вариации радиационного фона естественных водных источников

Угланова В.З., к.х.н.
доцент кафедры нефтехимии и техногенной безопасности
Денисов Н.С., к.х.н., доцент
доцент кафедры нефтехимии и техногенной безопасности
Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского
Россия, г. Саратов
Панорядов В.М., к.в.н., доцент
доцент кафедры Управление качеством и сертификация
Тамбовский государственный технический университет
Россия, г. Тамбов
Борзов В.М., студент
Саратовский государственный университет им. Н.Г. Чернышевского
Россия, г. Саратов
ВАРИАЦИИ РАДИАЦИОННОГО ФОНА ЕСТЕСТВЕННЫХ
ВОДНЫХ ИСТОЧНИКОВ
Аннотация
Рассмотрено влияние некоторых метеопараметров на флуктуацию
радиационного фона, создаваемого природными водными источниками
Саратовской
области.
Получены
зависимости
фоновой
мощности
экспозиционной дозы от температуры воздуха, атмосферного давления и
влажности.
Ключевые слова
Радиоактивность, радиационный фон, метеоусловия, природные
водные источники
По
данным
многочисленных
исследований
отечественных
и
зарубежных ученых известно, что основными источниками радиационного
фона на земле являются природные [1-4]. Неверно полагать, что развитие
науки и техники является единственной причиной воздействия радиации
________________________________________________________________
«Экономика и социум» №2(15) 2015
www.iupr.ru
на живые организмы. На нашей планете с момента ее возникновения
существовал и существует естественный радиационный фон, который
заметно меняется в зависимости от ряда факторов: географических
координат, состава основных подстилающих пород, высоты местности над
уровнем моря и метеоусловий [1, 5].
Природные радионуклиды, космическое излучение и вторичная
радиация, так же как и техногенные радионуклиды, оказывают вредное
влияние на биоту экосистем, в том числе – на человека [6]. Следует
отметить, что в отличие от химических веществ, радиоактивные вещества
не включаются в процесс самоочищения экосистемы и представляют
существенную опасность даже в малых дозах. Пренебрежение ими создает
реальную угрозу генетическому фонду человеческой популяции [7].
Поэтому одним из важнейших компонентов концепции анализа и
управления
опасности
экологическим
плотно
риском
заселенной
является
оценка
радиационной
территории,
которая
предполагает
проведение мониторинга, прогнозирования, превентивных мероприятий и
принятие управленческих решений [6-9].
Известно [10-12], что основной вклад порядка 54% от естественных
источников в общую радиационную дозу вносит радон и дочерние
продукты (ДПР) его распада. Интерес к радону появился с момента его
открытия. Это связано с тем, что источником радона является радий,
распространенный в различных типах почвы, грунтах и как следствие
строительных материалах, что приводит к непрерывному облучению
населения, находящегося в жилых или служебных помещениях.
Миграция радона определяется в основном пористостью породы.
Выше уровня грунтовых вод, в так называемой зоне аэрации, пористая
порода заполняется в основном воздухом, в результате чего миграция
изотопов радона происходит за счет эксхаляция, т.е. подчиняется законам
турбулентной диффузии как любой другой газ. В случае пористого
________________________________________________________________
«Экономика и социум» №2(15) 2015
www.iupr.ru
пространства пород, лежащего ниже уровня грунтовых вод, поры и
трещины заполняются водой, либо нефтью и газом, что приводит к
эксхаляции вместе с водой. Дальность миграции радона напрямую зависит
от его периода полураспада (3,82 сут.) и не может быть больше.
Следовательно, концентрация радона в подземных водах и в водах
источников и скважин будет зависеть от концентрации
Ra в породе
226
водосборной площади. Как правило, скважины не бурят на глубину
геологических горизонтов, содержащих большое количество радия. Тем не
менее, радон и его ДПР могут наблюдаться в значительных количествах
даже в неглубоких скважинах и колодцах, что говорит о необходимости
проведения исследований. При этом интенсивность радиационного фона,
создаваемого
эксхаляцией,
величина
непостоянная,
непрерывно
меняющаяся во времени: возможны суточные колебания, сезонные,
годовые и более сложные временные циклы. Важными факторами,
оказывающими влияние на радиационный фон, являются климатические
параметры [13]. Давно известно, что резкие изменения значений величин
температуры, давления и влажности атмосферы отрицательно сказываются
на здоровье людей. Совпадение же во времени радиационных и
неблагоприятных климатических факторов увеличивает медицинский риск
населения, в связи с возникновением эффекта синергизма – величина
суммарного последствия от нескольких воздействий оказывается выше,
чем формальная сумма каждого последствия.
Не смотря на важность данной темы работы, посвященные изучению
флуктуации величины радиационного фона природных водных источников
Саратовской области, практически отсутствуют. В связи с этим, цель
нашей
работы
–
определение
радиационного
фона,
создаваемого
природными источниками воды и установление параметров, влияющих на
его величину – является актуальной.
________________________________________________________________
«Экономика и социум» №2(15) 2015
www.iupr.ru
Проведены
сравнительные
исследования
проб
воды
нескольких
природных источников Ртищевского района Саратовской области. Источник 1:
нисходящий родник в 3 км от п. Таптулино; источник 2: восходящий родник
в 1 км от с. Курган, питающий р. Хопёр; источник 3: колодец в с. п.
Таптулино; источник 4: родник в 2 км от п. Петропаловка. Вода
источников 2, 3, 4 используется для питьевых и технических нужд,
источника 1 – технических. Для измерения уровня ионизирующего
излучения применялись приборы: индикатор радиоактивности РАДЭКС РД
1503 (Россия) и дозиметр-радиометр бытовой АНРИ-01-02 «СОСНА» (Россия),
позволяющие оценивать радиационную обстановку по величине мощности
амбиентного эквивалента дозы γ-излучения с учетом загрязненности
объектов
источниками
β-частиц
или
по
величине
мощности
экспозиционной дозы с учетом загрязненности объектов источниками βчастиц. На рис. 1 представлены типичные зависимости Ф от ряда
метеопараметров, характерные для всех исследуемых источников.
Установлено, что на величину фоновой мощности экспозиционной
дозы (Ф), создаваемой водными источниками, оказывает влияние
температура воздуха. Так в интервале температуры (+3+23)0 С Ф линейно
увеличивается от 0,08 до 0,20 мЗв/ч (рис. 1 а). При более высоких
температурах
(+260
С)
Ф
практически
не
меняется.
С
ростом
относительной влажности интенсивность фона практически не меняется,
понижается незначительно (рис. 1 б). Незначительные изменения Ф
наблюдаются в интервале влажности от 65 до 70 % влажности [5]. Кроме
этого установлено, что при увеличении суточного давления фоновая
мощность экспозиционной дозы уменьшается (рис. 1 в), что обусловлено
увеличением толщины атмосферы, которая в свою очередь обеспечивает
более эффективную защиту от солнечной радиации, являющейся одной из
составляющей радиационного фона.
________________________________________________________________
«Экономика и социум» №2(15) 2015
www.iupr.ru
Т, 0С
25
20
15
а
10
5
0
0,05
0,1
120%
0,15
0,2
Ф, мЗв/ч
0,25
W
100%
80%
60%
б
40%
20%
0%
0,05
750
0,1
0,15
0,2 Ф, мЗв/ч 0,25
Р, мм.рт.ст.
748
746
744
в
742
740
738
0,05
0,1
0,15
0,2 Ф, мЗв/ч
0,25
Рис. 1. Зависимость величины фоновой экспозиционной дозы излучения от
температуры (а), влажности (б), атмосферного давления (в). Прибор
РАДЭКС. n≥10, P=0,95. Источник 1.
________________________________________________________________
«Экономика и социум» №2(15) 2015
www.iupr.ru
Согласно
нормам
радиационной
безопасности,
мощность
эффективной дозы гамма-излучения на открытой местности не должна
превышать 0,2 мкЗв/ч [14]. Установлено, что мощность эффективной дозы
излучения исследуемых нами источников не превышает установленную
нормами величину. Следовательно, источники безопасны для человека и
не нуждаются в проведении защитных мероприятий, направленных на
снижение поступления радона и его дочерних продуктов в воздух.
Использованные источники
1.
Кларк С.П.Справочник физических констант горных пород. М.:
Мир, 1969. 544 с.
2.
Handbook of Geochemistry. V II/5/ Elements La(57) to U(92).
Berlin: Springer-Verlag; New York: Heidelberg, 1974. 996 p.
3.
The Encyclopedia of Oceanolraphy – Reinhold Publishing
Corporation. New York, 1996. 775 p.
4.
Крисюк Э.М. Оновные виды облучения людей // АНРИ. 1999.
№2. С. 4-9.
5.
Бекман И.Н., Хасков М.А., Пасека В.И., Панаркина Л.Е.,
Рязанцев Г.Б. Вариации радиационного фона и климатических параметров
в северной части Азовского моря // Экологические системы и приборы.
2005. № 2. С. 20-28.
6.
Тихонов М.Н. Радоновая радиация: источники, дозы и
нерешенные вопросы // Экология промышленного производства. 2008. №
1. С. 35-51.
7.
Угланова В.З., Черкасова О.А., ГайдаенкоА.О., Левченко П.А.
Влияния различных факторов на величину радиационного фона бытовых
помещений в процессе водопотребления // Техногенная и природная
безопасность ТПБ - 2013. Материалы II Всероссийской научно-
________________________________________________________________
«Экономика и социум» №2(15) 2015
www.iupr.ru
практической конференции. Под редакцией Д.А. Соловьева. Саратов, 2013.
С. 238-242/
8.
Черкасова О.А., Угланова В.З., Насонов С.С., Левченко П.А.
Измерение и сравнительный анализ радиационного фона в помещениях
различного назначения // Техногенная и природная безопасность ТПБ 2013. Материалы II Всероссийской научно-практической конференции.
Под редакцией Д.А. Соловьева. Саратов, 2013. С. 264-268.
9.
Cherkasova O.A., Uglanova V.Z., Kanevez S.I. Dose di esposizione
controllo delle radiazioni esterne negli edifici residenziali // Italian Science
Review. 2014. Vol. 14. № 5. С. 159-162
10.
Тихонов М.Н. Последствия облучения населения радоном //
Экология промышленного производства. 2010. Т. 1. № 2. С. 22-30.
11.
Источники и эффекты ионизирующего излучения: Отчет
Научного комитета ООН по действию атомной радиации 2000 года
Генеральной Ассамблеи ООН с научными приложениями. Т. 1. Источники
(часть 1) / Пер. с англ. под ред. Л.А. Ильина, С.П. Ярмоненко. М.:
РАДЭКОН, 2002. 308 с.
12.
Рыжакова
Н.К.
Моделирование
переноса
радона
через
почвогрунты и метод определения параметров модели // Известия высших
учебных заведений. Физика. 2010. Т. 53. № 11. С. 66-69.
13.
Бондаренко В.М., Демин Н.В. Оценка радоновой, аэрационной
и электромагнитной опасности городских территорий // Сб. статей по
программе «Научные исследования по экологии и рациональному
природопользованию». СПб.: Санкт-Петербургский гос. горный ин-т, 2011.
С. 53-54.
14.
Нормы
радиационной
безопасности
(НРБ
–
99/2009):
Гигиенические нормативы. М.: Центр санитарно-эпидемиологического
нормирования, гигиенической сертификации и экспертизы Минздрава
России, 2009.
________________________________________________________________
«Экономика и социум» №2(15) 2015
www.iupr.ru