基于土壤氡和气体渗透率的氡潜势填图方法研究

发布时间：2020-10-11 09:15

　　 氡是一种天然放射性惰性气体,半衰期为3.8 d。氡引起的辐射照射是人体受到天然辐射照射的最主要来源。从土壤或岩石中析出的氡是室内氡的主要来源之一,当室内氡浓度较高时,将会增加人类受到的辐射照射。因此,对国家或地区的氡潜势进行风险评估,圈定高氡潜势风险区域,对城市建设和住宅选址具有重大意义。本论文以国家自然科学基金项目“中国氡潜势填图方法研究”(项目编号40274043)为依托,选定广东省中山市和北京市海淀区为研究区域进行土壤氡浓度及相关参数的测量,研究基于土壤氡和土壤渗透率的氡填图方法,为建立适合我国的土壤氡填图方法提供支持。首先对氡的产生到氡从土壤进入室内的物理过程进行了理论分析。镭-226衰变产生氡原子,进入土壤孔隙中形成自由氡。土壤中的氡气在地-空界面析出进入大气,或者以一定的速率从土壤中直接进入室内。根据以上过程的理论分析结果可知,土壤氡和土壤气体渗透率是决定一个地区氡风险潜势的主要因素。为了对氡潜势填图的方法进行研究,在广东和北京地区进行了土壤氡、土壤气体渗透率、土壤镭比活度、室内氡以及土壤物性参数的实地测量。同时,对以上参数进行了季节性长期观测和夏季降雨的短期观测,对土壤氡等参数的影响因素进行了试验研究。另外,对活性炭累积法测量土壤氡析出率的方法进行了温度和湿度影响试验。广东和北京测区结果显示,地质背景与土壤氡浓度之间有明显的相关性。土壤气体渗透率的测量结果波动较大,风化花岗岩测区的土壤气体渗透率测量结果明显高于其他类型土壤。室内氡浓度调查结果显示,风化花岗岩地区的室内氡浓度明显高于第四纪沉积物地区。广东测区的土壤氡浓度和室内氡浓度均高于我国和世界的平均水平,土壤气体渗透率水平也处于较高水平。长期季节性试验结果表明,土壤氡呈现明显的季节性变化,与大气温度和土壤温度之间呈负相关关系。雨季的短期测量结果显示,降雨明显影响到土壤氡和土壤氡析出率的变化,对土壤气体渗透率也有一定程度的影响。在广东中山测区1800 km2范围内,结合土壤氡和气体渗透率两个主要参数,运用氡潜势指标法进行氡填图研究。对四种不同地质背景区域的SRP分类值和室内氡水平进行分级讨论。室内氡浓度随机抽样调查结果显示,在SRP值圈定的高氡潜势区域内,约有24%左右的房屋室内氡大于100 Bq/m3;在中等氡潜势风险区域,室内氡浓度大于100 Bq/m3的比例仅为17%;在低氡潜势风险区域,没有发现室内氡浓度大于100 Bq/m3的情况。初步认为氡潜势指标法适用于我国的区域氡潜势填图。
【学位单位】：中国地质大学(北京)
【学位级别】：博士
【学位年份】：2015
【中图分类】：S151.9
【文章目录】：
中文摘要
Abstract
第1章 引言
    1.1 研究背景
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 土壤氡的研究
        1.2.2 土壤氡与室内氡关联性研究
        1.2.3 氡潜势填图方法研究
    1.3 主要研究内容与预期成果
        1.3.1 主要研究内容
        1.3.2 技术路线
        1.3.3 创新点
第2章 氡的析出和运移理论
    2.1 氡及其特性
    2.2 氡从土壤颗粒中的发射
        2.2.1 氡的发射过程
        2.2.2 射气系数的理论估算
    2.3 氡在土壤中的运移
    2.4 氡从土壤表面的析出
    2.5 氡的产生和迁移影响因素分析
    2.6 土壤气体渗透率的典型值与估算
        2.6.1 土壤气体渗透率的典型值
        2.6.2 土壤气体渗透率的估算
第3章 仪器与方法
    3.1 土壤氡浓度测量
        3.1.1 RAD7 电子测氡仪简介
        3.1.2 RAD7 电子测氡仪校准
        3.1.3 现场土壤氡气采样方法
    3.2 土壤气体渗透率测量
        3.2.1 便携式现场土壤气体渗透率仪（RADON-JOK）
        3.2.2 现场测量步骤
        3.2.3 土壤气体渗透率计算公式
        3.2.4 土壤气体渗透率的上下限值
    3.3 空气氡浓度测量
        3.3.1 ALPHAGUARD测氡仪
        3.3.2 活性炭累积法
    3.4 土壤氡析出率测量
    3.5 土壤放射性核素活度分析
    3.6 土壤物性参数分析
        3.6.1 土粒密度
        3.6.2 土壤天然密度
        3.6.3 土壤含水率
        3.6.4 土壤容重
        3.6.5 土壤孔隙度的计算
    3.7 野外测量内容与结果
第4章 土壤氡浓度影响因素的实验分析
    4.1 季节因素的影响
    4.2 夏季降雨的影响
    4.3 土壤深度的影响
        4.3.1 典型测点的实测结果分析
        4.3.2 理论计算与实测结果比较
第5章 北京和广东测区结果与分析
    5.1 测区概况
    5.2 结果与分析
        5.2.1 北京测区
        5.2.2 广东测区
    5.3 国内外土壤镭、氡浓度和气体渗透率水平比较
        5.3.1 土壤镭比活度比较
        5.3.2 土壤氡浓度比较
        5.3.3 土壤气体渗透率比较
    5.4 氡与地质背景的关系
        5.4.1 土壤氡与地质背景
        5.4.2 室内氡与地质背景
第6章 区域氡潜势填图方法研究
    6.1 氡潜势风险分级方法简介
        6.1.1 图表法
        6.1.2 SRP值法
        6.1.3 改进的SRP值法
    6.2 氡潜势填图的插值方法
    6.3 广东测区氡潜势风险分级结果与讨论
        6.3.1 图表法与SRP值法氡潜势风险分级结果比较
        6.3.2 SRP值法氡潜势风险分级结果与环境氡浓度水平的比较
        6.3.3 氡潜势风险填图与土壤氡浓度分布
    6.4 区域氡潜势填图方法小结
第7章 结论和建议
致谢
参考文献
博士在读期间发表论文列表

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 孙凯男,郭秋菊,程建平;土壤物理性质对土壤氡浓度及地表氡析出率的影响[J];中华放射医学与防护杂志;2005年01期

2 高超;;一种土壤氡浓度测量的校正方法及其应用[J];铀矿地质;2011年02期

3 徐仁崇;桂苗苗;彭军芝;洪云昱;;厦门市土壤氡浓度水平及其分布规律调查[J];辐射防护;2012年02期

4 王恒然;李佳升;颜世栋;;广州市荔湾区大坦沙土壤中氡浓度水平调查研究[J];中国西部科技;2010年20期

5 闫淑梅;刘柏青;郭海彦;;旅游景点区核辐射环境本底监测与防护[J];绿色科技;2012年10期

6 欧阳琦;赵桂芝;肖德涛;李志强;彭俊哲;傅燕;李超;;双源法测量土壤潜势氡浓度的计算方法[J];核电子学与探测技术;2014年01期

7 周晓成;易丽;;张北县北部土壤气中氡浓度和土壤表面氡的析出率[J];北方环境;2012年03期

8 戴鸿贵,郑正,余刚,吴少武,戴志轩,孔令仁;居室氡污染与热释光累积测量法的应用[J];核农学报;1998年03期

9 邹立芝,蒋惠忠,王宏,赵淑云,邹家衡;四平市区土壤中氡的分布规律[J];吉林大学学报(地球科学版);2002年03期

10 ;[J];;年期

相关博士学位论文 前4条

1 谭延亮;氡析出率测量若干问题研究[D];南华大学;2011年

2 肖磊;基于土壤氡和气体渗透率的氡潜势填图方法研究[D];中国地质大学(北京);2015年

3 曾兵;成都平原地—空界面天然伽玛场及其辐射环境研究[D];成都理工大学;2010年

4 宋刚;广东省温泉宾馆室内空气质量研究——室内氡水平研究[D];中国科学院研究生院（广州地球化学研究所）;2004年

相关硕士学位论文 前10条

1 高超;土壤氡浓度测量校正方法研究及应用[D];成都理工大学;2008年

2 李业强;重庆市主城区空气中氡浓度调查与评价[D];成都理工大学;2010年

3 申超;土壤氡浓度分布的理论研究与实验验证[D];南华大学;2011年

4 田丽霞;地—空界面壤中氡浓度变化研究[D];成都理工大学;2007年

5 付宸;大气氡对伽马能谱测量结果的影响[D];中国地质大学（北京）;2010年

6 徐海峰;成都市居室氡浓度和伽玛剂量率调查与评价[D];成都理工大学;2010年

7 周玉华;层状介质氡分布数值模拟[D];中国地质大学（北京）;2006年

8 彭俊哲;土壤潜势氡浓度快速测量方法的研究[D];南华大学;2013年

9 欧阳琦;双室法土壤氡浓度测量仪的研制[D];南华大学;2014年

10 王海龙;乌兰察布低射气地区及气化区氡浓度分布的多重分形特征研究[D];太原理工大学;2015年

本文编号：2836391