stringtranslate.com

Радий и радон в окружающей среде

Прогнозируемая часть домов в США имеет концентрацию радона, превышающую рекомендованный EPA уровень действий в 4 пКи/л.

Радий и радон вносят важный вклад в радиоактивность окружающей среды . Радон возникает естественным образом в результате распада радиоактивных элементов в почве и может накапливаться в домах, построенных на территориях, где происходит такой распад. Радон является основной причиной рака; по оценкам, на его долю приходится около 2% всех смертей, связанных с раком, в Европе. [1]

Радий, как и радон, радиоактивен, встречается в природе в небольших количествах и опасен для жизни, если радиация превышает 20–50 мЗв/год. Радий — продукт распада урана и тория . [2] Радий также может попадать в окружающую среду в результате деятельности человека, например, с неправильно выброшенными изделиями, окрашенными радиолюминесцентной краской.

Радий

В нефтегазовой отрасли

Остатки нефтегазовой промышленности часто содержат радий и его дочерние элементы . Сульфатные отложения из нефтяной скважины могут быть очень богаты радием. Вода внутри нефтяного месторождения часто очень богата стронцием , барием и радием , а морская вода очень богата сульфатами , поэтому, если вода из нефтяной скважины сбрасывается в море или смешивается с морской водой, радий, скорее всего, будет выведен из раствора сульфат бария/стронция, который действует как осадок- носитель . [3]

Радиолюминесцентные (светящиеся в темноте) изделия.

Неизвестно местное загрязнение радиолюминесцентными красками на основе радия, которые были неправильно утилизированы. [4]

В радиоактивном шарлатанстве

Эбен Байерс был богатым американским светским человеком, чья смерть в 1932 году от использования радиоактивного шарлатанского продукта под названием Радитор является ярким примером смерти, вызванной радием. Радитор содержал ~ 1 мкКи (40 кБк) 226 Ra и 1 мкКи 228 Ra на флакон. Радитор принимался внутрь, а радий, будучи имитатором кальция , имеет очень длительный биологический период полураспада в костях . [5]

Радон

Радон в воздухе составляет часть радиационного фона , который можно наблюдать в камере Вильсона.

Большая часть дозы обусловлена ​​распадом полония ( 218 Po ) и свинца ( 214 Pb) дочерних элементов 222 Rn. Контролируя воздействие на дочерей, радиоактивную дозу на кожу и легкие можно снизить как минимум на 90%. Это можно сделать, надев пылезащитную маску и костюм, закрывающий все тело. Обратите внимание, что воздействие дыма одновременно с радоном и дочерними элементами радона увеличит вредное воздействие радона. Было обнаружено, что на уранодобывающих предприятиях радон более канцерогенен для курильщиков , чем для некурящих. [3]

Урановая серия
Ряд радия или урана.

Вхождение

Концентрация радона на открытом воздухе колеблется от 1 до 100 Бк/ м3 . [6] Радон можно найти в некоторых родниковых водах и горячих источниках . [7] Города Мисаса в Японии и Бад-Кройцнах в Германии могут похвастаться богатыми радием источниками, выделяющими радон, как и Радиум-Спрингс в Нью-Мексико .

Радон естественным образом выделяется из земли, особенно в некоторых регионах, особенно, но не только в регионах с гранитными почвами. Не все гранитные регионы склонны к высоким выбросам радона, например, хотя порода, на которой находится Абердин , очень богата радием, в ней отсутствуют трещины, необходимые для миграции радона. В других близлежащих районах Шотландии (к северу от Абердина) и в Корнуолле / Девоне радон вполне способен покинуть скалу.

Радон – продукт распада радия , который, в свою очередь, является продуктом распада урана. Доступны карты средних уровней радона в домах, которые помогут в планировании мер по смягчению последствий. [8]

Хотя высокое содержание урана в почве / камне под домом не всегда приводит к высокому уровню радона в воздухе, можно увидеть положительную корреляцию между содержанием урана в почве и уровнем радона в воздухе.

В воздухе

Радон вредит качеству воздуха во многих домах. (См. «Радон в домах» ниже.)

Радон ( 222 Rn), выбрасываемый в воздух, распадается на 210 Pb и другие радиоизотопы, при этом уровни 210 Pb можно измерить. Важно отметить, что скорость выпадения этого радиоизотопа очень зависит от сезона. Вот график скорости осаждения, наблюдаемой в Японии . [9]

Скорость осаждения свинца-210 как функция времени, наблюдавшаяся в Японии

В грунтовых водах

Вода из колодца может быть очень богата радоном; использование этой воды внутри дома — еще один путь проникновения радона в дом. Радон может попасть в воздух и затем стать источником воздействия на людей, или же вода может потребляться людьми, что представляет собой другой путь воздействия. [10]

Радон в дождевой воде

Дождевая вода может быть очень радиоактивной из-за высокого уровня радона и продуктов его распада 214 Bi и 214 Pb; концентрации этих радиоизотопов могут быть достаточно высокими, чтобы серьезно нарушить радиационный контроль на атомных электростанциях. [11] Самый высокий уровень радона в дождевой воде наблюдается во время гроз, и предполагается, что радон концентрируется во время грозы из-за положительного электрического заряда атома. [12] Оценки возраста дождевых капель были получены путем измерения содержания изотопов короткоживущих продуктов распада радона в дождевой воде. [13]

В нефтегазовой отрасли

Вода, нефть и газ из скважин часто содержат радон . Радон распадается с образованием твердых радиоизотопов, которые образуют покрытия на внутренней стороне трубопроводов. На нефтеперерабатывающем заводе участок, где перерабатывается пропан , часто является одним из наиболее загрязненных участков завода, поскольку радон имеет температуру кипения, аналогичную температуре кипения пропана. [14]

В шахтах

Поскольку урановые минералы выделяют газ радон и их вредные и высокорадиоактивные продукты распада , добыча урана значительно более опасна, чем другая (и без того опасная) добыча твердых пород , требующая адекватных систем вентиляции, если шахты не открытые . В 1950-х годах значительное количество американских добытчиков урана были навахо , так как в резервациях навахо было обнаружено множество месторождений урана . У статистически значимой группы этих шахтеров позже после воздействия урановой руды и радона-222 , естественного продукта распада урана, развился мелкоклеточный рак легких , тип рака, обычно не связанный с курением. [15] Было доказано, что радон, который вырабатывается ураном, а не сам уран, является агентом, вызывающим рак. [16] Некоторые выжившие и их потомки получили компенсацию в соответствии с Законом о компенсации за радиационное воздействие в 1990 году.

В настоящее время уровень радона в воздухе шахт обычно контролируется законом . В действующей шахте уровень радона можно контролировать с помощью вентиляции , изолируя старые выработки и контролируя уровень воды в шахте. Уровень в шахте может повыситься, когда шахту закрывают, он может достичь уровня, при котором кожа может покраснеть ( легкий радиационный ожог ). Уровни радона в некоторых шахтах могут достигать 400–700 кБк м -3 . [17]

Общей единицей воздействия альфа-излучателей на легочную ткань является месяц рабочего уровня ( WLM ), при котором легкие человека в течение 170 часов (типичный месячный объем работы шахтера) подвергаются воздействию воздуха, содержащего 3,7 кБк. 222 Rn (в равновесии с продуктами распада). Это воздух, мощность альфа-дозы которого равна 1 рабочему уровню ( WL ). Подсчитано, что средний человек ( широкая публика ) подвергается воздействию 0,2 WLM в год, что составляет от 15 до 20 WLM за всю жизнь. По данным NRC, 1 WLM представляет собой дозу на легкие от 5 до 10 мЗв (от 0,5 до 1,0 бэр ), в то время как Организация экономического сотрудничества и развития ( ОЭСР ) считает, что 1 WLM равен дозе на легкие 5,5 мЗв. Комиссия по радиологической защите (ICRP) считает, что 1 WLM соответствует дозе в 5 мЗв для легких для профессиональных работников (и дозой в 4 мЗв для легких для населения). Наконец, Научный комитет ООН по действию атомной радиации (НКДАР ООН) считает, что воздействие на легкие 1 Бк 222 Rn (в равновесии с продуктами его распада) в течение одного года приведет к дозе 61 мкЗв. [18]

Было показано, что у людей существует связь между раком легких и радоном (вне всяких разумных сомнений) при воздействии 100 WLM и выше. Используя данные нескольких исследований, удалось показать, что повышенный риск может быть вызван даже дозой от 15 до 20 WLM. К сожалению, эти исследования были трудными, поскольку случайные ошибки в данных очень велики. Вполне вероятно, что шахтеры также подвергаются другим воздействиям, которые могут нанести вред их легким во время работы (например, пыль и пары дизельного топлива). [ нужна цитата ]

В домах

Тот факт, что радон присутствует в воздухе помещений, известен по крайней мере с 1950-х годов, а исследования его воздействия на здоровье человека начались в начале 1970-х годов. [19] Опасность воздействия радона в жилых домах получила более широкую осведомленность общественности после 1984 года, в результате случая со Стэнли Уотрасом , сотрудником атомной электростанции Лимерик в Пенсильвании . [20] Г-н Ватрас включал радиационную сигнализацию (см. счетчик Гейгера ) по дороге на работу в течение двух недель подряд, пока власти искали источник загрязнения . Они были шокированы, обнаружив, что источником был поразительно высокий уровень радона в его подвале , и это не было связано с атомной станцией. Риски, связанные с проживанием в его доме, были оценены как эквиваленты выкуриванию 135 пачек сигарет каждый день. [21]

В зависимости от того, как построены и вентилируются дома, радон может накапливаться в подвалах и жилых помещениях. Европейский Союз рекомендует принимать меры по смягчению последствий , начиная с концентрации 400  Бк /м 3 для старых домов и 200 Бк/м 3 для новых. [22]

Национальный совет по радиационной защите и измерениям (NCRP) рекомендует принять меры для любого дома с концентрацией выше 8  пКи /л (300 Бк/м 3 ).

Агентство по охране окружающей среды США рекомендует принять меры для любого дома с концентрацией выше 148 Бк/м 3 (при значении 4  пКи /л). Согласно статистике, почти в каждом 15-м доме в США наблюдается высокий уровень радона. Главный хирург США и Агентство по охране окружающей среды рекомендуют проверить все дома на наличие радона. С 1985 года в США миллионы домов были проверены на наличие радона [22].

Добавив подвал под первым этажом с принудительной вентиляцией, можно снизить уровень радона в доме. [23]

Рекомендации

  1. ^ Дарби; и другие. (29 января 2005 г.). «Радон в домах и риск рака легких: совместный анализ отдельных данных 13 европейских исследований методом случай-контроль». Британский медицинский журнал . 330 (7485): 223. doi :10.1136/bmj.38308.477650.63. ПМК  546066 . ПМИД  15613366.
  2. ^ Кирби и др. п. 3
  3. ^ аб Кейт, С; и другие. (май 2012 г.). Токсикологический профиль радона . Атланта (Джорджия): Агентство по регистрации токсичных веществ и заболеваний (США).
  4. ^ «РЕГИОН EPA 2, округа Конгресса: 10, Эссекс, город Ориндж» (PDF) . Нью-Джерси: US Radium Corp., 5 февраля 2010 г. Идентификатор EPA: NJD980654172. Архивировано из оригинала (PDF) 14 июля 2012 года.
  5. ↑ Ванкьери, Кори (7 ноября 1990 г.). «Попытки лучевой терапии привели к обнаружению «горячих костей»»". Журнал Национального института рака . 82 (21): 1667. doi : 10.1093/jnci/82.21.1667.
  6. ^ Порстендорфер, Дж.; и другие. (сентябрь 1994 г.). «Суточное изменение концентрации радона в помещении и на открытом воздухе и влияние метеорологических параметров». Физика здоровья . 67 (3): 283–287. дои : 10.1097/00004032-199409000-00011. ПМИД  8056597.
  7. ^ Бартоли, Г.; и другие. (1989). «Оценка уровней радиоактивного воздействия в горячих источниках острова Искья в течение года». Annali di Igiene: Medicina Preventiva e di Comunità . 1 (6): 1781–1823. ПМИД  2484503.
  8. ^ «Прогнозируемая медианная среднегодовая концентрация жилой площади по округам» . Национальная лаборатория Лоуренса Беркли. Архивировано из оригинала 31 декабря 2007 г. Проверено 12 февраля 2008 г.
  9. ^ Ямамото, Масаеши; и другие. (21 сентября 2005 г.). «Сезонные и пространственные изменения атмосферных выпадений 210Pb и 7Be: особенности японо-морской части Японии». Журнал радиоактивности окружающей среды . 86 (1): 110–131. doi :10.1016/j.jenvrad.2005.08.001. ПМИД  16181712.
  10. ^ «Основная информация о радоне в питьевой воде». Агентство по охране окружающей среды США. 30 июня 2014 г. Архивировано из оригинала 14 февраля 2015 г. Проверено 31 января 2015 г.
  11. ^ Ямадзава, Х.; М. Мацуда; Дж. Мориидзуми; Т. Иида (2008). Мокрое осаждение продуктов распада радона и его связь с радоном, переносимым на большие расстояния . Естественная радиационная среда. Том. 1034. стр. 149–152. Бибкод : 2008AIPC.1034..149Y. дои : 10.1063/1.2991194.
  12. ^ Гринфилд, МБ; А. Ивата; Н. Ито; М. Исигаки; К. Кубо (2006). Интенсивное гамма-излучение от порождений радона, накапливающееся под дождем во время и после гроз . Бюллетень Американского физического общества. Нэшвилл, Теннесси.
  13. ^ Гринфилд, МБ; Н. Ито; А. Ивата; К. Кубо; М. Исигаки; К. Комура (2008). «Определение возраста дождя с помощью γ-лучей по накопленному потомству радона». Журнал прикладной физики . 104 (7): 074912–074912–9. Бибкод : 2008JAP...104g4912G. дои : 10.1063/1.2990773. hdl : 2297/14438 . ISSN  0021-8979. S2CID  122604767.074912. Архивировано из оригинала 23 февраля 2013 г. Проверено 23 августа 2011 г.
  14. ^ «Обследование и идентификация загрязненного оборудования NORM» (PDF) . Энпротек / Хиббс и Тодд. Октябрь 2004 г. Архивировано из оригинала (PDF) 20 февраля 2006 г. Проверено 28 мая 2006 г.
  15. ^ Готлиб, Леон С.; Хусен, Люверн А. (апрель 1982 г.). «Рак легких у уранодобытчиков навахо». Грудь . 81 (4): 449–452. дои : 10.1378/сундук.81.4.449. ПМИД  6279361.
  16. ^ Харли, Наоми; Фулкс, Эрнест; Хилборн, Ли Х.; Хадсон, Арлин; Энтони, К. Росс (1999). «Обзор научной литературы, касающейся болезней войны в Персидском заливе: Том 7: Обедненный уран». РЭНД Корп. 28.
  17. ^ Денман, Арканзас; Итоу, JP; Гиллмор, Дж.; Филлипс, PS (декабрь 2003 г.). «Оценка риска для здоровья кожи и легких, связанного с повышенным уровнем радона в заброшенных шахтах». Физика здоровья . 85 (6): 733–739. дои : 10.1097/00004032-200312000-00018. PMID  14626324. S2CID  12197510.
  18. ^ Хала, Иржи; Навратил, Джеймс (2003). Радиоактивность, ионизирующая радиация и ядерная энергия . Конвой. ISBN 9788073020538.
  19. ^ «Искусственные минеральные волокна и радон». Монографии МАИР по оценке канцерогенных рисков для человека (43). 1988. ISBN 9789283212430. Проверено 31 января 2015 г.
  20. ^ Самет, Дж. М. (январь 1992 г.). «Комнатный радон и рак легких. Оценка рисков». Западный медицинский журнал . 156 (1): 25–29. ПМЦ 1003141 . ПМИД  1734594. 
  21. ^ "История Радона". Радоновый совет. 2001. Архивировано из оригинала 1 февраля 2015 года . Проверено 1 января 2015 г.
  22. ^ Аб Бойд, Дэвид Р. (2006). «Радон Незнакомый убийца». Здоровая окружающая среда, серия «Здоровые канадцы», отчет № 1. Ванкувер: Фонд Дэвида Сузуки . Проверено 1 февраля 2015 г. {{cite journal}}: Требуется цитировать журнал |journal=( помощь )
  23. ^ Росслер, CE; и другие. (1996). Проектирование и испытания системы разгерметизации подпанелей для снижения уровня радона в домах Северной Флориды: Часть I - Производительность и долговечность (PDF) . Research Triangle Park, Северная Каролина: Агентство по охране окружающей среды США.

дальнейшее чтение