CC BY
53
БЕЗОПАСНОСТЬ СТРОИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ.
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ.
ГЕОЭКОЛОГИЯ
УДК 691:539.15
Г.А. Кулиева, В.В. Глебов
ФГБОУ ВПО «РУДН»
НЕКОТОРЫЕ СЛОЖНОСТИ РАДИАЦИОННОГО КОНТРОЛЯ В СТРОИТЕЛЬНОМ ДЕЛЕ
Рассмотрены некоторые проблемы радиационного контроля в строительном бизнесе. Показаны пути поступления из грунта в помещения зданий часто встречающегося в природной среде радиоактивного газа радона, который является одним из факторов возникновения раковых заболеваний. Представлены показатели содержания данного элемента в жилых помещениях. Описаны проблемы, связанные с расчетными и методическими сложностями радиационного контроля в строительном деле.
Ключевые слова: радиационный контроль, строительство, безопасность, радон, противорадоновая защита.
Земля имеет собственный радиационный фон, который состоит из ряда слагаемых факторов [1]. Первый — это космическое излучение (от которого нас защищает атмосфера). Второй — скрытые в земной коре и залегающие близко к поверхности радиоактивные ископаемые, а также практически неуловимый, но чрезвычайно опасный газ радон [2].
Радон — радиоактивный одноатомный газ без цвета и запаха. Растворимость в водной среде составляет порядка 460 мл/л; в органических растворителях, в жировой ткани человека растворимость радона значительно выше, чем в воде (в десятки раз) [2, 3].
Попадая в организм человека, радон стимулирует процессы, приводящие к раковым заболеваниям. Так, например, распад ядер радона и его дочерних изотопов в легочной ткани вызывает микроожог, что вызывает рак легких [3, 4].
Основным каналом поступления ионизирующего излучения и радиационного воздействия на человека является его собственное жилище, которое с учетом ежедневного проведенного времени дома составляет около 60 % суммарной дозы радиоактивного облучения [5].
Основные составляющие радиационного фона помещений в значительной степени зависят от таких факторов как используемый строительный материал, конструктивные решения при строительстве зданий и применяемых в них систем вентиляции [6, 7]. Безопасной средней по площади здания плотность потока радона на поверхности грунта считается менее 80 мБк/м2с для жилых зданий и 40 мБк/м2с для малоэтажных коттеджей [8, 9].
Для снижения облучения от природных источников в нормативах1 установлены эффективные дозы для персонала (не более 5 мЗв в среднем за год) и населения (не более 1 мЗв в среднем за год), а также максимальные допу-
1 СанПиН 2.6.1.2523—09. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/ 2009).
стимые значения радиационной нагрузки для жилых и нежилых помещений и используемых строительных материалов в строительстве2.
Радиационный контроль в строительстве России начал осуществляться с 1996 г. после принятия федерального закона «О радиационной безопасности населения»2. В основном радиационному контролю подлежат новые здания при вводе в эксплуатацию. Заключение о радиационном состоянии здания выносится органом Роспотребнадзора на основе результатов измерений уровней нормированных радиационных нагрузок во всех или выборочных закрытых помещениях здания. Контрольные измерения выполняются специалистами аккредитованных лабораторий по методике2 с применением профессиональной аппаратуры, подлежащей ежегодной поверке.
Значительные временные вариации концентрации радона в помещениях создают наибольшие трудности при оценке уровня ЭРОА (эквивалентной равновесной объемной активности) при радиационном обследовании здания [5].
Поскольку достоверная оценка среднегодового содержания радона и ЭРОА по результатам инструментальных измерений сложна, наибольшая эффективность противорадоновой защиты достигается на стадии проектирования здания. При обеспечении нормативных требований на стадии проектирования защита обходится значительно дешевле, чем устранение повышенной концентрации радона в эксплуатируемом здании [8].
В связи с этим при проведении инженерных экологических изысканий3 в полевых условиях важно проводить оценку потенциальной радоноопасности участка строительства4.
Подтверждают сказанное следующие обстоятельства: измеренные в разные моменты времени средние по площади участка краткосрочные значения плотности потока радона (ППР) с поверхности грунта могут отличаться друг от друга более чем на порядок (в зависимости от увлажненности грунта и погодных условий), и редко соответствуют среднегодовому значению [6, 10];
ППР из грунта на его поверхности, часто существенно отличается от ППР на фактическом уровне заложения подошвы фундамента здания [7, 11];
после возведения здания изменяются влажностный и воздухообменный режимы в верхнем слое грунта, а также граничные условия в новой системе грунт — здание, что коренным образом изменяет действия радона на новой границе раздела сред4.
К другим сложностям можно отнести тот факт, что величина ППР не содержит информации о радиационно-геологических свойствах грунтового основания здания. Также довольно часто отсутствуют исходные данные для расчетного проектирования, и поэтому нет возможности для принятия адекватного условиям строительства проектного решения. Отметим, что продолжающаяся
2 О радиационной безопасности населения. Федеральный закон № 3-Ф3 от 09.01.1996 г. МУ 2.6.1.715—98. Проведение радиационно-гигиенического обследования жилых и общественных зданий.
3 СП 2.6.1. 799—99. Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ-99).
4 МУ 2.6.1.2398—08. Радиационный контроль и санитарно-эпидемиологическая оценка земельных участков под строительство жилых домов, зданий и сооружений общественного и производственного назначения в части обеспечения радиационной безопасности.
в России уже более 10 лет практика натурных измерений ППР с поверхности грунта не встречается в практике ни в одной стране мира, что в итоге лишь ослабляет систему радиационного контроля в стране5 [12].
Для обеспечения радиационной безопасности проектируемых зданий необходимо применять строительные нормы и правила, позволяющие путем расчета устанавливать достаточность защиты здания от радона с учетом проекта и фактических радиационно-геологических условий строительства [12]. Однако до сих пор не выработаны нормированные методы расчета ожидаемой концентрации радона в помещениях проектируемых зданий. Более того, в настоящее время нет и правил проектирования противорадоновой защиты в России [6]. В связи с этим представляется перспективным недавно сформулированный и обоснованный принцип формирования новых норм проектирования противо-радоновой защиты зданий [10, 12].
Важно отметить, что уровень содержания радона в приповерхностных слоях грунта (так же как ППР на поверхности грунта) подвержено влиянию множества факторов окружающей среды, поэтому ее показатели крайне нестабильны во времени и полученные результаты полевых измерений не представляют ценности. Таким образом при проведении полевых измерений можно проводить анализ только тех параметров радонового поля в грунтовом массиве, которые не испытывают временных колебаний [13].
Изучение проба грунтов, извлеченных с заданной глубины, проводятся методами спектрометрии и радиохимического анализа исключительно в лабораторных условиях, где с достаточной достоверностью определяются ра-диационно-физические свойства источника почвенного радона — почвенных грунтов, которые представляют геологический профиль участка строительства [14, 15]. При этом количественная оценка значимости вклада конвективных потоков радона от «глубинных» источников в приповерхностное радоновое поле может выполняться по изотопным отношениям 210 Pb / 226 Ra6 [10].
В заключение следует признать, что современная система радиационного контроля при ведении строительства в России далека от совершенства и сейчас находится в стадии развития.
Библиографический список
1. Уткин В.И. Газовое дыхание земли // Соросовский образовательный журнал. 1997. Т. 1. № 1. С. 57—64.
2. Цапалов А.А., Кувшинников С.И. Зависимость объемной активности радона в помещениях от разности внутренней и наружной температур воздуха // Аппаратура и новости радиационных измерений. 2008. № 2. С. 37—43.
3. Радиация: дозы, эффекты, риск. Пер. с англ. М. : Мир, 1998.
4. Krewski D et al. (2005). Residential Radon and Risk of Lung Cancer: A Combined Analysis of 7 North American Case-Control Studies. Epidemiology, 16. pp. 137—145.
5. Цапалов А.А. Оценка среднегодового уровня ЭРОА радона в помещениях на основе результатов краткосрочных измерений радиометром «Аль-фаАЭРО» // Аппаратура и новости радиационных измерений. 2008. № 3. С. 49—58.
6. Гулабянц Л.А. Принцип построения новых норм проектирования противо-радоновой защиты зданий // Academia. Архитектура и строительство. 2009. № 5. С. 461—467.
5 СП 11-102—97. Инженерно-экологические изыскания для строительства.
6 Изотопные отношение свинца и радия 210 РЬ/226 Ra.
7. Снижение естественной радиоактивности цементных бетонов / Р.А. Назиров, Е.В. Пересыпкин, И.В. Тарасов, В.И. Верещагин // Известия вузов. Строительство. 2007. № 7. С. 45—49.
8. Радиационный контроль. Режим доступа: http://glossary.ibrae.ac.ru/index. Дата обращения: 17.05.2013.
9. Власов А.Д., Мурин Б.П. Единицы физических величин в науке и технике. М. : ЭАИ, 1990. С. 63—64.
10. William C. Graustein Karl K. Turekian. Radon fluxes from soils to the atmosphere measured by 210Pb-226Ra disequilibrium in soils. Geophysical Research Letters Volume 17, Issue 6, рр. 841—844, May 1990.
11. Паровик Р.И. Модель нестационарной диффузии - адвекции радона системе грунт — атмосфера // Вестник КРАУНЦ. Физико-математические науки. 2010. № 1. С. 39—45.
12. A Citizen's Guide to Radon: The Guide to Protecting Yourself and Your Family From Radon. U.S. Environmental Protection Agency (2009). Режим доступа: http://www. epa.gov/radon/pdfs/citizensguide.pdf. Дата обращения: 17.05.2013.
13. Consumer's Guide to Radon Reduction. U.S. Environmental Protection Agency (2010). Режим доступа: http://www.epa.gov/radon/pdfs/consguid.pdf. Дата обращения: 17.05.2013.
14. Miles J., Howarth C.B. 2000. Validation scheme for laboratories making measurements of radon in dwellings. NRPB-M1140 National Radiological Protection Board, Chilton, Didcot, Oxfordshire.
15. SynnottH., Fenton D. 2005. An Evaluation of Radon Mapping Techniques in Europe. Project deliverable for the European Radon Research and Industry Collaboration Concerted Action project. Contract No: FIRI-CT-2001-20412 of the European Commissions 6th Framework Programme. Режим доступа www.rpii.ie/reports. Дата обращения: 17.05.2013.
Поступила в редакцию в мае 2013 г.
Об авторах: Кулиева Гульнара Александровна — кандидат биологических наук, доцент, доцент кафедры судебной экологии, Экологический факультет, ФГБОУ ВПО «Российский университет дружбы народов (ФГБОУ ВПО «РУДН»), Россия, 113093, г. Москва, Подольское шоссе, д. 8/5, 8(495) 952-70-28, [email protected];
Глебов Виктор Васильевич — кандидат психологических наук, докторант, доцент, доцент кафедры экологии человека, Экологический факультет, ФГБОУ ВПО «Российский университет дружбы народов (ФГБОУ ВПО «РУДН»), Россия, 113093, г. Москва, Подольское шоссе, д. 8/5, 8(495) 952-70-28, [email protected].
Для цитирования: Кулиева Г.А., Глебов В.В. Некоторые сложности радиационного контроля в строительном деле // Вестник МГСУ 2013. № 8. С. 104—109.
G.A. Kulieva, V.V.Glebov
PARTICULAR PROBLEMS OF RADIATION CONTROL IN THE COURSE OF CONSTRUCTION OPERATIONS
The authors consider several problems of radiation control in the process of construction operations. The authors describe sampling of radon, a radioactive gas which can be often found in the environment, and therefore, it may be the reason for cancer diseases. Residential houses represent the main source of ionizing radiation, given the fact that the time spent at home accounts for about 60% of the overall radiation exposure. Safe radon content values for residential and office buildings are provided in the article. Maximal acceptable doses of radiation, emitted by natural sources, in respect of office personnel (below 5 mSv per year) and residents (below 1 mSv per
year) are identified. Maximal acceptable doses are regulated by the Russian Standard of Radiation Safety.
Difficulties accompanying radiation control in the course of construction operations are described in the article. Field measurements of radon emissions from the soil surface have been taken in Russia for over 10 years; no other country has taken any measurements of this kind.
The highest efficiency of radon protection is achieved at the stage of design of buildings. If regulatory requirements are honoured at the design stage, radiation protection turns a lot cheaper than elimination of high concentrations of radon inside existing buildings.
Key words: radiation control, construction, safety, radon, radon protection.
References
1. Utkin V.I. Gazovoe dykhanie zemli [Gas-filled Breath of the Earth]. Sorosovskiy obrazovatel'nyy zhurnal [Soros' Educational Journal]. 1997, vol. 1, no. 1, pp. 57—64.
2. Tsapalov A.A., Kuvshinnikov S.I. Zavisimost' ob"emnoy aktivnosti radona v po-meshcheniyakh ot raznosti vnutrenney i naruzhnoy temperatur vozdukha [Dependence of On-premises Radon Volume Activity on Difference between the Inside and the Outside Air Temperature]. Apparatura i novosti radiatsionnykh izmereniy (ANRI) [Equipment and News of Radiation Metering]. 2008, no.2, pp. 37—43.
3. Radiatsiya: dozy, effekty, risk [Radiation: Doses, Effects, Risk.] Moscow, Mir Publ., 1998.
4. Krewski D. Residential Radon and Risk of Lung Cancer: a Combined Analysis of 7 North American Case-Control Studies. Epidemiology. 2005, no. 16, pp. 137—145.
5. Tsapalov A.A. Otsenka srednegodovogo urovnya EROA radona v pomeshcheniyakh na osnove rezul'tatov kratkosrochnykh izmereniy radiometrom «Al'faAERO» [Assessment of Average Indoor Annual Level of Radon Based on Results of Short-term Measurements Taken by AlfaAERO Radiometer]. Apparatura i novosti radiatsionnykh izmereniy (ANRI) [Equipment and News of Radiation Metering], 2008, no.3, pp. 49—58.
6. Gulabyants L.A. Printsip postroeniya novykh norm proektirovaniya protivoradonovoy zashchity zdaniy [Principle of Development of New Standards of Design of Radon Protection of Buildings]. Academia. Arkhitektura i stroitel'stvo [Academy. Architecture and Civil Engineering]. 2009, no. 5, NIISF RAASN Publ., pp. 461—467.
7. Nazirov R.A., Peresypkin E.V., Tarasov I.V., Vereshchagin V.I. Snizhenie estestven-noy radioaktivnosti tsementnykh betonov [Reduction of Natural Radioactivity of Cement Concretes]. Izvestiya vuzov. Stroitel'stvo. [New of Institutions of Higher Education. Construction.] Novosibirsk, NGASU Publ., 2007, no.7, pp. 45—49.
8. Radiatsionnyy kontrol' [Radiation Control]. Available at: http://glossary.ibrae.ac.ru/in-dex. Date of access: 17.05.13.
9. Vlasov A.D., Murin B.P, Edinitsy fizicheskikh velichin v nauke i tekhnike [Units of Values of Physics in Science and Technology]. Moscow, EAI Publ., 1990, pp. 63—64.
10. William C. Graustein Karl K. Turekian. Radon Fluxes from Soils to the Atmosphere Measured by 210Pb-226Ra Disequilibrium in Soils. Geophysical Research Letters. May 1990, vol. 17, no. 6, pp. 841—844.
11. Parovik R.I. Model' nestatsionarnoy diffuzii - advektsii radona v sisteme grunt — atmosfera [Model of Non-stationary Diffusion - Advection of Radon in the Soil - Atmosphere System]. Vestnik KRAUNTs, Fiziko-matematicheskie nauki [KRAUNTs Proceedings of Kamchatka Regional Association Centre for Education and Research. Physical and Mathematical Sciences.] 2010, no. 1, pp. 39—45.
12. A Citizen's Guide to Radon: The Guide to Protecting Yourself and Your Family From Radon. U.S. Environmental Protection Agency, 2009. Available at: http://www.epa.gov/radon/ pdfs/citizensguide.pdf. Date of access: 17.05.2013.
13. Consumer's Guide to Radon Reduction. U.S. Environmental Protection Agency, 2010. Available at: http://www.epa.gov/radon/pdfs/consguid.pdf. Date of access: 17.05.2013.
14. Miles J., Howarth, C.B. 2000. Validation Scheme for Laboratories Making Measurements of Radon in Dwellings. NRPB-M1140 National Radiological Protection Board, Chilton, Didcot, Oxfordshire.
15. Synnott, H., Fenton D. 2005. An Evaluation of Radon Mapping Techniques in Europe. Project deliverable for the European Radon Research and Industry Collaboration Concerted Action project. Contract no: FIRI-CT-2001-20412 of the European Commission's 6th Framework Programme. Available at: www.rpii.ie/reports. Date of access: 17.05.2013.
About the authors: Kulieva Gul'nara Aleksandrovna — Candidate of Biological Sciences, Associate Professor, Associate Professor, Department of Forensic Ecology, Faculty of Ecology, Peoples' Friendship University of Russia (RUDN), 8/5 Podolskoe Shosse, Moscow, 113093, Russian Federation; [email protected]; +7 (495) 952-70-28.
Glebov Viktor Vasil'evich — Candidate of Psychological Sciences, doctoral student, Associate Professor, Associate Professor, Department of Human Ecology, Faculty of Ecology, Peoples' Friendship University of Russia (RUDN), 8/5 Podolskoe Shosse, Moscow, 113093, Russian Federation; [email protected]; +7(495) 952-70-28.
For citation: Kulieva G.A., Glebov V.V. Nekotorye slozhnosti radiatsionnogo kontrolya v stroitel'nom dele [Particular Problems of Radiation Control in the Course of Construction Operations]. Vestnik MGSU [Proceedings of Moscow State University of Civil Engineering]. 2013, no. 8, pp. 104—109.
