XII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2020

Городская среда в течение последних десятилетий становится главной составляющей современной техногенной цивилизации. Возрастает степень техногенной нагрузки на окружающую среду городов, создаются условия для потенциально негативных воздействий возводимых и уже эксплуатируемых строительных объектов. Одним из негативных факторов, оказывающих неблагоприятное влияние на безопасную среду обитания человека, является радиационное воздействие естественных источников излучения, в частности, радона и его дочерних продуктов распада [4].

Радон повсеместно присутствует в атмосфере и является наиболее важным природным источником облучения. Наибольшие дозы облучения радоном относятся к пребыванию в помещениях зданий. При этом ущерб от облучения радоном связан с индуцированием рака легкого и преждевременной смертью от этого заболевания.

Цель работы:Анализ радиационной обстановки в городе Перми с 2014 по 2018 годы по измерениям эквивалентной равновесной объемной активности радона.

Задачи: 1. Провести обзор литературы по данной теме

2. Изучить методики измерения и проведения анализа эквивалентной равновесной объемной активности радона в воздухе помещений

Объект исследования: Воздух в помещениях, расположенных на первых, полуподвальных и подвальных этажах зданий.

Предметом исследования являются статистические параметры распределения эквивалентной равновесной объемной активности изотопов радона в городе Перми.

Радиоактивный инертный газ радон ²²²Rn образуется при распаде радия-226, входящего в семейство урана-238. Период полураспада ²²²Rn (Т_1/2) составляет 3,82 суток.

Источниками поступления радона в помещение являются: грунтовое основание здания; эксхаляция из строительных материалов; инфильтрация из атмосферного воздуха, поступающего в результате вентиляции; поступление из водопровода с водой и из газопровода с природным газом, используемым для отопления и кухонных нужд. Самыми эффективными источниками поступления радона в помещении являются грунтовое основание здания и строительные материалы [5].

Продукты распада ²²²Rn представляют собой радионуклиды с коротким периодом полураспада и называют их дочерними продуктами (ДПР). Радон высвобождается из земной коры повсеместно, но его концентрация в наружном воздухе существенно различается для разных точек земного шара. Однако большую часть дозы облучения от радона и его продуктов распада человек получает, находясь в закрытых непроветриваемых помещениях, в которых уровень концентрации радона в среднем в 8 раз выше, чем в наружном воздухе. Радон накапливается в таких помещениях, просачиваясь через фундамент и пол из грунта или высвобождаясь из строительного материала [4].

Концентрация радона в атмосфере существенно зависит от температуры. Поскольку температура в течение суток изменяется периодически, то и концентрация радона снаружи здания также циклически изменяется. Высокая активность связана с тем, что при низкой ночной температуре коэффициенты диффузии газ-газ малы и радон прижат к почве. Днем воздух прогревается, коэффициент диффузии увеличился, и радон удаляется от почвы на большую высоту, в результате чего его концентрация у земли падает.

Помимо суточных колебаний, существуют низкочастотные сезонные колебания, связанные с климатическими изменениями. Подобные колебания концентрации радона происходят не только в атмосфере, но и почвах, особенно на малых глубинах. На колебания концентрации радона в атмосфере существенное влияние оказывают температура (среднее значение и амплитуда колебания, разность температур почвы и атмосферы), атмосферное давление, тип (снег, дождь, туман) и интенсивность осадков [4]. 

Для оценки опасности “загрязнения” помещений ²²²Rn и его ДПР введено понятие эквивалентной равновесной объемной активности (ЭРОА) радона. ЭРОА радона – значение объемной удельной активности радона в равновесии с ДПР, которые имели бы такую же потенциальную альфа-энергию на единицу объема, как и существующая смесь:

А_Rn^экв = F_Rn × A _Rn = 0,104 A_RaA + 0,514 A_RaB + 0,382 A_RaC ,

где A _Rn, A_RaA, A_RaB, A_RaC – объемные активности радона и его ДПР, Бк/м³; F_Rn – коэффициент равновесия между радоном и его дочерними продуктами.

При измерении объемной активности радона в воздухе помещений принимается средний коэффициент равновесия между радоном и его дочерними продуктами распада F_Rn = 0,5.

A= А_Rn+4,6*А_Tn

где А – эквивалентная равновесная объёмная активность (ЭРОА) изотопов радона, Бк/м3; ARn и ATn – средние значения эквивалентной равновесной объемной активности радона-222 и торона соответственно, Бк/кг3 [2].

ЭРОА радона А_Rn^экв выражается в единицах Бк/м³ (Ки/л), а также в единицах “скрытой энергии” – Дж/л. Эта величина представляет собой сумму объемных активностей короткоживущих дочерних продуктов распада радона, причем каждая берется с коэффициентом, пропорциональным суммарной энергии продукта. Для радона А_Rn^экв = 1 Бк/м³ соответствует уровню скрытой энергии, равной 5,34 пДж/л [3].

Методика определения ЭРОА радона в воздухе помещений

Измерение ЭРОА радона в воздухе помещений проводится с помощью измерительного комплекса для мониторинга радона и торона и ДРП «Альфарад – Плюс А», который состоит из блока измерения ЭРОА, размещенного в стандартном корпусе. Предел допускаемой основной относительной погрешности в поддиапазоне от 20 до 100 Бк*м^-3 ± 30 %, в поддиапазоне от 100 до 2.0*10⁴ Бк*м^-3 ± 20 %. С помощью блока измерения ЭРОА модификация позволяет проводить мониторинг содержания ДПР радона и торона в воздухе аспирационным методом, когда аэрозоли, путем прокачки, осаждаются на фильтр, а затем их содержание измеряется посредством альфа-спектрометрии [2];

Измерительный Комплекс позволяет проводить измерения как объемных активностей естественных радиоактивных аэрозолей, которые образуются при распаде радона и торона в воздухе (отбор пробы на аэрозольный фильтр), так и измерять объемную активность (ОА) газообразного радона в воздухе.

Измерения ЭРОА радона и торона в помещениях проводят выборочно, при этом общий объем контроля должен быть достаточным для выявления всех помещений в здании. Число квартир (помещений) выбирается в зависимости от этажности здания, общего числа квартир (помещений), наличия достоверных сведений о показателях радиационной безопасности земельного участка, содержании природных радионуклидов в строительном сырье и материалах и других характеристик здания [2].

При наличии в здании подвального этажа измерения ЭРОА изотопов радона следует начинать с подвальных помещений. Результаты этих измерений используются для корректировки объема контроля и выбора квартир (помещений) для обследования. Если измеренные значения ЭРОА изотопов радона в воздухе подвальных помещений превышают 100 Бк/м³, то в число контролируемых включаются все квартиры (помещения постоянного пребывания людей) на первом этаже, а число контролируемых квартир (помещений) на втором этаже здания удваивается.

В каждой обследуемой квартире (помещении) проводится одно измерение ЭРОА изотопов радона. Отбор проб воздуха при мгновенных измерениях ЭРОА изотопов радона или установку квазиинтегральных или интегральных средств измерений ОА радона производят на высоте 1 - 2 м от пола не ближе 0,5 м от стен помещения. При размерах обследуемого помещения более 100 м² количество измерений увеличивается из расчета одно измерение на каждые 100 - 200 м² [2].

Контроль объемных активностей радона и ДПР в воздухе помещений. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009) устанавливают ограничения на содержание радона и ДПР в воздухе помещений [1].

При проектировании новых зданий жилищного и общественного назначения должно быть предусмотрено, чтобы среднегодовая ЭРОА радона и ДПР в воздухе помещений не превышала 100 Бк/м³. В эксплуатируемых зданиях среднегодовая ЭРОА изотопов радона в воздухе помещений не должна превышать 200 Бк/м³. При больших значениях объемной активности радона должны проводиться защитные мероприятия, направленные на снижение поступления радона в воздух помещений и улучшение вентиляции помещений [1].

Выводы. С 2014 по 2018 годы радиационная обстановка на территории города Перми существенно не изменилась и остается в целом удовлетворительной.

Радиационный фактор не является ведущим фактором вредного воздействия на здоровье городского населения. Наибольший вклад в коллективную дозу облучения населения Пермского края вносят природные и медицинские источники ионизирующего излучения (84,97% и 14,82% соответственно).

Средняя эквивалентная равновесная объёмная активность изотопов радона (ЭРОА) в жилых и общественных зданиях за пять лет с 2014 по 2018г.на территории Пермского края не превышает установленных гигиенических нормативов (100 Бк/м3) (табл.1).

Таблица 1. Значения средней эквивалентной равновесной объёмной активности изотопов радона (ЭРОА) в жилых и общественных зданиях в городе Перми

Годы	ЭРОА радона (Бк/м3)
2014	35,20±10,56
2015	27,1 ±10,54
2016	26,3 ±10,54
2017	23,7±7,44
2018	24,5±5,32

По данным радиационно-гигиенической паспортизации случаев превышения допустимого уровня ЭРОА дочерних продуктов изотопов радона в воздухе жилых и общественных зданий различной конструкции и этажности не зафиксировано.

Список литературы

СанПиН 2.6.1.2523-09. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009)

МУ 2.6.1.2838-11. Радиационный контроль и санитарно-эпидемиологическая оценка жилых, общественных и производственных зданий и сооружений после окончания их строительства, капитального ремонта, реконструкции 
по показателям радиационной безопасности.

Справочник. Дозы облучения населения Пермского края в 2014 году.

 Сидельникова О.П. Радиационная безопасность в зданиях: Справочник – М.: Энерготомиздат, 2012. – 328 с.

Сидельникова О.П., Козлов Ю.Д. Влияние активности естественных радионуклидов строительных материалов на радиационный фон помещений: Учебное пособие. – М.: Энерготомиздат, 1996. – 160 с.

Код для цитирования: Скопировать