CC BY
291
Научно-технические разработки
УДК 614.8
В. А. Гродко к.т.н., Е. М. Мещеряков к.в.н., С. Я. Тронин к.х.н., М. Н. Хромов
РАДИАЦИОННЫЙ И ХИМИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ ЖИЛЫХ И ОБЩЕСТВЕННЫХ ЗДАНИЙ
Рассмотрены вопросы проверки радиационной загрязненности и химической зараженности зданий в ходе проведения оценки их инженерной безопасности, возможные пути загрязнения (заражения), приведены основные приборы для обнаружения и количественного измерения содержания опасных химических веществ
В.А. Гродко
Е.М. Мещеряков
С.Я. Тронин
М.Н. Хромов
При диагностировании безопасности зданий и сооружений, для предупреждения нанесения возможного ущерба здоровью населению, целесообразно проводить радиационный и химический контроль (мониторинг) внутренних помещений этих зданий, а также площадки строительства и окружающей среды. В настоящее время такой мониторинг регулярно не проводится, строительные и отделочные материалы, лакокрасочные покрытия не обследуются. Измерения загрязнения (заражения) помещений проводится по требованию жильцов, состояние здоровья которых ухудшается по непонятным причинам. Поэтому необходимо, чтобы радиационный и химический мониторинг проводился постоянно в течение всего срока эксплуатации зданий: от момента выбора площадки для строительства до сноса здания. Это особенно важно, если на месте площадки строительства находилась свалка, промышленное предприятие или размещались ёмкости с какими-либо веществами. Результаты всех измерений, выполненных в соответствии с действующими метрологическими нормативами, целесообразно заносить в соответствующий документ в отдельный раздел.
Радиационный мониторинг
Под радиационным мониторингом жилых и общественных зданий понимается система дозиметрического контроля зданий на соответствие радиационных характеристик, определяющих радиационную обстановку внутри и в непосредственной близости от здания (на всех этапах его жизненного цикла от начала его строительства до прекращения его эксплуатации в качестве места проживания или пребывания групп населения), действующим нормативам, установленным «Нормами радиационной безопасности» (НРБ—99) и «Основными санитарными правилами обеспечения радиационной безопасности» (ОСПОРБ—99).
Как известно, угрозу для здоровья населения может представлять превышение:
основных пределов доз облучения от техногенных источников ионизирующего излучения (НРБ—99, табл. 3.1, графа «население»);
нормативов, установленных для облучения от природных источников (НРБ-99, п. 5.3; ОСПОРБ-99, п. 7.2)
Мониторинг здания в общем случае включает:
1) измерение естественного или техногенно изменённого радиационного фона участка (площадки) размещения здания;
2) измерение ионизирующих излучений от материалов, выбранных для строительства (или отбор материалов для строительства по признаку непревышения установленного норматива);
3) измерение радиационного фона внутри помещений строящегося здания (который может иметь локальные превышения установленных параметров из-за неудачной конфигурации объемов, образуемых поверхностями, содержащими источники ионизирующих излучений);
4) измерение защитных свойств стен и перекрытий здания относительно излучений от внешних источников, риск возникновения которых прогнозируется в местных планах предупреждения и ликвидации ЧС радиационного характера;
5) периодический дозиметрический контроль внутри помещений эксплуатируемого здания.
Радиационный мониторинг любых объектов в общем случае обеспечивается:
нормативной базой, формируемой на основе обязательных требований национальных нормативных правовых и нормативно-технических актов, а также частных требований надзорных или заказывающих ведомств и организаций;
методической базой, регламентирующей порядок и формы выполнения необходимых измерительных и расчетных операций в рамках установленной нормативной базы;
инструментарием, необходимым и достаточным для реализации положений методической базы в части получения необходимой информации, ее обработки и доведения до потребителей в обусловленной форме.
Основным акцентом настоящей статьи является рассмотрение некоторых вопросов применения нормативной базы Российской Федерации для мониторинга зданий на перечисленных выше этапах его жизненного цикла.
I. Этап выбора участка для строительства здания. ОСПОРБ-99 в статье 7.2.3 устанавливает, что «При выборе участков территорий под строительство жилых домов и зданий социально-бытового назначения предпочтительны участки с гамма-фоном, не превышающим 0,3 мкГр/ч и плотностью потока радона не более 80 мБк/(м2с)».
В то же время данный нормативный документ определяет, что относительную степень радиационной безопасности населения характеризуют следующие значения эффективных доз от природных источников излучения:
менее 2 мЗв/год — облучение не превышает средних значений доз для населения страны от природных источников излучения;
от 2 до 5 мЗв/год — повышенное облучение; более 5 мЗв/год — высокое облучение. Мероприятия по снижению высоких уровней облучения должны осуществляться в первоочередном порядке (из статьи 7.2.2) ОСПОРБ—99.
Учитывая, что гамма-фон, характеризуемый мощностью поглощенной дозы 0,3 мкГр/ч, при ее неизменности в течение 1 года, соответствует годовой дозе 2,6 мЗв, а плотность потока радона 80 мБк/(м2с) в пересчете на размерность Ки/км2 составляют малую величину:
8(Н0~6 распДс м2) 2 3,4-10~6 Ки/км2 следует понимать как выбор участка, на котором радиоактивное загрязнение практически отсутствует, а естественный фон соответствует среднему его значению для Российской Федерации.
Но, поскольку обеспечение таких условий может оказаться невыполнимым для многих, особенно горных, территорий страны, в этих случаях местную императивную норму должен устанавливать федеральный орган госсанэпиднадзора.
Необходимо также учитывать, что названные
здесь нормы относятся только к рискам облучения от природных источников. Если же на некоторой территории имеет место техногенно измененный фон (например, при строительстве на территории, попадавшей ранее в зону ЧС радиационного характера, а в момент выбора места для строительства, находящейся в «зоне радиационного контроля» (НРБ—99, приложение 5: загрязнение, с вероятностью облучения проживающего в ней населения с дозой от 1 до 5 мЗв в год), то это также должно быть предметом для частных решений, т.к. основные пределы доз для техногенного облучения, установленные в табл. 3.1 НРБ—99, «не включают в себя дозы от природного...облучения» (статья 3.1.3). Формально техногенно измененный фон может рассматриваться как двухкомпонентный, складывающийся из двух, независимых друг от друга норм. Таким образом, перед началом строительства необходимо провести радиационный мониторинг площадки и определить радиационный фон.
II. Этап контроля материалов, выбранных для строительства.
Из статьи 5.3.4 НРБ—99: эффективная удельная активность (Аэфф) природных радионуклидов в строительных материалах (щебень, гравий, песок, бутовый и пиленый камень, цементное и кирпичное сырье и пр.), используемых в строящихся и реконструируемых жилых и общественных зданиях, должна быть не более 370 Бк/кг (~710-8 Ки/кг).
При организации измерений Аэфф, являющихся достаточно тонкими из-за относительной малости измеряемых величин, основная методическая сложность — обеспечить их «чистоту», т.е. полностью подавить влияние на результаты измерений фоновых излучений от объектов среды, в которой выполняются измерения. Этого можно достигнуть только путем экранирования выбранных для измерений образцов строительных материалов с помощью таких материалов (вещество, геометрия), в отношении которых точно известно об их полной пригодности для этой цели (полная стабильность, непрозрачность для гамма-излучения). Выполнение данных задач может быть осуществлено только силами и средствами специализированных организаций.
III. Этап строительства (монтажа) здания.
Данный этап должен разделяться на столько подэ-
тапов, сколько слоев строительных материалов должны последовательно образовывать поверхности в строящемся здании (каркас, кирпичное заполнение, бетонные перекрытия, штукатурка, покраска, отделка декоративными материалами и пр.). Измерения должны производиться выборочно для всех однотипных внутренних помещений. Задача дозиметрического контроля на этом этапе — обеспечить непревыше-ние норм, установленных для внутренних помещений нового здания. Таковыми нормами являются:
проектируемая среднегодовая эквивалентная равновесная объемная активность (ЭРОА) проектируемых источников излучения во всех помещениях не должна превышать 100 Бк/м3;
Научно технические разработки
Научно технические разработки
мощность эффективной дозы гамма-излучения не должна превышать мощность дозы на открытой местности более чем на 0,2 мкЗв/ч;
в уже эксплуатируемом здании показатель ЭРОА не должен превышать 200 Бк/м3;
при превышении этих показателей должны проводиться защитные мероприятия, направленные на снижение поступления радона в воздух помещений и улучшение их вентиляции (НРБ-99, статьи 5.3.2. и 5.3.3.).
Таким образом, в результате превышения в любом из помещений показателя ЭРОА величины 200 Бк/м3 (1,3510-9 Ки/м3) должны приниматься адекватные защитные меры, а что касается гамма-фона в помещениях, то он, складываясь из измерения, полученного при выборе места для строительства, и величины 0,2 мкЗв/ч (1,73 мЗв/год) может составить величину, достигающую, например, (2,6+1,73) мЗв/год =4,3 мЗв/год, а в случае, если на открытой местности в непосредственной близости от здания образовался допустимый техногенно измененный фон, добавляющий к естественному 1 мЗв/год, то, в предельном случае, при очень низких защитных свойствах (см. ниже) в нижних помещениях здания суммарный все еще допустимый гамма-фон может составить величину, характеризуемую дозой ~ 5,3 мЗв/год.
IV. Этап экспериментальной оценки защитных свойств здания, завершенного строительством.
Оценка защитных свойств строительных элементов здания путем прямых измерений с помощью калиброванных источников гамма-излучения должна выполняться с целью установления коэффициентов ослабления (уменьшения) плотности потока фотонов, направленного по характерным азимутам. Нормативные значения этих коэффициентов должны устанавливаться для конкретных зданий при их проектировании на основе местных планов предупреждения и ликвидации ЧС радиационного характера, в которых должны описываться модели вероятных радиационных аварий на данной территории и способы использования данного здания в качестве одного из средств коллективной защиты населения.
V. Этап эксплуатации здания.
Дозиметрический контроль в выбранных ранее, на 3-м этапе точках (помещениях) здания должен выполняться по стандартной методике с заданной периодичностью (например, один раз в год) и, кроме того, после каждого случая капитального ремонта или реконструкции здания (или отдельных его помещений). При этом, в качестве предельных значений контролируемых радиационных характеристик должны использоваться нормативы действующих на момент измерений нормативных документов.
Химический мониторинг
Контроль зараженности почвы, поверхностных и подземных вод, атмосферного воздуха, нормативные требования к которым приведены в «Справочнике помощника санитарного врача и помощника эпидемиолога», должен проводиться на всех этапах строи-
тельства здания: от момента отведения площадки под строительство до сноса здания. В настоящее время, как правило, обследуются построенные здания, поэтому рассматривается возможность проведения мониторинга внутренних помещений этих зданий. Химический мониторинг внутренних помещений жилых домов и общественных зданий — это система регулярного наблюдения и контроля состояния воздушной среды в домах и зданиях с целью определения концентрации опасных химических веществ в жилых и служебных помещениях, а также выдачи рекомендаций по проведению обеззараживания этих помещений.
Строительные материалы, используемые для отделки внутренних помещений зданий, мебель, изготовленная из древесно-стружечных материалов, могут в течение срока эксплуатации выделять в окружающую среду опасные химические вещества. Кроме того, в результате небрежного хранения и использования ртутных термометров помещение может подвергнуться заражению ртутью. Наибольшую опасность представляет ртуть, которая входит в бытовые приборы, используемые населением.
Ртуть (Щ) — единственный металл, жидкий при комнатной температуре и самый тяжёлый из жидких соединений. Температура плавления минус 38,9 °С, кипения плюс 357,3 °С. Плотность жидкой ртути при нормальных условиях составляет 13,55 г/см3. Пары в семь раз тяжелее воздуха, давление паров составляет 1,3-10—3 мм рт. ст. при температуре 20 °С. Максимальная концентрация насыщенных паров ртути в воздухе 15,2 мг/м3 при температуре 20 °С. В воде ртуть практически не растворяется. Она хорошо растворима в кислотах, имеющих сильные окислительные свойства, таких как разбавленная азотная кислота, смеси азотной и соляной кислот, так называемой «царской водке». Ртуть обладает способностью растворять в себе многие металлы, образуя с ними жидкие или пастообразные сплавы-амальгамы. Ртуть и её пары хорошо сорбируются всеми конструкционными материалами. Серьёзную опасность представляет залежная ртуть, которая скапливается (депонируется) под полом, в щелях и т. д., так как является постоянным источником вторичного заражения парами ртути.
Ртуть — яд первого класса опасности. Пары ртути не имеют цвета, запаха, вкуса, не оказывают немедленного раздражающего действия на органы дыхания, зрения или кожные покровы. Основным путём поступления ртути в организм человека, приводящим к развитию острых и хронических отравлений, является ингаляционный. Среднесуточная предельно допустимая концентрация (ПДКсс) паров ртути в атмосферном воздухе населённых мест 3-104 мг/м3, ПДКсс в воздухе жилых помещений — 3-105 мг/м3. В зависимости от полученной дозы могут возникнуть хронические или острые отравления. Острые отравления людей возможны при концентрации паров ртути в воздухе в пределах
0,13—0,8 мг/м3. Ртуть обладает кумулятивным действием в организме.
Первыми признаками хронического отравления являются: повышенная утомляемость, общее недомогание, слабость, сонливость, апатия, эмоциональная неустойчивость, головные боли, головокружения, снижение аппетита, потеря в весе. Постепенно развивается дрожание рук, ног, век, языка, боли в суставах и конечностях. Может наблюдаться скрытый период, когда полностью или частично отсутствуют какие-либо симптомы.
При остром отравлении появляется медно-красная окраска слизистых рта и глотки, металлический привкус во рту, тошнота, рвота, боли в животе, возможно повышение температуры тела до 38—39 °С. Через несколько часов или дней может появиться понос, большей частью кровавый, моча мутная. Дёсны набухают и кровоточат, на них появляется тёмная кайма сульфида ртути. Состояние отравившегося крайне тяжёлое: он испытывает чувство страха, сильные головные боли, боли при глотании, пульс учащается, наблюдается сердечная слабость, судороги икроножных мышц. Через несколько дней может наступить летальный исход.
Приборы для обнаружения заражений ртутью
Анализатор газортутный переносной модернизированный АГП-01М предназначен для лабораторных и полевых измерений содержания паров ртути в атмосферном воздухе и для определения местонахождения источников паров ртути в режиме «Поиск». Анализатор состоит из следующих основных узлов: блока анализа и индикации, источника питания, воздухозаборника, устройства возгонки. Комплектуется переносным сетевым или автономным источником питания. В состав комплекта входит ЗИП и
укладочная тара. Индикация результатов измерений производится на десятичном пятиразрядном цифровом табло.
Комплекс универсальный ртутеметрический УКР-1МЦ (переносной комплект) предназначен для лабораторных и полевых измерений содержания паров ртути в атмосферном воздухе, определения местонахождения источников паров ртути в режиме «Поиск». Имеет автоматическую систему балансировки, снабжён устройствами световой и звуковой индикации уровней заражения. Питание осуществляется от встроенного автономного источника питания
Анализатор ртути РА-915+ предназначен для непрерывного мониторинга содержания ртути в воздухе помещений, в атмосферном воздухе, измерения содержания ртути в питьевой, природной и сточной воде, в почве, донных отложениях, нефти, пищевых продуктах, крови и волосах, биотканях и т. д. При обследовании помещений анализатор автоматически отбирает и анализирует пробу воздуха. Результат выводится на дисплей или сохраняется в памяти внешнего компьютера. Для выявления залежной ртути оператор обходит помещение, при этом анализатор непрерывно определяет содержание паров ртути в воздухе и сигнализирует о превышении установленного порога заражения. Анализ воздуха выполняется с частотой 1 секунда и временем отклика 5—7 секунд. Может работать в запылённом и насыщенном летучими примесями помещении. Комплектуется переносным сетевым или автономным источником питания.
Основные технические характеристики указанных выше ртутных анализаторов приведены в табл. 1
Таблица 1
Технические характеристики ртутных анализаторов
Тип анализатора
Технические характеристики АГП-01М УКР-1МЦ РА-915+(воздух)
Диапазон измерения массовой концентрации ртути в воздухе, мг/м3, в режиме: «Измерение», от 1-10-4 до 0,1 от 1-10-5 до 1,0 от 5-10-6 до 2-10-2
«Поиск» от 5-10-3 до 1,0 от 1-10-3 до 1,0 -
Напряжение питания, В ~ 220 и 11-15 ~ 220 и 11-15 ~220 и 9-15
Габаритные размеры блока анализа и индикации, мм 396x221x144 396x221x144 460x210x110
Масса в комплекте с автономным источником питания, кг, не более 7,6 4,8 7,5
Научно технические разработки
Научно технические разработки
Опасными химическими веществами, концентрации которых в жилом помещении могут ревышать допустимые нормы, являются фенол, нитробензол, фурфурол, водород хлористый и др.
Фенол (С6НрН) представляет собой бесцветные, розовеющие на воздухе кристаллы со специфическим запахом. Температура плавления плюс 43 °С, кипения плюс 182 °С. Пары взрыво-, и пожароопасны: концентрационные пределы взрываемости 0,3 — 2,4 %. Температура самовоспламенения плюс 595 °С, температура вспышки плюс 85 °С. Малорастворим в воде, растворяется в растворах щелочей, спирте, эфире, бензоле, ацетоне, хлороформе, сероуглероде. Относительная плотность паров по воздуху 1,07. Пары могут выделяться из мебели, древесно-стружечных плит, отделочных материалов, пропитанных фенольными смолами, или из деревянных балок, половых досок и других материалов, т. к. фенол используется как антисептическое и дезинфицирующее средство. Может также входить в состав некоторых красителей. Относится ко второму классу опасности. ПДК населённых мест: максимально разовая
— 0,01 мг/м3, среднесуточная — 0,003 мг/м3 , порог восприятия запаха — 4 мг/м3.
Отравление человека может произойти при вдыхании паров, резорбции через кожу и попадании через рот. Очень ядовит. Пыль, растворы и пары раздражают слизистые оболочки дыхательных путей, глаз и кожу. Вызывает нарушение функций нервной системы, дыхания и кровообращения, при действии на кожу — ожоги. При отравлении наблюдаются головные боли, потливость, потеря аппетита, повышение
температуры тела до 40 °С, увеличение частоты дыхания, удушье, отёк лёгких. Смерть может наступить от отёка мозга или теплового удара.
Приборы для обнаружения заражения фенолом приведены в табл. 2.
Нитробензол (СЩ^О) представляет собой зеленовато-жёлтую маслянистую жидкость с запахом горького миндаля. Температура плавления плюс 5,8 °С, кипения плюс 210,8 °С. Взрыво-, пожароопасен; нижний концентрационный предел взрываемости 1,8 %. Температура самовоспламенения плюс 482 °С, температура вспышки 83 °С. Плохо растворяется в воде, смешивается во всех отношениях с бензолом, хорошо растворяется в других органических растворителях. Относительная плотность паров по воздуху 3,9. Пары тяжелее воздуха, скапливаются в низких местах: тоннелях, подвалах, колодцах. Используется в качестве растворителей красок, лаков. Относится ко второму классу опасности. ПДК населённых мест: максимально разовая и среднесуточная 0,008 мг/м3, порог восприятия запаха 10 мг/м3.
Отравление человека может произойти при вдыхании паров, резорбции через кожу и попадании через рот. Наркотик: у человека наступает оглушение и потеря сознания. Окисляет гемоглобин в метгемоглобин. Нарушает обмен веществ, вызывает заболевание печени. Две капли нитробензола при приёме через рот могут вызвать смерть. Признаками поражения являются недомогание, головная боль, головокружение, шум в ушах, мелькание перед глазами, тошнота, рвота, бледное лицо. Затем развивается
Таблица 2
Основные технические характеристики приборов для контроля степени заражения помещений опасными химическими веществами
Технические характеристики Тип прибора
УПГК СИ «Лимб» СИП «Корсар-Х» СИП «Вега-М» «Колион-1»
Порог чувствительности по ОХВ, доли ПДК 0,1—1,0; 50; 100 1,0 0,1 0,1
Скорость быстродействия, с, не более 60 120 120 3
Предел погрешности, %, не более ±25 ±30 ±30 ±25
Время вькода на режим после включения, с 120 до 600 1800 1800 не более 10
Напряжение питания, В ~ 220 и 11-15 27+2 ~ 220 и 11-15 ~ 220 и 11-15
Габаритные размеры в сборе, мм 118x265x340 260x135x370 270x140x370 65x205x180
Масса, кг, не более 6,5 10,5 16,5 6,0
цианоз (синюшность), затруднение дыхания, учащение и неправильность пульса, шатающаяся походка, подёргивания, нарушение речи, помрачение сознания, судороги, зрачки расширены, экзофтальм (пучеглазие), кровоизлияния в слизистые оболочки желудочно-кишечного тракта.
Приборы для обнаружения заражения нитробензолом приведены в табл. 2.
Фурфурол (САР — СНО) представляет собой бесцветную жидкость, быстро буреющую на воздухе, с запахом ржаного хлеба. Температура плавления
— минус 36,5 °С, кипения плюс 161,7 °С. Взрыво-, пожароопасен. Концентрационные пределы взрыва-емости 2,1 — 19 %. Температура самовоспламенения плюс 290 °С, вспышки плюс 64 0С. Мало растворим в воде, хорошо растворяется в спирте. Относительная плотность паров по воздуху 3,3. Пары тяжелее воздуха, скапливаются в низинах, подвалах, колодцах. Применяется в качестве растворителя лаков и красок, фенольных смол, применяемых для тех же целей, что и фенол. Относится к третьему классу опасности. ПДК населённых мест: максимально разовая и среднесуточная 0,05 мг/м3. Порог восприятия запаха 1,0— 1,5 мг/м3, поражающие концентрации, вызывающие раздражение слизистых оболочек глаз и дыхательных путей при вдыхании в течение 1 мин — 3000 мг/м3, в течение 10 мин — 500 мг/м3.
Отравление человека может произойти при вдыхании паров, резорбции через кожу и попадании через рот. Нервный яд, обладает раздражающим действием. Первые признаки отравления: раздражение слизистых оболочек дыхательных путей и глаз, слюнотечение, тошнота, повышение температуры тела, увеличение секреции желудка. Затем онемение языка, затруднение дыхания, головная боль, сильное желтовато-коричневое окрашивание рук и ног, экзе-
мы, дерматиты, при остром отравлении — судороги, затруднение дыхания, атаксия, паралич конечностей.
Приборы для обнаружения заражения фурфуролом приведены в табл. 2.
Водород хлористый (^^ — бесцветный газ с резким раздражающим запахом. Температура плавления минус 114,2 °С, кипения минус 85,1 °С, относительная плотность по воздуху 1, 25. В воздухе при взаимодействии газа с парами воды образует белый туман. Хорошо растворяется в воде. Раствор хлористого водорода в воде — соляная кислота применяется для закрепления лаков, красок и различных органических красителей. Относится ко второму классу опасности. ПДК в воздухе населённых мест максимально разовая и среднесуточная 0,2 мг/м3.
Отравление человека происходит туманом хлористого водорода. Признаки поражения: при высоких концентрациях наблюдается раздражение слизистых носа, конъюктивит, помутнение роговицы. Затем наступает охриплость голоса, чувство удушья, покалывание в груди, насморк, кашель, кровь в мокроте. Хроническое отравление вызывает катары верхних дыхательных путей, разрушение зубов, изъязвления слизистой носа, желудочно-кишечные расстройства, воспалительные заболевания кожи.
Приборы для обнаружения заражения водородом хлористым приведены в табл. 2.
Порядок проведения радиационного и химического мониторинга должен определяться местными органами власти субъектов Российской Федерации совместно с органами ГО и ЧС, санэпиднадзора и Госархстройнадзора.
По окончании проверки результаты радиационного и химического мониторинга вносятся в соответствующий документ, отдельным разделом.
Литература
1. Справочник помощника санитарного врача и помощника эпидемиолога. — М.: Медицина, 1990. — 510 с.
2. Вредные вещества в промышленности: Справочник. Том 1, 2, 3. — Л.: Химия, 1976 — 1977.
3 Методические рекомендации по организации и проведению демеркуризации. — М.: ВНИИ ГОЧС. 1998. — 46 с.
Научно-технические разработки
