一种模拟土壤环境考评土壤测氡仪性能的装置的制作方法

1.本发明涉及民用建筑工程场地土壤氡浓度检测领域，具体涉及一种模拟土壤环境考评土壤测氡仪性能的装置。


背景技术：

2.氡是一种惰性气体，氡及其衰变子体会对人体产生辐射损伤。随着社会的进步发展，人们越来越意识到环境中氡严重危害着人体的身体健康，国际放射防护委员会估计公众肺癌的10％可归因于氡及其子体的这种照射。国内外研究表明，室内空气中的氡主要来源于无机建筑材料和土壤里的氡，建筑物低层(或低层建筑物)土壤氡渗入是室内氡主要来源之一。欧美国家对土壤氡均十分重视，美国有专家将土壤氡潜在性危害性分为4级，3级以上必须采取防治措施。瑞典的高土壤氡浓度地区有较大分布，为此，瑞典政府在调查全国土壤氡浓度分布后，做出规定：高于50000bq/m3的地区为“高危险地区”，要求在建设住宅房屋时，要尽可能避开“高危险地区”，如果必须在“高危险地区”建设住宅房屋，必须采取防氡降氡工程措施，例如，加厚加固混凝土地基、地基下采取通风结构等。
3.为了防止土壤氡对室内环境污染，《民用建筑工程室内环境污染控制标准》gb50325国家标准要求工程开工前要对工程地点的土壤氡浓度进行检测，超过规定限量值后，要求采取相应的氡防治措施。因此，土壤氡浓度(或土壤氡析出率)检测已经是民用建筑工程勘察设计阶段的一项重要工作，也是各地民用建筑工程质量检测单位普遍开展的一项检测工作。
4.目前土壤氡检测方法存在的问题不少，突出问题是：检测方法不规范，许多检测单位按室内空气测氡检测方法测土壤氡，方法不适当，因而数据不真实，不能反映土壤氡浓度真实情况，加之全国缺少土壤氡测量仪器的校准设备，严重影响土壤氡危害的有效防治。国内外曾经对测氡仪实地测试比对研究表明：由于影响土壤氡浓度的因素很多(土壤放射性核素含量、土壤土质颗粒度、密实度、氡吸出率、缝隙、以及深层地下土壤情况、裂缝等)，因此，利用现有土地面进行土壤氡测试方法的比对和遴选，难以取得好的效果。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种模拟土壤环境考评土壤测氡仪性能的装置，利用该装置可以进行土壤氡检测方法研究、比对、遴选研究，还可以作为土壤氡浓度测试仪器及土壤氡析出率测试仪器的校准设备使用。
6.为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
7.一种模拟土壤环境考评土壤测氡仪性能的装置，该装置包括桶体，所述桶体从底部到顶部分多层配制土壤氡采样口，包括插拔式土壤氡抽气采样口和埋置式土壤氡采样口；所述桶体由下而上的设有多个土壤温湿度监测孔，通过土壤温湿度监测孔，该装置内的温湿度传感器与温湿度检测仪连接；所述桶体中填充有砂土。
8.进一步，所述桶体为圆柱桶式结构，桶体的内部涂有防氡涂料层。
9.进一步，所述插拔式土壤氡抽气采样口内放置采样管，包括气动c式自锁快速接头、采样管体、采样球。
10.进一步，所述采样球为网孔状结构。
11.进一步，所述埋置式土壤氡采样口内装有土壤氡采样筒。
12.进一步，所述砂土符合以下要求：
13.①
孔隙率在22％～37％；
14.②
颗粒度φ＜5mm；
15.③
内照射指数0.08＜i
ra
＜0.89；
16.④
含水率20％＜mc＜28％。
17.进一步，该装置内的砂土分为土壤氡低浓度区域层、土壤氡中浓度区域层、土壤氡高浓度区域层，土壤氡低浓度区域层、土壤氡中浓度区域层、土壤氡高浓度区域层相邻之间铺设有塑料薄膜，同时在土壤氡低浓度区域层、土壤氡中浓度区域层、土壤氡高浓度区域层中分别设置一个埋置式土壤氡采样口。
18.进一步，所述土壤氡低浓度区域层、土壤氡中浓度区域层、土壤氡高浓度区域层均抽取砂土缝隙土壤气体积≥0.5m3。
19.进一步，所述土壤氡低浓度区域层、土壤氡中浓度区域层、土壤氡高浓度区域层土壤氡浓度测量值与平均值最大相对偏差＜10％。
20.进一步，所述土壤氡低浓度区域层的氡浓度＜15000bq/m3，土壤氡中浓度区域层的氡浓度为50000～60000bq/m3，土壤氡高浓度区域层的氡浓度为80000～100000bq/m3。
21.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
22.1、该装置可以在一定程度上模拟工程场地土地情况，为土壤氡检测方法研究、比对、遴选提供土壤场地条件，为土壤氡检测方法编制提供技术支持。
23.2、除利用该装置进行土壤氡检测方法研究、比对、遴选研究外，还可以作为土壤氡浓度测试仪器及土壤氡析出率测试仪器的校准设备使用，解决我国目前土壤氡浓度测试仪器及土壤氡析出率测试仪器没有校准设备问题，规范土壤氡检测仪器的质量管理，填补我国在本领域空白。
附图说明
24.图1为本发明装置的结构图；
25.图2为图1的俯视图；
26.图3为本发明平层采样点分布位置图；
27.图4为本发明插拔式土壤氡抽气采样口内的连接图；
28.图5为采样管的结构；
29.图6为本发明埋置式采样结构；
30.1、插拔式土壤氡抽气采样口，2、采样球，a、气动c式自锁快速接头，b、采样管体，3、埋置式土壤氡采样口密封舱门，4、土壤氡采样筒，5、土壤温湿度监测孔，6、温湿度传感器，7、放料口密封板，8、砂土，9、塑料薄膜，10、桶体，11、温湿度检测仪。
具体实施方式
31.下面结合附图和具体的实施例对本发明的技术方案及效果做进一步描述，但本发明的保护范围并不限于此。
32.如图1和2所示为本发明一种模拟土壤环境考评土壤测氡仪性能的装置的结构图，该装置包括桶体10，所述桶体10为带盖的圆柱桶式结构，此形状各向氡浓度均匀性好，利于采样点布置。考虑到装置填充物颗粒度加大后氡气扩散距离随之增加，为保持土壤氡浓度水平方向均匀性，保持测试过程中装置内不同位置土壤氡浓度稳定性，避免测量过程中不同测点间相互干扰，装置尺寸选择直径2.5m，高度2.5m。所述桶体10的桶壁及底面均采用不锈钢制作，焊接工艺要保证焊缝的气密性，桶体10的内部涂防氡涂料层。为保证桶体10在加盖情况下的密封性，桶体10的顶部边口设密封槽，保证装置的气密性。所述桶体10底部设有放料口密封板7，放料时将其打开。
33.桶体10从底部到顶部分多层配制土壤氡采样口，包括插拔式土壤氡抽气采样口1和埋置式土壤氡采样口，每平面层采样点的布置如图2、3所示。本实施例中，桶体10从底部到顶部设有7层土壤氡采样口，距离桶体10底部100cm为第一层，距离第一层400cm为第二层，距离第二层200cm为第三层，距离第三层300cm为第四层，距离第四层500cm为第五层，距离第五层200cm为第六层层，距离第六层200cm为第七层。每一层设有圆心z区，以及将圆分为三等份的半径a区、b区、c区，第一层至第六层的圆心z区设有插拔式土壤氡抽气采样口1(z1、z2、z3、z4、z5、z6)，每层的a区、b区、c区上至少设有一个插拔式土壤氡抽气采样口1，具体是第一层至第六层的a区、b区、c区上设有两个插拔式土壤氡抽气采样口1(a11、a12、b11、b12、c11、c12，a21、a22、b21、b22、c21、c22，a31、a32、b31、b32、c31、c32，a41、a42、b41、b42、c41、c42，a51、a52、b51、b52、c51、c52，a61、a62、b61、b62、c61、c62)，两个插拔式土壤氡抽气采样口1分别距离圆心为500cm和1000cm，第七层的a区、b区、c区上距离圆心500cm处设有1个插拔式土壤氡抽气采样口1(a71、b71、c71)，该装置共有45个插拔式土壤氡抽气采样口1。插拔式土壤氡抽气采样口1内放置采样管，如图5所示，包括气动c式自锁快速接头a、采样管体b、采样球2，采样球2放置在上述采样点，如图4所示，采样球2为网孔状不锈钢土壤氡采样球，外包土工布。
34.埋置式土壤氡采样口内装有直径为18cm的土壤氡采样筒4，如图6所示，埋置式土壤氡采样口处设有埋置式土壤氡采样口密封舱门3。本实施例中，埋置式土壤氡采样口有3个。桶体10由下而上的300cm、1000cm、1885cm处设有土壤温湿度监测孔5，通过土壤温湿度监测孔5，装置内的温湿度传感器6与温湿度检测仪11连接。装置内采样盒的定点布放及内外管件连接、固定，均应在装置填充过程中进行。
35.所述桶体10中填充有砂土8，所述砂土符合以下要求：孔隙率在22％～37％，颗粒度φ＜5mm，内照射指数0.08＜i
ra
＜0.89，含水率20％＜mc＜28％。
36.本实施例，该装置内的砂土8分为土壤氡低浓度区域层、土壤氡中浓度区域层、土壤氡高浓度区域层，土壤氡低浓度区域层、土壤氡中浓度区域层、土壤氡高浓度区域层相邻之间铺设有塑料薄膜9，同时在土壤氡低浓度区域层、土壤氡中浓度区域层、土壤氡高浓度区域层中分别设置一个埋置式土壤氡采样口。所述土壤氡低浓度区域层、土壤氡中浓度区域层、土壤氡高浓度区域层均可抽取砂土缝隙土壤气体积≥0.5m3。所述土壤氡低浓度区域层、土壤氡中浓度区域层、土壤氡高浓度区域层土壤氡浓度测量值与平均值最大相对偏差
＜10％。所述土壤氡低浓度区域层的氡浓度＜15000bq/m3，土壤氡中浓度区域层的氡浓度为50000～60000bq/m3，土壤氡高浓度区域层的氡浓度为80000～100000bq/m3。本实施例中，土壤氡中浓度区域层、土壤氡高浓度区域层之间的薄膜9距离桶体10底部600cm，土壤氡中浓度区域层、土壤氡低浓度区域层之间的薄膜9距离桶体10底部1420cm，桶体10顶部设有150cm的空置区。为了达到装置设计的氡浓度梯度要求，需要分别调配砂土颗粒度和砂土比例，填充后的装置体相当于将“建筑用地”搬进了实验室。
37.利用该装置可以进行土壤氡检测方法研究、比对、遴选研究；可以为土壤氡检测方法编制提供技术支持；同时，也可作为土壤氡浓度测试仪器及土壤氡析出率测试仪器的校准设备使用。按照检测方法不同，现行氡测试仪有4种工作原理：泵吸静电收集能谱分析法、泵吸闪烁室法、泵吸脉冲电离室法、活性炭盒法-低本底γ能谱仪，可以利用这一套装置考核和校准不同型号测氡仪的土壤氡测量模式，以保证土壤氡浓度测量值可靠性、准确性。
38.打孔抽气测量法在土壤氡浓度模式下运行进行考核测量时，要求：1、单检测点抽取原位气体量不大于5l；2、要求单台测氡仪每天完成工地现场测量10个检测点以上；3、测氡仪对装置高、中、低浓度测量的测量值与模拟装置土壤氡浓度标准值的相对固有误差均应≤
±
20％。符合此三项要求的土壤氡测量模式为考核合格，其中任何一项不符合要求的为不合格。
39.测氡仪考核时，每一款测氡仪在土壤氡浓度测量模式下共先后进行两次(轮)运行测试，综合评定汇总如下表1所示。
40.表1各测氡仪土壤氡浓度测量模式下运行先后两次(轮)运行测试考核综合评定汇总表
[0041][0042]
以下为测氡仪土壤氡测量模式下运行测试考核评定的具体实施例。
[0043]
实施例1
[0044]
对rad7测氡仪土壤氡测量模式考核。工地现场测量时，每取样测量点抽气量约5l，每5分钟测量一次，连续测量2次得出2个测量值，自动取平均值，每点取样测量后净化15分钟，运行完成一个采样点测量需时小于约30分钟。
[0045]
rad7测氡仪土壤氡测量模式考核结果及处理意见如下：单台仪器每天可完成10个检测点以上，单机日检测能力符合指标要求；单机实测考核高、低、中三级浓度，rad7测氡仪体积活度响应的相对固有误差均＜20％，考核指标为合格。
[0046]
实施例2
[0047]
对hs01b测氡仪考核。工地现场测量时，每取样测量点抽气量约4l，每3分钟测量一次连续测量3次，得出3个测量值，自动取平均值，每点取样测量后净化15分钟，完成一个采样点测量需时约28分钟。
[0048]
hs01b测氡仪考核结果及处理意见如下：单台仪器每天可完成10个检测点以上，单机日检测能力符合指标要求；单机实测考核高、低、中三级浓度，hs01b测氡仪体积活度响应的相对固有误差均＜20％，考核指标为合格。
[0049]
实施例3
[0050]
对fd-218测氡仪考核。工地现场测量时，每取样测量点抽气量约5l，连续测量5分钟并循环测量2次，得出2个测量值取平均值，每点取样测量后净化15分钟，完成一个采样点测量需时约30分钟。
[0051]
fd-218测氡仪考核结果及处理意见如下：单台仪器每天可保证现场10个检测点以上，单机日检测能力符合指标要求；单机实测考核高、低、中三级浓度，fd-218测氡仪体积活度响应的相对固有误差均＜20％，考核指标为合格。
[0052]
实施例4
[0053]
fd-3017测氡仪考核。工地现场测量时，每取样测量点抽气量约1.5l，抽气并吸附、测量总需约4分钟，得出测量值，取样测量2次取平均值，总抽气量约3l，总计需时约10分钟。
[0054]
fd-3017测氡仪考核结果及处理意见如下：单台仪器每天可保证现场10个检测点以上，单机日检测能力符合指标要求；单机实测考核高、低、中三级浓度，fd-3017体积活度响应的相对固有误差均＜20％，考核指标为合格。
[0055]
实施例5
[0056]
fd-216测氡仪考核。工地现场测量时，每取样点测量一次抽气量2l，连续测量5分钟并排气2分钟；测量2次取平均值，总抽气量4l，每点取样测量后净化15分钟，总计需时约33分钟。
[0057]
fd-216测氡仪考核结果及处理意见如下：单台仪器每天可保证现场10个检测点以上，单机日检测能力符合指标要求；单机实测考核高、低、中三级浓度，fd-216测氡仪体积活度响应的相对固有误差均＜20％，考核指标为合格。
[0058]
实施例6
[0059]
fycdy-pr30测氡仪考核。工地现场测量时，每取样点测量一次抽气量3l，测量5分钟并排气1分钟，测量2次取均值，总抽气量6l，每点取样测量后净化15分钟，总计需时约30分钟。
[0060]
fycdy-pr30测氡仪考核结果及处理意见如下：单台仪器每天可完成10个检测点以上，单机日检测能力符合指标要求；单机实测考核高、低、中三级浓度，fycdy-pr30测氡仪体积活度响应的相对固有误差均＜20％，考核指标为合格。
[0061]
实施例7
[0062]
hs04测氡仪考核。工地现场测量时，根据测量点多少准备测量杯，每测量点钻孔后放置测量杯，埋置4小时后取出，使用仪器测量土壤氡浓度，每个测量杯测量3分钟，可以连续测量两次，出两个测量值取平均值。
[0063]
hs04测氡仪考核结果及处理意见如下：单台仪器每天可完成10个检测点以上，单机日检测能力符合指标要求；单机实测考核高、低、中三级浓度，hs04测氡仪有一次体积活度响应的相对固有误差＞20％，考核指标为不合格。据此建议：
①
、调整仪器参数解决测量值系统性高问题；
②
、可以重新确定仪器的土壤氡浓度测量的“体积活度响应”系数。
[0064]
实施例8
[0065]
hd-2003测氡仪考核。工地现场测量时，根据测量点多少准备测量杯，每测量点钻孔后放置活性炭盒，埋置5～7天后取出，使用仪器测量土壤氡浓度，每次测量2分钟，连续测量5次取平均值。
[0066]
hd-2003测氡仪考核结果及处理意见如下：该方法适合于一次性大量布点，埋置5～7天后取出测量；单机实测考核高、低、中三级浓度，hd-2003测氡仪高、低、中浓度体积活度响应的相对固有误差均＜20％，考核指标为合格。
[0067]
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以
理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。