Контроль плотности потока радона из почвы при отведении земельно-го участка под строительство. | Управление Роспотребнадзора по Республике Мордовия

Радон принадлежит к радиоактивным газам природного происхождения, не имеющим цвета, запаха и вкуса. Он является источником альфа-частиц, которые, смешиваясь с воздухом и, проникая в органы дыхания, остаются там. В результате чрезмерного накопления альфа-частиц в лёгких человека могут развиваться злокачественные опухоли. Статистика утверждает, что радон стоит на втором месте (после курения) среди причин, вызывающих онкологические заболевания лёгких.

Особенно опасен радон в помещении, где он способен накапливаться. Концентрация радона в помещении может повышаться в следующих случаях:

· если здание построено на радоноопасном грунте;

· при использовании для строительства некачественных материалов, не прошедших радиационный контроль;

· при наличии щелей, позволяющих проникать радону внутрь помещения: трещин в перекрытиях, некачественно герметизированных коммуникационных вводов.

В этой статье мы подробнее остановимся на первом пункте: радоноопасный грунт.

Основная часть радиоактивного газа поступает в жильё человека с почвы. Величиной, характеризующей радоновую опасность грунта, является плотность потока радона. Она указывает на интенсивность выхода газа на поверхность земли.

В соответствии с требованиями Федеральных законов от 09.01.1996г. №3-ФЗ «О радиационной безопасности населения» и от 30.03.99г. №52-ФЗ «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения» на всех земельных участках, отводимых под строительство зданий и сооружений, в пределах контура проектируемых объектов строительства, необходимо проведение измерения плотности потока радона с поверхности грунта.

Определение плотности потока радона (ППР) с поверхности грунта проводят в два этапа:

На предпроектных стадиях выполняют предварительную оценку потенциальной радоноопасности изучаемой территории.
На стадии проекта производится уточнение радоноопасности площадки и определяют класс требуемой противорадоновой защиты зданий и сооружений.

Различают 3 класса радоноопасности участка:

· первый класс (ППР менее 80 миллибеккерелей на квадратный метр за секунду) — для защиты достаточно обычной вентиляции;

· второй класс (ППР равен 80–200 мБк/м²*с) — необходима умеренная защита;

Результаты исследований показывают, что плотность потока радона с поверхности земли изменяется в широком диапазоне, причём такие изменения возможны даже в пределах небольшого участка с одинаковыми геологическими и гидрогеологическими условиями. На величину плотности потока радона с поверхности земли влияют место, время года и суток, высота над уровнем моря и метеорологические параметры: скорость и направление ветра, температура почвы и атмосферного воздуха, атмосферное давление, осадки. Поэтому зимой и в дождливую погоду измерения проводить нежелательно.

Территории, планируемые под застройку, условно разбивают на участки.

Если расположение контуров проектируемых объектов на участке не определено (предпроектная стадия), то сеть контрольных точек выбирается равномерно по всему участку с шагом 25х25 м или более в зависимости от площади участка:

– до 5 га – число контрольных точек принимается из расчета не менее 15 на 1 га;

– от 5 до 10 га – не менее 10 точек на 1 га, но не менее 75 точек на участок;

– свыше 10 га – не менее 5 точек на 1 га, но не менее 100 точек на участок.

При этом общее число точек определения ППР на участке должно быть не менее 10, независимо от его площади.

Если имеется привязка проектируемого здания на земельном участке под строительство, то измерения производятся только в пределах контура здания, при этом шаг сети контрольных точек должен приниматься из расчета не более 10´10 м, а общее число точек должно быть не менее 10, независимо от площади застройки здания.

Про анемометры: Измерение плотности потока радона

За величину плотности потока радона с поверхности грунта на обследованной площади участка принимается среднее арифметическое значение по данным измерений во всех контрольных точках

Если по результатам определения плотности потока радона с поверхности грунта на обследованной площади земельного участка под строительство жилых домов, общественных зданий и сооружений для всех точек получено среднее значение ≤80 мБк/м²*с, а по под строительство производственных зданий и сооружений £250 мБк /м²*с, то земельный участок соответствует требованиям санитарных правил и гигиенических нормативов по данному показателю.

Если значения плотности потока радона превышают 80 мБк/м²*с более чем в 20% контрольных точек в пределах контура застройки жилых домов и общественных зданий и сооружений и при этом среднее значение плотности потока радона находится в пределе от 40 до 80 мБк/м²*с или значения плотности потока радона превышают 250 мБк/м²*с более чем в 20% контрольных точек в пределах контура застройки производственных зданий и сооружений и при этом среднее значение плотности потока радона находится в пределах от 100 до 250 мБк/м²*с , необходимо проведение дополнительных исследований в контуре проектируемых зданий и сооружений после привязки их к плану территории.

Если по результатам определения плотности потока радона с поверхности грунта показатели контрольных точек превышают 80 мБк/м²*с на участке под строительство жилых и общественных зданий и сооружений или 250 мБк/м²*с для производственных зданий и сооружений, то в проектах должны быть предусмотрены инженерно-строительные мероприятия по снижению поступления радона в здания и сооружения из почвы: монолитная бетонная подушка, улучшенная изоляция перекрытия подвального помещения и т. п., обеспечивающие при приемке в эксплуатацию здания после окончания его строительства (капитального ремонта или реконструкции) среднегодовое значение эквивалентной равновесной объемной активности изотопов радона не выше 100 мБк/м²*с.

Разработка радонозащитных мероприятий должна осуществляться проектными и специализированными научными организациями с учетом радонозащитных характеристик, предусмотренных в проекте конструкций подземной части здания.

Все работы по изъятию и перемещению грунтов на земельных участках, на которых выявлены радиационные аномалии, должны проводиться под радиационным контролем.

ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Республике Мордовия» проводит измерения плотности потока радона в почвенном воздухе на земельных участках, отведенных под строительство жилых домов, зданий и сооружений общественного и производственного назначений с выдачей заключения.

Проконсультироваться по всем заинтересовавшим Вас вопросам Вы можете по телефонам: (8342) 24-89-97; 24-59-01 и 24-80-13. Консультация – бесплатно.

ОСТАВЬТЕ ЗАЯВКУ-

и мы свяжемся с Вами в ближайшее время.

Наши координаты: 430030, г. Саранск, ул. Дальняя, д. 1а,

тел./факс (8342) 24-85-28; E-mail:cgie@moris.ru.

Кто проводит исследования?

Измерения проводят организации, прошедшие аккредитацию Федеральной службы по аккредитации России. Они имеют в своём распоряжении метрологически аттестованное оборудование и необходимое программное обеспечение. Все работы проходят в соответствии с установленной методикой. Именно такой организацией является радиационная лаборатория компании ЭкоЭксперт.

Фото 2. Аттестат аккредитации лаборатории радиационного контроля ООО “ЭкоЭксперт”.

Методы измерения плотности потока радона

Существует несколько способов измерения плотности потока радона. В основе большинства из них лежит диффузионно-конвективная модель перемещения радиоактивного элемента в почве. Чтобы провести подобные измерения, необходимо знать физико-геологические параметры грунта и рассчитать скорость конвекции.

Но свойства грунта описываются при помощи семи параметров, при измерении каждого из которых наблюдается определённая погрешность, что приводит к заметным отклонениям в результатах измерения плотности радона. Существенная погрешность также наблюдается при определении скорости конвекции, так как используемая формула не учитывает процесс теплообмена и оборота влаги.

Поэтому особую популярность получил метод, при котором для определения плотности потока радона используют ёмкости с активированным углем, обладающим способностью абсорбировать радон. Такой способ не требует определения свойств грунта и расчёта скорости конвекции. Поэтому он позволяет упростить исследования и значительно повысить их достоверность.

Результаты диагностики

Все результаты заносятся в протокол в соответствии с установленной формой. В отчёте отмечаются название строительного или существующего объекта, его адрес, дата исследований, погодные условия, место экспонирования накопительных камер и его продолжительность.

Основываясь на результатах исследования, делают выводы о радоноопасности территории. В случае высокой плотности радиоактивного элемента участок объявляется радоноопасным, что потребует внесения корректив в проект строительства и внедрения защитных мероприятий.

Яковлева в.с. методы измерения плотности потока радона и торона с поверхности пористых материалов

на внутри НК; 2) перевод радона в измерительное устройство (за рубе-

жом чаще всегоиспользуют ячейку Лукаса) через фильтр, задерживаю-

щий продукты распада радона и торона; 3) последующая выдержка в

течение 3–х часов для установления равновесия междурадоном и двумя

альфа–излучающими продуктами его распада (используют не во всех

методах) и 4) измерение активности радона. Пересчет измеренной нако-

пленной активности в величину ППР производят по формулам (6.1–6.4).

Плотность потока торона с поверхности грунта, используя такую

схему, измерить невозможно.

Особенности регистрации –излучения состоят в том, что из–за ма-

лого пробега –частиц измеряемый источник излучения нужно или вво-

дить непосредственно в чувствительный объем детектора, или поме-

щать вплотную к нему. Первой сцинтилляционной камерой была ячейка

Лукаса, которая представляла собой стеклянную вакуумную колбу,

покрытуюизнутри сцинтиллятором и имеющую хороший оптический

контакт с фотоэлектроннымумножителем [274]. Радон в ячейку Лукаса

вводится вакуумным методом.В настоящее время для регистрации α–

излучения широко применяют сцинтилляторы из ZnS(Аg), которые на-

носятся на прозрачные пластинки или стенкикамеры.За рубежом, до

сих пор успешно применяют ячейку Лукаса при радоновых исследова-

ниях.

Метод регистрации альфа–излучениярадона и продуктов его распа-

да обычноосуществляется следующим образом. Радон принудительно

поступает внутрь камеры радиометра(или ячейку Лукаса), внутренняя

поверхность которой покрыта сульфидом цинка, активированного се-

ребром –ZnS(Аg). α–излучение радона и продуктов его распада взаимо-

действует с веществом сцинтиллятора и вызывают световые вспышки,

которые регистрируются фотоэлектронным умножителем. Для повыше-

ния точности измерение проводится после установления равновесия

между радоном и его ДПР. Чувствительность в данном случае зависит

от формы камер: для камер, имеющих форму усеченного конуса –чув-

ствительность на 10–15% выше чувствительностицилиндрических ка-

мер. Для уменьшения собственного фона сцинтиллятора имеет большое

значение правильный выбор материала, а также нанесение толстого

Про анемометры: Почему датчик движения не работает или работает неправильно?

слоя ZnS(Аg), имеющего незначительные примеси радионуклидов.

На сцинтилляционном методе основаны следующие радиометрыи

комплексы:РГА–01, РГА–06П, –06М, РГГ–01Т (Россия), LUKI, LUK3,

RGM-3 (Eberline Thermo lnstr., CШA), Certifier II(Gemini Research Inc.,

США), Pylon AB–5 Model 110A (150 мл сцинтилляционная ячейка) и

Model 300A (277 мл сцинтилляционная ячейка), Pylon CPRD (270 мл

сцинтилляционная ячейка) (Pylon, Канада), RDA-200 (160 мл сцинтил-

лида в 1 с в 1 м

в момент времениt, рассчитываемое по формуле (5.5);

–средняя энергия образования альфа–частицей одной пары ионов в

воздухе, =35 эВ [262].

Плотность ионизации воздуха внутри НК за счет бета и гамма–

излучения

214

Pbи

214

Biможно грубо оценить по формуле (5.6), оценки

представлены на рис. 5.7. Средняя энергия, затрачиваемая на образова-

ние одной пары ионов в воздухе бета–излучением составляет 35 эВ,

гамма–излучения –33,85 эВ [262, 263]. Однако такие оценки являются

сильно завышенными, поскольку тольконебольшая часть пробегов бе-

та–частиц и фотонов гамма–излучения, образованных внутри НК, будет

укладываться в воздухе камеры, и, как следствие, будет малое количе-

ство взаимодействий, приводящих к образованию пар ионов.

Что касается бета–частиц, их пробег в воздухе лежит в диапазоне от

долей сантиметра до 4 м (для

214

Pb) и более (для

214

Bi). Например, для

214

Pb, только пробеги низкоэнергетических бета–частиц (оже–

электронов) с энергией менее 70 кэВ могут полностью уложиться в объ-

еме камеры, однако их вклад в выход частиц на 1 распад радионуклида

составляет не более 40 % [263, 265]. Средние потери на ионизацию воз-

духа бета–излучением

214

Pbи

214

Biсоставляют 2 –2,5 кэВ см

-1

, что при-

водит к образованию одной частицей всего 60 –70 пар ионов на 1 см

пути.

Учитывая небольшие размеры камеры, оценки плотностииониза-

ции по формуле (5.6) за счет бета–излучения будут завышены почти на

порядок, поэтомурасчетлучше производитьс использованием специ-

альных программ, основанных на применении метода Монте–Карло

[262, 264]. Посколькуинтенсивность бета– и гамма–излучения радио-

нуклидов

214

Pbи

214

Biприблизительно на порядок ниже, чем альфа–

излучения, их вклады

в суммарную плотность ионизации воз-

духа внутри камеры незначительны (рис. 5.7), и ими можно пренебречь.

Суммарная плотностьионизации воздуха внутри накопительной

камеры

будет обусловлена не только излучением радионуклидов, в

воздухе камеры (

), но и излучением радионуклидов, содержащихся в

грунте (

), а также космическим излучением (

)

, (5.7)

где –вид ионизирующего излучения.

Активность гамма– ибета–излучающих радионуклидов

214

Pbи

214

в воздухе камеры на несколько порядков ниже, чем активность гамма– и

бета–излучающих радионуклидов, содержащихсяв почве (

137

Cs, ря-

Контроль плотности потока радона из почвы при отведении земельно-го участка под строительство. | Управление Роспотребнадзора по Республике Мордовия

. (4.25)

Равновесное значениеОА радона в почвенном воздухе равно

. (4.26)

С учетом соотношений(4.25) и (4.26) выражение для плотности по-

тока радона принимает вид

. (4.27)

В итоге, ППР с поверхности земли можно оценивать по соотноше-

ниям(4.16), (4.23) и (4.27), в зависимости от имеющейсяинформации.

Здесь следует отметить, что данные соотношенияполучены в полубес-

конечной геометрии, когда характеристики грунтов не изменяются за-

метным образом с глубиной z. Поэтому, применение предложенного ме-

тода имеет свои ограничения, обусловленные неоднородностью грун-

тов. Например, когда мощность поверхностного слоя грунта меньше

глубины, на которой устанавливается значение A

∞

, а следующий слой

грунта имеет значительно отличающиеся характеристики, либо, в слу-

чае сильно неравномерного распределения

226

Raпо глубине. Так, в не-

которых работах [253, 254] отмечают повышенное содержание радия в

верхнем (30–50 см) слое почвы по сравнению с более глубокими слоя-

ми. Другой пример –зимний период, когда верхний слой почвы промер-

зает и предотвращает свободный выход радона в атмосферу, нарушая

тем самым одно из граничных условий при решении уравнения (4.3). В

этом случае ОА радона ниже глубины промерзания начинает постепен-

но восстанавливаться до своего равновесного значения, следовательно,

градиент ОА радона и ППР стремятся к нулю.

Преимущества метода заключаются в том, что:

1.метод позволяет получить как мгновенные, так и интегральныезна-

чения ППРв зависимости от используемого метода измерения ОА

радона в почвенном воздухе;

2.метод позволяет производить ретроспективные оценки величины

ППР на основеранее собранногоматериалапо измеренным значени-

ям ОА радона в почвенном воздухе;

3.метод не требует оценок скорости адвекциии автоматически учиты-

вает влияние состояния атмосферы;

3.4. НАКОПЛЕНИЕ РАДОНА В ВОЗДУХЕ ИЛИ

НА АКТИВИРОВАННОМ УГЛЕ

По способу накопления различают методы с накоплением радона:

в воздухе (объеме) внутри НК (около 70% опубликованных на-

учных работ посвящено этому методу);

на активированном угле, расположенном внутри НК (~ 30 %

опубликованных работ).

Метод с накоплением радона на активированном угле [36, 112114,

131149] используется в сочетании со следующими методами измере-

ния накопленной активности:

1.гамма–спектрометрический метод с использованием сцинтилля-

ционного, обычно NaI(Tl), или германиевого полупроводникового

детектора;

2.радиометрический метод: гамма– или бета–радиометр, альфа/бета

счетчик на основе жидкого сцинтиллятора.

Метод с накоплением радона в воздухе внутри НК, который часто

называют “методом накопительной камеры” (английские эквиваленты

названия данного метода: closed-can method; cantechnique; closed cham-

ber method; static chamber method; accumulation method), также использу-

ется в сочетании с известными методами измерения накопленной ак-

Про анемометры: Нормирование радона в воздухе, Радон в помещениях - Оценка содержания радона в воздухе жилого помещения

тивности (в скобках указан процент опубликованных научных работ,

где использован данный метод):

1.сцинтилляционный (~ 35 %) [18, 78, 113, 141, 150164];

2.полупроводниковый (также в сочетании с электростатическим

осаждением заряженных продуктов распада радона) (~ 15 %)[73,

165171];

3.ионизационный (ионизационные камеры, газоразрядные счетчики,

электретные детекторы) (~ 30 %) [41, 86, 115, 172188];

4.трековый (трековые твердотельные детекторы) (~ 20 %)[106, 182,

189202].

Методы измерения накопленной активностирадона иторона, в за-

висимости от принципаработыдетектора(с использованием источни-

ков питания, или без) подразделяют на (рис. 3.1):

1.активные методы;

2.пассивныеметоды.

Пассивными методами называют группу методов измерения объ-

емной активности радона и торона, в которых детектор накапливает ин-

формацию о радоне и тороне пассивным способом, т.е. без использова-

ния источников электроэнергии. Последующее считывание накоплен-

Традиционно прогноз землетрясений осуществляют на основе ин-

формации о почвенных газах, в том числе радиоактивного газа радона

[44, 46, 47, 54, 50−52].

Известно, что в период повышения сейсмической активности ано-

мальныеизменения ОА почвенного радона могут проявляться на значи-

тельных расстояниях от эпицентра землетрясения (до нескольких тыс.

км.), в зависимости от его магнитуды [75].

С целью повышения чувствительности радонового метода прогноза

землетрясений, мониторингстараются производить на территориях с

наличием глубинных высокоактивных источников радона (породы с

высоким содержанием урана;зоны тектонических разломов в земной

коре [55]) для увеличения амплитуды аномальных всплесков.

Однако, в случае неоднородной геологической среды можно столк-

нуться с рядом существенных проблем. Сложность и многообразие осо-

бенностей геологических структур ведут к различиям в динамике при-

поверхностной концентрации почвенного радона. В итоге недостаточ-

ная изученность геологической структуры существенно затрудняет ин-

терпретацию результатов мониторинга и сравнение данных, получен-

ных в разных точках идля различных территорий. Интерпретацию ре-

зультатов затрудняет и влияниесостояния атмосферы, посколькувре-

менные вариации ОА радона, обусловленные только изменениями ме-

теорологических условий, могут достигать 10–ти раз [65].

При проведении мониторинга на территориях с относительно од-

нородной геологической структурой эффект увеличения активности

почвенного радона при повышении сейсмической активности может

оказаться слабо значимым. Расчеты, проведенные в работе [39], показы-

вали, что, как бы сильно не увеличивалась скорость конвекции, актив-

ность почвенного радона не будет превышатьмаксимально возможного

значения (A

max

или

), которое для большинства осадочных пород со-

ставляет ~ 20 кБк/м

[49]. Принебольшом увеличении ОАрадона, по-

лезный сигнал может быть “затерян” в “шумовых” вариациях измеряе-

мой величины. В этом случае, величина ОА радона в почвенном воздухе

является слабым индикатором повышения сейсмической активности.

В 2003 г. было предложено использовать плотность потока радона

с поверхности земли в качестве прогностического параметра [39]. Были

произведенычисленные расчеты,результаты которыхподтверждают,

что величина ППРсильнеереагирует на изменение скорости конвекции,

чем величина ОА почвенногорадона. Выявлено, чтонаибольшие пре-

имущества величина ППР имеет именнодля однородных геологических

сред, что очень важно для обеспеченияхорошей сопоставимостиивос-

207

Pb. В Приложении А приведены таблицы с ядерно–физическими ха-

рактеристикамирадионуклидов, входящих в эти семейства [1–7].

В одну из побочных ветвей (коэффициент ветвления2·10

−7

) семей-

ства урана входит также очень короткоживущий (T

1/2

=35 мс) радон

218

Rn. Все отмеченные изотопы радона испытывают альфа–распад. Эти-

ми четырьмянуклидами исчерпываетсясписок природных изотопов ра-

дона.

Радиоактивностьэманации закономерна: ядра ихатомов перегру-

жены нуклонами, они содержат 86 протонов и 118–136 нейтронов. Со-

четание в атоме эманации неустойчивого ядра с замкнутой электронной

оболочкой во всех слоях представляет явление абсолютно исключи-

тельное в природе. В естественных условиях, кроме радиоактивных га-

зов радона, торона и актинона, наблюдаются другие радиоактивныега-

зы

Аг,

Аг и

Кг,появляющиеся в атмосфере вследствие воздействия

космических лучей высоких энергий на атомы аргона и криптона.

Искусственным путем получены другие изотопы радона. Нейтро-

нодефицитные изотопы с массовыми числами до 212 получают в реак-

циях глубокого расщепления ядер урана и тория высокоэнергичными

протонами. Эти изотопы нужны для получения и исследования искусст-

венного элемента астата.

Распространенность радона в природе.Подобно гелию, почти

весь радон рассеян в толщах земли и вод. Верхний слой земной коры до

глубины 1,6 км содержит по приблизительным подсчетам 115 т радона,

в атмосфере его намного меньше, около 4 кг [4–6]. Радон содержится в

недрах Земли, почве, водах океанов и рек, атмосфере, природных газах,

нефти, организме человека и животных. Практически отсутствует радон

только в воздухе и льдах Антарктики.

1.3. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ИЗОТОПОВ РАДОНА

Физические свойства радона. При нормальных условиях радон –

бесцветный одноатомный газ, сравнительно легко сжижающийся в бес-

цветную фосфоресцирующую жидкость плотностью около 5 г/см

. Фи-

зические свойства радона приведены в табл. 1.1.

Радон тяжелее гелия в 55 раз и воздуха –в 7,6 раза. Один литр это-

го газа весил бы почти10 г. Радон вдвое лучше ксенона и вчетверо

лучше криптона растворим в воде. Введя газ в сосуд, заполненный рав-

ными объемами воды и воздуха, можно обнаружить, что при комнатной

температуре четвертая часть радона окажется в воде, а три четверти –в

воздухе;при 0° С –половина радона растворится в воде. Даже при 100°

С около 10% радона остается в воде. В присутствии электролитов рас-

Контроль плотности потока радона из почвы при отведении земельно-го участка под строительство. | Управление Роспотребнадзора по Республике Мордовия

Как проходит измерение?

Когда проводят измерения?

Когда радон представляет опасность?