CC BY
5
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
НОВЫЕ УСТАНОВКИ ДЛЯ ОТБОРА ПРОБ АТМОСФЕРНОГО ВОЗДУХА НА РАДИОАКТИВНОСТЬ
Кандидат медицинских наук Ю. В. Новиков, инженер М. Л. Годович
Из Московского научно-исследовательского института гигиены имени Ф. Ф. Эрисмана Министерства здравоохранения РСФСР
При определении ряда вредных веществ в атмосферном воздухе (радиоактивные изотопы, канцерогенные вещества и др.) приходится просасывать через соответствующие фильтры и поглотители большие объемы воздуха в связи с тем, что эти вещества содержатся в атмосфере в ничтожно малом количестве. Вместе с тем для гигиенистов важно иметь аспирационную установку, при помощи которой можно было бы производить круглосуточный отбор проб воздуха. Это дает возможность определить среднесуточную концентрацию в атмосферном воздухе, что имеет большое значение для веществ, обладающих комулятивным действием.
Как известно, одним из наиболее распространенных аспираторов, применяемых в санитарно-гигиенической практике, является ротационная воздуходувка, выпускаемая мастерскими Московского нефтяного института имени И. М. Губкина. Однако она может просасывать максимум 100 л/мин при непродолжительной работе. Опыт эксплуатации этих воздуходувок в условиях санитарно-эпидемиологических станций и научно-исследовательских гигиенических лабораторий показал, что они требуют довольно частого ремонта и тщательного ухода (смазка и т. д.).
Мы поставили перед собой задачу создать аспирационную установку, при помощи которой можно было бы просасывать 2—3 м3/мин воздуха через фильтр ФПП-15, закрепленный в специально сконструированном фильтродержателе. При такой мощности воздуходувки продолжительность разового отбора проб воздуха для определения долго-живущих искусственных радиоактивных изотопов в атмосфере с точностью приблизительно до 10% должна составлять 1—Н/г часа. Кроме того, мы стремились к тому, чтобы этот тип аспиратора мог обеспечивать круглосуточный отбор проб с целью определения среднесуточной радиоактивности воздуха, а также накопления необходимого уровня активности для радиохимического анализа пробы. Установка должна быть довольно портативной.
Для аспирации воздуха была создана одноступенчатая воздуходувка. Расчеты вели по формулам Эйлера и Вернули. Из соображения портативности устройства был выбран максимальный диаметр рабочего колеса 350 мм.
Асинхронный электродвигатель был взят с максимальным числом оборотов для 50-периодного переменного тока в 2900 об/мин (0,6 ки'). В связи с ограничением, диаметра рабочего колеса, числа оборотов электродвигателя и необходимостью обеспечить нужное давление в 250—300 мм водяного столба лопатки рабочего колеса были загнуты вперед так, чтобы входной угол лопаток между продолжением выхода лопатки и касательной окружности рабочего колеса в этой точке был меньше 90° Глубина колеса рассчитана для обеспечения объема в 3 м3/мин при даином давлении с двумя параллельными фильтрами.
Внешний вид установки показан на рис. 1. Воздуходувка 4 собрана на валу электродвигателя 1, смонтированного на раме 5. Для установки двух фильтродержателей на всасывающей части вентилятора установлен сферообразный переход 3, обеспечивающий равномерность движения воздуха. Перенос установки осуществляется при помощи ручки 2. Вес установки около 17 кг.
Фильтродержатель (рис. 2) дает возможность плотно фиксировать ткань ФПП-15 площадью 314 см2. Для обеспечения равномерного распределения аэрозолей на фильтре такой площади угол раскрытия конуса 1 должен быть небольшим и, следовательно, конус будет большой
Рис. 1. Аспирационная установка с электродвигателем.
Рис. 2. Фильтродержатели.
.высоты. В нашем фильтродержателе, как видно на рис. 2, высота конуса небольшая. Это удалось достигнуть благодаря использованию специальных рассекателей 2, которые исключают «затененные зоны» в потоке и создают равномерную скорость потока и, следовательно, равномерное распределение аэрозолей на фильтре. Диаметр входного отверстия конуса равен 20 см, а выходного—5 см. Герметическое укрепление фильтра на входной поверхности конуса достигается при помощи резинового кольца 3, в одном варианте и металлического кольца со специальными быстро зажимающими винтами в другом варианте.
Через фильтры ФПП-15, закрепленные в фильтродержателях, при помощи аспирационной установки, показанной на рис. 1, можно одновременно производить круглосуточный отбор двух параллельных проб воздуха. При отборе одной пробы, применяя данную установку, можно обеспечить просасывание около 2,6 м3 воздуха в минуту. Сопротивление фильтра при данной объемной скорости составляет 280 мм водяного столба. При отборе двух параллельных проб воздуха объемная скорость составляет около 3 м3 в минуту, сопротивление фильтра — 162 мм водяного столба.
Объем просасываемого воздуха определяют по скорости движения воздуха на выхлопном отверстии вентилятора чашечным анемометром. Чтобы избежать влияния завихрений непосредственно у прямоугольного выхлопного отверстия, на него надевают насадку длиной 1,2 м для создания ламинарного потока в трубе. Плоскость свободного конца насадки, где определяется скорость движения воздуха, представляет собой круг.
С целью исключения встречных потоков ветра на скорость движения воздуха в насадке выходной конец следует защищать деревянным или железным кожухом. Скорости движения воздуха в раструбе следует
определять в начале и в конце отбора пробы, так как по мере накопления пыли на фильтре его сопротивление увеличивается.
Испытания аспирационной установки показали, что она вполне пригодна для круглосуточного отбора проб воздуха на долгоживущие радиоактивные аэрозоли и не требует надсмотра за ней.
С целью определения коэффициента проскока аэрозолей на описанной установке в фильтродержатель последовательно вставляли два фильтра.
а ' а
Рис. 3. Аспирационная установка с велобензодвигателем Д-4. а — общий вид: б — вид сбоку.
р-активность фильтров определяли на следующий день после отбора пробы в идентичных условиях. Эти исследовг?:ия показали, что проскок радиоактивных аэрозолей через первый фильтр составляет 1,7—5,4%>, в среднем 3,4%.
Для отбора разовых проб воздуха в полевых условиях на базе разработанной воздуходувки и малогабаритного велобензодвигателя Д-4 была создана специальная довольно портативная установка (рис. 3). В раме 1 из тонкостенных труб смонтирован велобензодвигатель Д-4 2 мощностью 0,75 кШ с числом оборотов 2500—4500 в минуту и бензобак 3. С двигателем через гибкое сцепление соединена воздуходувка 4. Бен-зодвигатель запускают заводной ручкой 5. Для охлаждения воздух, выходящий из вентилятора, направляется специальным кожухом 6 на цилиндр двигателя. Число оборотов двигателя можно регулировать по спидометру. Емкость бензобака в 2,5 л обеспечивает работу установки в течение 8 часов. Вес установки около 16 кг.
Испытания показали, что через фильтр ФПП-15, закрепленный в описанных фильтродержателях, при помощи такой аспирационной установки можно обеспечивать просасывание воздуха до 3 м3/мин. Сопротивление фильтра при данной объемной скорости составляет 314 мм водяного столба.
Вывод
Для круглосуточного отбора проб атмосферного воздуха с целью определения искусственных долгоживущих аэрозолей может быть ис-
4 Гигиена и санитария. X« И
49
пользована аспирационная установка, состоящая из центробежной воздуходувки с электродвигателем на одной оси. Кроме того, эту установку можно применять для отбора проб воздуха на канцерогенные вещества и для подачи чистого воздуха в камеры, где проводят круглосуточную затравку животных.
Аспиратор, состоящий из воздуходувки высокого давления и бензо-двигателя Д-4, смонтированных на одной оси, можно рекомендовать для определения разовых концентраций искусственных радиоактивных аэрозолей в полевых условиях.
Поступила 19/Х1 1959 г.
•Ь -й- -А-
СПЕКТРАЛЬНО-ДОЗИМЕТРИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ р-ИЗЛУЧЕНИЯ И ИХ ПРИМЕНЕНИЕ К НАХОЖДЕНИЮ ПРЕДЕЛЬНО ДОПУСТИМЫХ ВНЕШНИХ ПОТОКОВ р-ЧАСТИЦ
В. П. Касаткин (Ленинград)
Принятые в настоящее время значения предельно допустимых внешних потоков р-излучения рассчитаны при следующих допущениях. Значение дозы £)о р-излучения принимается равным:
/?МПКС.
где Емакс. —максимальная энергия р-спектра; /?макс. —максимальный пробег р-частиц в ткани; N — предельно допустимый поток р-частиц, соответствующий дозе 0,05 фэр за время действия I (6 • 3600 сек).
Биологическая эффективность р-частиц принимается одинаковой и равной единице независимо от энергии р-спектра.
Общий биологический эффект определяется дозой, создаваемой р-излучением в слое среды толщиной, равной максимальному пробегу
^макс.
Указанные допущения заключают в себе некоторые источники неточностей.
1. Значение дозы Бо, найденное из соотношения (1), не можег считаться достаточно достоверным в силу двух причин. Замена истинного распределения энергии по р-спектру максимальным значением Е макс- приводит к преувеличению значения дозы Юо. Деление акс. на ^макс.дает значение дозы, усредненное по толщине. Очевидно, значение дозы вблизи поверхности будет больше, а на глубине меньше значения йо. Таким образом, замена истинного распределения дозы по глубине ее средним значением приводит к преуменьшению дозы непосредственно у поверхности тела. Хотя оба отмеченных фактора действуют в разные стороны, всё же расчеты, вероятно, содержат некоторую ошибку, оценка которой затруднительна.
2. Известно, что биологическая эффективность излучения зависит от линейной плотности ионизации, а линейная плотность ионизации в свою очередь зависит от энергии р-частиц. Вряд ли возможно пренебречь изменением плотности ионизации в ткани при изменении энергии р-спектра в широких пределах.
3. В расчетах не принимается во внимание то обстоятельство, что полная энергия р-излучения, поглощенная организмом, возрастает по мере увеличения максимальной энергии р-спектра ¿'„акс. . так как при этом увеличивается максимальный пробег р-частиц, а следовательно, и поражаемая область тела.
