２０１４年６月 Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｇｒｅｅｎ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ 绦色科技 第６期 天然石材辐射风险等级评价方法研究 谢润楠，程五一，高博，张洁，贺劲龙，王安生 （中国地质大学（北京）工程技术学院，北京１０００８３） 摘要：据有关资料显示，目前国内常采用的石材，绝大部分有辐射的危害，且天然石材放射性对人体的辐射 是小剂量，属于慢性辐射，需要长期的观察和检验，过程非常复杂，很难准确直观地评估出危害风险的高 低。采用环境风险评估作为切入点，以区域风险的高低作为评估标准，体现出任何人进入这个区域是否为 高风险区域，将环境的辐射程度与人员暴露在危险环境中的频繁程度联系在一起，形成了一套简单易行的 半定量评价方法，并作了实证分析可行性，为政府的管理或居民的家庭装饰选择提供了科学的依据。 关键词：天然石材；辐射；风险评价 中图分类号：ＴＵ５２ 文献标识码：Ａ 文章编号：１６７４—９９４４（２０１４）０６－０２８５—０４ 难以长期跟踪调查，因此以事故发生为指标评价辐射风 １ 引言 风险评价就是对危险源进行辨识和评估。危险源 是指导致事故的潜在的不安全因素。危险源的危险性 评价包括对危险源自身危险性的评价及对危险源危害 程度的评价两个方面。危险源的危害程度与对危险源 的控制效果相关。 险有其限制性。 环境辐射的危害程度不分大小，低剂量的辐射对人 体的伤害是慢性的，需要长期暴露在辐射环境中体现； 高剂量的辐射伤害则是急性的。故人员暴露在辐射环 境中，均受到不同程度的危害，即暴露导致伤害，事故已 发生，危害程度暂时不可见，或存有随机效应。 将事故发生的概率和结果定义为常量之后，天然石 据有关资料显示，目前国内常用的石材，绝大部分 有辐射的危害，因此控制石材的辐射污染，保障人的健 康已成为十分迫切的问题，对天然石材进行风险评价是 有效控制石材辐射风险的技术依据。首先，石材产品的 材的辐射风险程度主要由环境的辐射程度Ｈ以及人员 接受辐射的时间即暴露的频繁程度Ｅ决定，辐射风险 值使用Ｄ来表示，Ｄ—Ｈ×Ｅ。 种类繁多，且都与我们的生活息息相关；其次，国内对石 材产品的准入标准尚存在缺陷。为了有效地管理国内 石材市场，确保消费者的健康安全，需进行风险控制的 评价分析。这些问题的解决都需要以石材市场的健康 风险评价所提供的科学依据为基础。虽然其首先是从 首先确立环境的辐射程度Ｈ，如在天然石材辐射 的风险评价中，建立室内辐射大小的相关因素的指标， 并把这些指标按等级进行分类，程度分为高、中、低三 种，利用指标评分法，每一个程度所对应的分值为２、１、 ０。根据现场的实际情况，对每一个指标的等级赋予分 值，然后进行分数累积，得出环境辐射危险程度Ｈ的分 致癌物的评价开始的，但近些年国内外对放射性石材进 行风险评价才逐渐开始研究，具体的放射性石材的风险 评价准则还不够完善，还需要更深入的研究和探讨。而 这其中选择科学合理的评价方法就显得尤为重要，需要 具体情况具体分析选择。 数，以此表示此区域中天然石材的辐射风险大小。 风险的大小与危害程度和发生的概率这两者紧密 相关，在天然石材风险的评价中，人所暴露在危险环境 中的频繁程度Ｅ也是评价的重要指标之一。人体在室 内辐射的风险大小取决于区域内的辐射程度Ｈ和人体 所暴露在危险环境中的频繁程度Ｅ，暴露越频繁，则风 险值越大。 ２天然石材辐射风险等级评价方法 天然石材辐射等级风险评估所采取的评价方法与 Ｉ ＥＣ法相似，是对ＬＥＣ评价法的一种运用和改变，适用 ３评价指标的建立 天然石材具有放射性，对人体辐射主要来自外照射 和内照射两种途径。评价一个环境中由于天然石材放 于天然辐射环境中的风险评价，是半定量评价方法。传 统的ＬＥＣ法用与系统风险率有关的三种因素指标值之 积来评价系统人员伤亡、财产损失风险的大小，这三种 指标分别为：Ｉ 事故的可能性大小，Ｅ人体暴露在这种 危险环境中的频繁程度，Ｃ一旦发生事故会造成的损失 后果。其内涵，是以事故发生造成人员伤亡、财产损失 为根本，评价危险作业环境下的作业危险性。在此所研 究的天然石材辐射风险评估方法，因辐射后果的固有特 点：影响周期长，随机效应大，事故发生影响因素复杂， 收稿日期：２０１ ４ ０４ ２３ 射性所带来的危害和风险程度取决于多种因素。如天 然石材的辐射防护标准类别、房间的大小、室内的通风 效果、石材数量等等，每一个指标不相同，所最后得出的 风险等级就有差别。 ３．１环境的辐射程度Ｈ指标的建立 作者简介：谢润楠（１ ９９Ｏ），男，广东开平人，中国地质大学（北京）工程技术学院安全技术及工程硕士研究生。 谢润楠，等：天然石材辐射风险等级评价方法研究 ３．１．１ 天然石材的辐射防护标准类别 安全与防护 多的区域比其他区域释放出来的氡子体量更多，氡浓度 会更高。 根据《建筑材料放射性核素限量》（ＧＢ２５６６—２０１０） 规定，所有装饰装修材料被分为Ａ、Ｂ、ｃ三类，每一类的 使用途径都不相同。Ａ类材料产销和适用范围没有受 到限制；Ｂ类材料不可用于Ｉ类民用建筑的内饰面，但 可用于Ⅱ类民用建筑、Ｔ业建筑内饰面及其他一切建筑 的外饰面；Ｃ类材料只能用于建筑物的外饰面和室外的 其他途径。每一类的划分标准是按照材料的内外照射 氡的析出率与建筑材料的天然放射性核素镭的活 度浓度相关性很小，不同建筑材料的镭的活度浓度相 近，但是氡的析出率相差２～３倍的量级。现行的建筑 材料放射性控制标准不能达到有效控制居民辐射照射 的目的，控制居民内照射仅仅依据放射性核素镭的活度 浓度是不太合理的。镭含量只是影响室内氡浓度的一 个较为重要的因素，氡的析出率能够反映建筑材料的综 合特性和较为全面的信息 ］，因此氡析出率作为风险评 价一个重要的指标。 ３．１１．４ 室内通风效果 指数进行划分，内外照射指数越大，其放射性越强，辐射 越大。因此，天然石材的辐射防护标准类别是最直接反 应辐射风险大小的指标。 ３．１．２ 室内空间 在内照射辐射中，当室内氡子体的释放量一定时， 若室内空间的大小不一样，其氡浓度也不同。根据内照 射剂量公式分析，氡浓度与室内体积成反比，体积越大， 其氡浓度越大，反之，氡浓度越小。内照射剂量与氡浓 度成正比，氡浓度越高，内照射剂量越高，反之内照射剂 量越低。 通风效果是影响室内氡浓度大小的一个重要指标， 降低室内氡污染辐射的一个重要的途径就是加强通风。 许多文献 都对通风效果对室内氡浓度的影响作出实 验，发现当通风效果越好的时候，室内氡浓度就越低，反 之越高。室内通风效果可以通过自然通风是否良好、是 否有独立机械送风设备、空调换气设备、气体净化设备、 门窗常开、人流量以及室内物体堆积量大小这６个指标 进行评价。 ３．１．５ 天然石材存放量／使用量 例如在石材市场的一个花岗岩加工厂或仓库中，若 存放花岗岩的量是一定时，其室内氡浓度的释放主要是 来自花岗岩，少量的来自室内其他建材，如墙壁、地板等 其他地方。因此，扩大加工厂或仓库的空间，可以有效 降低室内氡浓度。 天然石材的核素比活度和氡的析出率比其他建材 都要高，因此若在室内存放或使用天然石材的量过多， 会使得人体内照射和外照射的辐射污染加大。大部分 的普通家庭的天然石材使用在灶台、洗手台以及踢脚线 控制室内氡浓度是有效防止内照射辐射的一个重 要举措，因此，室内空间的大小是评价风险大小的一个 重要指标。 ３．１．３ 氡析出率 等这些地方，使用的量不是非常多，此类情况视为天然 石材的使用量少，某些家庭的室内装饰会选择使用天然 石材铺地板币ｆ ｌ尤其是卧室和大厅，使用量相对而 氡析出率是指在单位时间内穿过单位面积的介质 表面析出到空气中的氡的活度。研究中发现，氡析出率 与室内氡浓度有定量关系，材料氡析出率越高，氡浓度 也越高。在前人的研究中发现，天然石材的氡析出率比 言比较大，若在家庭装饰里，所有的装饰都尽可能地使 用了天然石材，或者在石材市场中，商家的仓库和加工 厂中都会摆放着大量的天然石材，其存放量／使用量可 视为大。各个指标的评分标准解释如表１所示。 普通建材如砂土、｝昆凝土以及板砖要高 ］。因此，在单 位时间内，相同的条件下，天然石材使用量或存放量较 表Ｉ指标评分解释 ２０１４年６月 绿 色科技 第６期 ３．２ 人员暴露在危险环境中的频繁程度Ｅ 环境危险程度和人员暴露在危险环境中的频繁程 人暴露在辐射的环境中的时间越多，所受到的外照 度等级的组合，用半定量打分法的思想，构成了风险评 射和内照射的辐射就越大，其危险性就越高，致癌死亡、 价指数区，是一种评价人体辐射确定辐射风险的有效 非致癌死亡以及严重的遗传效应等后果就会越严重，风 方法。 险越高。因此，人暴露在危险环境中的频繁程度Ｅ是 在本文的研究中，风险的分数值是０～１００分，总共 天然石材辐射中重要的评价指标。 有３２个分数值。罗云等在《风险分析与安全评价》一书 在风险评价中，所评价的人员分为以下这几类：石 中ｌ４］，把２Ｏ个风险数值分为４级，第一级有５个分值， 材加Ｔ厂的工人、石材市场的商家、购买石材的客人、普 第二级有４个分值，第三级有８个分值，第四级有３个 通居民。因此，在评价的对象中，人员暴露于危险环境 分值。参照学者所研究出来的风险分级比例，本文把风 的频繁程度Ｅ可以分为４级。第一级为极少数的暴 险分级分为４级。即：分数０～１２为１级风险，是完全 露，一般是购买石材的客人在需要石材的时候才到市场 可以接受的风险，环境现场天然石材的辐射危害性很 上购买的暴露，所对应分数为１；第二级是偶然暴露，一 小，人员不需要进行辐射防护；ｌ ５～３Ｏ为２级风险，是 般是与石材市场有生意上来往或其他事情需要经常性 有条件接受的风险，环境现场天然石材的辐射有条件的 出现的暴露，但连续暴露的时间不会太多太久，所对应 进行整改，人员暴露的时间可以适当地减少；３６～５４为 分数为３；第三级是每天大部分时间的暴露，普通居民 ３级风险，是不希望有的风险，要对现场进行天然石材 在自己的住宅内生活，石材市场的工作人员要到厂房里 辐射的整改，必须减少人员的暴露时间；６０～１００为４ 上班，因此暴露的频繁程度较为高，所对应分数为６；第 级风险，是不能接受的风险，必须采取措施减少辐射量， 四级是连续暴露，如在石材加工厂里住宿的工人，或者 人员也要做好辐射防护的工作。 平时足不出户的居民，都属于第四级，所对应分数为 ４．２实证分析 １０，如表２所示。 案例一：北京市西直河石材交易市场里，其中一家 表２ 天然石材风险评价人员暴露在危险环境的 石材加工厂的内部几何尺寸为３５ｍ×４０ｍ×１Ｏｍ— 频繁程度Ｅ解释 Ｉ４０００ｍ。，其中厂房内一面墙有２个面积为４０ｃｍ× 分数值 人员暴露于辐射危险环境的频繁程度Ｅ ４０ｃｍ＝１６００ｃｍ。的排气扇，在对面一侧有一扇４０ｃｍ× 连续暴露 １０ｃｍ＝４００ｍ。的门，自然通风情况良好。厂房的墙面 每天大部分时间的暴露 偶然暴露 均为活动性板墙，没有其他天然石材装饰。加工厂摆放 极少数的暴露 着罗源红、英国棕以及新疆红３种花岗岩石材共１２１０ 张，其石材都是Ａ类。每一张的尺寸为１．５ｍ×ｌ＿２ｍ× ４风险分级方法 ０．０２ｍ，占了２／３加工厂的面积。工人的吃住都在加工 厂里，管理层人员每天上班８ｈ。 ４．１风险分级 案例二：北京市某小区住宅，建筑面积为８０ｍ ，室 本论文中风险的分级的基本思想是基于风险理论 内空间体积为２８０ｍ ，卧室地面与客厅地面都使用了石 的数学关系，风险程度Ｄ一环境辐射危险程度Ｈ×人 岛红铺饰，石岛红为Ｂ类石材，其氡的析出率为 员暴露在危险环境中的频繁程度Ｅ。本文规定了定性 ３．１４ｍＢｑ／ｍ Ｓ。由于户主为上班族，每天都紧闭门窗， 的程度对影响风险程度Ｄ的因素进行打分，通过不同 晚上在家１０ｈ左右。风险评估如表３与表４所示。 的等级组合，并且定量计算出风险程度，根据风险程度 水平来进行风险分级。 表３环境的辐射程度Ｈ评分 表４ 人员暴露在危险环境的频繁程度Ｅ评分 存放量较多，属于高级，因此环境危险Ｈ的得分为４ 分，环境危险程度不高。但是，由于石材工人的住宿和 案例丽丽 工作都在同一个区域，暴露在天然石材辐射的环境中的 时间很长，Ｅ一１０，因此石材工人的风险分值为４ｏ分， 风险等级为３级，而石材加工厂的管理人员和购买石材 的客人的风险等级为２级和１级。通过对比可得，石材 从以上风险评价分析可得，在案例一某石材加工厂 工人的辐射风险属于不希望有的风险，需要减少暴露时 中，天然石材的辐射防护标准和氡的析出率程度都是 间，不能在石材加工厂里住宿，需搬离到其他地方，要对 低，空间大小和通风效果都属于中级水平，天然石材的 石材加工厂的人员管理进行整改。 ２８７ 谢润楠，等：天然石材辐射风险等级评价方法研究 通过对案例二某小区住宅的环境危险分析可得，由 安全与防护 虑，用等级评价法对天然石材环境危险程度进行评估。 同时借鉴Ｉ ＥＣ评价法对人员暴露于危险环境的频繁程 于使用了天然石材铺饰地面，使用面积较大，并且所使 用的天然石材属于Ｂ类产品，氡的析出率较高，另外由 于紧闭窗门的时间过长，通风效果不理想，因此环境危 ， 十：●ｔ：●Ｔ ．．Ｔ；●十：．十；●Ｔ： Ｔ：．．Ｔ；．十：●Ｔ；．．下：●Ｔ：●Ｔ：．度分级标准，结合石材市场受辐射对象的暴露规律，将 ＋ 石材加工厂工人、石材市场的商家、购买石材的客人、普 通居民暴露于危险环境的频繁程度Ｅ分为４级，从而 确立了风险程度Ｄ一环境的辐射程度Ｈ×人员暴露在 险Ｈ的分数为６分，比案例１的要高。户主每天在家 休息睡觉的时间为１０ｈ左右，因此暴露在天然辐射环境 频繁程度Ｅ一６，与石材加Ｔ厂的管理人员工作时间相 仿，暴露频繁程度一样，最后所得出的风险分数值为 危险环境中的频繁程度Ｅ的风险分级方法。 天然石材环境辐射危险程度评价指标系统的确立 作为评价的核心，在实际使用中可通过对作业环境下的 ５项指标进行统计，调查，得出可靠的数据，从而进行定 ３６，风险等级为３级，属于不希望有的风险。因为每天 在家的时间是一定的，很难减少暴露时间，因此需要对 室内进行整改，改良通风效果，不使用Ｂ类的天然石 材，改为用Ａ类的石材，或者使用涂料，对天然石材地 板进行加工，抑制氡子体的析出。 以上两个案例的分析表明，天然石材的辐射风险等 级可以真实反映出天然石材的辐射对人员所产生的风 量评价，可操作性强，可为石材市场规划、建设、管理，生 产车间建设、职业防护、安全管理，以及城市居民根据家 居条件合理选择石材装饰提供良好的评级参考。 参考文献ｌ ［１］贺小凤，王国胜．室内氡浓度与建筑材料表面氡析出率的关系研究 ［Ｊ］．环境科学与技术，２０１２（２）：１ｌＯ～１１３． 险，对天然石材进行科学地风险分析，有助于石材生产 者更合理地对石材加１二厂进行管理，有助于普通的居民 消费者更科学地选择天然石材进行家居装饰。 ［２］邵晖，李志荣．室内放射性辐射污染的研究［Ｊ］．防化研究， ２００２（３）：３１～３３． ５ 结语 天然石材辐射风险评估借助传统风险评价的方法， 将环境的辐射程度与人员暴露在危险环境中的频繁程 度联系在一起。 ［３］耿世彬，连慧亮．氡与室内空气环境［Ｊ］．建筑热能通风空调，２００１ （６）：４９～５１． Ｅ４］罗 云，樊运晓．风险分析与安全评价［Ｍ］．北京：化学］＿＝业出版 社安全科学与工程出版中心，２００４． ［５］吴宗之，高进东，魏利军．危险评估方法及其应用［Ｍ］．北京：冶 金工业出版社，２００１． 通过对石材环境中影响辐射危险程度的指标进行 分析，建立环境的辐射程度Ｈ的指标系统：天然石材的 ［６］吴慧山．石材放射性在一定条件下可能会致癌［Ｊ］．世界核地质科 学，２００３，２０（２）：１２１～１２２． 辐射防护标准类别、室内空间、氡析出率、室内通风效 果、天然石材存放量／使用量。将５个重要指标综合考 ＋Ｅ７］俞誉福．环境化学，环境放射性概论［Ｍ］．上海：复旦大学出版 社，ｌ ９９３． — “”＋ ＋一＋”＋“＋～＋”＋“＋”＋“＋一＋”＋ ＋一＋”＋“＋一＋”＋“＋一＋” ＋－“＋“＋” ｌ ＋ ： ＋ 美国红枫苗木的种植技术 １．裸根美国红枫苗木必须当天种植完毕，否则必须做好假植处理：高大的美国红枫必须种 植在地形改造后的山上部； ２．美国红枫苗木定向及排列树木种植时应选择丰满完整、生长好、姿态关的树冠，面朝向主 要视线；孤植树木的冠幅应完整；丛植树木将冠幅完满面朝向外，并做到前低后高；藤本植物应 栽在建筑物或棚架基部，并将枝蔓固定在支架上； ３．美国红枫苗木种植深度应保证在土壤下沉后，根茎和地面等高或略高；竹类应较原来的 深度加深５—１０ｃｍ，四周围紧，培土捣实，勿伤鞭芽； ４．必须自下而上取下土球包装物，泥球如松散，底下包装物可剪断不取出；填土达到土球深 度ｅ／ｓ时，初步覆土夯实，浇足第一次水，待水份渗透后继续填土至地面平行，再浇第二次水，然 后再填好种植土； ５．必须使美国红枫树干或树干重心与地面垂直；支撑应因树设桩，（十字架撑、扁担撑、三角 撑、单柱撑皆可）；支撑时严禁将竹木桩打穿土球或损伤根盘；支撑高度，必须控制在树高的１／２； 单支撑必须立于盛行风向一面，扎缚必须用软性物垫衬，还必须做到牢固、整齐、美观；美国红枫 苗木干径在５ｃｍ以上的主干和一、二级主枝，必须进行绕杆，绕干的高度视树种不同而不同，必