盐酸对人体危害
盐酸对人体危害
盐酸对人体危害,在我们的生活中,有好多的物品对我们的身体都是有定的伤害的,冰乙酸就是其中的一种,很多人可能还不太了解它的危害,下面我整理了盐酸对人体危害,一起来看看吧。
盐酸对人体危害1盐酸(IUPAC名:chlorane)是氯化氢(英语:hydrochloricacid;化学式:HCl)的水溶液,又名氢氯酸,属于一元无机强酸,工业用途广泛。盐酸的性状为无色透明的液体,有强烈的刺鼻气味,具有较高的腐蚀性。浓盐酸(质量分数约为37%)具有极强的挥发性,因此盛有浓盐酸的容器打开后氯化氢气体会挥发,与空气中的水蒸气结合产生盐酸小液滴,使瓶口上方出现酸雾。盐酸是胃酸的主要成分,它能够促进食物消化、抵御微生物感染。
16世纪,利巴菲乌斯正式记载了纯净盐酸的制备方法:将浓硫酸与食盐混合加热。之后格劳勃、普利斯特里、戴维等化学家也在他们的研究中使用了盐酸。
工业革命期间,盐酸开始大量生产。化学工业中,盐酸有许多重要应用,对产品的质量起决定性作用。盐酸可用于酸洗钢材,也是大规模制备许多无机、有机化合物所需的化学试剂。全球每年生产约两千万吨的盐酸。
王水是一种由盐酸与硝酸组成的混合物。13世纪欧洲炼金术士伪贾比尔的作品中提到,可以通过将卤砂(主要成分为氯化铵)溶于硝酸来制备王水[8][9][10][11]。也有说法称最先在手稿中提到王水的是13世纪末的拜占庭。
16世纪,利巴菲乌斯第一次正式记载了分离出的纯净盐酸,他是在粘土坩埚中加热盐与浓硫酸的混合物来制备它的。也有一些作者认为纯的盐酸是由15世纪德国本笃会的巴希尔瓦伦丁制备的,他的方法是将食盐与硫酸亚铁混合加热后酸化。不过,其他一些作者认为直到16世纪末都没有文献明确表明有人制备过纯的盐酸。
盐酸是无色液体(工业用盐酸会因有杂质三价铁盐而略显黄色),为氯化氢的水溶液,具有刺激性气味,一般实验室使用的盐酸为0.1mol/L,pH=1。由于浓盐酸具有挥发性,挥发出的氯化氢气体与空气中的水蒸气作用形成盐酸小液滴,所以会看到白雾。盐酸与水、乙醇任意混溶,浓盐酸稀释有热量放出,氯化氢能溶于苯。浓盐酸(发烟盐酸)会挥发出酸雾。盐酸本身和酸雾都会腐蚀人体组织,可能会不可逆地损伤呼吸器官、眼部、皮肤和胃肠等。在将盐酸与氧化剂(例如漂白剂次氯酸钠或高锰酸钾等)混合时,会产生有毒气体氯气。
盐酸对人体危害2盐酸对皮肤有很大伤害。
生活中当你能够嗅到盐酸气味的时候说明盐酸分子已经进入你的鼻腔,长期下来可能对鼻腔粘膜造成损害,因为盐酸主要的危害是腐蚀。建议每次下班后回家立即洗澡(用浴液香皂洗即可因为它们都是碱性的),洗掉附着在皮肤上的盐酸。
但人体的胃酸主要是盐酸. 高浓度盐酸对鼻粘膜和结膜有刺激作用,会出现角膜浑浊、嘶哑、窒息感、胸痛、鼻炎、咳嗽,有时痰中带血。盐酸雾可导致眼脸部皮肤剧烈疼痛。如发生事故,应立即将受伤者移到新鲜空气处输氧,清洗眼睛和鼻,并用2%的苏打水漱口。浓盐酸溅到皮肤上,应立即用大量水冲洗5至10分钟,在烧伤表面涂上苏打浆。严重者送医院治疗。
纯氯化氢为无色有刺激性和臭味的气味。其水溶液即盐酸,纯盐酸无色,工业品因含有铁、氯等杂质,略带微黄色。相对密度1.187。氯化氢熔点-114.8℃。沸点-84.9℃。易溶于水,有强烈的腐蚀性,能腐蚀金属,对动植物纤维和人体肌肤均有腐蚀作用。
浓盐酸在空气中发烟,触及氨蒸气会生成白色云雾。氯化氢气体对动植物有害。盐酸是极强的无机酸,与金属作用能生成金属氯化物并放出氯;与金属氧化物作用生成盐和水;与碱起中和反应生成盐和水;与盐类能起复分解反应生成新的盐和新的酸。
盐酸对人体危害3盐酸是氯化氢的溶液,是一种化合物。纯粹的盐酸是没有颜色的.液体,有刺激味道。工业用品浓盐酸因带有残渣(Fe3+)含有淡黄色。浓盐酸具备挥发物,开启浓盐酸的瓶塞在瓶塞马上造成乳白色有机气体。这是由于从浓盐酸中蒸发出去的氯化氢气体跟空气中水蒸气触碰,产生盐酸小液体分散化在空气中产生有机气体。强酸碱性,和碱反映转化成氟化物和水
盐酸的不良影响有什么:
触碰其蒸汽或浓烟,可造成急性中毒,出现眼结膜炎,鼻及口腔黏膜有灼热感,鼻衄、牙龈流血,气管炎等。误食可造成消化系统烧灼、溃疡产生,有可能造成胃穿孔、腹膜炎等。眼和皮肤触碰能致烧灼。漫性影响:长期性触碰,造成慢性鼻炎、漫性支气管炎、牙齿酸蚀症及皮肤危害。污染环境:对自然环境有伤害,对水质和土壤层可导致环境污染。爆燃风险:本产品难燃,具强腐蚀、强刺激,能致身体烧灼。毒理材料及自然环境个人行为急毒:LD50900mg/kg(兔经口)LC503124ppm,1钟头(大白鼠吸进)危险特性:能与一些特异性金属粉产生反映,释放氡气。遇氰化氢能造成有毒的氰化氢汽体。与碱产生融新反映,并释放很多的热。具备强腐蚀。点燃(溶解)物质:氯化氢
我们的日常生活一直五彩缤纷的,全部的事情全是刻板效应的,通常一直有好的一面也是有对我们有弊端的一面,根据对人身安全的不良影响有什么的掌握,我们要学好取长补短,尽可能灵活运用和发现事情的优势合好的一面。
1.盐酸:都有挥发性,但是浓盐酸的挥发性更强.
硫酸:难挥发.浓的硫酸具有脱水性,密度比水大,吸水放热.
2.不易发生反应.
最典型的例子就是稀有气体:氦、氖、氩、氪、氙、氡.它们最外层都达到8电子饱和(氦2个),很稳定.
生活中常见的:金,银,氮气.氮气之间的化学键连接的很牢,不容易被打开,所以稳定.金,银就不用说了吧.但金会溶于王水.
3.溶解,过滤,蒸发结晶.
步骤:取粗盐溶解于水中,用玻璃棒搅拌,然后过滤.蒸发时,加热到有晶体析出,停止加热,有余热将剩余水蒸掉.
4.中和反应是复分解反应.
但是复分解的范围更广.
中和反应能进行,是因为酸碱之间生成了水(难电离物质).
而复分解能进行的条件是生成难电离,挥发,沉淀的物质.
显然水是上面的一员.
5.不能反应.
化学反应必须有新物质生成.
两种物质在溶液中,有钠离子,钾离子,氯离子,氢氧根离子.没有难电解,沉淀和挥发性物质生成,不符合复分解反应,当然置换.化合.氧化还原就更不可能了.
如果你上了化学键,你就会明白.
化学反应其实是破坏旧键,形成新键的过程.在溶液中钠离子和氯离子,钙离子和氯离子之间的离子键被破坏,但并没有新键生成,所以不会反应.
6.冰水不是.冰和水是同一物质.冰水当然不是...
盐酸是.氯化氢溶于水后成为盐酸.是溶液.溶液均是混合物.
下面五种主要方法可减少房屋内的氡气
1、改善房屋的通风并避免氡从地下室进入生活用房;
2、加强地板下的通风;
3、密封地面和墙壁;
4、需要及时修补地下室地坪和墙体的裂缝、孔洞;
5、经常向地漏中补充水份;
6、装修地下室时尽量采用不易渗透的材料贴面(对墙壁和地坪)。
拓展资料一、氡气
联邦卫生部(Health Canada)氡气教育及意识部门负责人Kelley Bush表示,氡气的产生是由于泥土和岩石中的铀分解的过程中所致,在自然界中无臭无味无色,一般难以侦测到它的存在。在世界上几乎所有的岩石和土壤中都能找到铀的影子。
由于氡气在家中的浓度会随着时间和季节的不同而不同,有时每天每小时都不一样。因此氡气水平的测试需要较长一段时间(至少3个月)才能反映实际情况,通常冬季检测比夏季检测更可靠。
目前,加拿大实行的是20P/Liter,若超过此水准,就应采取缓解措施以降低家中氡气的水平。
二、氡气对人体健康的影响
氡气本身对人体没有影响,但它在衰变过程中会释放出阿尔法粒子(Aplha)的电离辐射,这些粒子因带电能附着在空气的灰尘和浮质上,因此当人体吸入后,这些粒子就吸附于呼吸道壁层表面。由于α射线会破坏细胞分子,因此可能会诱发肺癌。
这个过程取决于空气中的氡气浓度,也与暴露时间的长短以及生活习惯(如是否抽烟)有关。国际卫生组织的调查也证实,大量接触氡气会增加肺癌风险。科学家在调查其它地区时也发现偏高的氡气水平对健康会造成显著危害。
此外研究人员还发现,烟草的烟雾混合高浓度的氡气被人体吸入后,患肺癌的比率比非吸烟者高出三倍。对世界大多数国家的研究也表明,每年有6-15%的肺癌是氡气造成的。
氡气无色、无臭、无味。在标准温度和压力下,氡是一种单原子气体,密度为9.73 kg/m3,约为海平面地球大气密度(1.217 kg/m3)的8倍。氡是密度最高的稀有气体,也是室温下密度最高的气体之一。虽然在标准温度和压力下无色,但它在冷却至冰点202 K以下后会因放射性发光,随温度降低而从黄色渐变为橘红色。在凝结之后,氡同样会因放射性发光。
氡作为稀有气体,其化学活性很低。不过,氡-222同位素的半衰期为3.8天,适合做物理科学中的放射性示踪剂。 氡属于稀有气体。它对于多数常见化学反应呈惰性,例如燃烧反应,因为其拥有8个外层价电子。这种电子排布会形成稳定的低能量状态,此时外层电子紧紧束缚在原子中。其第一电离能为1037 kJ/mol。但根据元素周期表的趋势,氡的电负性比位于上一周期的元素氙要低,所以化学活性会比氙高。氡略溶于水,其可溶性相对比它轻的稀有气体高。在有机化合物液体中,氡的可溶性则高得多。早期研究发现,水合氡的稳定程度应该与氯(Cl2)和二氧化硫(SO2)的水合物相当,且明显比硫化氢(H2S)的水合物高。由于价格高、放射性强,所以科学家不常进行氡的化学研究。已知的氡化合物很少,都属于氟化物或氧化物。氡可以被氟等强氧化剂氧化,形成挥发性低的二氟化氡。在250 °C以上温度,二氟化氡会分解成各组成元素单质。由于氡寿命之短和放射性之强,研究未能确定该化合物的具体属性。理论性研究则预测,二氟化氡分子中的氡-氟键长为2.08pm,且它的热力学稳定性比同系物二氟化氙(XeF2)更高,挥发性更低。另一种氟化物RnF6的分子结构为八面体型,其生成焓预计将比二氟化氡更低。有研究称RnF4和RnF6等较高氟化物是存在的,而且根据计算它们都是稳定化合物,但一些化学家则怀疑这项研究的结论。其他可能存在的氡化合物还包括氧化氡,其中只有三氧化氡已经确认存在。根据预测,羰基氡(RnCO)是一种具有直线形分子构型的稳定化合物。根据计算,Rn2和RnXe分子的稳定性因自旋-轨道作用而大大提高。有科学家提出把氡原子包在富勒烯分子中,作为治疗肿瘤的一种药物。虽然氙可以形成Xe(Ⅷ),但氡却没有发现能够形成Rn(Ⅷ)化合物。就算存在,RnF8的化学稳定性也会非常低(XeF8为热力学不稳定化合物)。最稳定的Rn(Ⅷ)化合物预计会是高氡酸钡(Ba8RnO8),类似于高氙酸钡 。
盐酸是一元酸,硫酸是二元酸; 盐酸是无氧酸,硫酸是有氧酸; 盐酸是氯化氢的水溶液是混合物,硫酸可以是纯净物; 盐酸没有氧化性,浓硫酸有氧化性; 盐酸的密度小于同浓度硫酸的密度; 盐酸的去氧化能力高于硫酸; 盐酸不具有脱水能力,硫酸具有脱水能力; 盐酸有挥发性,硫酸没有挥发性。
盐酸为不同浓度的HCl水溶液,呈透明无色或黄色,有刺激性气味和强腐蚀性。易溶于水、乙醇、乙醚和油等, 盐酸具有极强的挥发性。
硫酸是一种最活泼的二元无机强酸,能和许多金属发生反应。高浓度的硫酸有强烈吸水性,可用作脱水剂, 其具有强烈的腐蚀性和氧化性,不易挥发。
盐酸的用途
1、用于稀有金属的湿法冶金
2、用于有机合成
3、用于漂染工业
4、用于金属加工
5、用于食品工业
6、用于无机药品及有机药物的生产
硫酸用途
1、用于肥料的生产硫酸
2、用于化学纤维的生产为人民所熟悉的粘胶丝
3、用于冶金工业和金属加工在冶金工业部门
4、用于炸药
5、与原子能工业及火箭技术的关系
15.1.1 基本原理
通过天然放射性元素随地质活动的变化规律进行地质构造研究,是核地球物理勘探(Nuclear Geophysical Exploration)的内容之一。用航空 γ能谱测量方法进行区域断裂研究是比较成功的,但用地面γ射线测量方法调查活动断层,虽有一些成功实例,但总的来看效果不好,因为异常与背景相对差值较小,且干扰因素较多,目前还难以控制到最有效程度。目前比较有效的方法是各种以测氡为基础的放射性测量方法。
自发产生核衰变的天然放射性元素有铀系、钍系和锕铀系三个系列,以及一些单独的放射性核素。三个天然放射性系列的共同特点是:①每个系列都有一个长寿命的起始核素。铀系的起始核素是 (铀),半衰期为4.5×109年;钍系是 (钍),半衰期为1.4×1010年;锕铀系是 (铀),半衰期为7.385×108年。它们衰变很慢,可以认为数量基本不变,每个系列的各个子体核素的数量相对稳定。②每个系列经过多次核衰变后,最后一个子体都是稳定的铅同位素。③三个衰变系列中间都有一个放射性气体氡的同位素,铀系是 、钍系是 、锕铀系是 ,他们的半衰期差别很大(见表15-1),在实际测量中根据这一特点,很容易把它们分别测出。219Rn半衰期仅为3.93秒,且含量很低难以利用。作为测氡方法主要是测量222Rn和220Rn。在活断层研究中主要是测量222Rn,因为它迁移距离远,有利于传递深部构造信息。
天然放射性元素在自发进行核衰变时,放出α射线的称为α衰变,放出β射线的称为β衰变。由于α射线是高速运动的质量数为4、带两个正电荷的氦原子核,所以α衰变形成的子体核素是比母体质量数少4,原子序数少2的新核素。而β射线是高速运动的电子,所以β衰变形成的子体核素与母体质量数相同,只是原子序数增加一位。此外,α衰变或β衰变形成的子体核素,有的处于高能级的激发态,这种激发态是不稳定的,很快会退激到低能级的稳定基态,并以电磁波的形式放出多余的能量,称为 γ光子或γ射线。由此可见,γ射线总是伴随着α衰变或β衰变同时产生的。如果激发态保持时间较长,就构成独立核素。因为它与基态核素有相同的质量和相同的原子序数,只是能量不同,所以叫同质异能素。
氡( )是α衰变的辐射体,经过α衰变后转变为 ,再衰变后连续生成几个短寿命的放射性子体核素,包括氡在内都是系列中较强的α、γ辐射体,如表15-1所列。通过测量这些核素的α射线(粒子)或 γ射线强度,可以确定土壤中氡气浓度分布,并依此确定地质构造特征。
镭的同位素衰变成氡的同位素,而氡的同位素又衰变生成新的子体,因此氡的同位素按下述规律由镭同位素积累,并达到数量上的平衡。
表15-1 氡同位素及其子体的特征
地质灾害勘查地球物理技术手册
式中:N2为第二种物质,即氡同位素(子体)在t时的原子数;N1为第一种物质,即镭同位素的初始(t=0)原子数;λ1、λ2为母体和子体物质的衰变常数(s-1);t为第二种物质,即氡同位素的积累时间。
考虑到镭同位素的衰变常数A1=1.37×10-11,氡同位素222R的衰变常数为A2=2.1×10-6,即Al<<λ2,因此上式可以简化为:
地质灾害勘查地球物理技术手册
可见氡同位素是按指数规律积累的。
如果已知镭的质量CRa(以贝克
贝可(Bq),放射性活度单位,每秒核衰变一次为1Bq(s-1);Bq/kg表示质量活度(比活度);Bq/L和Bq/m3表示体积活度(活度浓度);1埃曼=3.7×103Bq/m3=3.7Bq/L。
计),氡(222Rn)的积累量CRa,可用下式计算:地质灾害勘查地球物理技术手册
岩石中镭经过核衰变产生氡,但这些氡只有一部分可以析出到岩石的孔隙或裂隙中,并向周围逸散、迁移,这一部分氡称为自由氡,不能析出的氡称为束缚氡。在一定时间内,析出氡量(N1)与产生的氡总量(N2)之比,称为射气系数η=N1/N2×100%。射气系数大小与土壤、岩石的结构关系密切,松散、破碎、孔隙度大的岩石射气系数大,且受湿度、温度影响明显。地下水与岩石作用时,使氡溶于水,其溶解系数(ω)与温度、压力关系密切,在常温下ω为0.25~0.30,在0℃时约为0.51,温度升高到30℃时变为0.20。岩石受挤压,射气系数迅速增大,所以岩层裂隙射气浓度增大是地震的前兆。
自由氡在岩石和土壤中主要通过扩散和对流作用进行迁移。断裂和破碎带使地层由封闭变为开放状态,有利于氡的迁移和聚集,也使氡的子体在这里沉积,形成氡及其子体的分布异常,成为断裂、滑坡、地面塌陷、地裂缝以及地面沉降、地震、火山、煤田自燃等的标志异常。地面沉降(挤压)和扩张都会使射气系数增大。
测定断层含氡气的方法是一个应用比较广泛的方法。气体氡是放射性核素,既有气体的迁移特点,又具有方便现场测量的放射性特色,是极有前景的应用方法。
15.1.2 测量方法
放射性测量主要是测量放射性核素在核衰变过程中放出的α,β,y射线,以及其作用于周围介质,引起的电离或激发所留下的痕迹。
α射线(或称α粒子)质量大,在气体中的径迹是一条直线,在穿过介质时使介质产生电离或激发,收集所产生的电离电荷就可以探测α射线,电离室、硫化锌闪烁体,以及常用的金硅面垒半导体探测器都是利用这个原理。氡及其子体都是主要的 α辐射体,因此这些都是测氡的常规方法。α射线又是带正电的重粒子,而金属薄片的表面具有大量带负电的自由电子,所以α辐射体容易沉积在金属薄片的表面。1913年,卢瑟福就是利用这个方法收集氡及其子体,测量α射线,现在常用的α卡测量方法也是利用这个原理。如果设法使卡片带上负电性(或静电),可以更有效地收集α辐射体,这就是常用的带电α卡或静电α卡测氡方法。α粒子打到醋酸纤维胶片上或某些结晶物质表面,使其造成电离损伤的斑点或痕迹,氡浓度越大,单位面积上产生的斑点就越多,这就是α径迹测氡方法。天然放射性元素放出的α射线能量为4~8MeV
α,β,γ射线能量单位:电子伏(electron-Volt),写为eV103=KeV106=MeV。
,在温度 T=15℃,气压 P=101324.72Pa情况下,在空气中的最大射程为8.62cm,这决定了测氡电离室的大小。β射线通过物质时主要产生三种作用:①产生电离和激发;②与原子核及核外电子作用,产生多次散射;③当被原子核库伦场阻止时伴生有电磁辐射,称为轫致辐射。对β射线的探测就是利用了这些作用原理。
γγ射线通过物质时能量最强。当一个 γ射线与原子壳层电子(主要是 K或 L层电子)碰撞时,将全部能量传给电子,使电子抛出原子之外,而 γ光子全被吸收。这种光子消失产生电子的作用叫做光电效应。较高能量的 γ光子与壳层电子作用时,将部分能量传给电子,使电子呈一定方向抛出,而光子由于碰撞损失能量改变了原来的运动方向,这种作用叫康普顿效应。当 γ光子能量大于1.02MeV时,与物质原子作用产生电子对效应,即入射光子能量被全部吸收,而抛出正负电子对。这些作用一方面说明 γ射线的基本特征,另一方面表明探测 γ射线和γ射线能谱的基本原理。
铀系222Rn及其子体中218Po、214Po和210Po都是强α辐射体,占铀系α辐射体总能量的57.1%214Pb和214Bi是强γ辐射体,占铀系γ辐射体总照射量率
照射量率:γ射线测量专用单位为库伦每千克秒(c/kg·s),而照射量非法定单位是伦琴(R),照射量率为1μR/h=1γ=7.17×10-14C/kg·s。
的98%,是测氡各种方法的主要测量辐射体。测量 α射线的方法有:瞬时测氡法、径迹蚀刻(SSNTD)法、α聚集器测量法、钋-210法、硅半导体α仪方法、液体闪烁测量方法等。α和γ兼用的有活性炭吸附器测量法和热释光测量方法等。下面主要述及几种活断层探测的实用方法。
15.1.2.1 瞬时氡测量方法
瞬时氡测量方法,又叫传统氡测量方法,目的在于区别20世纪70年代发展起来的多种累积测氡方法。这是最早用于土壤氡测量的方法,不断发展至今仍是测氡的主要方法。它的特点是仪器轻便,现场测量并直接给出测量结果,有异常可以立即重复测量,并加密测点。
土壤氡测量可分为浅孔测量,取样孔深一般为0.8m;深孔测量,取样孔深2m左右;浅井测氡,取样孔深从几米到十几米。主要根据覆土层厚度和结构选择测量方式。对于厚度为十几米左右的覆土层,如果透气性较好,通常作浅孔测量,既可达到要求又比较方便。
目前常用的测量仪器,主要有 FD-3017(RaA测氡仪),FD-3016和RM-1003等。无论使用哪种仪器,首先要检查仪器读数的稳定性,然后检查仪器的刻度,确定仪器的刻度系数JRn(Bq/L),以利于从仪器的读数,换算出每个测点的氡浓度(Bq/L)。对于小面积的构造调查,可以不要求刻度系数的准确性,利用仪器出厂给定的刻度系数即可。如果对断裂成因进行研究,观测氡浓度的变化,最好利用氡室对仪器进行刻度。
图15-1 FD-3017 RaA测氡仪野外测量概况图
1—操作台;2—探测器;3—高压输出;4—抽气筒;5—活塞;6—导向空向滑杆;7—脚蹬;8—进气三通阀门;9—高压输入;10—取样器;11—收集片;12—干燥器;13—橡皮管
野外测量工作程序如下:
(1)根据地质推测断裂方向,并考虑地表环境有利于测量工作,进行测线布置和测点距的确定,例如西安地裂缝断距不大,一般采用2~5m点距,甚至更小;
(2)在测点上先用六棱钢钎打取气孔(浅孔测量打0.8m深),把取气器插入孔中,将周围压实避免大气渗入;
(3)注意取样器与仪器连接的橡皮管不宜过长,避免橡皮管对氡吸附过多。测量方式如图15-1所示;
(4)抽气次数一般5~6次,每点保持一致;
(5)抽完气静置10~20秒,进行读数,然后立即进行排气,准备下一点测量;
(6)发现异常,可适当加密测点,或对部分测点重复检查;
(7)逐点计算氡浓度 N=nJRn,JR。为刻度系数;
(8)用氡浓度 N直接制作剖面图、等值图或平面剖面图,取两倍于背景值以上的值为异常值。
15.1.2.2α聚集器测量方法
222Rn衰变的第一代子体218Po(RaA)为α辐射体,半衰期3.05m。设法将此α辐射体沉积在一个薄片上,再用α测量仪测量薄片上α粒子的活度。实验证明,α活度与土壤中222Rn浓度成正比。此薄片称为α聚集器,是地质构造探测的常用方法。由此原理出发,演化出的测量方法有多种,主要有如下四类。
(1)α卡测量方法
20世纪70年代,加拿大卡尔顿大学J.W.卡特等根据1913年卢瑟福用金属片收集氡子体的启示,研究成功了α卡测量方法。
该方法属累积测氡方法,探测灵敏度和探测深度都比瞬时测氡方法有很大提高,可达100~200m,或者更深,而且不污染仪器。使用的α卡有金属片(银片、铜片或铝片)和塑料片,卡片面积一般为3.8cm×4.5cm。测量仪器有FD-3005、FHS-1α闪烁辐射仪、WAY-80型五通道α辐射仪等。
将α卡片预先放置在专用的T-702型探杯内的支架上固定好,在根据需要布置的测线测点上,挖埋卡探坑,深20cm左右,将杯倒置坑中,上面用塑料布封盖,如图15-2所示。3小时后取出,用仪器测量卡片上沉积218Po的α射线活度。如果埋置时间延长到10小时或更长,则卡上沉积的还会有214Po等子体。根据测量的α活度,可以作剖面图,等值线图或平面剖面图。
图15-2 探坑埋杯示意图
在天然环境下,218Po大约有20%带正电性,为了提高探测效率,提出了带电α卡测量方法,即在埋卡同时给α卡加上负300V电压。使用一段时间之后,感到野外应用很不方便,于是进一步提出了静电α卡方法,即:聚乙烯类塑料片通过摩擦易带负电,在野外用一简单的充电设备,在埋片之前先使卡片带静电-600~-800V(每片电压基本一致)。实验证明带电α卡和带静电α卡相对于不带电的天然α卡,可以提高探测灵敏度2.5倍左右。
(2)α膜测量法
为了提高探测灵敏度,用比α卡大25倍的16cm×8cm的透明塑料膜代替α卡,放入特制探杯周围,埋入坑中,取出后反转放入RM-1003型射气仪的闪烁探测室进行α活度测量,它的计数比α卡提高约10倍。其他操作与α卡一致。
(3)α管测量方法
此法与α膜法类似,不同的是用一个专门的取样器,在倒扣探杯下方装一根约半米长、直径1.3cm、带小孔的深部取气导管,在测点打孔深70~80cm,后插入导管,累积取样10小时左右,取出后用RM-1003射气仪测量α活度。此法的特点是对较厚覆盖地区比较有利,缺点是效率较低。
(4)带电瞬时α测量法(亦称218Po法)
是用充电器使塑料α膜带静电 -1000V,放入探杯,埋入坑中5~8分钟,取出测量(2分钟)α活度。由于收集时间短,只是测量218Po,工作效率较高。15.1.2.3钋-210(210Po)测量法
美国海军部下属机构的格雷等人,于1978年报道了他们对210Po测量方法的研究成果,测量精度达3.7×10-3Bq。
222Rn衰变后的长寿命子体有三个,210Po是其中之一,半衰期为138.4天,不同于218Po的是210Po为氡的长时间累积体。210Po的量直接反应222Rn的平均值,它的特点是化学性质稳定,一旦形成,基本上不再离开岩层、裂隙、破碎带以及这些构造上方覆盖的土壤中。因此测量210Po的α射线活度,成为确定断层、裂隙和破碎带的重要方法。
(1)野外取样:按照预先布置测线测点,取土壤样品,深度一般为20~40cm,取土样50g。
(2)样品处理:一般取土样4g(等重量)置于100ml烧杯中,加入0.5g抗坏血酸及一片直径16mm一面涂漆的紫铜片,再加入20ml、3mol/g盐酸溶液,放入恒温摇床振荡箱,保持60℃振荡2.5小时(或40℃振荡3小时),期间铜和钋发生置换反应,钋被吸附在铜片表面。然后取出铜片、清洗、晾干。
(3)α活度测量:用FD-3005或WAY-80型五通道α辐射仪测量铜片上的α活度,一般测量10分钟。有时为了消除218Po的干扰,需放置30分钟(218Po的10倍半衰期)后进行测量。用测得的α活度绘制出剖面图、等值线图或平面剖面图。在断裂带、破碎带、塌陷、采空区上方,与瞬时氡一样为高值异常。
15.1.2.4 径迹蚀刻测量方法
固体核径迹探测器(SSNTD)技术,是20世纪60年代初发展起来的。一片透明的云母片或塑料片,被带电粒子照射之后,化学键被打断,成为辐射损伤微区,易受化学侵蚀,在固体片的表面显出照射粒子的径迹,用一般光学显微镜可读出,由此成为粒子探测器。在地质工作中主要应用的是α粒子径迹探测器,探测氡及其子体放出的α粒子,与α聚集器方法类似,属于累积测氡方法。这一方法的优点是均化了自然环境的影响因素,有效地提高了探测灵敏度,对探测深层构造比较有利。
我国常用的α径迹探测器主要是聚碳酸脂片或美国引进的CR-39探测器。
径迹探测工作程序如下:
(1)根据构造延伸方向和方便野外工作布置测线和测点距。
(2)α径迹探测片切成一定形状的片子,一般大小取0.8cm×1.5cm,将探测片固定在探杯(T-702)的支架上,并在径迹片和杯上编号。
(3)在测点挖埋杯探坑,一般深40cm,将探杯倒置坑中,如图15-2所示。用石片或塑料袋装土盖坑,再用覆土盖好,插上标志。埋杯时间20天左右。
(4)将取出的探测器放入10mol的KOH溶液中,加温到60℃左右并保持恒温半小时,取出后用清水冲洗、晾干(注意:CR-39与聚碳酸脂的化学蚀刻溶液条件不同,可按《环境空气中氡的标准测量方法GB/T14582-93》进行处理)。
(5)用一般光学显微镜,计数探测器上的径迹密度,或用径迹扫描仪进行密度计数。
(6)用径迹密度绘制剖面图、等值线图或平面剖面图。
α径迹与α卡方法类似,可以根据已有的设备情况选用。在覆盖土层比较厚的地区,例如几十米,甚至一百米以上的地区,用α径迹法探测基岩构造、活断层比较好,与瞬时测氡、α卡等方法一样,在这些构造上方为高值异常显示。该方法的缺点是工作程序多,不如α卡方便。
15.1.2.5 活性炭吸附器(ROAC)测氡法
20世纪60年代瑞典最早使用活性炭吸附氡方法寻找铀矿。活性炭微细孔隙丰富,有较高的比表面积,是氡的强吸附剂。以GH-18型(9mm2×0.2mm层状)活性炭对氡吸附容量最大,且对氡的吸附在很大容量范围内呈线性关系。其次是Φ3柱状活性炭。
吸附器的用法有两种:一种是连接在用抽气筒抽取土壤气的回路中,通过抽气过滤吸附氡,叫瞬时法。但主要用法是累积测氡,作为氡的捕集器。目前使用的是直径3cm左右的塑料瓶,先装炭层4~5cm厚,再装干燥剂硅胶置瓶口处,既去湿也能消除钍射气的影响。像α卡一样,将塑料瓶埋入测点探坑中,上盖一个罩杯,埋置时间4~7天为宜,取出后在铅室内进行γ射线测量。一般用多道γ谱仪,测量214Bi放出的γ射线的照射量率。
15.1.2.6 热释光(TLD)测量方法
热释光测量有三种方法:α热释光,y热释光和天然土壤热释光。前两种都是利用对α射线或y射线能量储存灵敏的人造结晶物质作为剂量探测器,累积测量α或y射线。天然土壤热释光是以天然环境下土壤中存在的石英、方解石等结晶矿物为热释光探测器。因为接受照射时间长,探测灵敏度高,受干扰小,异常稳定。热释光与α径迹方法一样,属累积测量方法。
在地质工作中主要应用y热释光。一般选用对γ射线能量响应较宽的氟化锂(LiF)热释光探测器。目前主要应用的是GR-200系列中的LiF(Mg,Cu,P)(氟化锂镁铜磷)热释光探测器,它对γ射线的能量响应范围为30Kev~3Mev,其相对误差<20%,重复使用退火温度控制在240±2℃(不得超过245℃),并保持恒温10分钟。
探测元件要放在α径迹使用的T-702型探杯支架上(其他杯亦可),挖探坑深40cm,装好元件的探杯倒扣埋入坑中,一般放置30天左右。取出后用RGD-3型、FJ-369型或其他热释光剂量仪进行热释光测量,计算γ热释光强度(TL),用以制作剖面图等。
15.1.3 仪器设备
氡气法仪器设备见表15-2。
表15-2 氡气测量仪器一览表