一种闪烁室法检测土壤氡的方法

一种闪烁室法检测土壤氡的方法
【专利摘要】本发明提供一种闪烁室法检测土壤氡的方法，其中，所述方法为多测点闪烁室法检测土壤氡，其中所述多测点是指在同次数据检测中同时检测的测点为两个或两个以上，即在同次数据检测中的打孔抽气位置为两个或两个以上，且各测点间两两相距0.5～1.5米，所述闪烁室法检测是指以闪烁室法测氡仪进行检测。本发明提供的多测点闪烁室法测定土壤氡操作简便、准确度高、探测下限更低。
【专利说明】一种闪烁室法检测土壤氡的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于环境检测【技术领域】，具体涉及一种闪烁室法检测土壤氡的方法。
【背景技术】
[0002]氡是由镭衰变产生的自然界唯一的天然放射性惰性气体，它没有颜色，也没有任何气味。首先，在空气中的氡原子衰变产物为氡子体，常温下氡子体在空气中能形成放射性气溶胶而污染空气；很容易被人体的呼吸系统截留，并在局部区域不断累积，长期吸入高浓度氡最终可诱发肺癌。其次，在高浓度氡的暴露下，机体可出现血细胞的变化。另外，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。
[0003]专家研究表明，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。
[0004]在地层深处含有铀、镭、钍的土壤和岩石中含有高浓度的氡。这些氡可以通过地层断裂带进入土壤和大气层。建筑物建在地层上面，氡会沿着地的裂缝扩散到环境中。室内空气中的氡56 %来自住房下的土壤，21 %来自建材，20 %来自室外空气，2 %来自供水，I %来自燃气。土壤中氡浓度比地面上空气中氡浓度平均高1000倍。因此，为保护人类健康，提高其生存环境的质量，需要检测土壤中氡含量。
[0005]按照采集和探测原理不同，目前的测氡方法分为很多种类，目前常用的土壤氡检测方法有电离室法、闪烁室法、静电收集法、固体径迹法、活性炭吸附法等。其中，电离室法测氡原理是基于射线对空气的电离作用，含氡气体进入电离室后，氡及其子体衰变放出的α粒子产生的电离电流大小正比于氡浓度。但电离室中既有电离电流产生，又有电子与离子的复合；当电离室内气体样品气压处于常压时，电子与离子的复合可忽略，主要是α粒子产生的电离电流。闪烁室法测氡原理是氡进入闪烁室后，氡及其子体衰变放射出的α粒子射到闪烁室内壁的ZnS(Ag)层产生荧光，光电倍增管把这种荧光讯号变成电脉冲，经电子学线路把电脉冲放大，最后记录下来。单位时间内的脉冲数(脉冲计数率)与氡浓度成正比，从而可确定氡浓度。如实用新型专利201120446989提供了 一种抽气式连续氡气检测仪，它包括其内壁涂有硫化锌晶体层的半球形的闪烁室、设置在闪烁室下部的圆柱体外壳、连接在圆柱体外壳下面的圆柱体底座，以及通向闪烁室的进气口和出气口 ；且在圆柱体外壳内固定有光电倍增管；在圆柱体底座内部设有将光电倍增管阳极收集来的电子流进行放大甄别的信号处理电路板，所述信号处理电路板由高压源模块、脉冲放大电路模块及甄别电路模块构成；其中，高压源模块的一路输出连接光电倍增管，脉冲放大电路模块的输入端连接光电倍增管输出的信号，脉冲放大电路模块的输出端连接的甄别电路模块输入端，甄别电路模块的输出端外接至单片机系统。静电收集法又叫静电扩散法，该方法的原理是采样室内外存在氡浓度差，被测环境中的氡以扩散形式或者被抽气泵抽进采样室内，在进入采样室之前，通过的滤膜已经将气体中已有的氡离子体过滤。此时，进入采样室的氡衰变产生氡子体，主要是218Po正离子，在电场作用下被收集在中央电极上，由218Po再衰变产生α粒子，α粒子被探测器收集，经电子学线路整形、计数得到相应脉冲数，通过相应刻度就可以确定待测气体的氡浓度。固体径迹法是利用固体径迹探测器靠硝化纤维色膜(简称NS色膜)来记录α粒子径迹。它在含有一定浓度氡的空气中，照射一定时间，并进行适当蚀刻后，能有径迹显示。且径迹密度S与氡射气的累积浓度C成正比。利用这一特性，只要求得NS色膜对氡射气累积浓度的灵敏度即单位累积浓度产生的径迹密度，就可根据NS色膜上的径迹密度确定氡射气在该段时间间隔内的累积浓度。活性炭吸附法的原理是活性炭对氡有很强的吸附力，在干燥常温、静态条件下，吸附效率接近100%。在一定条件下，活性炭吸附的氡气量与被吸附地点的氡浓度成正比。测量活性炭上的氡的衰变子体的Y强度，可反映出地下氡浓度的分布。
[0006]上述这些氡的检测方法各具不同的优势和缺点。采用上述方法对土壤氡进行检测时，大多可以采用打孔抽气的方法获得待测氡气。但本领域还需要一种优异的土壤氡的检测方法，使得所得数据能更真实、准确和快捷地反映待测地的实情。

【发明内容】

[0007]现有技术中，本领域技术人员知晓，在对某个测点进行土壤氡浓度检测的数分钟内，仪器所得的氡浓度数据随着时间的推移基本是稳定的，因而本领域技术人员认为，该数据已经能真实和准确地反映待测地的氡浓度实情。但本申请的发明人发现，对同一个待测地来说，因土壤结构间的差异，使得例如在相距0.5?1.5米的不同打孔位置(不同的测点)也会导致氡浓度检测结果的甚大差异；因而发明人尝试着使用多测点打孔连续抽气来解决该问题。
[0008]因此，本发明提供一种闪烁室法检测土壤氡的方法，其中，所述方法为多测点闪烁室法检测土壤氡，其中所述多测点是指在同次数据检测中同时检测的测点为两个或两个以上，即在同次数据检测中的打孔抽气位置为两个或两个以上，且各测点间两两相距0.5?
1.5米，所述闪烁室法检测是指以闪烁室法测氡仪进行检测。
[0009]本发明中，发明人经过实验发现，在待测地的打孔抽气位置间相距0.5?1.5米及以上时，会因土壤结构的不同对待测地土壤中氡含量数据大小结果影响明显。另外，本发明中，本领域技术人员容易理解的，所述闪烁室法测氡仪可以是现有技术中任意的闪烁室法测氡仪，例如通过商购获取该仪器。
[0010]在一个具体的实施方式中，所述多测点的测点数为3?5个。本领域技术人员容易理解地，当待测地的土壤结构差异明显较大时，更适宜选用较多个数的测点；而当待测地的土壤结构差异较小时，适宜选用较少个数的测点。一般情况下，优选的测点数是3?5个。
[0011]在一个实施例中，所述多测点之间构成等边形，优选为边长0.8?1.2米的正三角形或正方形。
[0012]在本发明的一种具体的实施方式中，所述闪烁室法测氡仪包含抽气筒、干燥塔、带进气口和排气口的闪烁室、光电倍增管、跟随器、整形电路、单道、高压、电源管理、单片机和存储器。在其中一种具体的实施方式中，所述干燥塔与所述闪烁室的进气口之间以胶皮管活动连接；此处使用胶皮管活动连接，可以使得检测前的冲洗步骤(冲洗除去非土壤气体的外来气体)和检测后的仪器养护步骤(除去仪器中的来自土壤中的气体)更为方便。
[0013]在本发明的另一种具体的实施方式中，所述多测点中的每个测点对应设置一个采样器，且每个采样器与所述闪烁室法测氡仪的抽气筒之间均以胶皮管活动连接。本领域技术人员容易理解的，虽然此处的连接可以是固定连接，但为了更为方便地改变多测点中测点的个数，因而更优选的是使用胶皮管进行活动连接。
[0014]本发明提供的多测点闪烁室法测定土壤氡操作简便、准确度高、探测下限更低。
【专利附图】

【附图说明】
[0015]图1为本发明中多测点闪烁室法检测土壤氡的装置示意图。
【具体实施方式】
[0016]本发明中提供下述实施例对本发明做进一步的阐述和说明，但本发明的范围并不限于下述实施例。本领域技术人员可以容易地对其所做出的变动和修改，均属于本发明的范畴。
[0017]实施例1
[0018]一、检测装置:
[0019]如图1所示，本实施例中提供一种具体的闪烁室法检测土壤氡的装置。其中，在该装置中包含3个用于放置在3个不同打孔测点的采样器，3个采样器均以胶皮管与闪烁室法测氡仪的抽气筒连接，使得闪烁室法测氡仪中的气泵启动时，抽气筒可以同时将这3个采样器中的气体送入(闪烁室法测氡仪自带的)干燥塔中，其中抽气筒与干燥塔之间以固定管路进行连接。经过干燥后的气体可以通过胶皮管的连接而被送入闪烁室法测氡仪的仪器进气口。本发明中的闪烁室法测氡仪可以商购获得，在一个具体的实施方式中，所述闪烁室法测氡仪至少包含如图1所示的抽气筒、干燥塔、带进气口和排气口的闪烁室、光电倍增管、跟随器、整形电路、单道、高压、电源管理、单片机和存储器。
[0020]本检测方法以闪烁室法为基础，用闪烁室法测氡仪中的气泵将多个测点的含氡的气体同时经干燥塔滤汽吸入闪烁室，氡及其子体发射的α粒子使闪烁室内的ZnS (Ag)柱状体产生闪光，光电倍增管再把这种光讯号变成电脉冲，由单片机构成的控制、测量电路把探测器输出的氡脉冲放大、整形，进行定时计数。单位时间内的脉冲数与氡浓度成正比，从而确定土壤中氡的浓度。
[0021]二、检测步骤:
[0022]1、打孔:根据测量的需要选择多测点，本实施例中为在待测地选一个边长为Im的等边三角形的三个顶点为3个测点。在每个测点处采用直径为20cm且长为80cm的钢钎打孔，孔的深度例如为70cm。成孔后，为防止微尘土被抽入仪器中，应将头部有气孔的采样器包好棉纱或者纤维，然后迅速插入打好的孔中，在此最适宜的是3个测点同时插入。且采样器在靠近地表处进行密闭(整个检测过程中，此处一直保持密闭状态)，以避免抽气时让大气进入孔中。
[0023]2、采样:首先，采样器与抽气筒间的胶皮管连接好，而干燥塔与仪器进气口之间的胶皮管断开，打开气泵，使得抽气筒抽气2?3min，以排除采样器内、采样器与抽气筒连接的胶皮管内的外来气体，其中干燥塔中因充满了干燥剂使得其中的外来气体可以忽略不计。在排除外来气体的步骤结束后，将干燥塔的另一端用胶皮管与仪器进气口连接，继续以气泵进行抽气5?IOmin (在此检测时间段内，闪烁室上的进气口与排气口中流经的气速相同)，所述闪烁室法测氡仪在这5?IOmin内连续检测待测土壤中的氡浓度。[0024]3、测量:气体进入闪烁室，氡及其子体发射的α粒子使闪烁室内的ZnS(Ag)柱状体产生闪光，光电倍增管再把这种光讯号变成电脉冲，由单片机构成的控制、测量电路，把探测器输出的氡脉冲放大、整形，进行定时计数，单位时间内的脉冲数与闪烁室法检测仪中的气泵抽入的气体中的氡浓度成正比，从而确定土壤中氡的浓度。
[0025]4、排气:测量步骤快结束时拔掉连接干燥塔与仪器进气口之间的胶皮管，使仪器抽入空气，因而将残留在仪器内的来自土壤中的气体排出，使得仪器的使用寿命可以更长。
[0026]三、检测结果:
[0027]对某地的地层深处70cm处的检测结果可知，从上述多测点闪烁室法测氡仪上读出该处土壤中氡气浓度为20000Bq/m3。
[0028]对比例I
[0029]对比例I中的检测装置与实施例1中相似，但只有一个采样器与抽气筒相连，相应的，也仅对待测地的某一个测点进行打孔抽气检测。同样的，对比例I中的检测步骤也与实施例I几乎相同。但对比例I中对同一个待测地的检测结果为18000Bq/m3。
[0030]从上述实施例可以看出，本发明的方法中闪烁室法测氡仪进气口中的进气量稳定，整个检测过程中所得的氡气浓度数据稳定。与对比例中的单测点相比，本发明中对同一检测地的不同位置分别打孔设置测点，对同时从多个打孔测点中抽出的总气体中的氡浓度进行检测，使得所得数据更能真实和准确地反映该检测地的氡气浓度的实情。另外，发明人还经过试验验证而意外地发现，本发明中的探测下限得到了改进，其中，实施例1中检测方法的氡气检测下限为<380Bq/m3，而对比例I中的氡气检测下限为<400Bq/m3。
[0031]总的说来，一方面，本发明中的多测点闪烁室法检测土壤氡与对比例I中的单测点闪烁室法检测土壤氡相比具有明显优势。另一方面，即使使用对比例I中的单测点闪烁室法土壤氡检测仪对不同的打孔位置(不同的测点)进行3次检测，再对3次检测结果取平均值作为最终结果，本发明也与这样的方案相比会具有诸多优势，一个是本发明中只需要做一次检测，这简化了操作步骤；另一个是本发明中的方法得到的数据能更加真实和准确的反映待测地的土壤氡浓度。
【权利要求】
1.一种闪烁室法检测土壤氡的方法，其特征在于，所述方法为多测点闪烁室法检测土壤氡，其中所述多测点是指在同次数据检测中同时检测的测点为两个或两个以上，即在同次数据检测中的打孔抽气位置为两个或两个以上，且各测点间两两相距0.5?1.5米，所述闪烁室法检测是指以闪烁室法测氡仪进行检测。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多测点的测点数为3?5个。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多测点之间构成等边形，优选为边长0.8?1.2米的正三角形或正方形。
4.根据权利要求1?3中任意一项所述的方法，其特征在于，所述闪烁室法测氡仪包含抽气筒、干燥塔、带进气口和排气口的闪烁室、光电倍增管、跟随器、整形电路、单道、高压、电源管理、单片机和存储器。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述干燥塔与所述闪烁室的进气口之间以胶皮管活动连接。
6.根据权利要求1?5中任意一项所述的方法，其特征在于，所述多测点中的每个测点对应设置一个采样器，且每个采样器与所述闪烁室法测氡仪的抽气筒之间均以胶皮管活动连接。
【文档编号】G01T1/20GK103941275SQ201410205436
【公开日】2014年7月23日 申请日期:2014年5月15日 优先权日:2014年5月15日
【发明者】文秋红, 田望舒, 李叶 申请人:长沙市宇驰检测技术有限公司