CC BY
3
удк 614.73: [691:658.567
В. И. Пархоменко, Э. М. Крисюк, Э. П. Лисаченко
ГИГИЕНИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ОТХОДОВ ПРОМЫШЛЕННОСТИ, ИСПОЛЬЗУЕМЫХ В СТРОИТЕЛЬНОЙ ИНДУСТРИИ
Ленинградский институт радиационной гигиены Минздрава РСФСР
Из литературы известно, что концентрация естественных радионуклидов (ЕРН) в промышленных отходах и изготовленных из них строительных изделиях может быть высокой. В табл. 1 приведены опубликованные зарубежные данные о содержании ЕРН в промышленных отходах, используемых в строительстве. Почти все изученные виды отходов зарубежной промышленности содержат большие количества ЕРН, часто превышающие действующий в СССР норматив (Сэкв=10 пКи/г) для строительных материалов, применяемых в строительстве жилых и общественных зданий (Нормы радиационной безопасности НРБ—76). Широкое использование таких отходов может привести к увеличению облучения населения.
К сожалению, литературные данные о концентрации ЕРН в отходах промышленности разрозненны. Систематического изучения этого вопроса не проводилось ни в СССР, ни за рубежом. Введение в действие в СССР нормативов содержания ЕРН в материалах, используемых в строи-
тельстве жилых и общественных зданий (Нормы радиационной безопасности НРБ—76, 1978), требует организации контроля радиоактивности строительных материалов. Такой контроль должен охватывать не только традиционные строительные материалы, но и все отходы промышленности, применяемые для их производства.
Нами выполнены исследования по определению радиоактивности промышленных отходов, которые используются (или могут быть использованы) в строительстве. Всего исследовано около 400 образцов отходов промышленности и изготовленных из них строительных материалов. Работа проведена совместно с сотрудниками радиологических групп санэпидстанций РСФСР, которые выявляли промышленные отходы, отбирали образцы и пересылали их в Ленинградский НИИ радиационной гигиены. Концентрации ЕРН определяли в этом институте на высокочувствительном гамма-спектрометре СГС-200 (Э. М Крисюк и соавт.). Результаты исследований представлены в табл. 2.
Таблица 1
Концентрации ЕРН в отходах зарубежной промышленности, используемых в строительстве
Материал Государство Число образцов Концентрация. пКи/г Авторы работы
"»Th "•Ка 40 К г •
Бетон с доменным Венгрия Toth и Fcher
шлаком 2 0.8 3.0 5,0 4.0
Бетон с 75 % золы X 5 4,7 6,0 18,0 13,5 Те же
То же » 2 1 .4 1,6 7,0 4,0 » »
а » » 1 1,7 23,8 13,0 27,1 » »
» > > 1 3.8 4,6 16,0 10,8 » »
» » » 1 1,9 4,3 7,0 7,3 > »
Фосфогипс Великобритания 6 0,5 21.3 1.8 22,0 Hamilton
» * 60 0,5 17.0 1,1 17.7 O'Riordan и Hunt
Шлак Финляндия 3 1,9 2,8 5,2 5.6 Доклад экспертов**
Шлакобетон ФРГ 9 2,7 4.1 14,3 8.8 Те же
Фосфогипс » 33 0,4 16,0 2,6 16,7 » »
Кирпич из красного
шлама » 23 6,3 7,6 9,2 16,3 » »
Зола » 28 3,5 5,7 19,5 11,8 » »
Легкий бетон с квас- Швеция — 1,8 35,0 20,8 39,1 » »
цовой глиной:
1947—1975 г. » — 0.8 9,0 14,3 11,2 » »
после 1974 г. » — 1.7 0,4 1,3 2,6 » »
Фосфогипс Флорида (США) — 0,3 33,0 — 33,3 » »
Отходы урановой про- США 125 125
мышленности » »
* Сэкв = CRa + 1,26 Ctii + 0,086 Ск — радиевый эквивалент концентрации ЕРН. ** Exposure to radiation from the natural radioactivity in building materials. Report by a Group of Experts of the OFCD Nucleai Energy Ageny. Paris, 1979.
Таблица 2
Концентрация ЕРН в отходах промышленности
Концентрация. пКи/г
Материал Число образцов Вид производства »»"ТИ "•Яа "К Сэкв Категория
Зола 74 ТЭЦ 1 .77 2,21 11,7 5.8 II
1,09—2,77 1.34—3,31 7,8—17,0 3,4—8,3
Шлак 74 ТЭЦ 1,7 1,95 12,5 5,2 II
1,18—2,5 1,31—2,57 9,3—15,9 3,5—7,1
Шлак доменный 30 Черная металлургия 1,02 2,41 4,3 4,1 I—II
0,22—2,42 0,41—5,8 0,4—17,2 0,8-8,2
Шлак конверторный 3 То же 0,15 0,55 3.3 1,0 I
0,11—0,18 0,33—0,78 0,3—9,2 0,7—1,3
Фосфорные шлаки 12 Химическая промыш- 0,47 5,2 3,1 6,1 II
0.11—0,53 2,43—6,1 2,1-4,5 3,3—7,1
Колчеданные огар- То же 0,10 0,42 1.7 0,7 I
ки 0,09—0,11 0,32—0,60 0,2—2,9 0,5—0,9
Фосфогипс 12 0,78 0,53 0,7 1.6 I
0,09—1,52 0,13—1,9 0.2—3,5 0,4—2,6
Шлак 6 Цветная металлургия 0,68 0,61 3,0 1,7 I—II
0,08—3,61 0,09—0,88 1,3—11,0 0,3—6,2
Хвосты 12 Горнообогатительный 0,22 0,62 9,2 1,7 I—II
комбинат 0,2—1,1 0,2—2,0 2,1—38,5 0,4—5,9
Средние концентрации: в стройматериалах в земной коре 0,72 1,05 0,78 0,89 12,3 17,5 2,8 3,7
Примечание. В числителе — минимальные, в знаменателе — максимальные концентрации ЕРН.
Для раднационно-гнгиенической характеристики отходов мы предлагаем разделить их на 3 категории в зависимости от концентрации в них ЕРН. Эта классификация является развитием предложенной ранее классификации строитель-пых материалов по концентрации ЕРН и допустимым видам использования (Э. М. Крисюк).
К I категории мы отнесли отходы, концентрации ЕРН в которых ниже средней для традиционных строительных материалов. Эта величина, равная 2,8 пКп/г, получена в Ленинградском НИИ радиационной гигиены (Э. М. Крисюк и В. И. Пархоменко) на основании обширных исследований традиционных строительных материалов. Использование в строительной индустрии отходов с концентрацией ниже средней приведет к уменьшению среднего содержания ЕРН в строительных материалах, а чем больше будет использоваться таких отходов, тем меньше будет средняя доза облучения населения. Поэтому, с ра-диационно-гигиенической точки зрения, применение таких отходов в строительстве желательно.
Ко II категории относятся отходы промышленности с концентрацией ЕРН выше среднего содержания ЕРН для традиционных строительных материалов, но не превышающей норматива для материалов, используемых в строительстве жилых и общественных зданий (НРБ—76
10 пКи/г). Применение отходов с такими концентрациями ЕРН может обусловить некоторое увеличение облучения населения. Но поскольку концентрации ЕРН в отходах этой категории лежат в пределах вариабельности этой концентрации для традиционных строительных материалов и не превышают норматива, то их использование с раднацнонно-гигиенической точки зрения допустимо. Решение о применении этих отходов в строительстве должно рассматриваться с учетом его экономической целесообразности.
К III категории относятся отходы промышленности, радиевый эквивалент концентрации в которых превышает норматив для материалов, используемых в жилищном и общественном строительстве. Вопрос о каждом виде отходов должен решаться отдельно либо путем отказа от их применения в строительстве (захоронение или посадка леса на территории, занятой отходами), либо путем использования их на строительных объектах, контакт людей с которыми ограничен (промышленное, дорожное, гидротехническое строительство и др. — Э. М. Крисюк).
Как видно из табл. 2, золы и шлаки ТЭЦ, шлаки химической промышленности относятся ко II категории, так как содержание ЕРН в них выше средних концентраций для традиционных строительных материалов. Обращает на себя внимание
2*
— 35 —
тот факт, что все отходы промышленности, за исключением шлаков конверторного производства и колчеданных огарков химической промышленности, имеют очень различную радиоактивность. Максимальные концентрации ЕРН в них приближаются к нормативу. Поскольку исследованы не все виды отходов, можно предположить, что концентрация ЕРН в некоторых видах промышленных отходов может превышать норматив для строительных материалов, используемых в строительстве жилых и общественных зданий. Такие отходы относятся к III категории.
Значительная вариабельность активности шлаков черной металлургии, хвостов горнообогатительных комбинатов связана с разнообразием их минералогического состава. Для зол и шлаков ТЭЦ большая вариабельность активности обусловлена неравномерным распределением ЕРН в угольных месторождениях. Степень увеличения активности в них зависит от зольности углей.
Из всех отходов промышленности, исследованных нами, наибольшую концентрацию 226Ра имеют фосфорные шлаки. Причиной этого является наличие в фосфатных рудах корреляции между содержанием Р205 и и.
Как показывают данные литературы, фосфо-гипс, используемый в строительстве как стеновой материал, содержит очень высокие концентрации 226Ка (см. табл. 1). В нашей стране благодаря низким активностям исходных фосфатных руд (Апатиты. Ковдор) концентрация Ра в фосфо-гипсе составляет 0,5 пКн/г (см. табл. 2), в связи с чем этот вид дешевого сырья можно широко применять в строительстве вместо природного гипса.
Все исследованные нами отходы промышленности, кроме отвалов горнообогатительных комбинатов, находят применение в строительной индустрии при производстве цемента, в качестве одной из составляющих при изготовлении бетона и кирпича.
Широкое внедрение отходов промышленности в сферу строительства при большой вариабельности активности в них требует организации строгого контроля за их использованием с учетом концентрации EPH в них. Такой контроль позволяет предотвратить неоправданное облучение людей за счет применения отходов с высокими концентрациями EPH.
В то же время, как показали исследования, среди отходов промышленности, используемых для производства строительных материалов, значительное количество имеет низкую концентрацию EPH. К этой категории относится 40 % изученных нами образцов. Применение таких отходов в строительной индустрии не только допустимо, но и желательно, поскольку оно приведет к уменьшению облучения людей. 1
ЛИТЕРАТУРА. Крисюк Э. М. — Гиг. и сан., 1980,
№ 12, с. 32-34. Крисюк Э. М., Смирнов Б. И., Пархоменко Л. И. и др.—
Приборы и техника эксперимента, 1975, Л» 5, с. 33—34. Нормы радиационной безопасности НРБ-76. М., 1978. Exposure to radiation from the natural radioactivity in building materials. Report by a Group of Experts of the OECD Nuclear Energy Agency. Paris, 1979. Hamilton E. F. — Am. industr. Hyg. Ass. J., 1971, v. 32, p. 398—403.
Крисюк Э. M., Пархоменко П. И. — In: Staatliches Amt für Atomsicherhcit und Strahlenschutz. SAAS-250. 19?¿> p. 199-204.
O'Ri or dan M. С., Hunt G. /. —In: Intern. Congr. IRPA. Paris, 1977, v. 3, p. 1053—1056. Toth A., Feher I. Gamma Spectrometry Method for Measuring Natural Radioactivity of Building Materials. Report KFKI-76-80, 1976.
Поступила 08.12.80
Summary. A classification of industrial wastes used in the construction industry is proposed. Measurements of concentrations of natural radionuclides showed that about 40 % of such industrial wastes have natural radionuclide concentrations at levels below the average levels for traditional building materials.
