Введение
Интерес к радиологическому воздействию радона на население возник в начале 80-х годов прошлого столетия. Первые же исследования показали, что концентрация радона в воздухе жилых домов, особенно одноэтажных, часто превышает даже уровень предельно допустимых концентраций (ПДК), установленных для работников урановых рудников, где служба безопасности традиционно борется за снижение накопления радиологически опасных концентраций радона. Согласно расчетам Британского бюро защиты от радиации, в Великобритании ежегодно погибают 2500 человек от рака легких, вызванного радиоактивным газом радоном. По данным Агентства окружающей среды, в США ежегодно около 20 тыс. онкологических заболеваний инициируется радоном и продуктами его распада.
Целью настоящей работы явилось выявление медико-биологических последствий облучения радоном для жителей Алматинской области.
Для этого были поставлены следующие задачи исследования:
1. Исследование радиологического воздействия радона на население.
2. Интегральное измерение активности радона в воздухе жилых помещений с помощью диффузионных камер лабораторного комплекса SISTEMA RADOSYS RSV6.
3. Выявление медико-биологических последствий облучения радоном и продуктами его распада.
Методы исследования: аналитический, статистический, спектрометрический, радиометрический, микроскопический.
1. Радиологическое воздействие радона на население
Концентрация радона в воздухе жилых домов, особенно одноэтажных, часто превышает даже уровень предельно допустимых концентраций (ПДК), установленных для работников урановых рудников, где служба безопасности традиционно борется за снижение накопления радиологически опасных концентраций радона. Была установлена статистическая связь заболеваемости злокачественными опухолями, склерозом, ишемической болезнью сердца, изменением поведенческих реакций и детским церебральным параличом с геопатогенными зонами (разломами), по которым радон перемещается и с помощью которых выходит на поверхность.
При дыхании в легкие за одну минуту попадают миллионы радиоактивных атомов радона, они избирательно накапливаются в некоторых органах и тканях, особенно в гипофизе и коре надпочечников, этих двух важнейших железах внутренней секреции, определяющих гормональную активность организма и регулирующих деятельность вегетативной нервной системы, концентрируются также в сердце, печени и других жизненно важных органах. Растворяясь в крови и лимфе, радон и продукты его распада быстро разносятся по всему телу и приводят к внутреннему массированному облучению. Опасность радона помимо вызываемых им функциональных нарушений (астматические приступы удушья, мигрень, головокружение, тошнота, депрессивное состояние и т.д.) заключается еще и в том, что вследствие внутреннего облучения легочной ткани он способен вызвать рак самих легких. Кроме того, радон свободно растворяется в жирах и накапливается в мозге человека, что приводит к заболеванию раком крови.
2. Измерения объемной активности радона в воздухе жилых помещений с помощью интегральных детекторов SISTEMA RADOSYS RSV6
Измерение средней объемной активности (ОА) радона жилых помещений проводилось с помощью интегральных детекторов в течение 3 месяцев на территории Алматинской области.
Принцип действия этих средств измерений основан на радиационно-химических изменениях структуры вещества под действием радиоактивного излучения. В результате воздействия альфа-излучения на чувствительный материал трекового детектора в нем появляются так называемые латентные треки, плотность которых пропорциональна экспозиции, т.е. произведению среднего за время экспозиции (интегрального) значения ОА радона в воздухе на длительность экспозиции.
Преимуществом трековых детекторов является то, что они могут быть изготовлены промышленным способом. Обработка экспонированных трековых детекторов при этом достаточно легко автоматизируется, например, с помощью искровых счетчиков или считывающих устройств на основе микроскопов.
Рис. 2. SISTEMA RADOSYS RSV6. Лабораторный комплекс для интегрального измерения радона.
Чтобы уменьшить воздействие внешних факторов (влажность, температура, подвижность воздуха и его аэрозольный состав, механические повреждения и др.), детектор размещают в специальном контейнере, в который диффундирует радон (иногда через специальную мембрану), а продукты его распада в контейнер не попадают. При использовании селективных мембран в качестве материала окна, можно практически на 100% отделить радон-222 от радона-220.
Детекторы были распакованы и подготовлены к экспозиции. Перед распаковкой детектора регистрировались буквенно-цифровые номера на наружной части упаковки. Далее детекторы размещались в помещениях по 1 детектору в угловых частях подальше от окон и дверей на высоте 1,5-1,7 м (уровень ингаляционного поступления радона в тело человека).
Детекторы не должны изолироваться от воздушной среды помещения какими-либо загородками, дверцами и т.п. Далее составлялись протоколы размещения детекторов с указанием помещения, высоты установки детектора, даты размещения, номера детекторов.
Рис. 3. Устройство диффузионной камеры:
1. клейкая основа для укрепления детектора;
2. детектор RSKS;
3. крышка диффузионной камеры;
4. детектор закрепленный на крышке диффузионной камеры;
5. диффузионная камера в сборе.
|
№ п/п |
Наименование помещения |
Материал |
Год пост-ройки |
Перекрытие и заполнение между полом и подстилающей почвой |
ЭРОА Rn, (Бк/м3) |
№ детектора |
|
1 |
Дом №1 |
кирпичный |
1965 |
земля |
98,8 |
Т50270 |
|
2 |
Дом №2 |
кирпичный |
2013 |
земля |
62,9 |
Т50000 |
|
3 |
Дом №3 |
саманный |
1980 |
земля |
74,1 |
Т50341 |
|
4 |
Дом №4 |
кирпичный |
1951 |
земля |
53,4 |
Т43172 |
|
5 |
Дом №5 |
кирпичный |
1982 |
земля |
85,7 |
Т50238 |
|
6 |
Дом №6 |
кирпичный |
1980 |
земля |
55,2 |
Т43173 |
|
7 |
Дом №7 |
кирпичный |
2015 |
земля |
108,6 |
Т50360 |
|
8 |
Дом №8 |
кирпичный |
2017 |
земля |
135,7 |
Т50232 |
|
9 |
Дом №9 |
кирпичный |
1963 |
земля |
87,8 |
Т50247 |
|
10 |
Дом №10 |
кирпичный |
2021 |
зелмя |
105,2 |
Т50270 |
Таблица 2. Результаты измерений концентрации радона в жилых помещениях
По экспериментальным результатам, были построены графики и сделаны выводы из полученных данных.
Диаграмма 1. Интегральные значения ЭРОА радона в воздухе помещений.
ЭРОА радона имеет высокую степень радоноопасности в домах № 7, №8 и №10. Это объясняется, особенностями строительных материалов. Скорость проникновения исходящего из земли радона в помещения фактически определяется толщиной и целостностью (т.е. количеством трещин и микротрещин) межэтажных перекрытий. Проникая через трещины и щели в фундаменте, полу и стенах, радон задерживается в помещениях.
4. Медико-биологические последствия облучения радоном и продуктами его распада
Для расчета был использован конверсионный множитель 0,061 мЗв/год на Бк/м3 продуктов распада радона. Таким образом, один Бк/м3 приводит к значению 0,061 мЗв ежегодного эффективного дозового эквивалента и оценка риска дает 0,061 мЗв/год*18*10-6/мЗв=1.1*10-6/год.
Таблица 4. Ежегодная и за все время жизни человека экспозиция, риск заболевания раком легких
|
Концентрация продуктов распада Rn в помещении Бк/м3) |
Доза/год на человека (мЗв)а |
За время жизни человека доза/чел. (мЗв)b |
Жизненный риск (%)c |
Случаи рака легких в год на 106 человекd |
|
98,8 |
6,027745638 |
361,6647383 |
0,006521823 |
108,4994215 |
|
62,9 |
3,834380961 |
230,0628577 |
0,004148674 |
69,0188573 |
|
74,1 |
4,522953506 |
271,3772103 |
0,004893687 |
81,4131631 |
|
53,4 |
3,256926134 |
195,4155681 |
0,003523887 |
58,62467042 |
|
85,7 |
5,225665996 |
313,5399597 |
0,005653999 |
94,06198792 |
|
55,2 |
3,367969099 |
202,078146 |
0,003644032 |
60,62344379 |
|
108,6 |
6,626425987 |
397,5855592 |
0,007169576 |
119,2756678 |
|
135,7 |
8,278177021 |
496,6906212 |
0,008956716 |
149,0071864 |
|
87,8 |
5,356274795 |
321,3764877 |
0,005795314 |
96,41294631 |
|
105,2 |
6,416632311 |
384,9979387 |
0,006942586 |
115,4993816 |
Таблица 4. Ежегодная и за все время жизни человека экспозиция, риск заболевания раком легких
a используется UNSCEAR фактор дозовой конверсии 0,061 мЗв Бк год;
b предполагается время жизни 60 лет; c временной фактор риска 6,6 *10 -5 на Бк/м3 экспозиции в продуктах распада; d основываясь на факторе риска для рака легких 18 *10-6 мЗв.
Выводы
Исследования ЭРОА радона в районе, проведённые с помощью прибора «Рамон-02» и интегральных детекторов SISTEMA RADOSYS RSV6, показали высокую степень радоноопасности в одноэтажных домах сельского типа. Это объясняется, особенностями строительных материалов. Скорость проникновения исходящего из земли радона в помещения фактически определяется толщиной и целостностью (т.е. количеством трещин и микротрещин) межэтажных перекрытий. Проникая через трещины и щели в фундаменте, полу и стенах, радон задерживается в помещениях.
Значение индивидуальной годовой эффективной дозы внутреннего облучения взрослых жителей населенного пункта (района и т.п.) за счет короткоживущих дочерних продуктов изотопов радона в воздухе достигает 10 мЗв/год, за время жизни человека 496 мЗв. Жизненный риск составляет 1 % для исследованных объектов, случаи рака легких в год на 106 человек с обнаруженным значением индивидуальной годовой эффективной дозы внутреннего облучения может достичь 149.