Введение
Одним из ключевых аспектов гигиенического нормирования является радиационная безопасность жилых помещений. Экологическая значимость ионизирующего излучения, которое относится к наиболее опасным антропогенным факторам, все больше возрастает в современном мире и становится предметом особого изучения. Радиационное воздействие на организм человека обусловлено совокупностью действий естественного радиационного фона от источников как земного, так и космического происхождения, искусственного радиационного фона, медицинского облучения, а также техногенного измененного естественного радиационного фона, который представлен природными источниками после деятельности человека. Сельская и городская местность могут отличаться как по уровню излучения, так и по превалирующим источникам [4, 5, 6].
Естественный радиационный фон земного происхождения представлен радиоактивностью горных пород Земли и почвы, образовавшейся в результате разрушения горных пород. По мере физического распада радиоактивных нуклидов остались только долгоживущие, продолжительность жизни которых измеряется миллиардами лет, и продукты их распада. Особое место занимают радиоактивные газы радона и торона, которые поступают из почвы и строительных материалов в атмосферу, жилые дома и производственные помещения. В результате деятельности человека изменяется природный естественный фон Земли. Из недр Земли извлекается огромное количество полезных ископаемых, вместе с которыми на поверхность поступают и естественные радионуклиды, что приводит к повышению радиационного фона на поверхности Земли и увеличению доз внешнего и внутреннего облучения человека. Для гражданского и промышленного строительства массово используют отходы (золу, шлаки чёрной и цветной металлургии). Внутри жилых помещений дозы излучения в значительной мере формируются за счёт радона, торона и продуктов из распада. На определенных территориях антропогенное воздействие способно создавать радиоактивные аномалии, что требует сплошного скрининга территории по их поиску [3, 4, 8].
Современное воздействие радиационного фона обуславливает хронический комбинированный характер сочетания внешнего и внутреннего облучения организма человека от поступающих радионуклидов. Облучение, чаще всего, суммируется с действием нерадиационных факторов физической, химической и биологической природы, которые могут, как усиливать, так и угнетать действие радиации.
Биологическое действие ионизирующего излучение обусловлено передачей энергии, затрачиваемой на ионизацию и возбуждение атомов и молекул органов и тканей организма. Излучения условно делят на непосредственно и косвенно ионизирующее. К первым относят заряженные частицы: α, β - частицы, протоны и более тяжёлые частицы, генерируемые на ускорителях. Вторые представлены гамма-, рентгеновским и тормозным излучением, нейтронами, нейтральными мезонами.
Организм человека на облучение условно реагирует в четыре фазы. Три первые быстрые, измеряются долями секунд, в течение которых происходят молекулярные изменения. Последняя фаза – медленная, реализующая функциональные и структурные изменения клеток, а также тканей органов и организма в целом. Первая фаза является физической и характеризуется поглощением энергии ионизирующего излучения, процессами ионизации и возбуждения атомов и молекул. Продолжительность данной фазы - 10¡18 с. Ионизации подвергаются белки, углеводы, нуклеиновые кислоты и различные низкомолекулярные органические и неорганические соединения. При этом, водой поглощается 75 % энергии, а остальные 25% органическими и неорганическими соединениями. Вторая, физико-химическая фаза, характеризуется разрывами химических связей в поглощённых молекулах и образованием высокоактивных в химическом отношении радикалов типа O, H, HO- и перекиси водорода H2O2. Полученные свободные радикалы имеют высокую активность в отношении других соединений, из-за наличия свободного электрона. Поглощённая энергия может мигрировать по макромолекуле и реализоваться в её "слабом" месте или перейти на соседние клетки, вызывая их повреждение. Радикалы, взаимодействуя с различными растворёнными соединениями, дают начало вторичным радикалам, сроки жизни которых значительно больше. Длительность второй фазы также крайне мала (» 10¡12 с). Третья фаза - химическая, продолжительностью » 10¡9 с. Продукты предшествующих реакций, особенно свободные радикалы, вступают в реакции между собой и с органическими молекулами клеток, которые приводят к разнообразным повреждениям. Наибольшее значение имеет реакция с белками ДНК в ядрах клеток. Повреждающее действие радикалов проявляется на всех уровнях организма, в том числе разрывы нитей ДНК, замедление синтеза белков, инактивация ферментов, повреждение мембран и ядер клеток [2].
Последняя фаза наиболее вариабельна по временным масштабам. Процессы, происходящие на начальных физико-химических стадиях, являются пусковыми, так как они определяют дальнейший ход лучевого поражения организма человека. Молекулярные поражения переходят в клеточные изменения. Наиболее чувствительными к облучению являются: ядро, митохондрии, мембраны, клетки, в особенности молекула ДНК. В результате может наступить как гибель клетки, так потеря или замедление клеточного деления (митозов). Исход зависит от дозы облучения и продолжительности воздействия. Различают две основные формы гибели клеток: репродуктивную (митотическую, постмитотическую), связанную с процессами клеточного деления, и интерфазную, не зависящую от фазы клеточного цикла и наблюдаемую как в делящихся, так и в неделящихся клетках [2]. При выживании клетки и сохранения возможности клеточного деления повреждения передаются последующим клеткам, а в случае нарушений в половых клетках потомству человека.
Анализ хронического воздействия малых и небольших доз ионизирующей радиации, обусловленной естественными и искусственными радионуклидами, на человека и среду его обитания, является одной из приоритетных задач современной радиоэкологии [1]. Постепенно изменяются биологические свойства почв в результате влияния различных факторов техногенного загрязнения, таких как нефтепродукты, тяжелые металлы, ионизирующие и неионизирующие излучения. Для оценки загрязнения территории, в качестве основного критерия, используют мощность эквивалентной дозы гамма-излучения (МЭД). В зависимости от местных особенностей значения естественного гамма-фона могут меняться в достаточно широких пределах. Внушительные вариации МЭД можно объяснить, как особенностями геолого-тектонического строения регионов, так и наличием техногенного вмешательства человека – разработкой месторождений полезных ископаемых, выбросами в результате ядерных инцидентов, внесением удобрений [4]. В большинстве исследуемых природных регионов мира гамма-фон варьируется в пределах 0,2–0,4 мкЗв/ч. При этом существуют зоны с аномально высокими значениями МЭД, значения фона варьируются до 30 мкЗв/ч. Среднемировое значение колеблется около 0,1 мкЗв/ч, в городской местности гамма-фон составляет примерно 0,03–0,25 мкЗв/ч [4].
Цель исследования: оценить уровень амбиентного эквивалента дозы гамма-излучения и эквивалентной равновесной объемной активности радона в воздухе помещений многоквартирного дома города Перми.
Материалы и методы
Для достижения поставленной цели было проведено обследование радиационной обстановки в помещениях с целью выявления возможных локальных источников гамма-излучения. Произведены измерения мощностей амбиентного эквивалента доза (МАЭД) гамма-излучения на открытой местности в пяти точках и в самом многоквартирном доме в сорока семи точках. Для измерения эквивалентной равновесной объемной активности радона в воздухе помещений были проведены замеры в сорока восьми точках.
Замеры проводили с использованием оборудования, прошедшего поверку: дозиметр рентгеновского и гамма-излучения ДКС-АТ1123 с диапазоном измерений 50 нЗв/ч – 10 зВ/ч и погрешностью измерений ±15% для непрерывного, кратковременного излучения, ±30% для импульсного излучения; рулетка измерительная TL5М второго класса точности; измеритель параметров микроклимата «Метеоскоп-М»; секундомер механический типа СОСпр-2б-2-010 и комплекс измерительный для мониторинга радона, торона и их дочерних продуктов «Альфарад Плюс-М» с диапазоном измерений 1-1*106 Бк/м3 и погрешностью измерений ±30%.
Все измерения проводились в соответствии с действующим документом методические указания 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» [7].
Результаты и их обсуждения
На момент проведения измерений температура воздуха в помещениях составила от +20,7 до +22,2 °С, температура воздуха вне здания составила +19,3 °С, влажность в помещении от 49,0% до 52,0%, давление в помещении составило 743 мм. рт. ст.
Таблица 1. Результаты измерений МАЭД гамма-излучения на открытой местности
|
№ п/п |
Место измерения |
Результат измерения Но, мкЗв/ч |
Минимальное значение Но, мкЗв/ч |
?, мкЗв/ч |
|
1 |
Прилегающая территория |
0,058 |
0,06 |
0,012 |
|
2 |
Прилегающая территория |
0,06 |
0,012 |
|
|
3 |
Прилегающая территория |
0,061 |
0,012 |
|
|
4 |
Прилегающая территория |
0,062 |
0,012 |
|
|
5 |
Прилегающая территория |
0,058 |
0,012 |
В ходе поиска и выявления радиационных аномалий локальных источников гамма-излучения выявлено не было. Максимальное значение МАЭД гамма-излучения в точках с показаниями поискового прибора составили 0,082±0,013 мкЗв/ч. Показания поискового прибора при поиске радиационных аномалий варьировались от 0,050 – 0,133 мкЗв/ч, среднее значение составило – 0,075мкЗв/ч.
Таблица 2. Результаты измерений МАЭД гамма-излучения в помещениях
|
№ п/П |
Место измерения |
Результат измерения Н, мкЗв/ч |
?, мкЗв/ч |
Н-Но+?, мкЗв/ч |
|
1 |
2 этаж, 1 квартира (комната 1) |
0,080 |
0,016 |
0,038 |
|
2 |
2 этаж, 1 квартира (комната 2) |
0,078 |
0,016 |
0,036 |
|
3 |
2 этаж, 10 квартира (комната 1) |
0,080 |
0,016 |
0,038 |
|
4 |
2 этаж, 10 квартира (комната 2) |
0,077 |
0,015 |
0,034 |
|
5 |
3 этаж, 12 квартира (комната 1) |
0,080 |
0,016 |
0,038 |
|
6 |
3 этаж, 12 квартира (комната 2) |
0,079 |
0,016 |
0,037 |
|
7 |
4 этаж, 29 квартира (комната 1) |
0,079 |
0,016 |
0,037 |
|
8 |
4 этаж, 29 квартира (комната 2) |
0,078 |
0,016 |
0,036 |
|
9 |
5 этаж, 31 квартира (комната 1) |
0,078 |
0,016 |
0,036 |
|
10 |
5 этаж, 31 квартира (комната 2) |
0,066 |
0,013 |
0,021 |
|
11 |
5 этаж, 40 квартира (комната 1) |
0,072 |
0,014 |
0,028 |
|
12 |
5 этаж, 40 квартира (комната 2) |
0,073 |
0,015 |
0,030 |
|
13 |
6 этаж, 42 квартира (комната 1) |
0,079 |
0,016 |
0,037 |
|
14 |
6 этаж, 42 квартира (комната 2) |
0,073 |
0,015 |
0,030 |
|
15 |
7 этаж, 59 квартира (комната 1) |
0,073 |
0,015 |
0,030 |
|
16 |
7 этаж, 59 квартира (комната 2) |
0,072 |
0,014 |
0,028 |
|
17 |
8 этаж, 61 квартира (комната 1) |
0,074 |
0,015 |
0,031 |
|
18 |
8 этаж, 61 квартира (комната 2) |
0,074 |
0,015 |
0,031 |
|
19 |
9 этаж, 72 квартира (комната 1) |
0,075 |
0,015 |
0,032 |
|
20 |
9 этаж, 72 квартира (комната 2) |
0,073 |
0,015 |
0,030 |
|
21 |
10 этаж, 89 квартира (комната 1) |
0,074 |
0,015 |
0,031 |
|
22 |
10 этаж, 89 квартира (комната 2) |
0,073 |
0,015 |
0,030 |
|
23 |
10 этаж, 90 квартира (комната 1) |
0,070 |
0,014 |
0,026 |
|
24 |
10 этаж, 90 квартира (комната 2) |
0,071 |
0,014 |
0,027 |
|
25 |
11 этаж, 91 квартира (комната 1) |
0,072 |
0,014 |
0,028 |
|
26 |
11 этаж, 91 квартира (комната 2) |
0,076 |
0,015 |
0,033 |
|
27 |
12 этаж, 102 квартира (комната 1) |
0,074 |
0,015 |
0,031 |
|
28 |
12 этаж, 102 квартира (комната 2) |
0,079 |
0,016 |
0,037 |
|
29 |
13 этаж, 119 квартира (комната 1) |
0,075 |
0,015 |
0,032 |
|
30 |
13 этаж, 119 квартира (комната 2) |
0,080 |
0,016 |
0,038 |
|
31 |
14 этаж, 121 квартира (комната 1) |
0,082 |
0,016 |
0,040 |
|
32 |
14 этаж, 121 квартира (комната 2) |
0,078 |
0,016 |
0,036 |
|
33 |
15 этаж, 132 квартира (комната 1) |
0,074 |
0,015 |
0,031 |
|
34 |
15 этаж, 132 квартира (комната 2) |
0,081 |
0,016 |
0,039 |
|
35 |
15 этаж, 140 квартира (комната 1) |
0,079 |
0,016 |
0,037 |
|
36 |
15 этаж, 140 квартира (комната 2) |
0,072 |
0,014 |
0,028 |
|
37 |
16 этаж, 149 квартира (комната 1) |
0,076 |
0,015 |
0,033 |
|
38 |
16 этаж, 149 квартира (комната 2) |
0,074 |
0,015 |
0,031 |
|
39 |
16 этаж, 150 квартира (комната 1) |
0,077 |
0,015 |
0,034 |
|
40 |
16 этаж, 150 квартира (комната 2) |
0,078 |
0,016 |
0,036 |
|
41 |
1 этаж, офис свободной планировки (точка 1) |
0,074 |
0,015 |
0,031 |
|
42 |
1 этаж, офис свободной планировки (точка 2) |
0,075 |
0,015 |
0,032 |
|
43 |
1 этаж, офис свободной планировки (точка 3) |
0,078 |
0,016 |
0,036 |
|
44 |
1 этаж, офис свободной планировки (точка 4) |
0,074 |
0,015 |
0,031 |
|
45 |
подвал (техподполье, точка 1) |
0,070 |
0,015 |
0,034 |
|
46 |
подвал (техподполье, точка 2) |
0,076 |
0,015 |
0,033 |
|
47 |
подвал (техподполье, точка 3) |
0,077 |
0,015 |
0,034 |
Результаты измерений показывают минимальное значение МАЭД гамма-излучения = 0,066 ± 0,013 мкЗв/ч, максимальное значение 0,082 ± 0,016 мкЗв/ч, среднее значение составляет 0,078 ± 0,016 мкЗв/ч.
Таблица 3. Результаты измерений эквивалентной равновесной объемной активности Rn-222/ЭРОА радона в воздухе помещений
|
№ п/П |
Место измерения |
Rn-222, Бк/м3 |
Максимальная среднегодовая активность ЭРОА радона – Сmax, Бк/м3 |
|
ЭРОА±DRn |
|||
|
1 |
2 этаж, 1 квартира (комната 1) |
27 |
35 |
|
2 |
2 этаж, 1 квартира (комната 2) |
26 |
34 |
|
3 |
2 этаж, 10 квартира (комната 1) |
21 |
27 |
|
4 |
2 этаж, 10 квартира (комната 2) |
19 |
25 |
|
5 |
3 этаж, 12 квартира (комната 1) |
23 |
30 |
|
6 |
3 этаж, 12 квартира (комната 2) |
27 |
35 |
|
7 |
4 этаж, 29 квартира (комната 1) |
17 |
22 |
|
8 |
4 этаж, 29 квартира (комната 2) |
24 |
31 |
|
9 |
5 этаж, 31 квартира (комната 1) |
26 |
34 |
|
10 |
5 этаж, 31 квартира (комната 2) |
19 |
25 |
|
11 |
5 этаж, 40 квартира (комната 1) |
21 |
27 |
|
12 |
5 этаж, 40 квартира (комната 2) |
17 |
22 |
|
13 |
6 этаж, 42 квартира (комната 1) |
19 |
25 |
|
14 |
6 этаж, 42 квартира (комната 2) |
21 |
27 |
|
15 |
7 этаж, 59 квартира (комната 1) |
20 |
26 |
|
16 |
7 этаж, 59 квартира (комната 2) |
26 |
34 |
|
17 |
8 этаж, 61 квартира (комната 1) |
23 |
30 |
|
18 |
8 этаж, 61 квартира (комната 2) |
24 |
31 |
|
19 |
9 этаж, 72 квартира (комната 1) |
27 |
35 |
|
20 |
9 этаж, 72 квартира (комната 2) |
14 |
18 |
|
21 |
10 этаж, 89 квартира (комната 1) |
10 |
13 |
|
22 |
10 этаж, 89 квартира (комната 2) |
16 |
21 |
|
23 |
10 этаж, 90 квартира (комната 1) |
19 |
25 |
|
24 |
10 этаж, 90 квартира (комната 2) |
29 |
38 |
|
25 |
11 этаж, 91 квартира (комната 1) |
27 |
35 |
|
26 |
11 этаж, 91 квартира (комната 2) |
25 |
33 |
|
27 |
12 этаж, 102 квартира (комната 1) |
12 |
16 |
|
28 |
12 этаж, 102 квартира (комната 2) |
11 |
14 |
|
29 |
13 этаж, 119 квартира (комната 1) |
14 |
18 |
|
30 |
13 этаж, 119 квартира (комната 2) |
16 |
21 |
|
31 |
14 этаж, 121 квартира (комната 1) |
21 |
27 |
|
32 |
14 этаж, 121 квартира (комната 2) |
20 |
26 |
|
33 |
15 этаж, 132 квартира (комната 1) |
24 |
31 |
|
34 |
15 этаж, 132 квартира (комната 2) |
29 |
38 |
|
35 |
15 этаж, 140 квартира (комната 1) |
16 |
21 |
|
36 |
15 этаж, 140 квартира (комната 2) |
22 |
29 |
|
37 |
16 этаж, 149 квартира (комната 1) |
10 |
13 |
|
38 |
16 этаж, 149 квартира (комната 2) |
19 |
25 |
|
39 |
16 этаж, 150 квартира (комната 1) |
12 |
16 |
|
40 |
16 этаж, 150 квартира (комната 2) |
18 |
23 |
|
41 |
1 этаж, офис свободной планировки (точка 1) |
21 |
27 |
|
42 |
1 этаж, офис свободной планировки (точка 2) |
25 |
33 |
|
43 |
1 этаж, офис свободной планировки (точка 3) |
30 |
39 |
|
44 |
1 этаж, офис свободной планировки (точка 4) |
32 |
42 |
|
45 |
подвал (помещение ИТП) |
27 |
35 |
|
46 |
подвал (техподполье, точка 1) |
29 |
38 |
|
47 |
подвал (техподполье, точка 2) |
22 |
29 |
|
48 |
подвал (техподполье, точка 3) |
26 |
34 |
При расчетах использовалась Сmax значение VRn(t)=1,3; FRn=0,5. Максимальное значение среднегодовой активности ЭРОА радона – Cmax, составила 42 Бк/м3, что ниже нормируемого уровня 100 Бк/м3 [7].
Выводы
Среднегодовая ЭРОА изотопов радона в воздухе помещений соответствует требованиям действующего нормативного документа СанПиН 2.6.1.2523-09 "Нормы радиационной безопасности НРБ-99/2009".
Таким образом, уровень амбиентного эквивалента дозы гамма-излучения и эквивалентной равновесной объемной активности радона в воздухе помещений многоквартирного дома города Перми не превышает допустимых значений, радиационные аномалии локальных источников гамма-излучения не выявлено. Для жизни и здоровья людей, проживающих в данном доме, радиационный фон не представляет никакой опасности.