О НОРМАТИВАХ ВОЗДУХООБМЕНА В РАБОЧИХ КАМЕРАХ МОЩНЫХ РАДИАЦИОННЫХ УСТАНОВОК Текст научной статьи по специальности «Химические науки»

ДИСКУССИИ

ОТКЛИКИ ЧИТАТЕЛЕЙ

^ =

УДК 613.648:[в 13.155.628.83

О НОРМАТИВАХ ВОЗДУХООБМЕНА В РАБОЧИХ КАМЕРАХ МОЩНЫХ РАДИАЦИОННЫХ УСТАНОВОК

Н. В. Соболь, А. X. Брегер, A.A. Петушков

В журнале «Гигиена и санитария» № 12 за 1966 г. опубликована статья М. Т. Дмитриева относительно обоснования норм воздухообмена в радиационных камерах мощных у-установок. В послесловии («от редакции») совершенно правильно отмечено, чем «грешат» соображения автора: у него нет каких-либо экспериментальных данных, которые могли бы явиться основанием для критики наших результатов (Н. В. Соболь с соавторами, 1964—1967). Но, поскольку, по мнению редакции, вопрос в целом заслуживает внимания, мы считаем необходимым более подробно показать необоснованность критических замечаний М. Т. Дмитриева и изложить нашу точку зрения, которая основывается на результатах прямых экспериментов, не только не противоречащих известным литературным данным, а находящихся в согласии с ними.

М. Т. Дмитриев приводит величину радиационно-химического выхода образования озона, равную 0,08 мол/100 эв, однако она никогда нами не была установлена и, разумеется, нигде не опубликована. Автор получил эту величину путем произвольного деления радиационно-химического выхода образования суммы окислов азота в воздухе, определенного нами ранее (1964—1965), на число, указывающее, во сколько раз концентрация озона в воздухе ниже концентрации окислов азота в тех же обычных реальных условиях камер. Эти условия, однако, существенно отличаются от тех, в которых обычно определяют радиационно-химический выход озона. В последнем случае сосуды из пирекса, тщательно промытые и высушенные, обрабатывают концентрированным озоном или облучают в течение продолжительного времени на мощном источнике излучения (24 часа по Джонсону и Бармену) с тем, чтобы исключить или снизить эффект разложения озона на стенках. Использованный же нами (1965) стеклянный барбатер на 20 л не был предназначен для этой цели и поэтому не подвергался указанной обработке. Назначение его состояло лишь в создании условий, близких к реальным, в меньшем, чем камера, объеме воздуха, в котором удобнее определять как поглощенную дозу, так и концентрацию газов, чтобы затем перейти к более сложным условиям измерений непосредственно в действующих камерах. Найденный нами позднее средний радиационно-химический выход образования озона в воздухе для различных мощностей доз равен 2,5 мол/100 эв (за 1967 г.).

М. Т. Дмитриев необоснованно утверждает, что предложенный нами метод расчета (1964—1967) дает заниженные результаты. В связи с этим нам кажется нелишним изложить сущность этого метода. Расчет воздухообмена мы производили по суммарному расходу воздуха (Ь), необходимому для удаления озона и окислов азота до безопасных концентраций (1965, 1967,

СП-482-641), исходя из их содержания в воздухе камер (или, что то же самое, «по окислам азота с использованием коэффициента, учитывающего количество и токсичность озона», 1965), т. е.

= ¿0з 4- Ьок (м3/час), (1)

где Ь03, Ьок — расход воздуха, рассчитанный соответственно по озону и окислам азота (в м3/час).

ЧОоз

¿ок =--а-. (16)

Чо ок

где Р„ — интегральная мощность поглощенной дозы в воздухе во всем объеме камеры (в рад ■ м3/час)-, ^о03, <7о0к — ПДК соответственно озона и окислов азота (в мг/м3); 0'03, (Э'ок — радиационно-химические выходы озона и окислов азота в весовых единицах (в мг/м3-рад)-, а03, аок— коэффициенты, учитывающие реальное содержание озона и окислов азота в воздухе рабочей камеры: а03= <703/<7'03; аок= ЧоЛЯ'ок

где q03, qoк и <7'03 <7'ок — истинная и рассчитанная по радиационно-химическому выходу концентрация озона или окислов азота в воздухе камеры при стационарном режиме вентиляции (в мг/м3). По нашим экспериментальным данным (1967), радиационно-химический выход образования озона для различных мощностей доз, выраженный в весовых единицах, практически равен радиационно-химическому выходу образования суммы окислов азота, т.е. &03= Сок= О'. В соответствии с этим <7'оз=<7ок-

Подставляя формулы (1а) и (16) в уравнение (1), после некоторых преобразований получим:

£ _ До« / <7оон/9о0з Л -2

<?оок ^ Чок/Чоз )'

Частота различных значений отношения <70к/903 (в %), полученных нами на основании 865 случаев одновременного и параллельного определения содержания озона и суммы окислов азота в рабочих камерах различных мощных 7-установ9к и электронных ускорителей, показана на рисунке. При решении, задачи воздухообмена в камерах для обеспечения наибольшей безопасности целесообразно принимать в расчет меньшее из наиболее часто встречающихся значений Цок'Яоз- Вклад соотношений Чок/Яоэ' меньших 30, в общую сумму значений <70к^оз не превышает 5%, а вклад соотношений, меньших 20, ниже 0,5%. Поэтому мы приняли при расчете воздухообмена для мощных у-установок <70к/<?оэ= 30 и для электронных ускорителей <7Ок/'<7оз=20 (1967), так как основная масса вредностей в камерах ускорителей образуется в области электронного пучка, близкой к рабочей зоне, тогда как на мощных у-установках вредности распределены по всей камере.

В соответствии с изложенным и с учетом того, что ^о0к/<7°оз= 50, а также на основании эксперимента аок = 1 (1965) из уравнения (2) имеем: для мощных у-установок

¿ = ^^(50/30+ 1)2 (2а)

Ч°оК

и для электронных ускорителей

¿ = ^-(50/20+ 1). (26)

1 Санитарные правила устройства и эксплуатации мощных изотопных у-установок, № 482-64. Министерство здравоохранения СССР, 1964.

2 Здесь коэффициенты 50/30 и 50/20, с одной стороны, учитывают «количество и токсичность озона» (Н. В. Соболь с соавторами, 1965, 1967), а с другой — показывают, что

Х03 почти в 2 раза выше, чем ¿ок.

Принимая в расчет коэффициент запаса>41 и подставляя значения G' = 1,5- Ю-4 мг/м3 рад, qo0K= 5 мг/м3 и Ри, в соответствии с уравнениями (2а) и (26) имеем (1967): для мощных ^-установок

L = 210-3V1/3.T)o6n (м*/час) (3)

и для электронных ускорителей

L = 102 Рох (м3/час), (4)

где Т10бл—к. п. д. облучателя по -у-излучению; Р 0— мощность выходного пучка электронов (в вт); х — коэффициент, учитывающий поглощение энергии электронов и тормозного излучения в воздухе камеры.

Наши расчеты, проведенные по результатам многочисленных экспериментов, были положены в основу рекомендаций по воздухообмену в рабочих камерах мощных ^-установок (СП482-64).

Непонятно, почему М. Т. Дмитриев (1966) считает нужным сравнивать результаты расчета воздухообмена с пересмотренными еще в 1964 г. нормами воздухообмена (СПЗЗЗ-60).

При сравнении работ М. Т.Дмитриева по вопросу воздухообмена в радиационных камерах отмечаются значительные расхождения во взглядах автора.

В 1964 г. расчет воздухообмена выполнен им по озону и двуокиси азота с учетом поглощенных доз, создающих в воздухе ПДК этих газов, причем из 2 значений доз взята для расчета доза 840 рад (1000 р) без достаточного обоснования. Кроме того, предлагались 2 выражения для определения кратности воздухообмена, отличающиеся одно от другого по непонятным причинам на целый порядок: одно выражение дано для температуры ниже 15°, а другое — для температуры выше 15°. Следовательно, результаты расчетов, например для температуры 14 и 16°, отличаются друг от друга на целый порядок. Позднее (1965) для расчета воздухообмена автор предлагает лишь формулу, соответствующую температуре ниже 15°, также с учетом озона и N02. И, наконец, в одной из последних статей М. Т. Дмитриева (1966) расчет воздухообмена выполнен только по радиационно-химичес-кому выходу озона (G03 = 3,5 мол! 100 эв) без учета окислов азота.

Результаты, полученные М. Т. Дмитриевым и опубликованные им в 1966 г., примерно в 4 раза превышают результаты расчета, предложенного тем же автором ранее (1964, 1965). В связи с этим его новые результаты (1966) приблизились к данным Less и Swallow и к пересмотренным еще в 1964 г. нормам воздухообмена (СПЗЗЗ-60). Удивляет то обстоятельство, что, используя в своей статье (1966) способ расчета поглощенной дозы, приводимой нами (1964) и позже Less и Swallow, М. Т. Дмитриев не ссылается при этом ни на один из источников. В литературе имеется ряд указаний на неустойчивость озона. Less и Swallow выполнили расчет воздухообмена по максимальному выходу озона (G03 = 6 мол! 100 эв); вместе с тем они пишут о значительной неустойчивости озона, отмеченной во многих работах и другими авторами (в частности, и М. Т. Дмитриевым, 1964, 1965). Less и Swallow получили данный выход озона в сосудах из пирекса. В других опытах, проведенных в таких же сосудах, выложенных изнутри стекловатой, равно как и в алюминиевых сосудах, указанными авторами озон вообще не обнаруживался. В воздухе рабочих камер они исследовали только озон, окислы азота параллельно с этим ими, к сожалению, не определялись.

1 В статье М.ГТ. Дмитриева (1966) наша формула представлена^с коэффициентом запаса, равным 2, что соответствует нашим ранним публикациям. Позднее на основе реко-

мендации специалистов по вентиляции мы приняли коэффициент запаса, равный 4, что от-

ражено в СП482-64.

Н /О

i 'га

1 I

I £

±

Пдг~

/О /О

Значение о/лнои/ения

Ясно без особых доказательств, что формально расчет воздухообмена в камерах можно осуществлять по радиационно-химическому выходу озона, даже не учитывая окислов азота, так как их токсичность в 50 раз ниже. Однако при практически существующем содержании этих газов в рабочих камерах 1 такой расчет даст необоснованно завышенные результаты, ибо он не отражает действительности. Кроме того, следует иметь в виду обстоятельство, которое всегда обеспечивает дополнительный запас: во время образования вредностей в воздухе (рабочее положение облучателя) обслуживающего персонала в камере нет, а в присутствии людей вредности лишь непрерывно удаляются из камеры и не образуются.

Необходимо также отметить, что некоторые экспериментальные данные М. Т. Дмитриева, полученные в лабораторных условиях, явно противоречат результатам других исследователей. Так, в его работе (1965) приведены графики зависимости концентраций озона и окислов азота (в весовых процентах) от поглощенной в воздухе дозы под действием ^-излучения Со80 и электронов с энергией 8,2 Мэв при атмосферном давлении и температуре 20°. Стационарная концентрация озона при этом составляет приблизительно 3,5% . Одна- Частота ко, по литературным данным (А. И. Бродский; А. Кен и Г. Юнг;

Eucken и Patat; Douglas с соавторами; Lind; Kircher с соавторами; Harteck с соавторами), такая высокая стационарная концентрация озона возможна в воздухе или кислороде лишь под действием света (фотохимический эффект) или разряда. Что касается радиационно-химического образования озона, то стационарная концентрация его значительно ниже (10~2-М0~3%). Выходит, что результаты М. Т. Дмитриева отличаются от реальных величин в 100—1000 раз.

Следовательно, его критика в наш адрес необоснованна.

В работах М. Т. Дмитриева отсутствуют экспериментальные данные о содержании газов в воздухе камер. Стационарная концентрация озона, приведенная им, завышена на 2—3 порядка по сравнению с реально существующей. Расчет воздухообмена по радиационно-химическому выходу озона в воздухе дает завышенные результаты.

В настоящее время, когда вопрос о расчете воздухообмена в рабочих камерах радиационных установок можно считать практически решенным, большую актуальность приобретают организация воздухообмена и отыскание оптимальных условий взаимного расположения приточно-вытяжных отверстий для различных рабочих камер с целью наиболее эффективного проветривания помещения камер при нормируемой (СП482-64) кратности воздухообмена.

ЛИТЕРАТУРА

г 7

f он/?о

различных

Чок/Ч 03

значении (в %).

отношения

Бродский А. И. Физическая химия. М. — Л., 1948, с. 939. — Дмитриев М. Т. Атомная энергия, 1964, т. 16, в. 3, с. 282. —Он же. Гиг. и сан., 1965, № 4, с. 39.—Он же. Там же, 1966, № 12, с. 77.—Соболь Н. В. и др. Атомная энергия, 1964, в. 3, с. 262. —Соболь Н. В. и др. Гиг. и сан., 1965, № 3, с. 42. — С о -

1 При действительно существующих в камерах концентрациях озона и окислов азота степень опасности этих газов становится соизмеримой (см. рисунок).

б о л ь H. В. В кн.: Основы радиационно-химического аппаратостроения. М., 1967, с. 459. — Соболь Н. В. и др. В кн.: Материалы 1-й научно-практической конференции по радиационной безопасности. М., 1967, с. 15. — К е н А., Юнг Г. Фотохимия М. —Л., 1933. — Douglas J. Е. et al. J. ehem. Phys., 1959, v. 31, p. 1416. - Eue-k e n A., P a t a t F., Hoppe-Seylers Z. physiol. Chem., 1936, v. 33, p. 459. — H а г -teck P. et al. Science, 1965, v. 147, p. 393. — J о n s о n G., W a r m a n J., Discuss. Faraday Soc., 1964, v. 37, p. 87. — L e s s L„ Swallow A., Nucleonics, 1964, v. 22, № 9, p. 52. — L i n d S., Radiation chemistry of Gases. New York, 1961.

Поступила 30/XI 1967 г

УДК 613.165:371.6

ЕЩЕ РАЗ К ВОПРОСУ О ЕСТЕСТВЕННОМ ОСВЕЩЕНИИ КЛАССНЫХ ПОМЕЩЕНИЙ

В. Е. Поляк

Щелковская санэпидстанция Московской области

Статья кандидатов технических наук А. А. Колмовского и С. П. Соловьева «К вопросу о естественном освещении классных помещений»1 представляет значительный интерес; в ней приведены данные натурных обследований освещенности в ряде школ, размещенных в различных климатических условиях; авторы вносят предложения об улучшении естественного освещения классов. Однако с двумя предложениями — об ориентации классных помещений на северные румбы горизонта и о предоставлении архитекторам большей свободы в выборе ориентации классных помещений — согласиться нельзя.

Вопрос об ориентации классных помещений не нов, еще в 1870 г. он был поднят Ф. Ф. Эрисманом и привлек внимание многих ученых и практических работников России и зарубежных стран. Отечественная литература по этому вопросу довольно обширна, по имеющимся у нас сведениям, более чем в 130 монографиях, статьях и других печатных изданиях содержатся рекомендации о желательности или недопустимости той или иной ориентации окон школьных классов. Значительная часть этих рекомендаций обосновывается экспериментами и расчетами.

Сложность решения вопроса о правильной ориентации окон классов, в которых дети заняты напряженным умственным и зрительным трудом на протяжении 4—6 часов, заключается в необходимости, с одной стороны, инсоляции этих помещений прямым солнечным СЕетом, обладающим огромным общебиологическим и психогигиеническим воздействием, а с другой стороны, исключения или хотя бы ограничения отрицательного влияния прямой солнечной инсоляции из-за возможного перегрева помещений и засвечивания глаз учащихся. Подавляющее большинство авторов, опираясь на экспериментальный материал, рекомендует южную ориентацию окон как наилучшую в средних и южных широтах нашей страны. При этом отмечается целесообразность устройства легко управляемых и регулируемых солнцезащитных приспособлений.

В течение ряда лет вопрос об ориентации школьных классов изучался нами в Узбекистане. Из 1213 обследованных школьных зданий в 40,7% классы были ориентированы на юг, в 32,3% — на восток и юго-восток, в 11,8% —на запад и юго-запад и в 15,2% —на северо-запад, север и северо-восток. Изучение режима инсоляции показало, что классы, окна которых обращены на север, на протяжении почти всего учебного года, т. е. с сентября по апрель, совершенно лишены прямого солнечного света,

1 Гигиена и санитария, 1968, № 4, с. 80—86.