大理石与花岗岩作为天然辐射源的健康风险评估及环境影响研究

推荐：为解决建筑石材天然放射性引发的公共健康隐患，研究人员采用HPGe探测器γ能谱分析法系统评估了沙特Al-Jouf地区28种大理石和30种花岗岩样本的226Ra、232Th和40K活度浓度。结果显示大理石辐射风险均低于UNSCEAR限值，而部分花岗岩因40K超标需监管，为地区建材安全标准制定提供首个放射性基线数据。

　　

在人们追求美观建筑装饰的今天，很少有人意识到大理石台面或花岗岩地板可能隐藏着看不见的健康风险——天然放射性。联合国原子辐射效应科学委员会(UNSCEAR)数据显示，全球人均年接受2.4毫西弗(mSv)天然辐射，其中建筑材料贡献显著。沙特Al-Jouf地区作为新兴建筑石材产区，其广泛使用的大理石和花岗岩从未经过系统放射性检测，这成为研究者Mossad A. Salama团队在《Journal of Radiation Research and Applied Sciences》发表研究的核心动因。

研究团队采用高纯锗(HPGe)γ能谱分析技术，对当地市售的28种大理石和30种花岗岩进行检测，样本经粉碎、干燥后密封静置28天以确保氡气平衡。通过测量²²⁶Ra、²³²Th衰变链特征γ峰及⁴⁰K的1460.8 keV峰，计算辐射剂量率(ADRA)、年有效剂量当量(AEDE)等9项安全指标，并运用SPSS进行聚类分析。

3.1 天然放射性核素活度浓度

大理石⁴⁰K活度(78.61±41.64 Bq/kg)仅为花岗岩(960.48±494.08 Bq/kg)的8.2%，其²²⁶Ra(14.82 Bq/kg)和²³²Th(16.54 Bq/kg)也显著低于花岗岩。特别值得注意的是Bianco white花岗岩(Gra-01)的⁴⁰K达1511.2 Bq/kg，超过UNSCEAR土壤参考值(400-671 Bq/kg)2倍以上。

3.2 辐射危害指数

大理石年均有效剂量(0.087 mSv)仅为花岗岩(0.363 mSv)的24%，其外照射指数H_ex(0.10)和内照射指数H_in(0.15)均优于国际标准。而花岗岩γ指数I_γ均值1.16，其中Reosa红花岗岩(Gra-06)达1.65，超出安全阈值。

3.3 可视化统计分析

热图分析显示Gar-01、Gar-04和Gar-06花岗岩形成独立高辐射聚类，其²³²Th贡献率达30.11%，显著高于大理石组的18.42%。Pearson相关性证实⁴⁰K与总剂量率呈强相关(r=0.994)。

3.5 终生致癌风险

花岗岩ELCR均值0.32×10^-3虽高于大理石(0.07×10^-3)，但仍低于ICRP的1.45×10^-3限值。但研究人员强调，在通风不良空间长期接触高钾花岗岩仍需警惕。

这项研究首次建立了Al-Jouf地区建材放射性数据库，揭示大理石的安全性和花岗岩的潜在风险差异。其创新性在于将传统γ能谱分析与现代统计建模结合，为热带地区建材选择提供了重要参考。研究建议对Gar-01等特殊花岗岩品种实施溯源监测，同时开发建筑通风设计指南，这对保障中东地区快速城市化进程中的辐射安全具有里程碑意义。