ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РАДИОАКТИВНОГО АЭРОЗОЛЯ В МОДЕЛЬНОМ ПОМЕЩЕНИИ Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

ЛИТЕРАТУРА

Б ы х о в с к а и М. С., Г.и н з б у р г Л. С., X а л и з о в а О. Д. Методы определения вредных веществ в воздухе . М., 1966.— Елизарова О. Н. Учен, записки Московск. научно-исслед. ин-та гигиены им. Ф. Ф. Эрисмана, 1961, № 9, с. 105.— П е-г у д Е. А. Санитарная химия полимеров. Л., 1967.— С л е п а к Н. И. Гиг. и сан., 1962, № 2, с. 29.

Поступила 29/VI 1970 г.

HYGIENIC INVESTIGATION OF ARTIFICIAL LEATHER CONTAINING POLYVINYLCHLORIDE RESIN

N. K. Statsek, V. A. Tsendrovskaya, S. N. Kataeva

The authors studied the passage of phthalates, bromating substances and hydrogen chloride into the water and the air and found it to depend on the quantity of the substances contained, the time of exposure and their chemical composition. On the basis of the results obtained they consider it possible to permit the production and use of artificial leathers containing polivinylchloride resins.

УДК 614.73:681.2

ИССЛЕДОВАНИЕ РАСПРЕДЕЛЕНИЯ РАДИОАКТИВНОГО АЭРОЗОЛЯ В МОДЕЛЬНОМ ПОМЕЩЕНИИ

Ю. Е. Залманзон, В. И. Никитин, О. А. Чуткин Научно-исследовательский институт приборостроения, Москва

Введение. Гигиенический контроль воздуха в рабочих помещениях можно осуществлять путем проверки концентрации радиоактивного аэрозоля, используя коэффициенты, связанные с переходом от концентрации, измеренной прибором, к дозе облучения для отдельных работников.

Вопросам, касающимся точности измерения концентрации, особенно активности отобранных проб, посвящены работы Л. С. Рузера, В. И. Никитина, О. А. Чуткина, Ф. К. Левочкина, В. И. Бадьина и Р. Я. Сигько, Harley и многих других авторов. Анализу ошибок, возникающих при переходе от концентрации к оценке облучения работников, до недавнего времени уделялось меньше внимания (О. М. Зараев и Б. Н. Рохменов). Эти ошибки связаны с представительностью отбора пробы по месту, объему и времени, т. е. с тем, насколько точно концентрация, измеренная в одной точке за определенный срок, может характеризовать концентрацию в любой другой точке контролируемого помещения с учетом ее изменения во времени. Этой категории ошибок после появления рекомендаций МАГАТЭ по нормам радиационной безопасности1 и выхода отечественных норм НРБ-69 придается все большее значение. В этих нормах основной упор делается на индивидуальный контроль облучения персонала за счет вдыхания радиоактивных аэрозолей.

В связи с внедрением индивидуального контроля аэрозолей возникли новые проблемы. Как отмечают Bruvskill и Holt, Langmead, существуют большие различия в показаниях индивидуальных пробоотборников и стационарных приборов. Отношение показаний первых к показаниям вторых лежит в пределах 1—10, хотя может быть и больше. Такое несоответствие в показаниях, в частности, тесно связано с тем, насколько данные измерений правильно отражают действительное распределение аэрозоля в контролируемом помещении. Поэтому не случайно, что изучение пространственного и временного распределения радиоактивного аэрозоля в воздухе рабочих помещений занимает большое место. В решении совещания экспертов МАГАТЭ, проходившего в Вене 10— 14/VI 1967 г., указывается на

1 Основные нормы безопасности при защите от излучения. МАГАТЭ. Вена, 1968.

необходимость экспериментальных и теоретических исследований в этой области. Однако материалы таких исследований почти не встречаются в отечественной и зарубежной литературе. Настоящая работа является результатом первого этапа экспериментальных исследований в этом направлении.

Описание экспериментального оборудования. Эксперименты проводились в специально оборудованном помещении с вытяжной вентиляцией. План его и расположение основного оборудования показаны на рис. 1.

Распределивя¡¡оздуха на бысоте 3.5м

боне с генератором

радиоанти!ных

аэрозолей

Рис. 1. План комнаты и схема расположения оборудования.

х — место выпуска аэрозолей в комнату: Д — воронки; -» — направление потоков воздуха на высоте 1,5 м. Воронки В ,. Вг. В, и В, — расположены на высоте 1,5 м-, воронки П к. ППг н П, — на высоте 2 м: воронки Я», ПП, и П, — на высоте 3 м-, воронки В„ В,. В, и В, — на высоте 0,25, 1,5, 2 и 3 л соответственно.

2 3 4 Расстояние(#м)

Рис. 2. Распределение концентрации вдоль помещения.

1 — на высоте 1,5 ж; 2 — на высоте

2 м: 3 — на высоте 3 м; 4 — а также по высоте помещения при выпуске

в центре; 5 — и в торце комнаты.

Радиоактивные аэрозоли получали с помощью специального генератора, работающего по принципу барботажа чистого воздуха через раствор соли радиоактивного изотопа. Предварительно очищенный от пыли воздух подавался воздуходувкой в распределительную трубку, из которой воздух через ротаметр и осушитель с серной кислотой поступал со скоростью 2,5 л/мин в смеситель барбатера, а через реометр, увлажнитель и компенсирующую емкость — в сопло (1,3 л/мин). Струя воздуха, выходящая из сопла, пробулькивает через раствор радиоактивной соли. Из барбатера аэрозоль, проходя через трубку длиной около 2 м, поступает на выходную стойку, расположенную в помещении.

В генераторе для получения аэрозоля использовалась соль бромистого аммония с короткоживущим изотопом Вг82, испускающим бета-частицы с максимальной энергией 450 кэв.

Размеры аэрозольных частиц лежат в пределах 0,5—5 мк.

Пробы аэрозоля отбирались на фильтры из материала ЛФС-2, установленные в воронках. Воронки крепились на 2 стойках: на одной стойке воронки располагались горизонтально вдоль помещения через 1,5 м, а на другой — вертикально через 1 м. Скорость воздуха, прокачиваемого через фильтры, измерялась с помощью диафрагменного реометра, соединенного с манометром сопротивления, и непрерывно записывалась на диаграммную ленту электронного самопишущего потенциометра.

Для получения более детальной картины распределения концентрации аэрозоля в помещении и для выяснения влияния скорости отбора воздуха на результаты измерений использовались индивидуальные пробоотборники ВБ2=0,3(0,2) «Плющ», которые располагались в 2 ряда параллельно воронкам горизонтальной стойки на высоте 2,5 и 3 л (или на полу).

В ходе экспериментов менялось место выпуска аэрозоля, а также производился отбор проб при включенной и выключенной вентиляции. Расположение мест выпуска показано на рис. 1. Цифры около точки выпуска означают высоту выпуска от пола в метрах. Для каждого выпуска отбирали несколько проб, меняя при этом расположение воронок. Активность аспи-рированных фильтров измерялась на установке, состоящей из газоразрядного торцевого счетчика СИ-8Б в защите из свинца и пересчетного прибора ПП-9. Точность измерени активности составляла 5%.

Результаты экспериментальных исследований. Концентрации аэрозоля, усредненные по всем опытам каждого выпуска, приведены в таблице. Абсолютные значения концентрации лежат в диапазоне от 2-Ю-12 до 5-10"14 кюри/л. Из этих данных видно, что концентрация в 1 точке в зависимости от места выпуска может изменяться в 1,14-3,8 раза. Наибольшее изменение концентрации наблюдается в центре комнаты, на высоте 1,5—2 м (воронки П10, В2, Пг, П7), а наименьшее — на высоте 0,25 м и в непосредственной близости от вытяжного бокса.

Концентрации радиоактивных аэрозолей, усредненные для данного режима выпуска

Место выпуска Номер воронки

в. в, В, В. П„ П, п, п4 П. П. П, п.

Торец комнаты. •

высота 0,25 м 6,2 6,0 6,4 4,9 39,5 13,4 13,1 14,5 11,0 17,6 20,9 10,6

Торец комнаты.

высота 1,5 м 7,4 9,1 7,9 6,8 13,1 18,0 13,9 13,5 11,0 16,6 17,3 12,8

Торец комнаты,

высота 3 'м 5,2 6,7 7.7 6,6 21,6 — 13,8 14,3 3,7 — 8,4 12,2

Угол комнаты,

высота 1,5 м 7,9 13,9 10,7 6,8 10,4 21,5 15,6 11,0 4,6 12,1 11,0 12.1

Центр комнаты.

высота 1,5 м 7,6 9.4 8,2 6,5 18,9 31,9 11.1 10,4 12,4 14,8 14,3 11,7

Это объясняется тем, что наибольший воздухообмен наблюдается в центре комнаты и у распределительной трубы приточной вентиляции, где поток нестационарен как по направлению, так и по величине, а наименьший — на высоте 0,25 м (см. поле скоростей).

На рис. 2 показано типичное распределение концентрации вдоль комнаты и на ее высоте для двух различных режимов выпуска. Кривые 3, 4, 5 на рисунке описывают распределение вдоль помещения при выпуске в торце комнаты на высоте 1,5 м. Вертикальное распределение вблизи расположения воронки В2 для той же высоты выпуска, показано на кривой 1 (выпуск в торце) и 2 (выпуск в центре). Как видно из рисунков, изменение концентрации вдоль комнаты на высоте 1,5 и 3 м сравнительно невелико и составляет 36—40% наибольшей величины. На высоте 2 м концентрация изменяется в более широких пределах (от 36 до 90%). Такой характер изменения ее наблюдается и при других режимах выпуска. Изменение концентрации по вертикали, как правило, имеет вид кривой /, т. е. максимум концентрации наблюдается на высоте 1 —1,5 м. Максимум кривой 2 на высоте 2 м объясняется, по-видимому, близостью выпуска к вертикальной стойке. Концентрация по вертикали может изменяться на 20—90%.

Одной из целей существующего контроля воздуха в рабочем помещении с помощью стационарных приборов является определение средних концентраций аэрозоля. Однако если распределение концентрации в помещении не известно или изменяется со временем по неизвестному закону, то результаты отдельных измерений ее могут значительно отличаться от средней величины. Для того чтобы выяснить, с какой вероятностью полученная в результате отдельного измерения концентрация будет отличаться от средней на заданную величину, были построены графики зависимости числа

т

измерений данной концентрации от ее величины. Графически эти зависимости показаны на рис. 3, которые подчиняются логнормальному закону. Заштрихованная гистограмма относится к пробам, отобранным при помощи воронок с малым расходом воздуха, а незаштрихованная — с большим расходом. Средняя арифметическая концентрация, вычисленная при всех измерениях, показана на рисунке пунктирной линией.

Из приведенных данных видно, что можно найти связь между заданным отклонением от средней концентрации и вероятностью получить в отдельном измерении концентрацию, укладывающуюся в заданный диапазон отклонения. Подобная вероятность будет тем больше, чем шире диапазон допустимого отклонения от средней концентрации.

Подобная зависимость, установленная" путем обработки экспериментальных данных, показана на том же рисунке. Здесь на осях отложено допустимое отклонение от средней концентрации, т. е. допустимая ошибка

измерения и вероятность полу-

ш«?

I 1

30

% %20 к!

-I №

4

¡11

/02030403060708030 Отклонение от средней нонцентрации ('/.)

Я 1И

чить в одном измерении величину, отличающуюся от средней не более заданного отклонения. Из этого рисунка видно, что при допустимой ошибке измерения средней концентрации, равной ±50%, вероятность получить в одном измерении величину, укладывающуюся в этот диапазон, равна 0,72. Если ошибка равна 100%, то вероятность равна 0,98.

Рядом исследователей отмечалось, что концентрации аэрозоля, измеренные с помощью индивидуальных пробоотборников, как правило, больше тех, которые регистрируются стационарными приборами. К сожалению, такого рода данные получены в разных условиях отбора, так как индивидуальные пробоотборники работники носят на себе, а стационарные приборы, располагающиеся вблизи рабочих мест, с перемещением людей и загрязнением воздуха за счет деятельности самого работника связаны мало. Поэтому интересны результаты сравнения показаний индивидуальных и стационарных приборов, находящихся в одинаковых условиях и отличающихся лишь скоростями воздухозабора.

Скорость забора в индивидуальных пробоотборниках составила 0,9± 0,1 л/мин, а скорость отбора на стационарные воронки — 120^-170 л/мин. В проведенных нами опытах усредненные концентрации, полученные всеми индивидуальными пробоотборниками, превосходили средние арифметические концентрации, найденные по показаниям всех пробоотборников с большой производительностью, в 1,4 раза.

Если сравнивать показания пробоотборников с большой и малой производительностью, расположенных во всех опытах на расстоянии 30 см друг от друга, то в отдельных опытах это различие достигало 6— 10 раз, хотя в среднем оно равно 2.

Такое различие в показаниях пробоотборников, по-видимому, обусловлено разными скоростями отбора.

Подробное объяснение этого явления выходит за рамки настоящей статьи.

20 30 -40 концентрация (6уел ед)

Рис. 3. Частота появления концентрации аэрозолей в произвольной точке исследуемого помещения и вероятность получения в отдельном измерении величины концентрации аэрозолей, отличающейся от средней на величину, не более заданной.

Выводы

1. Обнаружено значительное влияние места расположения выпуска радиоактивных аэрозолей на измеряемую концентрацию в фиксированной точке даже в небольших помещениях и при сравнительно малых смещениях места выпуска.

2. Распределение концентрации аэрозолей в помещении в основном повторяет розу направлений потоков. Изменение концентрации от точки к точке колеблется в среднем на 36—90%.

3. Показано, что вероятность в отдельном измерении определить концентрацию, отличающуюся от средней на заданную величину, связана с допустимым отклонением от среднего. На основании полученных результатов можно подсчитать количество измерений, необходимое для того, чтобы иметь данные о средней концентрации с заданной точностью.

4. Подтверждено влияние скорости отбора на величину измеренной концентрации аэрозоля. Так, показания пробоотборников со скоростями, отличающимися в 100 раз, расходились в 2 раза.

Дальнейшее развитие положений, затронутых в настоящей статье, позволит решить ряд важных задач гигиенического контроля радиоактивных загрязнений воздуха рабочих помещений. ^

В заключение авторы считают своим долгом выразить благодарность В. В. Сидорову за помощь в работе.

ЛИТЕРАТУРА

Б а д ь и н В. И., С и т к о Р. Я- В кн.: Дозиметрические и радиометрические ме--тодики. М., 1966, с. 157.— 3 а р а е в О. М.. Р а х м а н о г. Б. Н. Научные ргботы Ин-тов охраны труда ВЦСПС, 1970, в. 62, с. 58.— Л о в о ч к и н Ф. К. В кн.: Дозиметрические и радиометрические методики. М., 1966, с. 172,— Никитин В. И., Ч у т к и и О. А. Ядерное приборостроение, 1968, в. 9, с 13.— Рузер Л. С. Радиоактивные аэрозоли. М., 1968.— L a n g m е a d W. A., Radiation dose mesurement. Paris, 1967.

Поступила 8/VII 1970 r.

СОЦИАЛЬНАЯ ГИГИЕНА, ИСТОРИЯ ГИГИЕНЫ, ОРГАНИЗАЦИЯ САНИТАРНОГО ДЕЛА

УДК 614.7:613(092) Френкель

РАБОТЫ 3. Г. ФРЕНКЕЛЯ В ОБЛАСТИ КОММУНАЛЬНОЙ ГИГИЕНЫ

Член-корр. АМН СССР С. Н. Черкинский, проф. А. И. Шафир

I Московский медицинский институт им. И. М. Сеченова

В августе 1970 г. в возрасте 100 лет и 8 месяцев скончался один из виднейших отечественных гигиенистов, академик АМН СССР, заслуженный деятель науки РСФСР, профессор Захарий Григорьевич Френкель. Несомненно велики его заслуги как социал-гип!ениста, демографа, санитарного статистика и геронтолога. Но немалое значение имеют научные труды и практическая деятельность Захария Григорьевича в области коммуналь-