陶瓷砖放射性核素的质量现状分析及研究

刘新国 资 鹏

江西省产品质量监督检测院，江西 南昌 330029

陶瓷砖放射性核素的质量现状分析及研究

刘新国 资 鹏

江西省产品质量监督检测院，江西 南昌 330029

陶瓷砖是现在用于室内装饰材料使用最频繁的材料之一，其中含有的天然放射性核素镭、钍衰变会产生的γ、β射线，γ射线的穿透力很强，会穿透人体并和体内细胞发生碰撞，从而破坏人体的淋巴细胞，使人的免疫力降低；β射线的射程较短，对小孩、孕妇和老人的影响较大。本文介绍了陶瓷砖放射性核素的来源，并对现行的国内外相关检验标准进行了对比，通过分析陶瓷砖国家监督抽查数据，发现我国的陶瓷砖的放射性核素水平合格率处于较高水平。针对陶瓷装饰材料含有的放射性核素的一些现状进行了分析，并对陶瓷砖的使用提供了一些建议。

陶瓷砖；镭；钍；放射性核素

1 引言

近年来，大部分消费者对装修材料带来的室内外环境污染，第一时间马上就会想到涂料、家具中含有的甲醛、苯等有毒物质是否会超标，是否会对人体带来严重的伤害？可是还有一种很特殊的污染源，却常常很容易被人们所忽视，它的存在无色、无味、看不见，摸不着，却能浑然不觉中“杀人于无形”—— 装修材料的放射性。而说到装修材料带来的放射性，人们最容易想到的就是一些石材、石膏板等材料，殊不知，家居装修常使的陶瓷砖，它的放射性污染丝毫不比前面所说的材质来得弱。陶瓷砖装饰材料的放射性核素对人体的伤害，主要通过两个方面进行：一个是外照射，主要是γ射线电离辐射；另一个是内照射，主要是通过吸入放射性气体--氡，在体内近距离释放α射线，分解体内细胞而破坏生理平衡，对人体造成损坏。

氡是一种具有放射性的天然物质，无色无味，具有易扩散、溶于水，且极易溶于脂肪的特点。其来源于一种叫做镭的化学物质，这类物质在陶瓷砖的原材料中含有，如矿渣中作为乳化剂的锆英砂就含有镭。镭经过衰变会产生氡，氡进入人体呼吸道后，在未衰变前，一部分仍可随呼吸活动被呼出体外，另一部分即黏附在呼吸道上被人体吸收，除主要从呼吸道吸入以外，少数也可在咽喉部随吞咽动作进入消化道，在体内对人造成辐射，破坏人的呼吸系统。此外由于氡对人体脂肪有很高的“亲和力”，如果人体长期吸入大量的氡，还会影响到人的神经系统，使人精神不振，昏昏欲睡，更严重可能会使人体细胞发生异变，进而导致肺癌、白血病等疾病。

2 放射性核素产生的来源分析

陶瓷砖含有的放射性核素主要来源于原材料中天然放射性核素。天然生成的放射性核素分为两类：原生放射性核素和宇生放射性核素，前者是在太阳系形成初期阶段生成的，后者则来自宇宙空间的宇宙射线及其感生放射性核素。原生的放射性核素同地球的形成相关，主要是一些高原子数的放射性核素，归类为4个衰变系，即：钍系4n232Th→208pb，镎系4n+1241Cm→209Bi，铀系4n+2238U→206pb，锕系 4n+3235U→207pb。其中，镎系由于半衰期短，现在自然界已不存在。钍系、铀系、锕系的母体半衰期长，大致与地球年龄相当，构成地球上的主要天然放射性核素与辐射场，其衰变系中各核素的平衡量列于表1、表2。

表1 铀和锕衰变系各核素的平衡量

表2 钍衰变系个核素的平衡量

其中，铀系归一条件有两个，一个是按238U归一，另一个按226Ra归一。钍系按232Th归一。且在平衡条件下，无论这三系的放射性活度是相同的。除了上述三个原生的放射性核素衰变系外，还有一些原生的单个放射性核素，如40K，由于它的半衰期长，含量丰富，使其成为地球上主要的单个放射性核素。因此，226Ra、235U、232Th和40K成为环境放射性监测中主要的调查对象或检测对象。

3 国内外相关的标准情况

3.1 我国标准情况

截至目前，我国已经相继颁布了GB6763-86《建筑材料工业废渣放射物质限制标准》、GB9196-88《掺工业废渣建筑材料产品放射性物质控制标准》、JC518-93《天然石材产品放射性分类控制标准》、GB/T 16146-1995《住房内氡浓度控制标准》、GB6566-2000《建筑材料放射卫生防护标准》、GB6566-2001《建筑材料放射性核素限量》、GB6566-2010《建筑材料放射性核素限量》、GB50325-2010《民用建筑工程室内环境污染控制规范》等相关标准规范，对陶瓷砖含有的放射性核素限量进行严格的监测和控制。

在国家标准GB 6566-2010《建筑材料放射性核素限量》中对建筑材料的放射性限量做了明确的规定，A类装饰装修材料中天然放射性核素镭-226、钍-232、钾-40的放射性比活度应同时满足IRa≤1.3和Ir≤0.9，其产销与使用范围不受限制；B类装饰装修材料中放射性比活度应同时满足IRa≤1.3和Ir≤1.9，其不可用于I类民用建筑的内饰面，但可用于民用建筑、工业建筑内饰面和其他建筑的外饰面；C类装饰装修材料中放射性比活度应同时满足IRa≤2.8，只可用于建筑物的外饰面及室外其他用途。

其中，IRa表示内照射指数，按式（3-1）[1]计算：

式中：

CRa表示建筑材料中天然放射性核素镭-226的放射性比活度；

200表示在内照射情况下，标准规定的建筑材料中放射性核素镭-226的放射性比活度限量。

Ir表示外照射指数，按式（3-2）[1]计算：

式中：

CRa、CTh、CK分别表示示建筑材料中天然放射性核素镭-226、钍-232、钾-40的放射性比活度；

370、260、4200分别表示在外照射情况下，标准规定的建筑材料中放射性核素镭-226、钍-232、钾-40在其单独存在时标准规定的限量。

3.2 国外标准情况

美国国家标准协会于2008颁布了ANSIA137.1-08《美国陶瓷砖国家标准规范》。该标准与我国现在实施的国家标准有很大差异，美国陶瓷砖标准既没有对放射性核素226Ra进行专门的规定，也没有对内照射指数进行专门的描述。而欧洲虽然也没有对内照射指数进行描述，但是其与我国标准都是采用国际标准，所以美国标准自成一个体系，其安全系数均有异于我国和国际标准。

此外，欧洲标准对氡气浓度做了限量规定，不超过200Bq/m3，相比较我国对氡气浓度的规定要更加严格。欧洲标准对外照射指数也做了限定，其公式为式（3-3）：

式中Ir的限量为：当射线剂量为0.3mSv/a的时候Ir≤2；当射线剂量为1 mSv/a的时候Ir≤6。与我国的外照射指数公式对比，我国公式中的分母要大于欧洲公式的，因此无论处于哪一个射线剂量，我国的外照射指数均严于欧洲的。

4 国家监管情况分析

鉴于陶瓷砖产品的广泛使用性，为了保障消费者的人身健康，各级质检部门依据GB4100-2006等相关标准，对陶瓷砖产品开展了多次监督抽查工作。本文以国家监督抽查为例，从2007年到2014年国家质检总局对陶瓷砖产品进行了国家监督抽查，产品合格情况与放射性核素项目合格情况如下表3。

表3 2007年～2014年陶瓷砖产品国家监督抽查情况

从表3可知，陶瓷砖的放射性核素稳定保持超高的合格率，平均合格率达到99.66%。可见，相较于陶瓷砖其他项目的合格率，我国对放射性核素的监测工作处于世界的领先水平。但是，仍然有一些超标事故存在。

5 存在的问题分析

作为装修材料使用最频繁的产品之一，陶瓷砖的放射性核素带来的污染一直被多数的消费者所忽视。只有等到事故发生后才会引起警惕。如西安某市民购买了超标放射性物质的陶瓷装饰材料，结果导致其家庭成员出现不同的脱发、无力、精神性抽搐等现象；在北京也有因为放射量超标而导致不孕不育的案例；甚至还有致人患上严重疾病的例子，在广州一家单位，由于办公室装修使用的装饰材料严重超标而导致两名员工先后患上白血病；再有在四川省有一个案例，一家三口在短时间内均患上了再生障碍性贫血。这些案例都是经过相关部门在多方面的查找下，才发现导致疾病产生的原因正是由于装饰材料的放射性剂量严重超标。

由此我们可以分析出使用陶瓷装饰材料带来的室内环境污染的几个特点：

1.由于每个人生活的环境不同，其健康也是受到多方面的影响，如果没有进行专业的监测以及科学技术指导，很难判断是因为某种建筑材料导致人生健康的损坏，也就是说造成人体伤害的因素很复杂。

2.每个人的体质不一样，个人的免疫力、遗传因素以及过敏史等等皆不相同，这就可能导致在相同的情况下，每个人身体受伤害的程度会不一样，也许对于体质好的人不足以导致疾病，但对于体质比较弱的小孩、孕妇、老人却足以致病，这也是说受害者的个体差异性。

3.装饰材料的天然放射性核素铀衰变产生氡，氡是放射性核素导致人得肺癌的主要因素之一，且其诱发肺癌的潜伏期能达到15年之久，这就说明放射性核素污染的潜伏性。

总之，由于体质的差异、接触的时间不同以及有害物质的潜伏性，陶瓷装饰材料带来的室内环境污染对人体造成的伤害也不相同。

6 总结及建议

虽然国家标准对建筑陶瓷砖的放射性规定了严格的分类控制指标，但并不是说A类装饰装修材料就绝对安全，B类装饰装修材料就绝对不安全，必须对其剂量进行严格控制，因为有些原材料根据矿物成分变化，放射性有可能从A类到C类都有。可见，在实际生产和使用中，必须针对每批量产品进行抽样检测，以确定其放射性含量，再根据其用途和用量采用灵活的防范意识。

例如内照射指数为0.9的A类材料用在室内一定要注意多通风，最好是不用在卧室等长期封闭使用的室内；对于用量不大的B类材料，内照射指数为1.1的产品作为窗台板或茶几板等用途放在卧室内也是未常不可的。日常生活中即使用了放射性水平较低的材料，也应对室内多通风，原因是墙地等其它建筑装修材料同样会放出氡气。

本文就如何保护自己不受放射性物质的伤害，给出以下几点建议：

一、儿童房不要铺瓷砖

由于氡的密度比较大，在室内一般都会悬浮在距离地面一米以下，越低所含氡的浓度就越大，所以，儿童的房间尽可能不要铺设瓷砖。

二、不要使用强酸性清洗剂

清洁瓷砖时不要使用强酸性清洗剂，这样会造成瓷砖加速老化和表面粉化，也就增大了人体吸入瓷砖粉末的几率，危害人体健康，但是瓷砖的放射性不会因为清洁剂所产生的化学反应而加大。

三、陶瓷砖的选择

最好选择亚光砖。如果使用抛光砖，平时家中尽量开小灯，要尽量避免灯光直射或通过反射影响到眼睛，可避免一些抛光砖中超白砖的辐射更强，彩釉砖表面放射性元素氡的析出率比普通砖要高。

四、要具有防范意识

由于放射性物质无色无味，若没有专门的仪器测量，日常生活中人们根本无法直接辨别哪些瓷砖辐射会超标，所以在装修时尽量不要将室内全部用瓷砖装饰。

[1] GB6566-2010，建筑材料放射性核素限量[S].中国标准出版社：国家质量监督检验检疫总局，2010

Analysis and research on quality of radionuclides in ceramic tiles

Liu Xinguo Zi Peng
Jiangxi Provicial Product Quality Supervision Testing College,Nanchang,Jiangxi330029,China

ceramic tiles is one of the most important material of housing indoor decorative material , containing natural radionuclides decay of radium, thorium，radium produces γ radiation, thorium produces β radiation. The penetrability of γ radiation is very strong, which can penetrate the human body cells and Collision the body, so as to disrupt the body's lymphocytes, reduce the human immune system . Considering β-Ray short range, significant impact on children, pregnant women and the elderly. This paper introuduces the sources of radionuclides of ceramic tiles, and compare with the relevant standards which exist at home and broad,analysize the date of national supervision and spot check of ceramic tiles, discover the pass rates ceramic tiles radionuclide at a relatively high level. Through analyzing the current situation of radionuclide of ceramic tiles, and provide some advice at the using of ceramic tiles.

Ceramic tiles Tadium Thorium radionuclides

刘新国，男，高级工程师，主要从事产品检验工作，E-mail:liu922136@126.com。

资鹏，男，硕士，主要从事产品检验工作，E-mail:254652856@qq.com。