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石材的等级

2017-12-12 10:12:52 AM

放射性元素在各类天然石材中的含量与地壳平均含量(单位:克拉克值)对比简表 


放射性元素 地壳中平均含量(克拉克值:重量百分数) 火成岩及变质岩的平均含量 (沉积)变质岩类的平均含量 土壤中的平均含量 

淡色系列花岗岩 暗色系列花岗岩 

花岗岩类(白色、绿色、红色和花斑系列等 ) 闪长岩类(灰色系列) 玄武岩、辉长岩类 超基性岩、蛇纹岩类 大理石类 板石类 

铀 2×10-4 3.5×10-4 1.8×10-4 8×10-5 3×10-6 很微量 3.2×10-4 1×10-4 

钍 1×10-3 1.8×10-3 7×10-4 6×10-4 3×10-4 很微量 1.1×10-4 6×10-4 


通过对天然石材的放射性元素与地壳中的放射性元素的平均含量进行对比(见表1 ),由其含量的多寡就可以判定各类石材中辐射强度的大小。只要不超过地壳中的平均含量就不会对人类健康造成影响。 各类天然石材中的平均含量 我们可以发现:(1)正如我们上文如述,无论是在各种石材中,还是在陆地还是海洋中都存在着一定数量的放射性元素(微量的)放射性元素;(2)、由水成(沉积)生成的大理石类和板石类中的放射性元素含量,一般都低于地壳平均值的含量(其中只有少量的黑色板石可能稍高于地壳平均值,其原因见下述);(3)、在火成的花岗岩类①中,暗色系列的(包括黑色系列、蓝色系列和暗色的绿色系列)花岗岩和"线色系列"中的灰色系列花岗岩,其放射性元素含量也都低于地壳平均值的含量;(4)、只有"浅色系列"中的真正的花岗岩类和由火成岩变质形成的片麻状花岗岩及花岗片麻岩等(包括白色系列、红色系列、浅色的绿色系列和花斑系列),其放射性元素含量稍高于地壳平均值的含量(稍高的原因见下述)。所以从表1中可知,在全部天然装饰石材中,大理石类、绝大多数的板石类、暗色系列(包括黑色、蓝色、暗色中的绿色)和灰色系列的花岗岩类,其放射性辐射强度都小,即使不进行任何检测也能够确认是"A类"产品,可以放心大胆地用在家庭室内装修和任何场合中。 


对于浅色系列中的白色、红色、绿色和花斑系列的花岗岩,也不能笼统地认为放射性辐射强度都大,而是只有在以下几种情况下,其放射性辐射强度才有可能偏大: 


1、白色花岗岩类,主要是花岗岩类中的白岗岩。白岗岩是在地下岩浆冷凝的后期阶段生成的,它的主要成分是二氧化硅(Si02,即石英),在岩石中高达73-77%。这种岩石生成的阶段(即岩浆冷凝的后期阶段)恰好也是地下岩浆中的铀、钍、铷、铯、钾等放射性元素相对聚集的阶段。由于一切元素(包括放射性元素)在地球中的分布都是极不均匀的,如果恰好遇到某一地区的放射元素分布相对稍多(地质上称为"本底偏高")时,那么这个地区出产的白岗岩的放射性辐射强度就有可能偏大。 


2、红色花岗岩类,含钾的矿物钾长石是红色花岗岩的主要成分,而钾元素中的同位素钾-40(40K)本身就是放射性元素。所以含钾矿物(呈浅粉色、粉红色等等)越多,其辐射强度有可能越偏高(大)。 此外,在红色花岗岩类中,包括了片麻状花岗岩和花岗片麻岩。这种在距今二三十亿年前生成的古老岩石中,不仅含钾长石多,而且有时还含一种颜色美丽的(紫红色、酱红色、紫色等)特殊矿物--锆石(Zr-Si04)。铬石矿物中常混有铀、钍等放射性元素,从而使花岗岩的红色更加鲜艳华贵的同时,随之也提高了辐射强度,这就是著名的"印度红"和"南非红"辐射强度偏大(高)的原因所在。 


3、在浅色系列的绿色花岗岩中,有时含一种颜色鲜艳美丽的绿色、翠绿色、蓝绿色的特殊矿物--天河石。天河石本身就是由弱放射性元素钾、铷、铯组成的[(K,RbCs)(A1Si308)],因此含有这种矿物的名贵的绿色花岗岩,其辐射强度可能偏大。 


4、对于花斑系列的花岗岩,由于常有含钾的矿物和石英等其他矿物组成"大班晶",构成漂亮的斑状花岗岩,所以其辐射强度也有可能偏大。 


由上述可知,在全部浅色系列的花岗岩中,只有"本底偏高"地区的白岗岩、含钾长石矿物多(特别是含钾-40同位素多)的花岗岩、含锆石矿物的(古老)变质岩和含天河石矿物的花岗岩,才有可能形成放射性辐射强度偏大和可能有一定的危害现象。而这一部分花岗岩在全部浅色系列的花岗岩中所占的数量是比较少的(约占20%-25%),所以对大部分淡色花岗仍可以放心大胆地使用。 


那么为什么少量黑色板石的放射性辐射强度也有可能偏大(偏高)呢?这是因为,板石类石材都是由江、河、湖泊、海洋中沉积的泥质岩石变化成的,其中的黑色板石中含有较多的碳质成分。碳质和泥质在水中有罗强的吸附力和粘接力,将水中各种方向放射性物质和各种杂质都吸附到自身中,从而使某些黑色板石的辐射强度可能偏大。 


但是,中国地质大学的程业助教授解释到,我们通常所说的放射性危害主要是指放射性元素衰变过程中产生的“氡”。氡是一种放射性气体,如果人长期生活在氡 浓度过高的环境中,氡经呼吸道沉积在肺中,尤其是气管、支气管中,并大量放出放射线,从而危害人类健康,自然也有极少的情况是由于石材本身的放射性而直接影响人体健康的。而“过高浓度”的环境是致病的主要原因,欧洲早在1937年就发现矿工的肺病发病率是普通人的28.7倍。美国在二次大战后采取措施,人为控制了矿井的氡浓度,矿工发病率较低,有3年工龄的907名矿工调查发现3人有肺病。这说明只要人为加以控制,氡的危害完全可以降低到最低程度。而更为常人所熟视无睹土壤也释放“氡”。美国曾对国土资源进行过有关的调查,并划定了32个地区是不适宜居住的,而这些地区中有的早就建立了城市或居民区。我国广东省阳江地区,放射性辐射指标达到了3.3mSv,卫生部跟踪调查了26年,并未发现该地区的发病率比其他地区高。所以说正常的放射性影响并不可怕,人们在医疗过程中接受一次X光透视的辐射剂量就等于几年自然幅射总和,比起阳光的幅射要大的多,也未见对人们产生 多大的影响。 


对于人们正常情况下每年受到幅射的总剂量控制,我国标准规定不超进1mSv,而美国则规定在2mSv时不考虑到一不定量的放射性对人体的危害和空气中细菌对人体的危害是一样的,正常情况下人体的新陈代谢功能完全能够适应,不产生生理病变。从上文的结论中,我们了解到绝大部分的天然石材(约85%)的放射性辐射强度都较小,对人体没有危害;只有少量含某些特殊成分的天然石材放射性可能偏大。而我国石材放射性标准在制定时已充分考虑到保障丛书人民身体健康,在总的辐射剂量1mSv的控制前提下,扣除自然界以及其他材料的放射性后,划分了A,B,C三类。我国的标准远低于国际放射防护委员会规定的100贝克/每平方米标准,也比美国的相应标准还要严格。 


按所产生的氡气引起的辐射来定,A类产品的规定是70贝克/每平方米,可以使用于任何地方;B类产品是90贝/每平方米,可用于除居室内饰面以外的一切建筑物的内外饰面材料。至于C类产品仅用作建筑物的外饰面材料和工业用途。在装饰装潢中,重要的是一定要避免将C类产品用于室内(尤其是百姓居家中) 


人们居住的环境,正常情况下氡浓度是可以忽视的。特别要指出的是,千万不可把室内的放射性污柒全归罪于天然石材。实际上,居室内的氡气主要来源是土壤中存在的氡气不断地向外微量释放,因此平房、楼房的地下室和半地下室内氡气含量相对较高,而且在使用煤灰渣烧制成的墙体砖体中,其放射性物质的含量往往比某些特殊矿物的花岗岩放射性含量还要高。各种家电(电视、电脑、电冰箱、微波炉等等)都要不停地释放少量辐射。另外,室内装修中使用的各种化学物质的涂料、装饰材料中,都会不断地释放出一些有害的气体,尤其是甲醛和苯类对人类的伤害最大。相比起来石材释放出的氡气所占的比例仅2%,可以说微不足道。即使在居室中已经装饰了B类产品,氡浓度也不一定会增高多少。因为标准测试时用的是4×4×0.5米的样品,而居室装修用的石材厚度仅10厘米到20厘米,放射性会大打折扣。 


清除室内一切污染物质的最有效最简单的方法是加强室内通风,测试表明:一间将门窗完全关闭一夜的居室中氡气含量高达151贝克/每平方米情况下,经过开窗通风一小时后,氡的含量下降到48贝克/每平方米,完全符合了A类产品 ≤70贝克/每平方米的标准。因此,每天起床后和睡前开窗半小时-1小时,就可确保全家人的身体安全。如果担心C类产品用在家居中,可使用由中国石材协会与有关单位研制的手持式“石材放射性探测仪”检测石材板材中放射性物质的具体含量。 


总体上来说,我国的大理石,板岩放射性极低,无需检测,就可规属于A类产品。花岗石绝大多数属于A类产品,其余也基本是B类,因此人们完全可以放心使用。