Проблемы картирования радоновой опасности территории г. Гомеля и пути их решения на основе комплексных геолого-геофизических исследований

0
319
Проблемы картирования радоновой опасности территории г. Гомеля и пути их решения

Основные аспекты радоновой проблемы. Более половины годовой дозы от всех природных источников излучения человек получает во время дыхания за счёт поступления радиоактивного газа радона [1]. Поэтому радонометрические исследования находятся в интенсивном развитии в рамках соответствующих государственных программ во многих странах мира. Так, в США эти работы проводятся с середины 1980-х годов, за это время обследованы около 18 миллионов домов, в 500 тысячах из них были проведены мероприятия по снижению радоновой опасности, около 1,8 млн. зданий были построены с применением специальных конструкций, снижающих поступление радона в помещения. По существующим оценкам, проведенные в США превентивные мероприятия позволили только в 1999 г. предотвратить 350 смертей от рака лёгких.

Наиболее важные источники радоновой опасности определяются геологическими факторами. Поэтому проведению радонового контроля жилищ санитарными и экологическими службами обязательно должны предшествовать специализированные геолого-геофизических работы, нацеленные на выявление тех геологических ситуаций, которые определяют условия поступления радона из геологической среды к земной поверхности. Без учёта геологических факторов даже самые современные методики регистрации радона оказываются неэффективными для оценки радоновой опасности территорий.

Объёмная активность радона на открытом воздухе обычно находится на низком уровне и не превышает 5 Бк/м3, а в помещениях при сочетании геологических и других факторов может достигать аномально-высоких значений, вызывая значительные дозы облучения с крайне негативным влиянием на здоровье населения. Очень высокие концентрации радона — вплоть до 7000 Бк/м3 были обнаружены недавно в ряде школ и жилых зданий в Словении, Австрии, скандинавских и других странах. Здесь среднегодовые эффективные дозы за счёт радона доходят до 13 мЗв. Отметим, что предельным безопасным уровнем концентрации радона в воздухе жилых и производственных помещений утвержден: в США 150 Бк/м3, в Беларуси — для строящихся зданий 100, а для ранее построенных — 200 Бк/м3.

Первые результаты некоторых измерений активности радона в помещениях, выполненные НПО «Перспектива» (Санкт-Петербург), показали, что эффективные дозы облучения от радона и его дочерних продуктов распада (ДГ1Р) составляют для жителей Гомельской области 1,1-3,4 мЗв/год, что как минимум в два раза превышает дозы, обусловленные чернобыльской трагедией. Приблизительно к таким же выводам пришли и авторы работы [2]. Среди онкологических заболеваний рак лёгких устойчиво занимает лидирующие позиции. С учётом общемировых данных о том, что 20% от общего количества заболеваний этой болезнью обусловлено облучением от радона и его дочерних продуктов распада (ДПР), становится очевидной огромная социальная значимость исследований по радоновой проблеме.

Роль геологических критериев ири радоновом картировании. Многолетний опыт исследований по проблемам радона показал, что значительно легче и дешевле учитывать радоновую обстановку на стадии проектирования, чем устранять радоновую опасность в существующем жилом фонде. Если учесть, что в подавляющем большинстве случаев риск облучения населения от радона связан с геогенным радоном, то роль геологических методов картирования радоновой опасности представляется основополагающей.

Важнейшим источником радона служат приповерхностные горные породы. При концентрации радона в грунтах более 50-100 кБк/м часто выявляются значительные по площади радоноопасные участки, в пределах которых концентрация радона может превышать ПДК в десятки раз (до 1000 Бк/м3). При наличии разрывных нарушений концентрация радона в атмосфере домов, располагающихся над такими зонами (составляющими по ширине десятки-первые сотни метров при протяженности во многие сотни и тысячи метров), может достигать очень высоких значений — до десятков тысяч Бк/м3). Количество радона, поступающего в воздух, определяется не только и не столько содержанием радия в горных породах, сколько их эманирующей способностью. Поэтому данные определения мощности экспозиционной дозы по гамма-съемке не могут характеризовать радоновую опасность, исходящую из исследуемого объекта. Следовательно, необходимы непосредственные измерения концентрации радона или его ДПР.

Методики определения объёмной активности радона и плотности альфа-потока в атмосфере почво-грунтов и воздухе помещений достаточно подробно регламентированы. Единых же методических подходов к геологическому картированию радоновой опасности до сих пор не существует. Это связано с тем, что длительное время существовал преимущественно статистический подход к радоновой проблеме, суть которого сводится к оценке доли жилищ с заданным диапазоном концентрации радона на основе представительной выборки. Однако для выявления всех объектов с превышением предельно допустимых концентраций радона такой подход требует обследования всех имеющихся зданий и помещений, что практически недостижимо.

Необходима срочная корректировка существующего руководящего документа в строительстве, в котором прописано требование оценки радоновой опасности лишь на стадии ввода новых зданий в эксплуатацию [3]. Но даже и это требование в настоящее время игнорируется в Гомеле и области. На стадии проектирования зданий, а тем более при разработке генеральных планов застройки городских территорий, соответствующие изыскания не регламентируются в нашей республике.

В последние годы отчётливо проявляется тенденция учёта геологических факторов в предупреждении радоновой опасности практически во всех европейских странах, США, Канаде. Начаты геологические съёмки в наиболее радоноопасных районах многих городов России (Москва, С-Петербург, Нижний Новгород, Свердловск и др.). Новый подход позволит исключить из практики такие случаи, как полный перенос жилого поселка на новое место (пос. Акчатау, Джезказганская обл., Казахстан) или полная перестройка завода по производству больших интегральных схем (Франция).

Эффективность геологического подхода состоит в том, что он обеспечивает возможности прогнозировать расположение радоноопасных зон, практически так же, как традиционно по результатам геологической съёмки делается заключение о перспективности территории на конкретный вид полезных ископаемых. В Иордании, например, исторически сложилось так, что города и поселения расположились вдоль крупных тектонических разломов, с которыми преимущественно и связаны радоновые аномалии. Выявление последних, таким образом, сводится к трассированию узких линейных зон, положение многих из которых уже известно в связи с проведенными ранее геологическими изысканиями.

Отметим, что ещё за много десятилетий до того, как стала очевидной экологическая проблема радона, последний широко использовался для решения различных структурно-геологических задач в виде эманационной съёмки.

О необходимости организации системы постоянного радонометрического мониторинга. Радоновое поле характеризуется существенной временной нестабильностью, которая должна учитываться как при расчётах доз облучения, так и для корректировки данных измерений при проведении площадных работ. Она обусловлена как естественными причинами (геодинамическими и метеорологическими), так и техногенными факторами. Постоянный мониторинг радона должен быть организован на участках с различными геологическими обстановками и, в первую очередь, наибольшей социальной значимости. Должны быть заложены пункты постоянных наблюдений, которые позволят получить достоверные оценки доз облучения с учётом факторов временной изменчивости поступления радона. Эти пункты должны быть оборудованы аппаратурой непрерывной регистрации радона на базе современных компьютерных средств. В условиях повышенной техногенной нагрузки на геологическую среду можно ожидать повышения поступления радона на тех участках, которые ранее могли характеризоваться фоновыми показателями радона. ‘Это может иметь место при изменении физических свойств приповерхностных горных пород под действием динамических нагрузок, изменении гидрогеологических и геодинамических условий городских территорий. Поэтому в дополнение к радонометрическим наблюдениям на стационарных пунктах следует периодически проводить повторные работы по профилям, охватывающим различные геологические блоки и структуры, а также объекты высокой социальной значимости. Предположительный интервал повторных профильных радонометрических работ для крупных городов 2 года.

Геолого-геофизические факторы радоновой опасности на территории Гомеля. К их числу относятся: I). Сочленение геологических структур регионального масштаба, наличие крупных региональных и оперяющих разломов, проникающих в осадочный чехол. Современная тектоническая активность этих зон подтверждена по аномальным амплитудам смещений земной поверхности и временной нестабильности геофизических полей [41; 2). Наличие очагов глубинной разгрузки подземных флюидов по субвертикальным разломным зонам и литологическим «окнам», о чём свидетельствуют значительные различия в концентрациях растворенного в подземных водах гелия, имеющего радиогенную природу [5.6]; 3). Практически повсеместное залегание гляциапьно-моренных отложений, а также отложений морского генезиса с высоким содержанием глауконита, которые характеризуются повышенными концентрациями элементов уранового и ториевого рядов источников радона; 4). Плотность альфа-потока в подпочвенных отложениях характеризуются площадной изменчивость приблизительно в 30 раз (по нашим данным); 5). Выполненные в предыдущие годы немногочисленные измерения объёмной активности радона в помещениях г. Гомеля показывают, что в ряде случаев наблюдаются существенные превышения этого показателя над установленным безопасным уровнем 200 Бк/м3. Наибольшие значения (более 500 Бк/м’) выявлены в северной, западной и центральной частях г. Гомеля, при этом отдельные аномальные значения превышают более 1000 Бк/м’ (данные ЗАО «Радонконтроль»).

Таким образом, как геологические данные, так и первые результаты непосредственных радиометрических измерений указывают на необходимость проведения специализированных комплексных исследований по данной проблеме. Поэтому данное направление является одним из важнейших в деятельности Гомельского отдела эколого-геофизического мониторинга, который создан в 2003 г. в составе Центра геофизического мониторинга НАНБ.

В настоящее время нами отрабатывается эффективная методика радонометрического картирования геологической среды и непрерывного мониторинга временной нестабильности радонового поля.

В ближайшие годы необходимо решение следующих задач: построение радонометрической карты территории г. Гомеля масштаба 1:25000 с ранжированием по степени радонометрической опасности; установление характеристик пространственного распределения радонового поля и его связи с геологическими факторами; выявление масштабов и закономерностей временной нестабильности поля радона в зависимости от эндогенных и экзогенных факторов; выделение участков для первоочередного радиационного обследования зданий.

При проведении исследований будет использован мировой опыт подобных работ, а также реализованы оригинальные подходы авторов проекта к выработке методики радонометрического картирования, заключающиеся в комплексности используемых геологических, радиометрических, газо-геохимических, гидрогеологических и других данных. Предполагается большой объём полевых изысканий, связанных с выявлением и картированием литолого-возрастных разностей геологического разреза, генерирующих радон, а также исследованием петрофизических свойств приповерхностных отложений, ответственных за транспорт газовых потоков к земной поверхности.

Планируемый комплекс геоэкологических работ позволит оценить радоновую опасность территории г. Гомеля и существенно уменьшить затраты на последующие обследования зданий службами санитарно-гигиеническою контроля за счёт более целенаправленного выбора объектов первоочередного контроля.

Литература:

  1. Радиация: дозы, эффекты, риск. — М.: Мир, 1988. -79с.
  2. Автушко М.И., Жученко Ю.М., Короткевич П.Н. Результаты исследования вклада радона в суммарную дозу облучения жителей г. Гомеля. // Итоги научных исследований в области радиоэкологии окружающей среды за десятилетний период после аварии на Чернобыльской АЭС. Гомель: НИИР МЧС РБ.1996. — С. 155-160.
  3. Порядок проведения обследования зданий, сооружений и конструкций на радонобезопасность. РДС 1.01.18-2002. Минск, 2002.
  4. А.М. Гумен, А.П. Пинчук. Исследование современных геодинамических процессов на территории Припятского прогиба гидрогеодинамическим методом. // Литосфера, 1997, №5. — С. 83-92.
  5. А.М. Гумен, А.П. Гусев. Газогеохимические индикаторы геодинамический активности зон глубинных разломов на юго-востоке Беларуси. // Литосфера, 1997, № 6. — С. 140-149.
  6. А.М. Гумен. О закономерностях распределения гелия в осадочном чехле юго-востока Беларуси. // Вестник ГГТУ им. П.О. Сухого. — 2003. — № 2. — С.39-44.

Автор: А.М. Гумен
Источник: Гомельщина: экологические проблемы региона и пути их решения: Материалы Гомельской областной научно-практической конференции (14 апреля 2004) / Под общ. ред. В.Н. Бортновского. — Гомель, Гомельская городская организация ОО «БО «Знание», 2004. — С. 54-59.