Обеспечение радоновой безопасности объектов строительного комплекса и помещений: На примере Волгоградской области тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.14.16, кандидат технических наук Сидякин, Павел Алексеевич

• Сидякин, Павел Алексеевич
• кандидат технических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат технических наук Сидякин, Павел Алексеевич

Обозначения и сокращения, используемые в работе.

Введение.

Глава 1. Современное состояние исследований радиационного фона объектов строительного комплекса и окружающей среды, обусловленного радоном (литературный обзор).

1.1. Источники облучения населения.

1.2. Источники поступления радона в помещения.

1.3. Пространственное распределение радона в атмосферном воздухе, эманирование 222Р?п из пород и концентрация радона в воде

1.4. Активность радона и дочерних продуктов его распада в поме- 32 щениях.

1.4.1. Эксхаляция радона.

1.4.2. Коэффициенты экранирования радона в строительных материалах.

1.5. Биологическое воздействие радона на организм человека.

1.6. Методы снижения уровня облучения, обусловленного радоном и

Выводы и заключения по главе 1.

Глава 2. Приборы, оборудование, методы и организация исследований

2.1. Организация контроля радона в стройиндустрии.

2.2. Приборы и оборудование для мониторинга радона.

2.2.1. Комплект приборов для мониторинга радона на базе сцинтил-ляционного гамма-спектрометра.

2.2.2. Сцинтилляционный гамма-спектрометр.

2.3. Методы исследований.

2.3.1. Методы определения ОА радона в воздухе помещений.

2.3.2. Метод измерения потоков радона с эманирующих поверхностей (скорости эксхаляции).

2.3.3. Метод определения коэффициента эманирования радона и эффективной удельной активности радия.

2.3.4. Метод определения содержания радона в воде.

2.4. Достоверность исследований.

Выводы и заключения по главе

Глава 3. Исследования активности радона в объектах окружающей среды и строительного комплекса.

3.1. Радоновыделение с поверхностей почв и горных пород.

3.2. Концентрация радона в атмосферном воздухе.

3.3. Содержание радона в воде.

3.4. Концентрация радона в помещениях.

3.4.1. Концентрация радона в помещениях, построенных из различных строительных материалов

3.4.2. Изменение ОА радона в помещениях в течение года.

3.4.3. Концентрация радона в жилых помещениях различного назначения

3.5. Загрязнение объектов окружающей среды радоном и ДПР при производстве строительных материалов.

3.5.1. Загрязнение атмосферного воздуха и поверхности почвы

3.5.2. Концентрация радона в производственных помещениях предприятий строительного комплекса.

Выводы и заключения по главе 3.

Глава 4. Разработка и применение методов снижения уровня облучения, обусловленного радоном и ДПР.

4.1. Подбор строительных материалов с учетом эффективной удельной активности радия.

4.2. Применение отделочных материалов для снижения поступления радона в помещения.

4.3. Снижение поступления радона в помещения из почвы под зданием

4.4. Вентиляция помещений.

4.5. Снижение поступления радона в объекты окружающей среды от производственных источников.

Выводы и заключения по главе 4.

Глава 5. Экономические аспекты снижения воздействия ЕРН, радона и ДПР на население.

Выводы и заключения по главе 5.

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Обеспечение радоновой безопасности объектов строительного комплекса и помещений: На примере Волгоградской области»

Актуальность. Природные источники ионизирующего излучения вносят основную дозу облучения населения. Радон вместе с дочерними продуктами распада (ДПР) вносит примерно 3/4 годовой индивидуальной эффективной эквивалентной дозы облучения, получаемой населением от земных источников радиации и примерно половину этой дозы от всех источников радиации. Поэтому необходимо исследовать активность радона во всех объектах окружающей среды (атмосферный воздух, почва, вода, воздух помещений и т.д.). Поскольку население промышленно развитых стран мира большую часть времени (около 80 %) проводит внутри помещений, на дозу, обусловленную радоном, существенное влияние оказывают радиационные характеристики строительных материалов и почвы под зданием. В зависимости от изменения этих характеристик меняются и индивидуальные дозы в зданиях, построенных из различных материалов и на различных участках. Поэтому исследования объемной активности (ОА) радона, факторов, влияющих на ее изменение, разработка нормативной и методической документации, а также методов снижения воздействия радона на население являются актуальной задачей.

Решение проблемы обеспечения радоновой безопасности может быть осуществлено путем комплексных исследований радиационных характеристик строительного сырья, материалов, территорий, атмосферного воздуха, воды, а также концентраций радона в воздухе вновь построенных и эксплуатируемых жилых, общественных и производственных зданий.

Данная работа выполнялась в соответствии с Постановлением Правительства РФ от 06.07.94 № 809 "О Федеральной целевой программе снижения уровня облучения населения России и производственного персонала от природных радиоактивных источников на 1994-1998 годы", Постановлением № 166 от 22.11.93 о программе "Экология Нижней Волги на 1994-2000 годы".

Цель работы. Снижение радоновой опасности объектов строительного комплекса и помещений.

Задачи исследований:

1. Выявление закономерностей и факторов образования радиационного фона, обусловленного радоном в объектах строительного комплекса и помещениях.

2. Методы и средства снижения активности радона и ДПР в строительном комплексе и помещениях Волгоградской области.

Научная новизна.

Впервые проведены широкомасштабные исследования (более 3 тысяч измерений) радиационных характеристик территорий, строительного сырья, материалов, помещений и воды.

Установлены закономерности распределения радона на объектах строительного комплекса и окружающей среды в зависимости от влияния различных факторов (времени года, применяемых материалов и т.д.). Впервые рассчитаны усредненные годовые эффективные эквивалентные дозы облучения населения Волгоградской области, обусловленные радоном и ДПР.

Установлено, что при производстве строительных материалов происходит загрязнение радоном и ДПР объектов окружающей среды (путем попадания отходов строительного производства, содержащих радон и ДПР в атмосферный воздух, а также за счет эманирования радона из строительного сырья).

Практическое значение.

При участии соискателя создан первый (среди ВУЗов строительного профиля) центр радиационного контроля в стройиндустрии.

Составлена карта эффективных удельных активностей радия месторождений Волгоградской области.

Предложен эффективный радиационный метод (с использованием ускорителя электронов) снижения загрязнения радоном и ДПР объектов окружающей среды при производстве строительных материалов.

Получены районированные данные плотностей потоков радона из почв исследованных территорий, отведенных под застройку зданий. Установлено, что их значения относятся примерно в 50 % ко второй, а некоторые -к третьей категории радоноопасности.

Разработан нормативный материал для использования в стройиндуст-рии с целью ограничения облучения населения в регионе, а также методический материал для подготовки специалистов в области радиационных исследований в строительном комплексе.

Внедрение результатов работы.

Разработаны и приняты к исполнению "Нормы допустимых уровней гамма-излучения, радона на участках застройки и отбора проб" Волгоградской области.

Результаты выполненных исследований внедрены и используются предприятиями стройиндустрии Волгоградской области при разработке строительного сырья на карьерах, в производстве строительных материалов, при отводе участков территорий под застройку и строительстве зданий.

Теоретические положения диссертационной работы, а также результаты экспериментальных исследований используются в учебном процессе при изучении дисциплины "Радиационный контроль в стройиндустрии".

Результаты исследований используются при составлении радиацион-но-гигиенического паспорта Волгоградской области.

Апробация работы.

Основные положения диссертационной работы и результаты исследований докладывались в 1996-1998 гг. на конференциях и симпозиумах: III -IV межвузовские научно-практические конференции студентов и молодых ученых Волгоградской области (Волгоград, 1996-1998 гг.); Научно-технические конференции профессорско-преподавательского состава ВолгГАСА (Волгоград, 1996-1998 гг.); Региональный семинар работников стройиндустрии (Волгоград, 1996 г.); XXIX научно-техническая конференция (Пенза, 1997 г.); Региональная конференция научного общества молодых ученых, аспирантов, адъюнктов, студентов и курсантов (Камышин,

1997 г.); IV Академические чтения "Современные проблемы строительного материаловедения" (Пенза, 1998 г.); Всероссийская конференция "Актуальные проблемы строительного материаловедения" (Томск, 1998 г.); Международная конференция "Надежность и долговечность строительных материалов и конструкций" (Волгоград, 1998 г.); Годичные экологические чтения (Волгоград, 1998 г.); Научно-практическая конференция "Региональные аспекты реформы жилищно-коммунального хозяйства" (Волгоград, 1998 г.).

Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 15 работах, в том числе 2 статьи в центральных журналах, 4 статьи в научно-методических и экологических сборниках, тезисы докладов, "Нормы допустимых уровней гамма-излучения, радона на участках застройки и отбора проб" Волгоградской области и научно-технический отчет по теме "Исследования радиационных характеристик территорий, минерального сырья и строительных материалов Волгоградской области".

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, 5 глав, общих выводов, списка литературы и приложений. Работа изложена на 174 страницах машинописного текста, включающего 41 таблицу, 28 рисунков, список, литературы из 171 наименования, 11 приложений.

Заключение диссертации по теме «Технические средства и методы защиты окружающей среды (по отраслям)», Сидякин, Павел Алексеевич

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЯ ПО РАБОТЕ

1. Решена задача, имеющая существенное практическое значение по обеспечению радоновой безопасности объектов строительного комплекса и помещений Волгоградской области.

2. При участии соискателя создан первый (среди ВУЗов строительного профиля РФ) центр радиационного контроля, оснащенный необходимым комплектом приборов и оборудования для определения активности радона в объектах окружающей среды (помещениях, почве, воде и строительных материалах).

3. Разработан методический материал и областные "Нормы допустимых уровней гамма-излучения, радона на участках застройки и отбора проб" (Постановление Администрации Волгоградской области № 688 от 08.12.97), обеспечивающие радиационную безопасность населения.

4. Составлена карта эффективной удельной активности радия месторождений строительного сырья области, позволяющая ориентироваться производителям строительных материалов в использовании сырьевых материалов. Получены районированные данные плотностей потока радона из почв исследованных территорий под застройку новых зданий. Установлено, что их значение в Волгоградской области относится в 50 % ко второй, а некоторые к третьей категории радоноопас-ности.

5. Получены результаты исследований объемных активностей радона помещений. Установлено, что в 99 % помещений ЭРОА радона не превышает установленных норм. Формирование объемных активностей ^п в первых этажах зданий происходит за счет эксхаляции из подстилающих почв. В современных зданиях, при применении бетонных плит перекрытия, эксха-ляция 222Кп в основном наблюдается из строительных материалов.

6. Установлено, что на предприятиях стройиндустрии при производстве строительных материалов происходит загрязнение 22213п и ДПР объектов окружающей среды (атмосферного воздуха1 поверхности почвы прилегающих территорий и воздуха производственных помещений) за счет отходов переработки сырья и дополнительной эманации 222Рп. Эти значения увеличиваются в 2-3 раза по сравнению с объектами коммунального и культурного назначения.

7. Для Волгоградской области определены отделочные материалы (масляные краски, эмали, эпоксидные краски, пленочные обои и отделочные плитки), позволяющие заметно снизить радоновыделение в жилище. Для этих материалов установлена АЭфф < 37 Бк/кг.

8. Предложен эффективный радиационный метод (с использованием ускорителя электронов) для уменьшения загрязнения радоном и ДПР объектов окружающей среды от отходящих газов при производстве строительных материалов. Установлено, что при использовании установки с ускорителем электронов можно снизить загрязнения 222Р?п и ДПР объектов окружающей среды до 99,8 %.

9. Выполнены расчеты денежного эквивалента [дол/(чел-Зв)] в зависимости от удельных активностей ЕРН строительных материалов и плотностей потоков радона с поверхностей стен, при использовании разных видов отделочных материалов. Установлено, что денежный эквивалент с учетом радиационной безопасности зависит в основном от разности удельных активностей ЕРН в строительных материалах и радоновыде-ления.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Сидякин, Павел Алексеевич, 1999 год

1. Радиация. Дозы, эффекты, риск. Пер. с англ. -М.: Мир, 1990. -79 с.

2. Крисюк Э.М. Радиационный фон помещений. -М.: Энергоатомиздат, 1989. -120 с.

3. Микаэлян Л.А. Радон в нашем доме // Природа. 1992. - № 2. - С. 2026.

4. Шемьи-Заде А.Э. Радон и солнечная активность // Природа. 1992. -№2.-0. 31-35.

5. Кольтовер В.К. Радоновая радиация: источники, дозы, биологические эффекты // Вестник российской академии наук. 1996. - том 66. - № 2.-С. 114-119.

6. Protection against Radon-222 at Home and at Work Annals of the ICPR, № 65. Oxford: Pergamon, 1994.

7. Scmier H., Koenig K., Schmitt-Hanning A., Schwibach J. Results of radorv measurements in buildings and recommended action in the Federal Republic of Germany // High Levels of Natural Radiation. Vienna: IAEA, 1993. P. 353-363.

8. Ионизирующее излучение: источники и биологические эффекты: Доклад НКДАР ООН за 1982 г. на Генеральной Ассамблее. -Нью-Йорк: НКДАР ООН. 1982. Т.1-2.

9. Источники и действия ионизирующей радиации: Доклад НКДАР ООН за 1977 г. на Генеральной Ассамблее. -Нью-Йорк: НКДАР ООН. 1978. Т. 1-3.

10. Временные критерии для принятия решения и организации контроля: Ограничение облучения населения от природных источников ионизирующих излучений. -М., 1990. № 43-10/796.

11. Постановление Правительства РФ от 6.07.94 г. № 809. М. "О федеральной целевой программе снижения уровня облучения населения России и производственного персонала от природных радиоактивных источников на 1994-1996 годы".

12. Федеральный закон "О радиационной безопасности населения" Сборник законодательств РФ, 1995г., № 3.

13. Нормы радиационной безопасности (НРБ-96). Гигиенические нормативы ГН2.6.1.054-96. -М.: Госкомсанэпиднадзор РФ. -127 с.

14. Радиоактивность строительных материалов/ A.B. Черницкий, И.П. Лось, В.П. Сабалдырь. -Киев: Будивельник, 1990. -37 с.

15. Сидельникова О.П., Козлов Ю.Д. Влияние активности естественных радионуклидов строительных материалов на радиационный фон помещений. -М.: Энергоатомиздат, 1996. -160 с.

16. Котляров A.A., Кривошеее C.B., Курегин А.Д., Мурашов А.И. Воздействие ядерного излучения радона и его дочерних продуктов распада (ДПР) на население //АНРИ. -1994. № 2. - С. 20-31.

17. Котляров A.A., Кривошеев C.B., Курегин А.Д., Мурашов А.И. Воздействие ядерного излучения радона и его дочерних продуктов распада (ДПР) на население //АНРИ. -1994. № 3. - С. 29-38.

18. Hughes J.S., Roberts G.C. The radiation exposure of the UK population -1984 Review; National Radiation Protection Board. Report NRPB-R173.1984.

19. Сидельникова О.П. Влияние EPH на безопасность жизнедеятельности людей: Автореф. дис. канд. техн. наук. -Днепропетровск, 1994. -22с.

20. Источники, эффекты и опасность ионизирующей радиации. Доклад НК ДАР ООН за 1988 г. В 2 томах. -М.: Мир, 1992, Т. 1 552 е., Т. 2 -726 с.

21. Крисюк Э.М., Константинов Ю.О., Никитин В.В. и др. Дозы облучения населения // Гигиена и санитария. -1984. № 5. - С. 63-66.

22. Колышкин А.Е., Рыбальский Н.Г. Радиационная безопасность. Что должен знать о ней каждый человек. -М.: Экологический вестник, 1995. -48 с.

23. Ливчак И.Ф., Воронов Ю.В. Охрана окружающей среды. -М.: Стройиздат, 1988.-192 с.

24. Сидоренко В.Ф. Учет экологических факторов в градостроительном комплексе // Мат-лы научно-технической конференции: Надежность и долговечность строительных материалов и конструкций. -Волгоград: ВолгГАСА, 1998. -С. 37-45.

25. Крикунов Г.Н., Беликов A.C., Залунин В.Ф., Довгаль В.Н. Безопасность жизнедеятельности. Часть третья. -Днепропетровск: УкО ИМА-пресс, 1995. -196 с.

26. Козлов В.Ф. Справочник по радиационной безопасности. 3-е изд. -М.: Энергоатомиздат, 1987.-351 с.

27. Финкельштейн Д.Н. Инертные газы. -М.: Наука, 1979. -200 с.

28. Гусев Н.Г., Дмитриев П.П. Квантовое излучение радиоактивных нуклидов. -М.; Атомиздат, 1977. -395 с.

29. Гусев Н.Г., Дмитриев П.П. Цепочки радиоактивных превращений: Справочник. 3-е изд. -М.: Энергоатомиздат, 1994. -112 с.

30. Схемы распада радионуклидов. Публ. 38 МКРЗ. -М.: Энергоатомиздат, 1987. 4.I, кн.1. -320 е., Ч. i, кн. 2. -400 е., Ч. II, кн. 1.-432 е., Ч. II, кн. 2. -480 с.

31. Перцов Л.А. Ионизирующее излучение биосферы. -М.: Атомиздат, 1973.-288 с.

32. Перцов Л.А. Природная радиоактивность биосферы. -М.: Атомиздат, 1964.-316 с.

33. Коган P.M., Назаров И.М., Фридман Ш,Д. Основы гамма-спектрометрии природных сред, -М,: Энергоатомиздат, 1991.-233 с.

34. Пространственные и временные особенности распределения 222Rn над территорией СССР/ Л.И. Болтнева, В.А. Ионов, И.М. Назаров, Т.И. Сисигина //Докл. АН СССР, 1980.

35. Пространственные особенности распределения 222Rn над территорией СССР/Л.И. Болтнева, В.А. Ионов, И.М. Назаров, Т.И. Сисигина// Фоновая радиоактивность почв и горных пород на территории СССР.-M.: Гидрометеоиздат, 1980.

36. Гулабянц Jl.А. Осторожно: радоноопасные территории России// АВОК Haus Technik. -1993. -№ 1-2. С. 37-38.

37. Вредные химические вещества. Радиоактивные вещества. Справ./ Под общ. ред. Л.А. Ильина, В.А. Филова. -Л.: Химия, Ленингр. отделение, 1990. -463 с.

38. Исследование и нормирование радиоактивности строительных материалов/ ЭМ. Крисюк, С.И. Тарасов, В.П. Шамов и др. -М.; Атомиз-дат, 1974.

39. Афанасьев М.К., Крисюк Э.М. К вопросу о нормировании содержания радиоактивных веществ в строительных материалах// Гигиена и санитария. -1967. -№ 12. -С. 64-67.

40. Gesse! T.F., Prichard H.V. Natural radioactivity in iimenite aggregates// Ibid. 1975. Vol. 29. P. 354.

41. Крисюк Э.М., Сергеев А.Г., Латышев Г.Д. Активный осадок радиотория. -Алма-Ата: Изд-во АН КазССР, 1960.

42. Jakobi W. Activate and potential a-energy of radon-222 and daughters// Health Phys. 1973. Vol. 22. № 33. P 441-450.

43. Radon in Wohraumen in der Sweiz / H. Brunner, W. Burkart, E. Nagel ea. //Ibid. 1982. Vol. 39. S. 283-286.

44. Natural Radiation Environment // Proc. of the Intern, sump. Hauston, Apr. 1978. Hauston, 1980. P. 191-197.

45. Natural Radiation Environment // Proc. of the second Special sump. Bombay (Jan. 1981). Bombay, 1982. P. 135-143.

46. Indoor exposure to natural radiation and associated resk assessment: Proc. of the Intern, seminar, Anacapri (Oct. 1983) // Radiat. Prot. Dosimetry. 1984. Vol. 7, № 1-4.

47. Indoor exposure to enhanced natural radiation and its regulatory implications// Proc. of the seminar, Maastricht (March 1985) //Science Total Environment. 1985. Vol. 45. P. 233.

48. Porsiendorfer J., Wicke A., Shraub A. The influence of exhalation, ventilation and deposition process upon the concentration of radon (222Rn), thoron (22QRn) and their decay products in room air // Ibid., 1978. Vol. 34. P. 465-473.

49. Huang y.e.a. Radon and its daughters in indoor and outdoor environmental eir // Radon of Radiological Medicine and Protection. 1983. Vol. 23. P. 72.

50. Distribution of airborne radon-222 concentration in U.S. hours/ A.V. Nero, M.B. Schwehr, W.W. Nazaroff ea. Lav/rence Berkeley Laboratory report LBL-18374, 1984.

51. Radon and it's decay products in indoor air / Ed. W.F. Nazarov, A. V. Nero, Jr. New York Singapore, 1988.

52. Health risks of radon and other internally deposited a-emitters. BR-IV. Nath. Ac. Press. Washington D.C., 1988.

53. Коваленко В.В., Назиров Р.А. Первые результаты оценки радоно-опасности на территории Красноярского края // Известия ВУЗов. Строительство. -1998. -№ 2. -С. 115-120.

54. Егорова И.П., Масляева Г.В., Роменская Л.В., Марченко Б.И., Плави-на Н.П. Содержание радона в воздухе жилых помещений и заболеваемость злокачественными новообразованиями органов дыхания // Гигиена и санитария. -1997. -№ 6. -С. 59-60.

55. Зыкова А.С., Воронина Т.Ф., Пакуло А.Г., Верейко С.П. Содержание радона в жилых помещениях г. Лермонтова и дозы облучения населения // Гигиена и санитария. -1998. -№ 2. -С. 32-33.

56. Еремеева Т.Н. Радон и продукты его распада в воздухе помещений детских дошкольных учреждений г. Серпухова // Медицина труда и промышленная экология. -1996. -№ 9. С. 14-17.

57. Селегей В.В. Радиоактивное загрязнение г. Новосибирска прошлое и настоящее. -Новосибирск, 1997. - 162 с.

58. Троицкая М.Н., Ермолаева А.П., Теплых Л.А., Рамзаев П.В. Источники и уровни облучения жителей Крайнего Севера // Гигиена и санитария.- 1985.-№ 12.-С. 30-32.

59. Касьянов С.П. Управл!ння piBHeM радоново1 безпеки об'екпв бу-AiBHHLjTBa на eTani проектування i реконструкцн (на приклад м. Днтропетровська): Автореф. дис. канд. техн. наук. -Днтро-петровськ, 1998.-16 с.

60. Павленко Т.О. Наукове обгрунтування системи рад1ашйного захисту населения УкраЫи вщ радону-222: Автореф. дис. канд. техн. наук. -Khíb, 1996. -20 с.

61. Дикова Е.В. Радон и здоровье человека. Информационный бюллетень. -М.: ЦНИИ атоминформ, 1993. -С. 227-230.

62. РСН УССР 356-91. Положение о радиационном контроле на объектах строительства и предприятиях стройиндустрии и строительных материалов Украины. -К.: Госстрой УССР, 1991.-20 с.

63. Мельникова Л.С., Тетельман В.В., Маргулис У. Я Законодательные гарантии радиационной безопасности населения России// Медицина труда и промышленная экология. -1996. -№ 9. С. 5-7.

64. Indoor Radon// Health Physics. 1983. Vol. 45. № 2. P. 137-142.

65. Шалак Н.И., Крискж Э.М. Измерение длины диффузии радона в строительных материалах//Радиационная гигиена. -1980. -№ 9. -С. 32-34.

66. Stranden Е., Berteid L. Radon in dwelling and influencing factors// Health Physics. 1980. Vol. 39. P. 275-284.

67. Королева H.A., Шалак Н.И., Крисюк Э.М., Терентьев M.B. Выделение радона из строительных материалов в жилищах // Гигиена и санитария. -1985.-№ 7. С. 64-66.

68. Радиоактивность строительных материалов. Крисюк Э.М., Пархоменко В.И. In: Staatliches Amt. für Atomsichercherchut und Strahben-schutz (Report SAAS-250). Berlin, 1979, S. 209-214.

69. Steinhasler F, Hofmann W., Pohl E. et al // Health Phys. 1983. - Vol. 45. - P, 23-40.

70. Яворовски 3, Гормезис: благоприятные эффекты облучения. // Медицинская радиоэкология и радиационная безопасность. 1997. - № 2-С. 11-17.

71. Cohen В., Colditz G. Test of the linear no threshold theory for lung cancer83