發(fā)現(xiàn)簡史

1899年R·B·歐文斯和E·盧瑟福在研究釷的放射性時(shí)發(fā)現(xiàn)氡，當(dāng)時(shí)稱為釷射氣，即氡220。1900年F·E·多恩在鐳制品中發(fā)現(xiàn)了鐳射氣，即氡222。1902年F·O·吉塞爾在錒化合物中發(fā)現(xiàn)錒射氣，即氡219。

1903年，還是發(fā)現(xiàn)氬、氪、氖、氙一系列惰性氣體的拉姆賽對(duì)它們進(jìn)行了初步探索。他和索迪從溴化鐳的放射產(chǎn)物中獲得0.1立方厘米的鐳射氣。這樣少量的氣體比一個(gè)大頭針的針頭還小，是看不見的。探索沒有取得有成效的結(jié)果。

到1904年，拉姆賽測(cè)定了它的光譜；1908年他和格雷合作測(cè)定了它的密度，確定它是一種新元素，不是別的，正和已經(jīng)發(fā)現(xiàn)的一些惰性氣體一樣，是一種化學(xué)惰性的氣體元素。他們將它命名為niton。這個(gè)詞來自希臘文niteo，原意是“發(fā)光”，因?yàn)樗诤诎抵心軌虬l(fā)光，并且能夠使一些鋅鹽發(fā)光。兩年后他們二人共同測(cè)定了它的原子量為220，確定了它在化學(xué)元素周期表中的位置，正好處在惰性氣體的末位。

元素分布

由于地球表面的巖石和土壤中含有微量的鈾，在土壤、地表水和大氣中都含有氡。大氣中氡的濃度受到氣象與地質(zhì)等因素的影響，變化較小。根據(jù)世界各地的調(diào)查，一般室外空氣中Rn的平均放射性濃度約為（0.4～2）×10貝可/升。由于氡的密度較大，空氣中氡的相對(duì)含量隨海拔高度的增加而迅速減少。氡在地殼中的含量極微。

物理性質(zhì)

在通常條件下，氡是無色無味的氣體，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下。氡較易壓縮成無色的發(fā)磷光的液體。固體氡有天藍(lán)色的鉆石光澤。與其他惰性氣體相比，氡顯著地溶于水，氡更易溶于煤油、甲苯、二硫化碳等有機(jī)溶劑。氡很容易吸附于橡膠、活性炭、硅膠和其他吸附劑上，加熱到350℃時(shí)，氡又能從活性炭上全部解吸下來。可以利用這一特性將氡與其他氣體雜質(zhì)分離。單質(zhì)由單原子分子組成，稀有氣體，有放射性，衰變時(shí)釋放出高能量的α粒子，壽命最長的同位素222Rn的半衰期為3.82天。能使水分解。

化學(xué)性質(zhì)

氡原子的電子組態(tài)為（Xe）4f1?5d1?6s26p?。

化學(xué)性質(zhì)不活潑。利用氡與氟氣直接化合，可以得到氟化氡，它與氙的相應(yīng)化合物類似，但更穩(wěn)定，更不易揮發(fā)。此外，氡能和水、酚等形成絡(luò)合物。

已知氡的放射性同位素有2??Rn～22?Rn共27種。其中，通常所指、最重要、壽命最長的是222Rn，半衰期為3.82d，放出的α粒子能量為5.489MeV，經(jīng)衰變后產(chǎn)生一系列子體，最后變成穩(wěn)定的2??Pb。

應(yīng)用領(lǐng)域

將鈹粉和氡密封于管中，氡衰變時(shí)放出的α粒子與鈹原子核進(jìn)行（α，n）核反應(yīng)，產(chǎn)生中子，可用作實(shí)驗(yàn)室的中子源。氡還可用作氣體示蹤劑，用于研究管道泄漏和氣體運(yùn)動(dòng)等。

強(qiáng)烈地震前，地應(yīng)力活動(dòng)加強(qiáng)，氡氣不僅運(yùn)移增強(qiáng)，含量也會(huì)發(fā)生異常變化。如果地下含水層在地應(yīng)力作用下發(fā)生形變，就會(huì)加速地下水的運(yùn)動(dòng)，增強(qiáng)氡氣的擴(kuò)散作用，引起氡氣含量的增加。測(cè)定地下水中氡氣含量的增加可以作為一種地震前兆。

制備方法

已發(fā)現(xiàn)質(zhì)量數(shù)為199～226的全部氡同位素，除了Rn219、Rn220、Rn222是天然放射性同位素外，其余都是通過人工核反應(yīng)合成的。氡是鐳、釷等放射性元素蛻變時(shí)的產(chǎn)物。

健康危害

1.在許多國家中，氡是肺癌的第二種最重要病因。

2.根據(jù)一個(gè)國家中的平均氡水平，氡估計(jì)造成所有肺癌的3%至14%。

3.氡更有可能使吸煙者罹患肺癌，而且是非吸煙者中肺癌的主要病因。

4.氡誘發(fā)的肺癌主要是中低濃度、而不是高濃度的氡造成的，因?yàn)橛性S多人在家中接觸這種低濃度的室內(nèi)氡。

5.家中的氡濃度越低，風(fēng)險(xiǎn)也就越小。

6.對(duì)多數(shù)人而言，接觸的大部分氡來自家中。家中氡的濃度取決于：地基的巖石和泥土中鈾的含量；可供氡進(jìn)入家中的途徑；室內(nèi)外空氣的交換速度，這取決于房屋的構(gòu)造、居住者的通風(fēng)習(xí)慣和窗戶的密封程度。

7.氡通過以下途徑進(jìn)入家中：水泥地面與墻壁連接處的裂縫；地面的縫隙；空心磚墻上的小洞；污水坑和下水道。氡水平在地下室、地窖或與泥土接觸的其它結(jié)構(gòu)區(qū)通常較高。

8.鄰近房屋中的氡濃度可有差異，而且在一座房屋中每天及每小時(shí)都可有所不同。鑒于這種起伏，估算室內(nèi)空氣中氡的年平均濃度需要對(duì)氡的平均濃度至少進(jìn)行三個(gè)月的測(cè)定。多數(shù)國家采用室內(nèi)空氣氡濃度200-400 Bq/m3為參考水準(zhǔn)，超過此水準(zhǔn)就應(yīng)采取緩解措施。

9.氡222屬中毒性核素，通過呼吸系統(tǒng)進(jìn)入人體后，能引起肺癌，也能嚴(yán)重地?fù)p傷腎臟。放射性工作場所空氣中氡的最大容許放射性濃度為1.1貝可/升。需要注意的是，其毒性是由放射產(chǎn)生的α粒子造成的，并不是化學(xué)性質(zhì)所至。

安全措施

氡濃度控制標(biāo)準(zhǔn)

室內(nèi)氡濃度控制標(biāo)準(zhǔn)：從1995年到2004年，中國先后頒布了《住房內(nèi)氡濃度控制標(biāo)準(zhǔn)》GB/T16146-1995、《民有建筑工程內(nèi)部環(huán)境污染控制規(guī)范》GB50325-2001、《地下建筑氡及其子體控制標(biāo)準(zhǔn)》GB16356-1996、《人防工程平時(shí)使用環(huán)境衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》GB/T17216-1998和《室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)》GB/T118883-2002，均明確了各類建筑物的室內(nèi)氡濃度控制標(biāo)準(zhǔn)。2004年國家住宅與居住環(huán)境工程中心制訂的《健康住宅建設(shè)技術(shù)要點(diǎn)（2004版）》中也將氡濃度控制標(biāo)準(zhǔn)列入了人居健康工程的室內(nèi)空氣質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)的要素之中。其中，《地下建筑氡及其子體控制標(biāo)準(zhǔn)》GB16356-1996規(guī)定：（1）已建的地下建筑的行動(dòng)平衡當(dāng)量濃度為400。（2）待建的地下建筑的行動(dòng)平衡當(dāng)量濃度為200。這是基于中國地下建筑使用情況，即通常不作為永久性住宅的考慮。若實(shí)際情況并非如此，則應(yīng)采用相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的控制水平。《民用建筑工程內(nèi)部環(huán)境污染控制規(guī)范》GB50325-2001規(guī)定：I.類民用建筑（住宅、醫(yī)院、老年建筑、幼兒園、學(xué)校教室等）氡濃度限量≤200；Ⅱ.類民用建筑（辦公樓、商店、旅館、圖書館、展覽館、體育館、公共交通等候車室、餐廳、理發(fā)店等）氡濃度限量≤400。并規(guī)定“民用建筑工程及室內(nèi)裝修工程的室內(nèi)環(huán)境質(zhì)量驗(yàn)收，應(yīng)在工程完工至少7天以后、工程交付使用前進(jìn)行?！薄笆覂?nèi)環(huán)境質(zhì)量驗(yàn)收不合格的民用建筑工程，嚴(yán)禁投入使用。”

氡濃度控制措施

氡的源頭控制技術(shù)措施：氡的防治應(yīng)從源頭抓起，一般性原則是：（1）使土壤中的氡進(jìn)入室內(nèi)的途徑最少；（2）使室內(nèi)外的壓力差保持為零；（3）在建造房子時(shí)要滿足室內(nèi)氡能夠容易排出的要求。具體措施如下：

正確選擇地基：在設(shè)計(jì)和施工以前，對(duì)地基進(jìn)行放射性測(cè)量和評(píng)價(jià)，以避免房屋建在含放射性鐳等的地基上。這是降低氡及其子體潛在危害的最有效措施。例如，巖石（土壤）是地下工程內(nèi)部環(huán)境氡的主要來源之一。從巖石類型的角度考慮，如果建在酸性巖（如花崗巖）上，內(nèi)部氡濃度一般比建在沉積巖（如石灰?guī)r、紅色砂巖）上更高些，建在正變質(zhì)巖（從巖漿巖經(jīng)變質(zhì)而成，如花崗片麻巖）要比建在副變質(zhì)巖（從沉積巖經(jīng)變質(zhì)而成，如大理巖）上更高些。另外，如果地下工程建在鈾礦化（床）或油氣田地下水流經(jīng)的地方，室內(nèi)氡濃度也較高。

鋪墊隔離層：當(dāng)必須在氡釋放潛力較高的地址上建造房物時(shí)，合理地處理地基、鋪墊隔離層，可在一定程度上降低進(jìn)入新建房屋的氡量。

自然或強(qiáng)制沉積：氡子體是荷電的，這使得它們能黏附于氣溶膠顆粒表面。它們也能保持為非附著狀態(tài)，并且沉積到建筑物表面，從而減少暴露。實(shí)驗(yàn)表明，沉積到建筑物表面的氡子體量占總氡子體的百分比是氣溶膠顆粒濃度的函數(shù)。當(dāng)氣溶膠顆粒濃度大于105個(gè)/cm3時(shí)，沉積到建筑物表面的氡子體占總氡子體的4%；而當(dāng)氣溶膠顆粒的濃度小于103個(gè)/cm3時(shí)，該比值為86%。觀察還表明氡子體沉積到墻面上的能力高于地板和室內(nèi)物體的臺(tái)面。沉積消減氡子體暴露的實(shí)際應(yīng)用包括：使用天花板和HVAC系統(tǒng)設(shè)備來降低氡子體暴露；選擇強(qiáng)制空氣供暖系統(tǒng)替代輻射傳熱系統(tǒng)；減少顆粒產(chǎn)生。比如限制吸煙和控制室內(nèi)灰塵等。

防氡涂料：在墻壁表面覆蓋裝飾貼面可以減少氡的析出，在墻壁和地面涂某些涂料可以有效抑制氡的析出。磚外附有白灰，析出率大約可以降低3倍，如果白灰外再涂有油漆，析出率又會(huì)降低1倍。如果在地下工程內(nèi)表面涂上一層密封性能較好的材料，則可以阻止部分氡的析出，從而降低氡的析出率。一般防潮性能較好的材料，防氡性能也較好，這是因?yàn)榉莱辈牧弦话愣季哂泻芎玫拿芊庑阅?，它在阻止水分散發(fā)的同時(shí)，也阻止了氡的析出。國外有一種名為“RadonSeal”的防氡防潮涂料，當(dāng)將這種涂料刷在混凝土或磚塊上后，它可以滲透一定深度，增加了混凝土和磚塊的密實(shí)性和強(qiáng)度，可以達(dá)到較好的防氡效果。國內(nèi)某學(xué)院研究了一種環(huán)保防氡內(nèi)墻漆，采用雙層膜物質(zhì)交叉聚合成膜技術(shù)，提高了漆的密實(shí)性和耐久性，防氡防潮。

防止土氣進(jìn)入室內(nèi)的地下建筑物設(shè)計(jì)和施工：通過合理設(shè)計(jì)和建設(shè)地下室、水泥地板和管廊等地下工程，可有效地防止土氣進(jìn)入室內(nèi)。

防止氡氣進(jìn)入已建好的房子：

（1）澆注水泥之前，在地板下面鋪墊約10cm厚豌豆大小或再大些的礫石層，以便于在地板下面建立通風(fēng)系統(tǒng)。

（2）在澆注地板之前，將約30cm，最小直徑10cm的聚氣乙烯短管垂直插入地板下面的礫石層，并將短管的上端蓋好。當(dāng)建筑完工后，若需要采取進(jìn)一步降氡措施，則可將豎立短管的蓋取下，并將其連到對(duì)流式煙道或風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的排風(fēng)管中。

另一種方法是在已建好的水泥板上鉆一些直徑為10cm的小孔，然后把風(fēng)管插入這些孔中。

（3）為產(chǎn)生必要的空氣對(duì)流，被動(dòng)式通風(fēng)降氡方法通常需設(shè)置從地板直達(dá)屋頂?shù)臒焽琛．?dāng)裝有主動(dòng)通風(fēng)系統(tǒng)時(shí)，通過屋頂?shù)耐L(fēng)仍然是最好的方法。

（4）當(dāng)?shù)匕逑旅娴耐L(fēng)系統(tǒng)采用主動(dòng)式通風(fēng)（風(fēng)機(jī)驅(qū)動(dòng)）時(shí)，為防止排出的氣體又反抽回去，必須采取措施及時(shí)補(bǔ)充空氣。

避免室內(nèi)真空防止土氣進(jìn)入室內(nèi)：當(dāng)室內(nèi)存在真空時(shí)，土氣在壓力差的作用下，可能通過縫隙進(jìn)入室內(nèi)，因此，保持墻壁無裂縫和裂隙、窗玻璃安裝嚴(yán)密，甚至各房間居室之間減少對(duì)流風(fēng)，以免形成負(fù)壓造成地下氡氣上涌是比較合理的。

氡濃度其它控制措施：

（1）增強(qiáng)室內(nèi)通風(fēng)，這是降低室內(nèi)氡濃度最簡單、最有效的方法。這是因?yàn)椋弘睆耐寥阑蚪Y(jié)構(gòu)表面析出率服從氣體擴(kuò)散的裴克定律，氡的擴(kuò)散及擴(kuò)散系數(shù)隨室內(nèi)溫度升高和壓力下降而增加，而通風(fēng)能使室內(nèi)外氣壓保持一致或者室內(nèi)略高，從而減少了氡從土壤中析出的數(shù)量；同時(shí)，加大新風(fēng)換氣量可以把室內(nèi)的氡及其子體排至室外，用室外空氣稀釋了室內(nèi)空氣中的氡濃度。以往的通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)為了節(jié)能大量采用回風(fēng)，使含氡的空氣重復(fù)使用，加劇了氡的富集，因此，通風(fēng)空調(diào)系統(tǒng)，尤其是地下建筑，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)考慮防氡通風(fēng)所需的新風(fēng)換氣次數(shù)。在條件有限的情況時(shí)可以采用強(qiáng)迫通風(fēng)的方式。

（2）采用空氣凈化器或負(fù)離子發(fā)生器，可有效降低關(guān)門窗情況下室內(nèi)氫濃度的增長速率。

（3）采用過濾或增加室內(nèi)空氣流動(dòng)，以提高氡子體的沉積，達(dá)到降低室內(nèi)氡子體的目的。

（4）減少家庭用水量以及天然氣用量，并在使用時(shí)，保持浴室、廚房的良好通風(fēng)。如果檢測(cè)水的氡濃度過高，可采用粒狀活性碳處理后飲用。

（5）覆蓋室內(nèi)暴露土壤，密封各種裂縫。