CC BY
110
НАУКОВ1 ДОСЛ1ДЖЕННЯ
УДК331.823:69
РАДИАЦИОННО-ГИГИЕНИЧЕСКИЕ ЗАЩИТНЫЕ СВОЙСТВА СТРОИТЕЛЬНЫХ
МАТЕРИАЛОВ
Беликов А. С., д. т. н., проф., Запрудин В. Ф., к. т. н., доц.
Ключевые слова: ионизирующие источники, строительные материалы, естественные радионуклиды, удельная активностью, гигиеническая оценка.
Актуальность. Комфортность возводимого жилья во многом зависит от радиационных свойств применяемых строительных материалов. Поэтому одним из вопросов для строительной индустрии является контроль сырьевых источников.
Анализ последних исследований и публикаций. В развитых странах в последнее десятилетие при оценке комфортности жилых и общественных зданий особое внимание уделяется радиационной безопасности.
Цель работы. Изучение удельной активности имеющихся сырьевых ресурсов требует пересмотра методического подхода и применяемых контрольно-измерительных приборов. Такой учет позволяет на стадии проектирования прогнозировать радиационно-гигиенические свойства объектов.
Материал и результаты исследований. Облучение населения происходит не только на улице, но и дома. При этом мощность дозы зависит не только от вида строительного материала, из которого построен дом. При нахождении человека в помещении доза внешнего облучения обуславливается, с одной стороны, снижением внешнего облучения за счет экранирования последнего строительными конструкциями, а с другой стороны увеличением излучения естественными радионуклидами (ЕРН), содержащимися в строительных материалах.
Внешнее излучение строительными материалами обусловлено различным содержанием 226Яа; 2321Ъ; 40К. Среднепопуляционная мощность дозы внешнего облучения для населения земного шара принята 4,5х10-8 Гр/ч.
Строительные материалы
Классы строительных материалов_
I
Все виды строительст ва
Ссум<370Бк/ кг
226Яа=1*10"8Ки/кг; 2321Ъ=7*10"9Ки/кг; 40К=1,3*10-7Ки/кг;
Промышленное и дорожное строительство
370Бк/кг<Ссум<740 Бк/кг
II
СсуМ=С1ка+1,31Сть+0,085
Ск
Подземные сооружения вне населенных пунктов
740Бк/кг<Ссум<1350 Бк/кг
III
h>0,5м
Рис.1 Радиционно-гигиеническая оценка строительных материалов
Предварительная гигиеническая оценка строительных материалов может быть установлена по величине удельной активности (СЭФ), Для строительных материалов, которые применяются
при строительстве жилых и общественных зданий СЭФ<370Бк/кг. Поэтому не случайно ОСП-72/87, с позиций безопасности жизнедеятельности требуют, чтобы удельная активность естественных радионуклидов в строительных материалах, используемых во всех вновь строящихся жилых и общественных зданиях не превышала (рис.1):
226Яа=1*10"8Ки/кг; 232ТЬ=7*10"9Ки/кг; 40К=1,3*10-7Ки/кг.
Для смеси указанных радионуклидов с удельной активностью С (Ки/кг) должно выполняться условие:
С с с
+ +—СК— < 1 (1)
1*Щ-8 "7* 1 П-9 1 * щ-' V /
Или
с с
СШа + ^ + ^ < 10 (2)
1Да 0,7 13,0 (2)
где СЬа; СТЬ; Ск - удельная активность, Ки/кг;
Ста; Сцъ; С1к - удельная активность, Бк/кг. Как показали исследования, большое содержание естетственных радионуклидов в строительных материалах создает повышенный радиационный фон. В табл.1 приведены данные радиационной активности строительных материалов по ряду зарубежных стран.
Таблица 1
Удельная активность естественных радионуклидов в различных строительных
материалах
Страна Стройматериалы Число образцов Удельная активность, Бк/кг
226Иа 232ТЬ 40К СЭФ
1 2 3 4 5 6 7
Строительный камень
Великобритания Гранит 7 89 81 111 204
Венгрия Мрамор 2 18 11 74 38
Германия Гранит 32 100 80 1299 315
Германия Базальт 15 33 37 444 119
Германия Туф, пемза 20 111 126 1073 367
Германия Сланец 8 44 55 888 192
Германия Известняк, мрамор 20 <18 <18 37 45
Германия Песчаник, кварцит 18 <33 <33 480 <117
Италия Туфолимоид - 129 122 1539 420
Заполнители бетона
Германия Песок, гравий 50-59 <15 <18 241340 50-69
Германия Вздутый сланец 11 41 67 555 176
Финляндия Песок, гравий 166 37 46 1054 1834 8
Швеция Щебень 196 48 73 818 214
Швеция Керамзит - 144 158 10 351
Великобритания Песок, гравий 10 4 7 33 16
США Песок 4 30 30 444 107
США Гравий 4 26 18 370 81
Норвегия Керамзит 12 52 56 810 194
Венгрия Керамзит 1 41 63 630 178
Вяжущие
США Цемент 4 18 11 111 41
Великобритания Цемент 6 22 18 155 59
Великобритания Гипс 75 22 7 141 43
Норвегия Клинкер 6 96 59 814 242
Норвегия Цемент 4 30 18 241 74
Норвегия Гипс 2 11 Прод 3 олже 11 ние та 16 бл.1
1 2 3 4 5 6 7
Венгрия Цемент 12 26 18 149 63
Германия Цемент 14 26-55 1823 241326 70113
Германия Известь 8 30-44 2285 81-85 75162
Германия Гипс 23 18 7-10 74-96 2438
Финляндия Цемент 7 44 26 241 2098
Финляндия Гипс 1 7 2 26 12
Швеция Цемент - 55 47 241 327
Швеция Гипс - 4 1 22 7
Бетон
Великобритания Легкий бетон 10 59 26 370 124
Норвегия Бетон 137 28 36 651 130
США Бетон 4 26 18 296 75
Венгрия Бетон 30 11 15 185 47
Финляндия Легкий бетон 2 49 36 370 127
Швеция Легкий бетон - 55 18 299 104
Германия Бетон 35 35 32 344 106
Германия Газобетон 1 15 25 377 78
Глиняные изделия
Тайвань Кирпич - 47 65 577 181
Тайвань Черепица - 53 60 488 170
Великобритания Кирпич 25 52 44 703 170
Норвегия Кирпич 18 63 74 1136 257
Венгрия Кирпич 15 44-52 4452 592629 162163
Венгрия Огнеупорный кирпич 1 44 78 66 203
Венгрия Черепица 1 74 56 777 213
Германия Кирпич 109 59 6067 673722 199204
Германия Шамот 9 59 85 407 205
Германия Пустотелые блоки - 48 25 274 104
Силикатные изделия
Великобритания Кирпич 13 15 4 333 48
Венгрия Кирпич 26 48 52 629 169
Германия Кирпич 22 11-22 8-22 222270 4270
Финляндия Кирпич 3 22 23 577 101
Сырье и стройматериалы на основе отходов промышленности
США Иллинойс Зола - 31-45 7 1850 3380
США Монтана Зола - 81 18 444 143
США Сев. Дакота Зола - 92 15 1590 247
США Пенсильвания Зола - 96 18 407 155
США Миннеаполис Зола - 115 15 407 170
США Отходы урановой промышленности - 46-25 - - 4720
США Шлак - 166 18 962 272
США Фосфогипс 16 5001221 10 - 5001240
Великобритания Фосфогипс 60 629 18 41 656
Польша Зола 19 96-133 21109 451629 177314
Продолжение табл.1
1 2 3 4 5 6 7
Польша Шлак - 67-159 1844 481629 132270
Венгрия Шлакобетон 2 111 30 185 166
Венгрия Цемент с золой 7 56 41 274 133
Германия Пемзобетон 31 74 80 710 244
Германия Шлакобетон 9 121 101 529 299
Германия Доменный шлак 12 118 130 518 332
Германия Зола 28 211 129 721 441
Германия Металлургически й цемент 3 59 85 148 183
Германия Глиноземистый цемент 2 148 159 37 359
Германия Фосфогипс фосфоритовый 33 592 <16 <96 <621
Германия Фосфогипс апатитовый 2 56 <18 <37 <83
Германия Кирпич из шлака 23 281 233 337 615
Финляндия Шлак 3 102 69 195 209
Швеция Фосфогипс - 15 82 48 126
Норвегия Шлак 6 96 60 818 245
Прочие материалы
США Ильменит 2 3 1 13 5
Великобритания Вермикулит 1 92 - 1433 215
Германия Асбестоцемент 7 <22 <22 74 <57
Германия Штукатурка 9 <30 <26 259 <86
Германия Битум 4 <18 <18 111 <51
Германия Глина 11 48 85 1110 253
Анализ данных табл.1 указывает на то, что удельная активность строительных материалов колеблется в довольно широких диапазонах от 7 до 4700 Бк/кг. Наиболее высокими удельными активностями обладают строительные материалы из гранитных пород, пород вулканического происхождения (туф, пемза); более низкими значениями удельной активности характеризуются карбонатные породы (известняк, мрамор).
Для охраны окружающей среды, получения более высокой экономической эффективности, в последние 10 лет, с целью получения строительных материалов стали широко использовать отходы промышленности. Многие отходы промышленности имеют удельную активность естественных радионуклидов ниже среднего значения для строительных материалов (табл.2).
Воды и шлаки ТЭЦ имеют повышенную удельную активность радионуклидов (по сравнению со средним значением для строительных материалов).
Результаты исследований показали, что в строительных материалах и отходах промышленности, используемых для изготовления строительных материалов, удельная активность колеблется в довольно широких диапазонах. А, следовательно, и радиационный фон как служебных, так и жилых зданий будет различный и станет существенно влиять на безопасность жизнедеятельности человека.
Анализ работ в данной области указывает на то, что для обеспечения безопасности жизнедеятельности человека необходимо подходить дифференцированно к подбору строительных материалов при проектировании и строительстве зданий и сооружений различного типа, назначения.
Согласно «Положения о радиационном контроле на объектах строительства и предприятиях стройиндустрии и стройматериалов УССР», утвержденного в 1991 году, все строительные материалы, получаемые и используемые в строительстве разделяются на 3 класса (рис.1).
Критерием оценки строительных материалов является суммарная удельная активность ЕРН, определяемая по формуле:
С^ = С1Йа + 1,31Сга + 0,085С^ (3)
где 1,31 и 0,085 - взвешенные коэффициенты тория-232 и калия-40 соответственно по отношению к радию-226.
Таблица 2
Средняя удельная активность естественных радионуклидов в отходах промышленности
Материал Предприятие Число образцов Удельная активность Бк/кг
226Иа 232ТЬ 40К СЭФ
Зола ТЭЦ 74 50-122 40-102 289-629 127-307
Шлак ТЭЦ 74 48-95 44-92 344-588 135-262
Шлак Цветная металлургия 6 3-93 3-134 48-407 11-229
Шлак Черная металлургия 30 15-215 8-90 15-636 30-303
Фосфорные Химическая 12 90-226 4-20 78-167 122-263
шлаки промышленность
Колчеданные Химическая - 12-22 3-4 7-107 18-33
огарки промышленность
Фосфорные Химическая 12 5-70 3-56 7-130 15-96
хвосты промышленность
Фосфорные хвосты Горно-обогатительные комбинаты 12 7-74 7-41 78-1424 23-216
1 класс - строительные материалы, которые имеют суммарную удельную активность ЕРН Ссум<370Бк/кг, могут использоваться для всех видов строительства.
2 класс - все строительные материалы, у которых суммарная удельная активность ЕРН 370<Ссум<740Бк/кг, могут использоваться для дорожного и промышленного строительства в пределах территорий населенных пунктов и зон перспективной застройки.
3 класс - все строительные материалы с суммарной удельной активностью ЕРН 740<Ссум<1350Бк/кг, могут использоваться в дорожном строительстве вне населенных пунктов - для основания дорог, плотин. В пределах населенных пунктов эти материалы могут применяться для строительства подземных сооружений, покрытых грунтом толщиной более 0,5 м, где исключено длительное пребывание людей.
Если в строительных материалах величина суммарной удельной активности ЕРН Ссум<1350Бк/кг, то вопрос о возможном использовании таких материалов разрешается в каждом конкретном случае отдельно по согласованию с Минздравом Украины.
Выводы. Таким образом необходимо (рис.1), во-первых, изучить удельную активность ЕРН, строительных материалов, во-вторых, по удельной активности ЕРН установить радиационно-гигиенический класс и, в-третьих, провести их паспортизацию, т.е. определить область их применения в строительстве. При этом необходимо стремиться к тому, чтобы применяемые строительные материалы имели наименьшую удельную активность ЕРН.
Как показали исследования, превышение допустимых доз для значительных групп населения происходит за счет дочерних продуктов радона, которые накапливаются в воздухе помещений. Поэтому в ряде стран приняты критерии, необходимые для разработки защитных мероприятий. Так, в США при среднегодовой эквивалентной равновесной объемной активности до 40 Бк/м3 разработка защитных мероприятий не требуется; при активности от 40 до 190 Бк/м3 мероприятия могут быть рекомендованы; при активности более 190 Бк/м3 мероприятия необходимы для обеспечения безопасности жизнедеятельности людей.
В качестве защитных мероприятий от дочерних продуктов изотопов радона можно с успехом применять полимерные материалы, эмульсионные и масляные краски, системы вентиляции, обеспечивающие необходимый воздухообмен.
Многие полимерные материалы, даже тонкие пленки, плохо проницаемы для радона, поэтому применение моющихся сортов обоев может значительно снизить скорость эксхаляции 220Rn и полностью - 220Rn из стен. Скорость эксхаляции радона можно существенно уменьшить за счет покрытия стен и потолка эмульсионными и масляными красками.
Скорость поступления радона из почвы под зданием может быть снижена за счет герметизации пола и за счет проветривания (вентиляции).
ИСПОЛЬЗОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Крикунов Г. Н., Беликов А. С., Залунин В. Ф., Довгаль В. Н. Безопасность жизнедеятельности.- Уко ИМА-пресс, Днепропетровск.- 1995.- ч.3.- 196с.
2. Запрудин В. Ф., Беликов А. С., Гупало О. С., Пилипенко А. В., Савицкий Н. В.
Радиационная безопасность зданий с учетом инновационных направлений в строительстве / под ред. Д.т.н., проф. А.С. Беликова.- Д.: Баланс-Клуб, 2009.- 352с.
3. Гупало О. С., Беликов А. С., Денисенко В. И., Шаломов В. А. Радиационная безопасность применяемых строительных материалов / Строительство, материаловедение, машиностроение.- 2008.- Вып.46.- С.21-26.
УДК628.517.2:711(035.3)
К ВОПРОСУ СНИЖЕНИЯ ШУМОВОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ В ПРОЕКТНЫХ
РЕШЕНИЯХ
А.С. Беликов, д.т.н., проф., Е.П. Самойлюк, к.т.н., доц., Л.А. Чередниченко, к.т.н., доц., С.В. Нестеренко*, соиск., Г.Г. Капленко, к.т.н., доц.
* ГВУЗ «Харьковская национальная академия городского хозяйства»
Ключевые слова: шум, шумозащита, ущерб, уровень звука, карта шума.
Актуальность. Одним из негативных факторов, которые сегодня прогрессируют в мире, является шум. Поэтому в законодательных актах многих стран мира закреплено возмещение ущерба, причиняемого (причиненного) здоровью и имуществу граждан в результате загрязнения окружающей среды от неблагоприятного воздействия, вызванного деятельностью предприятий, иных источников хозяйственной и иной деятельности, приводящих к загрязнению окружающей среды (домов, квартир) шумом, возникающим в результате хозяйственной, спортивной, культурной и иной деятельности людей (общества).
Возмещение вреда, причиняемого здоровью граждан в результате шумового загрязнения среды, можно ориентировочно определять, используя таблицу 1.
Таблица 1
Ориентировочная величина годового экономического ущерба от шумового загрязнения окружающей среды, УО, руб/чел в год
Ьазкв, дБА 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90
У0, руб/чел в год 0 1 8 19 48 92 158 263 426 693 1120 1807
Примечание: для перевода значений в грн. эти данные нужно умножить на 8.
Анализ исследований и публикаций. Указанные значения годового экономического ущерба от шумового загрязнения жилой застройки обосновали в результате совместной работы Г.Л. Осипов (НИИСФ), Б.Г. Прутков (ЦНИИП градостроительства), И.А. Шишкин (МИСИ им. Куйбышева), И.Л. Карагодина (ин-т им. Ф.Ф. Эрисмана), Е.П. Самойлюк (ВИСИ). Для Украины они пересчитаны Е.П. Самойлюком.
Постановка проблемы. Фактически эти расходы могут оказаться значительно больше, т.к. шум может стать причиной повреждения имущества, строительных объектов; он может вызвать дополнительные расходы при восстановлении нарушенных прав; шум может
