一種閃爍室法檢測土壤氡的方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種閃爍室法檢測土壤氡的方法，其中，所述方法為多測點閃爍室法檢測土壤氡，其中所述多測點是指在同次數(shù)據(jù)檢測中同時檢測的測點為兩個或兩個以上，即在同次數(shù)據(jù)檢測中的打孔抽氣位置為兩個或兩個以上，且各測點間兩兩相距0.5～1.5米，所述閃爍室法檢測是指以閃爍室法測氡儀進行檢測。本發(fā)明提供的多測點閃爍室法測定土壤氡操作簡便、準(zhǔn)確度高、探測下限更低。
【專利說明】一種閃爍室法檢測土壤氡的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于環(huán)境檢測【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種閃爍室法檢測土壤氡的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]氡是由鐳衰變產(chǎn)生的自然界唯一的天然放射性惰性氣體，它沒有顏色，也沒有任何氣味。首先，在空氣中的氡原子衰變產(chǎn)物為氡子體，常溫下氡子體在空氣中能形成放射性氣溶膠而污染空氣；很容易被人體的呼吸系統(tǒng)截留，并在局部區(qū)域不斷累積，長期吸入高濃度氡最終可誘發(fā)肺癌。其次，在高濃度氡的暴露下，機體可出現(xiàn)血細(xì)胞的變化。另外，氡對人體脂肪有很高的親和力，特別是氡與神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)合后，危害更大。
[0003]專家研究表明，氡是除吸煙以外引起肺癌的第二大因素，世界衛(wèi)生組織把它列為19種主要的環(huán)境致癌物質(zhì)之一，國際癌癥研究機構(gòu)也認(rèn)為氡是室內(nèi)重要致癌物質(zhì)。
[0004]在地層深處含有鈾、鐳、釷的土壤和巖石中含有高濃度的氡。這些氡可以通過地層斷裂帶進入土壤和大氣層。建筑物建在地層上面，氡會沿著地的裂縫擴散到環(huán)境中。室內(nèi)空氣中的氡56 %來自住房下的土壤，21 %來自建材，20 %來自室外空氣，2 %來自供水，I %來自燃?xì)狻Ｍ寥乐须睗舛缺鹊孛嫔峡諝庵须睗舛绕骄?000倍。因此，為保護人類健康，提高其生存環(huán)境的質(zhì)量，需要檢測土壤中氡含量。
[0005]按照采集和探測原理不同，目前的測氡方法分為很多種類，目前常用的土壤氡檢測方法有電離室法、閃爍室法、靜電收集法、固體徑跡法、活性炭吸附法等。其中，電離室法測氡原理是基于射線對空氣的電離作用，含氡氣體進入電離室后，氡及其子體衰變放出的α粒子產(chǎn)生的電離電流大小正比于氡濃度。但電離室中既有電離電流產(chǎn)生，又有電子與離子的復(fù)合；當(dāng)電離室內(nèi)氣體樣品氣壓處于常壓時，電子與離子的復(fù)合可忽略，主要是α粒子產(chǎn)生的電離電流。閃爍室法測氡原理是氡進入閃爍室后，氡及其子體衰變放射出的α粒子射到閃爍室內(nèi)壁的ZnS(Ag)層產(chǎn)生熒光，光電倍增管把這種熒光訊號變成電脈沖，經(jīng)電子學(xué)線路把電脈沖放大，最后記錄下來。單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)(脈沖計數(shù)率)與氡濃度成正比，從而可確定氡濃度。如實用新型專利201120446989提供了 一種抽氣式連續(xù)氡氣檢測儀，它包括其內(nèi)壁涂有硫化鋅晶體層的半球形的閃爍室、設(shè)置在閃爍室下部的圓柱體外殼、連接在圓柱體外殼下面的圓柱體底座，以及通向閃爍室的進氣口和出氣口 ；且在圓柱體外殼內(nèi)固定有光電倍增管；在圓柱體底座內(nèi)部設(shè)有將光電倍增管陽極收集來的電子流進行放大甄別的信號處理電路板，所述信號處理電路板由高壓源模塊、脈沖放大電路模塊及甄別電路模塊構(gòu)成；其中，高壓源模塊的一路輸出連接光電倍增管，脈沖放大電路模塊的輸入端連接光電倍增管輸出的信號，脈沖放大電路模塊的輸出端連接的甄別電路模塊輸入端，甄別電路模塊的輸出端外接至單片機系統(tǒng)。靜電收集法又叫靜電擴散法，該方法的原理是采樣室內(nèi)外存在氡濃度差，被測環(huán)境中的氡以擴散形式或者被抽氣泵抽進采樣室內(nèi)，在進入采樣室之前，通過的濾膜已經(jīng)將氣體中已有的氡離子體過濾。此時，進入采樣室的氡衰變產(chǎn)生氡子體，主要是218Po正離子，在電場作用下被收集在中央電極上，由218Po再衰變產(chǎn)生α粒子，α粒子被探測器收集，經(jīng)電子學(xué)線路整形、計數(shù)得到相應(yīng)脈沖數(shù)，通過相應(yīng)刻度就可以確定待測氣體的氡濃度。固體徑跡法是利用固體徑跡探測器靠硝化纖維色膜(簡稱NS色膜)來記錄α粒子徑跡。它在含有一定濃度氡的空氣中，照射一定時間，并進行適當(dāng)蝕刻后，能有徑跡顯示。且徑跡密度S與氡射氣的累積濃度C成正比。利用這一特性，只要求得NS色膜對氡射氣累積濃度的靈敏度即單位累積濃度產(chǎn)生的徑跡密度，就可根據(jù)NS色膜上的徑跡密度確定氡射氣在該段時間間隔內(nèi)的累積濃度。活性炭吸附法的原理是活性炭對氡有很強的吸附力，在干燥常溫、靜態(tài)條件下，吸附效率接近100%。在一定條件下，活性炭吸附的氡氣量與被吸附地點的氡濃度成正比。測量活性炭上的氡的衰變子體的Y強度，可反映出地下氡濃度的分布。
[0006]上述這些氡的檢測方法各具不同的優(yōu)勢和缺點。采用上述方法對土壤氡進行檢測時，大多可以采用打孔抽氣的方法獲得待測氡氣。但本領(lǐng)域還需要一種優(yōu)異的土壤氡的檢測方法，使得所得數(shù)據(jù)能更真實、準(zhǔn)確和快捷地反映待測地的實情。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]現(xiàn)有技術(shù)中，本領(lǐng)域技術(shù)人員知曉，在對某個測點進行土壤氡濃度檢測的數(shù)分鐘內(nèi)，儀器所得的氡濃度數(shù)據(jù)隨著時間的推移基本是穩(wěn)定的，因而本領(lǐng)域技術(shù)人員認(rèn)為，該數(shù)據(jù)已經(jīng)能真實和準(zhǔn)確地反映待測地的氡濃度實情。但本申請的發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，對同一個待測地來說，因土壤結(jié)構(gòu)間的差異，使得例如在相距0.5?1.5米的不同打孔位置(不同的測點)也會導(dǎo)致氡濃度檢測結(jié)果的甚大差異；因而發(fā)明人嘗試著使用多測點打孔連續(xù)抽氣來解決該問題。
[0008]因此，本發(fā)明提供一種閃爍室法檢測土壤氡的方法，其中，所述方法為多測點閃爍室法檢測土壤氡，其中所述多測點是指在同次數(shù)據(jù)檢測中同時檢測的測點為兩個或兩個以上，即在同次數(shù)據(jù)檢測中的打孔抽氣位置為兩個或兩個以上，且各測點間兩兩相距0.5?
1.5米，所述閃爍室法檢測是指以閃爍室法測氡儀進行檢測。
[0009]本發(fā)明中，發(fā)明人經(jīng)過實驗發(fā)現(xiàn)，在待測地的打孔抽氣位置間相距0.5?1.5米及以上時，會因土壤結(jié)構(gòu)的不同對待測地土壤中氡含量數(shù)據(jù)大小結(jié)果影響明顯。另外，本發(fā)明中，本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的，所述閃爍室法測氡儀可以是現(xiàn)有技術(shù)中任意的閃爍室法測氡儀，例如通過商購獲取該儀器。
[0010]在一個具體的實施方式中，所述多測點的測點數(shù)為3?5個。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解地，當(dāng)待測地的土壤結(jié)構(gòu)差異明顯較大時，更適宜選用較多個數(shù)的測點；而當(dāng)待測地的土壤結(jié)構(gòu)差異較小時，適宜選用較少個數(shù)的測點。一般情況下，優(yōu)選的測點數(shù)是3?5個。
[0011]在一個實施例中，所述多測點之間構(gòu)成等邊形，優(yōu)選為邊長0.8?1.2米的正三角形或正方形。
[0012]在本發(fā)明的一種具體的實施方式中，所述閃爍室法測氡儀包含抽氣筒、干燥塔、帶進氣口和排氣口的閃爍室、光電倍增管、跟隨器、整形電路、單道、高壓、電源管理、單片機和存儲器。在其中一種具體的實施方式中，所述干燥塔與所述閃爍室的進氣口之間以膠皮管活動連接；此處使用膠皮管活動連接，可以使得檢測前的沖洗步驟(沖洗除去非土壤氣體的外來氣體)和檢測后的儀器養(yǎng)護步驟(除去儀器中的來自土壤中的氣體)更為方便。
[0013]在本發(fā)明的另一種具體的實施方式中，所述多測點中的每個測點對應(yīng)設(shè)置一個采樣器，且每個采樣器與所述閃爍室法測氡儀的抽氣筒之間均以膠皮管活動連接。本領(lǐng)域技術(shù)人員容易理解的，雖然此處的連接可以是固定連接，但為了更為方便地改變多測點中測點的個數(shù)，因而更優(yōu)選的是使用膠皮管進行活動連接。
[0014]本發(fā)明提供的多測點閃爍室法測定土壤氡操作簡便、準(zhǔn)確度高、探測下限更低。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明中多測點閃爍室法檢測土壤氡的裝置示意圖。
【具體實施方式】
[0016]本發(fā)明中提供下述實施例對本發(fā)明做進一步的闡述和說明，但本發(fā)明的范圍并不限于下述實施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以容易地對其所做出的變動和修改，均屬于本發(fā)明的范疇。
[0017]實施例1
[0018]一、檢測裝置:
[0019]如圖1所示，本實施例中提供一種具體的閃爍室法檢測土壤氡的裝置。其中，在該裝置中包含3個用于放置在3個不同打孔測點的采樣器，3個采樣器均以膠皮管與閃爍室法測氡儀的抽氣筒連接，使得閃爍室法測氡儀中的氣泵啟動時，抽氣筒可以同時將這3個采樣器中的氣體送入(閃爍室法測氡儀自帶的)干燥塔中，其中抽氣筒與干燥塔之間以固定管路進行連接。經(jīng)過干燥后的氣體可以通過膠皮管的連接而被送入閃爍室法測氡儀的儀器進氣口。本發(fā)明中的閃爍室法測氡儀可以商購獲得，在一個具體的實施方式中，所述閃爍室法測氡儀至少包含如圖1所示的抽氣筒、干燥塔、帶進氣口和排氣口的閃爍室、光電倍增管、跟隨器、整形電路、單道、高壓、電源管理、單片機和存儲器。
[0020]本檢測方法以閃爍室法為基礎(chǔ)，用閃爍室法測氡儀中的氣泵將多個測點的含氡的氣體同時經(jīng)干燥塔濾汽吸入閃爍室，氡及其子體發(fā)射的α粒子使閃爍室內(nèi)的ZnS (Ag)柱狀體產(chǎn)生閃光，光電倍增管再把這種光訊號變成電脈沖，由單片機構(gòu)成的控制、測量電路把探測器輸出的氡脈沖放大、整形，進行定時計數(shù)。單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)與氡濃度成正比，從而確定土壤中氡的濃度。
[0021]二、檢測步驟:
[0022]1、打孔:根據(jù)測量的需要選擇多測點，本實施例中為在待測地選一個邊長為Im的等邊三角形的三個頂點為3個測點。在每個測點處采用直徑為20cm且長為80cm的鋼釬打孔，孔的深度例如為70cm。成孔后，為防止微塵土被抽入儀器中，應(yīng)將頭部有氣孔的采樣器包好棉紗或者纖維，然后迅速插入打好的孔中，在此最適宜的是3個測點同時插入。且采樣器在靠近地表處進行密閉(整個檢測過程中，此處一直保持密閉狀態(tài))，以避免抽氣時讓大氣進入孔中。
[0023]2、采樣:首先，采樣器與抽氣筒間的膠皮管連接好，而干燥塔與儀器進氣口之間的膠皮管斷開，打開氣泵，使得抽氣筒抽氣2?3min，以排除采樣器內(nèi)、采樣器與抽氣筒連接的膠皮管內(nèi)的外來氣體，其中干燥塔中因充滿了干燥劑使得其中的外來氣體可以忽略不計。在排除外來氣體的步驟結(jié)束后，將干燥塔的另一端用膠皮管與儀器進氣口連接，繼續(xù)以氣泵進行抽氣5?IOmin (在此檢測時間段內(nèi)，閃爍室上的進氣口與排氣口中流經(jīng)的氣速相同)，所述閃爍室法測氡儀在這5?IOmin內(nèi)連續(xù)檢測待測土壤中的氡濃度。[0024]3、測量:氣體進入閃爍室，氡及其子體發(fā)射的α粒子使閃爍室內(nèi)的ZnS(Ag)柱狀體產(chǎn)生閃光，光電倍增管再把這種光訊號變成電脈沖，由單片機構(gòu)成的控制、測量電路，把探測器輸出的氡脈沖放大、整形，進行定時計數(shù)，單位時間內(nèi)的脈沖數(shù)與閃爍室法檢測儀中的氣泵抽入的氣體中的氡濃度成正比，從而確定土壤中氡的濃度。
[0025]4、排氣:測量步驟快結(jié)束時拔掉連接干燥塔與儀器進氣口之間的膠皮管，使儀器抽入空氣，因而將殘留在儀器內(nèi)的來自土壤中的氣體排出，使得儀器的使用壽命可以更長。
[0026]三、檢測結(jié)果:
[0027]對某地的地層深處70cm處的檢測結(jié)果可知，從上述多測點閃爍室法測氡儀上讀出該處土壤中氡氣濃度為20000Bq/m3。
[0028]對比例I
[0029]對比例I中的檢測裝置與實施例1中相似，但只有一個采樣器與抽氣筒相連，相應(yīng)的，也僅對待測地的某一個測點進行打孔抽氣檢測。同樣的，對比例I中的檢測步驟也與實施例I幾乎相同。但對比例I中對同一個待測地的檢測結(jié)果為18000Bq/m3。
[0030]從上述實施例可以看出，本發(fā)明的方法中閃爍室法測氡儀進氣口中的進氣量穩(wěn)定，整個檢測過程中所得的氡氣濃度數(shù)據(jù)穩(wěn)定。與對比例中的單測點相比，本發(fā)明中對同一檢測地的不同位置分別打孔設(shè)置測點，對同時從多個打孔測點中抽出的總氣體中的氡濃度進行檢測，使得所得數(shù)據(jù)更能真實和準(zhǔn)確地反映該檢測地的氡氣濃度的實情。另外，發(fā)明人還經(jīng)過試驗驗證而意外地發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明中的探測下限得到了改進，其中，實施例1中檢測方法的氡氣檢測下限為<380Bq/m3，而對比例I中的氡氣檢測下限為<400Bq/m3。
[0031]總的說來，一方面，本發(fā)明中的多測點閃爍室法檢測土壤氡與對比例I中的單測點閃爍室法檢測土壤氡相比具有明顯優(yōu)勢。另一方面，即使使用對比例I中的單測點閃爍室法土壤氡檢測儀對不同的打孔位置(不同的測點)進行3次檢測，再對3次檢測結(jié)果取平均值作為最終結(jié)果，本發(fā)明也與這樣的方案相比會具有諸多優(yōu)勢，一個是本發(fā)明中只需要做一次檢測，這簡化了操作步驟；另一個是本發(fā)明中的方法得到的數(shù)據(jù)能更加真實和準(zhǔn)確的反映待測地的土壤氡濃度。
【權(quán)利要求】
1.一種閃爍室法檢測土壤氡的方法，其特征在于，所述方法為多測點閃爍室法檢測土壤氡，其中所述多測點是指在同次數(shù)據(jù)檢測中同時檢測的測點為兩個或兩個以上，即在同次數(shù)據(jù)檢測中的打孔抽氣位置為兩個或兩個以上，且各測點間兩兩相距0.5?1.5米，所述閃爍室法檢測是指以閃爍室法測氡儀進行檢測。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述多測點的測點數(shù)為3?5個。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述多測點之間構(gòu)成等邊形，優(yōu)選為邊長0.8?1.2米的正三角形或正方形。
4.根據(jù)權(quán)利要求1?3中任意一項所述的方法，其特征在于，所述閃爍室法測氡儀包含抽氣筒、干燥塔、帶進氣口和排氣口的閃爍室、光電倍增管、跟隨器、整形電路、單道、高壓、電源管理、單片機和存儲器。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述干燥塔與所述閃爍室的進氣口之間以膠皮管活動連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1?5中任意一項所述的方法，其特征在于，所述多測點中的每個測點對應(yīng)設(shè)置一個采樣器，且每個采樣器與所述閃爍室法測氡儀的抽氣筒之間均以膠皮管活動連接。
【文檔編號】G01T1/20GK103941275SQ201410205436
【公開日】2014年7月23日 申請日期:2014年5月15日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月15日
【發(fā)明者】文秋紅, 田望舒, 李葉 申請人:長沙市宇馳檢測技術(shù)有限公司