АНРИ №1 1998
Н.М.Андреев, ООО "Радиоэкологическая лаборатория МГРТ", г.Миасс Челябинской области
Радиоэкологические работы выполняются автором с 1993 года. Единственным нормативным документом, касающимся радона, были на то время критерии [1]. В них регламентировалось содержание радона в зданиях, но не было сказано, как осуществлять контроль. Упоминалось также о необходимости обследования на радон участков под застройку. Поэтому, в отсутствие официальных методик и необходимой аппаратуры, при выполнении данных работ приходилось опираться на публикации в журналах [2,3], приспосабливая их рекомендации к скромным имеющимся возможностям небольшой лаборатории. По-видимому, радон - это наименее отработанная область радиоэкологии, поэтому здесь хотелось бы остановиться на практике проведения работ именно в этом направлении.
Для измерения радона в первое время использовался аппаратурно-методический комплекс "Омега-С" (ВИРГ-Рудгеофизика), позволивший охватить такие направления радиоэкологического сопровождения строительства, как обследование участков под застройку и вновь выстроенных зданий. При обследовании участков выполнялись измерения ОА радона в почвенном воздухе методом САН, в помещениях измерялись "мгновенные"значения ЭРОА радона. Позднее для измерений ОА радона в помещениях стал применяться наиболее распространенный на сегодня прибор РРА-01М. Используемый с недавнего времени комплекс "Камера" позволил проводить измерения квазиинтегральных значений ОА радона в помещениях, плотности потока (эксгаляции) радона из грунта, содержания радона и радия в воде, решать некоторые другие задачи.
Радиационный контроль зданий осуществляется проще, чем обследование участков строительства, и к настоящему времени его уже начинают выполнять многие территориальные центры ГСЭН. Но до конца отдельные вопросы контроля еще не решены. А в первое время вообще возникали казусы. ГСЭН является надзорным органом в области радиационного контроля, но, к сожалению, этому органу свойственна недооценка геологических факторов, формирующих радиационную обстановку на объектах. До появления первого варианта МУК [4], где впервые был предложен хоть какой-то порядок проведения контроля вновь выстроенных зданий, эти работы приходилось выполнять, исходя из собственного понимания природы радона и его дочерних продуктов, особенностей их миграции. Пришлось даже убеждать в необходимости измерения радона в подвалах домов, преодолевая мнение, что контролироваться (по аналогии с гамма-фоном) должны только жилые помещения. Или другая крайность: раз основным источником радона является геологическая среда, то считалось достаточным выполнять измерения в подвалах и на первых этажах.
Радиационный контроль вновь выстроенных зданий проводится, как правило, на стадии завершения отделочных работ, в условиях аврала перед приемкой их госкомиссией. Интегральные измерения радона при этом практически невозможны, поэтому было логичным допущение в МУК "мгновенных" измерений для оценки среднегодовых значений ЭРОА. Это положение устранило внутренний конфликт, когда при нормативе, установленном в среднегодовых значениях, приходится делать "мгновенные" измерения ЭРОА.
Очень удобными оказались на практике квазиинтегральные измерения радона с помощью угольных адсорберов, которые широко выполнялись автором в последнее время аппаратурой "Камера". Необходимые для их экспозиции 5-6 суток всегда можно выделить. И, вопреки ожиданиям, удается обеспечить хорошую сохранность адсорберов на стройке, если прятать их в укромные места. При этом экспозиция в ночные часы позволяет сгладить пониженные содержания в дневное время, во время усиленной вентиляции помещений при работе строителей. По всей видимости, надежную оценку верхних границ среднегодовых значений ЭРОА радона позволяет дать учет коэффициентов вариации во времени, предлагаемый в последнем варианте МУК [5]. Коэффициент тем ниже, чем длительней экспозиция в методе измерений. Представляется, что коэффициент 0,6 для недельной экспозиции, при квазиинтегральном методе измерений, позволяет получить близкий к истине результат. А вот максимальный коэффициент -1,0, для экспозиции менее часа, вызывает сомнения. Дело в том, что "мгновенные" измерения выполняются преимущественно в дневное время, при минимумах суточных вариаций содержаний радона, которые могут отличаться от максимумов в несколько раз, тем более в реальных условиях проведения измерений в сдаваемых в эксплуатацию зданиях, а не в идеальных, которые предписаны МУК (при закрытых в течении суток окнах и дверях). Такие условия можно обеспечить лишь на небольшом объекте. Пусть кто-нибудь попробует обеспечить это в большом многоквартирном доме!
"Мгновенные" измерения необходимы для поиска помещений с наибольшими содержаниями радона (с возможными последующими замерами интегральными методами), либо для поиска источников и каналов его поступления. Для этой цели удобны наиболее экспрессные приборы, типа "Омега" или "РАМОН-1", которые выдают результат ЭРОА за 3-4 минуты. Опыт работы на "Омега-С", который может выдавать, кроме ЭРОА радона, активность его дочерних продуктов (так называемых РаА и RаС), позволяет сделать некоторые интересные наблюдения и выводы.
При отсутствии прибора для измерения ОА радона, для приближенной оценки коэффициента равновесия между ЭРОА и ОА радона можно использовать соотношение ЭРОА/RаА, несколько завышающее этот коэффициент. Используя его, можно подсчитать примерную ОА радона, оценить величину воздухообмена в помещениях.
Вопреки сложившимся представлениям, коэффициент равновесия между ЭРОА и ОА радона может иметь значения не только в диапазоне 0,2 - 0,9, но и быть больше единицы. Это абсурдное на первый взгляд значение наблюдается порой в помещениях с вытяжной вентиляцией. Причина этого в том, что происходит привнес избыточных дочерних продуктов с поступающим воздухом. А наблюдается это в случаях, когда воздух поступает из других помещений или подвала, где содержание радона как минимум не ниже, чем в обследуемом помещении. Типичный же диапазон коэффициента равновесия наблюдается при воздухообмене с атмосферным воздухом с низким содержанием радона.
И еще одно наблюдение: ЭРОА радона на верхних этажах бывает выше, чем на нижних. По моему убеждению, это не связано с чердачной засыпкой, как было высказано в одной публикации. Дело в том, что такая картина наблюдается, как правило, в отапливаемых зданиях. Видимо, это является следствием так называемого эффекта "дымовой трубы", когда теплый воздух успевает принести снизу избыточное количество еще не распавшихся ДПР, что приводит к росту ЭРОА, хотя ОА радона при этом закономерно снижается. Есть интересные примеры того, что открывание форточки на верхних этажах приводит к еще большему росту ЭРОА, за счет усиления потока воздуха снизу. А в неотапливаемых зданиях, как правило, все как обычно - с высотой ЭРОА снижается.
При отводе участков под строительство в ряде городов горно-заводской зоны Челябинской области автором уже несколько лет выполняются инженерные радиационно-экологические изыскания. До появления первых методических указаний работы выполнялись исходя из рекомендаций ВИРГ-Рудгеофизика по эманационной съемке территорий застройки [2], а также общей практики инженерно-геологических изысканий. Комплекс работ включал в себя гамма- и эманационную съемки. Изыскания, по возможности, проводились в два этапа. Сначала в мелком масштабе обследовался весь участок, отведенный под строительство группы коттеджей либо микрорайона многоэтажной застройки. Это позволяло оконтурить определенные геологические структуры, влияющие на радиационную обстановку участка: разломы, зоны трещиноватости, выходы пластов с повышенным содержанием ЕРН. С учетом полученных сведений делался вывод о необходимости второго этапа, с более детальным обследованием площадок под конкретные здания, расположенных в пределах выявленных опасных зон. При этом измерения ОА радона выполнялись, как правило, в котловане, на уровне основания фундамента. В качестве критерия для оценки полученных результатов использовались данные из зарубежных и отечественных публикаций.
Не имея возможности делать прямые измерения потоков радона из грунта, приходилось опираться на расчетную оценку этой величины. При этом использовались результаты инженерной геологии (пористость, влажность и состав верхних рыхлых отложений, состав и условия залегания коренных пород, глубину водоносного горизонта, данные о тектонических нарушениях) и крайне скудные табличные данные о кажущемся коэффициенте диффузии и фильтрационном потоке радона для различных грунтов. На основании этой оценки делался прогноз возможного содержания радона в проектируемом доме.
Практика показала достаточную надежность такой оценки. Ошибка в прогнозе может быть и при прямых измерениях потока, т.к. содержание радона в зданиях зависит от множества других факторов, в частности, от особенностей их конструкций и эксплуатации. Но расcчетная оценка потока требует определенной квалификации исполнителей: необходимы знание инженерной геологии и радиометрии, понимание природы радона и законов его миграции. Поэтому, если есть такая возможность, конечно, проще и легче делать прямые измерения плотности потоков радона (ППР).
Во избежание лишних неопределенностей, в недавно вышедших Московских городских строительных нормах (МГСН 2.02-97) [6] предусмотрены лишь определенные пороговые значения потоков, соответствующие уровням радоноопасности участков. С моей точки зрения, есть вопросы к способу оценки результатов измерений на предмет соответствия их пороговым значениям. И это очень важно, т.к. при оценке среднего значения различными способами исследуемый участок по своей радоноопасно-сти может быть отнесен к различным категориям, с вытекающими отсюда последствиями.
До последнего времени, после проведения измерений по определенной сети ОА радона в почве, я строил карту методом линейной интерполяции. Затем подсчитывалось среднее взвешенное по площади распространения каждого выделенного диапазона значение ОА радона, которое использовалось для подсчета среднего значения ППР на данном участке. Именно такой подход я отстаивал в своем докладе на конференции в С.-Петербурге "Практика защиты населения от облучения радоном", вместо использования предлагавшихся в первой редакции "Норм допустимых уровней ... радона на участке застройки" [7] средних по площади ППР. Предложение оценки участка по среднему взвешенному по площади (в пределах плана здания) значению ППР я с удовлетворением обнаружил позже в МГСН 2.02-97. Но остается непонятным, как эту задачу можно решить без картирования, а в МГСН в отчетных документах предусмотрен лишь план участка с указанными значениями ППР из грунта в контрольных точках.
Способ оценки среднего взвешенного по площади значения вместо среднего арифметического призван учесть особенности распространения потока радона из грунта на участке. Плотность потока радона, как функция ОА радона в почвенном воздухе, подчиняется логнормальному распределению. В этом легко убедиться, построив гистограмму распределения измеренных значений ППР при проведении съемки на достаточно большой площади, т.е. при достаточной представительности выборки. Поэтому, гораздо проще тот же результат может быть достигнут, если для определения среднего значения использовать среднее геометрическое. В этом случае уже нет необходимости в картировании, хотя построение карты, с моей точки зрения, очень полезно. Она позволяет более наглядно проследить распространение локальных аномальных зон и учесть это при проектировании защитных мероприятий.
Литература
1. Временные критерии для принятия решений и организации контроля. Ограничение облучения населения от природных источников ионизирующего излучения. МЗ РСФСР от 5.12.90г. №43-10/796.
2. В.К.Титов, И.А.Лучин, Б.П.Лашков (ВИРГ).
Радиогеохимические методы контроля вредного воздействия радона
на население. Разведка и охрана
недр. 1991 - №11, с.22-24.
5. Ионизирующее излучение, радиационная безопасность. Организация и проведение радиационного контроля в жилых и общественных зданиях. Методические указания МУК 2.6.1.-96. Госкомсанэпиднадзор России. 1996.
6. Допустимые уровни ионизирующего излучения и радона на участках застройки. Московские городские строительные нормы. МГСН 2.02-97.
7. Нормы допустимых уровней гамма-излучения и радона на участке застройки. Комитет по архитектуре и градостроительству г.Москвы. 1996.