C '2 e kt xt

参见图 2.2,边界条件为:① X 2 → 0 时 C2 = C0 ② X 2 → ∞ 时 C2 → 0 由边界条件①得: C '2 = 0 由边界条件②得 C '2 = 0
C 2 = C 0 exp(? V 2 + 4λ D 2 + V 2
2

2 D2

). X 2

( X 2 取负值) (2.14)

式中 X 2 的值为高地高度。 (2.14)式说明了空气中氡浓度随高度增加呈负指数规律减小,这与实 际情况相符合。 [ 4 ]

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环境中氡运移理论研究

大地-大气间氡交换模型及应用研 ?第 4 章 大地 大气间氡交换模型及应用研 究
大地与大气中的氡的交换 ? 4.1 大地与大气中的氡的交换
一般认为,岩石、土壤中氡浓度比大气中高 3 个数量级以上。因此,岩石、 土壤中的氡不断地向大气中运移,运移量的大小用氡的析出率来衡量,所谓氡的 析出率是指单位时间、单位面积的地表岩石、土壤析出到空气中的氡。 从空气中氡运移的角度出发,根据空气中的氡运移的分布方程可知由地面 运移到空气中的氡的通量为:

δ 1 = D2 gradC 2 ? C 2 V2
写成标量式:
dC δ1 = D2 2 ? C2V2 dx2


(2.16)

(2.17)

由(2.14)式引入得:
V1 + 4 D1λ + V1
2

δ 2 = D2 [

2 D2
2

]

V1 + 4 D1λ + V2
2

2 D2 .X 2 )

C 0 . exp(

V1 + 4 D2 λ + V2
2

2 D2

.X 2 )

? C 0 .V1 exp(

V1 + 4 D2 λ + V2 2 D2

在地面 X → 0 时则:

δ1 = C0 (

V 2 + 4λ D 2 + V 2
2

2 D2

? V2 ) (2.18)

? 4.2 大地与大气氡交换的模型建立
已知地面处氡的通量是连续的,即从地面迁移出的氡等于进入到大气的氡,因此 在地面处有如下关系:

δ1 = δ 2 | x = 0

(2.19)

由 式 ( 2.15 )( 2.17 )( 2.19 ) 联 合 解 得 地 面 处 氡 浓 度

13

环境中氡运移理论研究

A C2 =

λη
2

. V1 + 4 D1λη ? V1
2 2

V1 + 4 D1λη + V1 + V2 + 4 D2 λ ? V1 A

. exp(?

V2 + 4 D2 λ + V2
2

2 D2

. X ) 为:

C0 =

λη
2

. V1 + 4 D1λη ? V1
2

V1 + 4 D1λη + V1 + V2 + 4 D2 λ ? V2
2

(2.20)

显然地面处氡浓度既受岩石、土壤中氡运移参数影响,也受空气中氡运移参数影响。 将式(2.20)代入式(2.14)中,就建立起大地氡与大气氡间的关系为:

A C2 =

λη
2

. V1 + 4 D1λη ? V1
2 2

V1 + 4 D1λη + V1 + V2 + 4 D2 λ ? V2

. exp(?

V2 + 4 D2 λ + V2
2

2 D2

.X
(2.21)

(为了方便起见令 X2=—X 代入式中,X 取得正值,代表离地面高度,以下没有 。 特别声明其 X=-X2 代表离地高度)
其中 A = 2.64 ?10?4 ? ρ ? Cu ? Kp ? a

(2.22)

V 式中 D1 、 1分别为岩石、 土壤中氡的扩散系数 cm 2 / s ) ( 和对流速度 cm / s ) (
D2 / V2 分别为空气中氡的扩散系数( cm 2 / s )和对流速度( cm / s )

ρ1 :岩石、土壤密度 g / cm3 ; Cu :岩石、土壤中铀的含量(%) ;
Kp :铀镭平衡系数; η1 :岩石、土壤孔隙度; a1 :岩石、土壤的射气系数; λ :氡的衰变常数( s ?1 ) ;

式(2.21)反映了岩石、土壤中活动性氡的浓度 A 与空气中一定高度的氡 浓度之间的关系,它将岩石、土壤中氡的运移与空气中氡的运移有机地结合到一 块,其实质就是大地-大气间氡的交换;同时该式(2.21)也反映了空气中氡浓度 与岩石、土壤中铀(镭)含量之间的关系,不停地质环境中铀(镭)的分布不同, 因而对应不同地质环境的空气中氡浓度水平不同; 这使我们能结合背景进行环境 氡研究,客服目前普遍存在的环境氡研究与地质背景研究相脱节的问题。

? 4.3 大地与大气氡交换模型的应用研究
上面已建立了大地-大气氡交换模型,该模型反映了岩石、土壤中活动氡与 大气氡的关系,同时也反映了岩石、土壤中放射性元素含量与土壤总氡、空气中 氡浓度的关系,这一模型的建立将具有很大的实际使用价值;目前国外许多发达 国家通过全国性的实测工作,编制处氡浓度分布图,耗时、耗费相当大,有些国 家则利用航放铀含量等值图定性圈出氡危害可能性大的地区。
14

环境中氡运移理论研究

国内目前既无空气中氡浓度分布图也无土壤中氡浓度分布图,采用国外的 办法,耗时、耗费之大适合我国国情,我国目前已完成 500 多万平方 1:20 万 区域化探工作,获得了包括铀等放射性元素在内的 39 个元素的含量值,同时许 多地区进行了航空 V 能谱测量;在这些资料的基础上,利用建立的大地-大气氡 交换模型就能快速评价一个地区乃至全国的氡浓度分布, 这将是一项利国利民的 事,同时也为乡镇物化探资料的进一步开发利用开辟了一个新的途径。 美国、俄罗斯早已用航空 V 测量资料圈定的潜在危险区,其方法主要是根 据铀的一场晕圈定性圈定。 利用区域化探资料中的铀含量过航空能谱测量资料中 铀含量资料代入所建立的“理论模型”中,在实测各种参数后或通过设置监测点 反推参数组合后,就能对区域性氡浓度水平作出准确预测,这在区域潜在危险区 得圈定和区域氡浓度水平评价方面提高一大步。 作者选择江西 A、B 两个航测区的 6000km 进行初步研究工作试点,为了 减小工作量,对 1:5 万的航空放射性测量资料按 44 网格平滑,每个网格包含 32 个 1:5 万的航测点,将每个网格的平均铀含量值点在网格中心,作出了 A、B 二 个的平均含量等值图,见 2.3、图 2.4,然后将各网格的平均铀含量代入理论模 型计算;综合前人资料, “模型”中各参数取值如下: 土壤参数: V1 = 7 × 10 ?4 cm / s 空气参数: V2 = 5.5 × 10?3 cm / s
D1 = 2.2 ×10 ?2 cm 2 / s D2 = 1000 × 10?2 cm 2 / s (湍流扩散系数)

η = 0.35, X = 100cm
a = 0.15, Kp = 1, ρ = 1.5 g / cm3 作出的结果见图 2.5、图 2.6,这两张图能反映出氡浓度高的地区,A 区氡浓 度较高区分布在南部和西部, 和平均铀含量分布规律相似; 如图所示地面实测点, 所测空气中氡浓度为,略高于预测值,B 区氡浓度较高区分布在南部和东部,也 与平均铀含量晕圈分布相相似, 若在测区内按地址背景类型不同地形分区建立监 控的,实测氡浓度求出不同分区的参数祝贺,分别代入理论模型计算,得到的氡 浓度分布其效果会更好。

? 第 5 章 室内氡浓度变化的理论分析
? 5.1 室内氡浓度变化的理论分析
由于人们大部分生活在室内,室内氡对人产生的危害性更大,所以室内氡研究是 环境氡研究的重要内容。

15

环境中氡运移理论研究

? 5.1.1 室内氡的来源
室内氡主要来源于建筑物底层土壤中析出的氡、室内建筑材料释放的氡、室 内大气氡及自来水和天然气体释放的氡,一般前三者是室内氡的主要来源。 (1) 来源土壤的氡 土壤空气中平均氡浓度比近地面大气中氡浓度高 1000 倍以上, 是室内氡的 主要来源。由于土壤与室内氡的浓度差和土壤空气与室内空气间的压力差的存 在,土壤氡任以扩散和对流运移 方式通过缝隙进入室内;由于有关参数的不确 定性,土壤氡进图室内的进入速率,几个国家作得结果平均值为 1-40 Bq.m?3 .h ?1 , 所以从理论上研究如何计算或直接测量土壤氡的进入率将是很有意义的。 (2)来源建材的氡 建材释放的氡也是室内氡的重要来源;建材释放的氡与建材的镭含量、射气 能力、扩散系数、墙表面密封物质的性质及厚度有关。普通建材镭含量为 50 Bq.kg ?1 ( 木 制 品 除 外 ) , 单 位 镭 含 量 在 建 材 表 面 产 生 的 氡 析 出 率 为 : 10 ?1 ? 10 ?4 Bq.m ?2 .s ?1 / ( Bq 226 Ra.kg ?1 ) ;当建材中 226 Ra 超过 5000 Bq.kg ?1 时,来自 建材的氡就成为室内氡的主要来源;磷石膏墙板、赤泥砖、明矾页岩混凝土、石 煤渣砖等都是常见的氡析出率高的建筑材料。 (3)室外大气氡 室内空气与室外空气的交换,将室外大气中氡带入室内,种种影响取决于室 内空气的换气率,室内换气率常见值为 0.7 h ?1 。 (4)室内水氡的贡献 水中氡也是是恶内氡的一种来源,影响大小取决于水源、用水量、房间大小 等,水源来自江、河、湖泊的比来自地下水的氡浓度低。当水中氡浓度大于 10 KBq.m ?3 时,室内水中氡对空气氡的影响就不能忽视。 室内用天然气或液化石油气作能源燃烧时, 天然气和液化气中氡对室内也产 生贡献,当天然气和液化气中氡浓度不是非常高时,这种影响一般不考虑。

? 5.1.2 室内氡浓度变化的理论分析
上面讨论了室内空气中氡的各种来源,在这些氡源共同作用下,室内氡浓度的变 化可用下式表示:
dC a (t ) A S = δ .( ' ) + k' + λ w C 0 ? C a (t )(λ + λ w ) (2.23) dt V V
式中 Ca :室内空气中氡浓度; t : 时间; δ :墙面建材氡析出率;

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环境中氡运移理论研究

S :室内表面积; V ' :室内空间体积;

Ak :土壤、水、燃气贡献的氡;

C0 :室外空气中氡浓度;

λ :氡的衰变常数;

λw :室内空气中的换气率;
式(2.23)说明了室内氡浓度单位时间的变化率等于各种氡源贡献的氡减去 衰变掉的氡和迁移到室外的氡。 式(2.23)为一阶常微分方程,假定 t=0 时, Ca =0 则方程得解为:

dC a (t ) ?(λ +λ ' )t 1 S A V = (δ . ' + k' + λV ' C 0 )(1 ? e ) λ + λw V V dt

(2.24)

该式反映了室内氡浓度随时间变化,当 t → ∞ 时即关闭门窗一定时间后,室内氡 dC (t ) 浓度达到稳定状态,由(2.24)式或由(2.23)或令 a =0 dt 则:

C a (t ) =

1 S A (δ . ' + k' + λV ' C 0 ) (2.25) λ + λw V V

式(2.25)反映了室内氡浓度与各氡源见得关系,为实际预测室内氡浓度提供了理 论分析途径。由于不同建筑的结构不同 V ' 、 λV ' 、S 不同,使用的建材不同 δ 也不 同;低级土壤类型不同,如让对室内氡贡献不同,所以即是相邻建筑或同一建筑 物不同位置的房间内氡浓度相差也会较大,这给室内氡浓度预测造成了一定难 度,所以室内氡浓度理论预测方法仍是有待进一步研究的问题。

? 5.2 室内氡宏观浓度变化的理论分析
室内氡浓度变化非常复杂,室内氡的来源不同、氡源数不同、以及房屋结构 不同都影响室内氡浓度水平, 针对这些因素建立数学模型从理论上分析与探讨这 些因素对室内氡浓度水平影响,将有助建立起实用的室内氡浓度理论预测方法。

? 5.2.1 单层建筑物室内氡宏观浓度变化的理论分析
(1).单一氡源,单一减少方式 假定室内只有一个氡的来源(如地基土壤) ,只有一个使氡减少的方式(如 氡本身的衰变减少) ,氡源对室内的氡的补充速率为 R,氡的减少速率为 k,示 意见图 2.7.

17

环境中氡运移理论研究

那么室内氡浓度变化可用下式描述: dC = R ? kC dt

( 2.26 )

移项并二边同乘以积分因子 ekt ,则式(2.26)被变换成如下形式:
dC kt e + kCe kt = Re kt dt

即: C = C0
解方程得:

Ce kt =
起始条件为: t=0 时, C = C0

R kt R e + C0 ? k k

所以得: C= R (1 ? e ? kt ) + C 0 e ? kt k
(2.27)

式(2.27)右边第一项代表了氡源对室内氡的补充,第二项则表示了氡的减少, δ .S 若氡源补充为墙体氡的析出,建材单位时间析出的氡为 (见本章 5.1) ,氡的 V 减少为氡的衰变时,k 就为氡的衰变常数 λ ,代入到式(2.27)中的室内氡浓度 变化理论公式为: δ .S C= (1 ? e ? kt ) + C0 e? kt (2.28) λ.V (2)有单一氡源,两个减少方式 当室内只有一个氡源,而有两个减少方式 k1、k2 时(如氡衰变与室内氡向 室 外 的 迁 移 ) , 示 意 见 图 2.8 ,

18

环境中氡运移理论研究

室内氡浓度在室内时间内的变化可表示为:
dC = R ? k1C ? k 2 C (2.29) ct
同上方法,解微分方程得:

C=

R [1 - e ?( k1 + k 2 )t ] + C 0 e ? ( k1 + k 2 )t k1 + k 2

(2.30)

若氡源仍为建材,减少方式氡衰变 λ 、向室内迁移 λw (室内空气的交换率) ,则 室内氡浓度变化的理论表达式为:
C=

δ .S / V [1 ? e ?( k + k ) t ] + C 0 e ?( k + k λ + λw
1 2 1

2 )t

(2.31)

(3)室内有两个氡源,一个减少方式 室内有两个输入氡源 R1、R2(如地基岩石、土壤和建材) ,一个减少方式 k(如

氡衰变) 示意见图 2.9 时, 室内氡浓度变化可表示成如下形式:
C=
式中: R1 =



R1 + R2 (1 ? e ? kt ) + C 0 e ? kt k
, R2 =



2.32



δ1.S1
V

δ 2 .S2
V

,其中 δ1 为地面氡析出率, S1 为地面面积, δ 2 建材氡析出

率, S2 墙壁面积,V 为室内空间体积。
19

环境中氡运移理论研究

综合上述内容,可以归纳出多个氡源,多个减少方式时,室内氡浓度变化 的通式为:

C=

∑R ∑k
i =1 i =1 n

n

i

[1 ? e

? ( ∑ kt ) t
i =t

n

] + C0 e

? ( ∑ kt ) t
i =t

n

(2.33)

i

? 5.2.2 多层建筑物室内氡宏观浓度变化的理论分析 多层建筑物室内氡宏观浓度变化的理论分析
对于城市建筑物大都是多层建筑或有地下室的建筑物。地面一层建筑物内的 氡对浓度主要是来自地下室,地下室中氡则主要是来自地基岩石、土壤,氡的来

源方式见图 2.10 进入到地下室(R) ,地下室中氡的浓度为 C1 ,地下室中氡的衰减有两个途径: 一是氡衰变 k11 ,二是向地面一层室内迁移 k12 ,地面一层室内氡浓度为 C2 ,一层 室内氡浓度有有三个衰减途径; 一是氡本身的衰变 k22 , 二是室外空气的交换 k23 , 三是反方向迁移到地下室 k21 。下面两个物理方程分别描述了地下室与地面一层 建筑物内氡浓度变:
dC1 = R + k 21 ? k11C1 ? k12 C1 dt dC 2 = k12 C1 + k 21 ? k 22 C 2 ? k 23 C 2 dt

(2.34)

(2.35)

为了求出 C1 , C2 ,采用拉普拉斯变换,将方程变成线性方程,求解出 C1 , C2 的 变换式,再用拉普拉斯方程得到 C1 (t ) , C2 (t ) 。

20

环境中氡运移理论研究

[注 F ( p ) =

∫ 0 C (t )e



? pt

dt 叫拉普拉斯方程, F ( p ) 称为 C (t ) 的象函数, C (t ) 叫原函数。]

对式(2.34) 、式(2.35)进行拉普拉斯变换: 令 C1 ? F1 , C2 ? F2 则 pF1 ( p ) - C1 (0) = R + k 21 F2 (k 11 + k 21 ) F1 p
(2.36)

pF1 ( p ) ? C 2 (0) = k12 F1 ( p ) ? (k 21 + k 22 + k 23 ) F2 ( p ) (2.37)
联立式(2.36) 、式(2.37) ,求出 F1 ( p ) 得:

p + k 21C 2 (0) p + k 21 F1 ( p ) = p.k 21 k12 p 2 + (k11 + k12 ) p ? p + k 21 R + pC1 (0) + R+ = R.k 22 + ( p + k 21 )C1 (0) + k 21C 2 (0) p p 2 + (k11 + k12 + k 21 ) p + k11 .k 21

上式分母是一个二次方程,有根
1

(k + k + k12 ) ? [(k 21 + k11 + k12 ) 2 ? 4k11 k 21 ] 2 x1 = 21 11 2
1

(k + k + k ) ? [(k 21 + k11 + k12 ) 2 + 4k11 k 21 ] 2 x 2 = 21 11 12 2 所以:

F1 ( p) =

R + k 21C 2 (0) C (0)( p + k 21 ) R.k 21 + 1 + ( p + x1 )( p + x 2 ) ( p + x1 )( p + x 2 ) p( p + x1 )( p + x 2 )

对上式作拉普拉斯逆变换合并、化简得:
R(1 ? k 21 ) + C1 (0)(k 21 ? x1 )e ? x2t + (k 21 ? x1 )C 2 (0) x1 ? x 2 ]

k R C1 (t ) = 21 + e ? x1t [ x1 x 2 +e
? x1t

x1

R (1 ?

k 21

(2.39)

x1

) + C1 (0)(k 21 ? x 2 ) + k 21C 2 (0) x1 ? x 2
21

环境中氡运移理论研究

同上述方法求出 F2 ,得:
k21C1 (0) + C2 (0)( p + k11 + k12 ) + k12 R p

F2 =

p 2 + (k21 + k11 + k12 ) p + k11k21

(2.40)

对 F2 做拉普拉斯逆变换合并、化简得:
k12 C1 (0)(k12 + k11 ? x1 ) ? x1 ? x 2 k12 R x1

C 2 (t ) = + e ? x1t [

k12 R + e ? x1t [ x1 x 2

]

(2.41)

k12 R + C 2 (0)(k12 + k11 ? x 2 ) ? k12 C1 (0) ] x1 ? x 2

由上述推导可见,推导的地下室与地面一层室内氡浓度变化公式非常复杂,将这 种数理模型运用于实际目前仍有一定的困难。

? 第 6 章 结论
通过本次毕业设计,得出以下结论: ①扩散系数对居室氧浓度变化的影响: 在同一层面上,在合理的取值范围内,扩散系数的变化对室内氧浓度的变化 影响不大。但随着扩散系数的增大,室内氧浓度值随之降低。扩散系数的大小由 压差大小决定。 ②对流速度对居室氧浓度变化的影响: 随着垂直对流速度的增大,空间同一点处的氧浓度值也随之增大,氧气明显 向上迁移的越多。垂直方向上的氧气运移得到明显加强,裂缝上方形成的异常也 越来越明显。当水平方向的对流速度增大时,氧气向合速度方向扩散的越明显。 因此,垂直对流作用是氧气向上迁移的重要机制。对流速度的变化主要是由室内 存在压力差造成的。 而室外气压、 气温、 风速的变化, 都会引起室内压差的变化, 从而引起室内氧浓度的变化;当门窗关闭通风条件较差的情况下,由十氧在室内 慢慢积累,会使室内氧的浓度远高于室外。 ③高度的变化对居室氧浓度变化的影响: 高度的变化对居室氧浓度影响是明显的,随着高度的增加,居室氧浓度值不 断减小。且随着居室高度的增高,地基土壤对居室氧的影响减小,而此时居室氧 浓度的变化主要就受到建筑材料和室内装饰材料析出的氧和供水及用十取暖和 厨房设备的天然气中释放出的氧的影响。 从以上分析可以看到,影响居室氧浓度的因素很多,但很多都有其规律,所 以根据它的分布变化规律,可以指导人们在生活中使氧的危害减少到最低程度. 通过以上的研究,可以得出以下防氧降氧的措施:
22

环境中氡运移理论研究

1、在建筑物选址之前要对地基进行放射性地质调查,新建住宅的宅基的选 择应尽量避开铀矿区和油气田,避开断裂构造带,尤其是新构造断裂带;应尽量 避免工业与民用水源建在地下水中氧浓度较高的地域。 地基应采用氧含量较低的 材料,采取地基覆盖及涂抹等手段以密实地面,尽可能地封闭地板或墙壁的裂缝 或开口,减少缝隙防止氧气析出,还应避免在地质断裂带和工业废碴堆放场等氧 浓度高的地方之上建房。 2、加强室内通风降低氧浓度,最简单的办法就是经常开启门窗或安装排气 扇以增加空气流通。一般情况下,室外氧浓度较低,可增加自然通风,加室内外 空气的对流,降低室内氡浓度。窗式空调的空气交换率高十分体式空调,建议尽 量用窗式空调。另外安装集过滤、净化除尘、活性炭吸附及负离子发生十一体的 空气净化器,室内喷涂防氡涂料等,都具有很好的除氡和降低氡的效果。 3、由十近几年建筑材料的改变,大众消费水平的提高和建筑材料多渠道进 入市场,使一些不合格的建筑材料进入了家庭,这也是导致氡浓度过高特别是高 层建筑氡浓度过高的一个主要原因。因此,控制室内氡浓度,要选择镭含量和氡 析出率较低的建材和装饰材料, 最好是经过环保认证的绿色建材并使用防氡涂料 等。另外,可用水氡脱气装置除去水中的氡,使生活用水的含氡率减小,从而降 低室内氡浓度值。 总之,室内防氡和降氡应作为一种社会文化,一项系统工程和长期任务,需 要建筑供应商、建筑商、住户和政府各部门各尽其责,共同努力,室内氡浓度一 定能控制到令人满意的水平。

? 致谢
在论文设计过程中,特别感谢张丽娇老师的细心指导,她对我的严格让我在 学校里学会了很多东西,还包括为人处事。 此外,我得到了同学们的热心帮助,我们经常在一起讨论难点,一起解决困 难在他们的帮助下我逐渐学会了独立的去完成课题研究。 在这里我还要感谢核工 系师姐的帮助以及帮助过我的师兄弟。

? 参考文献
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23

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