CC BY
258
РАДИОАКТИВНОСТЬ И ИОНИЗАЦИЯ ВОЗДУХА В ПРИЗЕМНОМ СЛОЕ АТМОСФЕРЫ
М.В. Калинина, Г.В. Куповых, И.Н. Панчишкина,
АЛ. Петров, Г.Г. Петрова
Введение. Полная ионизация воздуха в нижних слоях атмосферы обуславливается космическими лучами (20%) и естественной радиоактивностью почвы и воздуха (35+45%)[1]. По известной концентрации конкретного радиоактивного элемента можно вычислить соответствующую интенсивность ионизации, то есть число пар ионов, создаваемых в единице объема за единицу времени. Источниками у - и р -излучений являются радиоактивные вещества поверхностного слоя почвы, источниками а -излучения - радон и торон. Для а -распада эти величины известны, так как процесс распада монокинетический. Для в - и у -распадов, спектры распределения энергии которых более сложны, расчет интенсивности ионизации затруднен. Радон образуется в почве и попадает в атмосферу в результате газообмена между почвой и .
Так как радон характеризуется достаточно большой продолжительностью жизни (период полу распада = 4 дня), то радон и продукты его распада распространяются в слое перемешивания на несколько километров, и их концентрация медленно уменьшается с высотой, в то время как торон (период полураспада = 54 с ) исчезает уже вблизи Земли. Количество актинона (период полураспада = 4 с) в воздухе пренебрежимо мало.
Методика измерений. Концентрация радона (Rn-222) в воздухе измерялась датчиком "Alpha-guard", работающим по методу ионизационной камеры с принудительной сменой объема воздуха. Измерения проводились на пяти уровнях в нижнем
10 .
( ) Rn-222
комплекс средств измерений ИОА (КСИРА-2010). Работа комплекса основана на
трековом методе регистрации а -частиц с помощью специальных пленочных мате-( ), -
, -
ваемый на ней за счет сил адгезии. Для регистрации а -излучения радона и его дочерних продуктов использовался трековый детектор типа Ж» с толщиной чувствительного слоя (10 - 15)ц.
При распаде Rn-222 и его короткоживущих дочерних продуктов (RaA и RaC)
также образуются а-частицы, которые, попадая на трековый детектор (ТД), приво-
( ),
специальной химической обработки (травления) подсчитываются при помощи считывающего устройства. Поверхностная плотность треков N, (трек/см2) в чувствительном объеме ТД связана со значением ИОА радона в воздухе А и длительностью экспозиции ТД в контролируемой атмосфере Т соотношением
N = K■T ■ A, (1)
где Т - время экспонирования ТД (сутки); А - значение ИОА радона в воздухе (Бк/м3);
A = I '¡A (T)dT,
А(т) - мгновенное значение ОА радона в воздухе в момент времени А(т); К- размерный коэффициент, значение которого определяется всей совокупностью условий хи-
мической обработки ТД, его физико-химическими свойствами, режимом считывания, характеристиками считывающего устройства и др. Диффузионная камера устанавливается в почве на глубине 0,1, 0,6 и 0,9 м и экспонируется в течение 3 - 7 суток.
Результаты измерений. В течение ряда лет в рам ках комплексной геофизической экспедиции РГПУ совместно с радиологической лабораторией Облсанэпид-надзора проведены исследования содержания радона-222 в почвенном газе и приземном слое атмосферы на территории Ростовской области. Определены средние значения для разных пунктов наблюдений, обнаружен ряд закономерностей поведения
ООО ООО
Яп . Как видно из рис. 1, содержание Яп в почве на глубине 60 - 90 см в пос. Орловский существенно превышает таковое, как для г. Ростова-на-Дону (в 2 раза), так и
для пунктов Кашарского района (в 1,5 и 5 раз). Это объясняется тем, что поселок Ор-
, ,
отложения майкопских глин - одного из радоногенерирующих природных объектов. Из табл. 1 видно, что и в атмосфере содержание Яп-222 в пос. Орловский в среднем выше, чем в других пунктах измерений.
1
Средние за период измерений значения концентрации радона в атмосфере (Яи, Бк/м3) и полярных электропроводностей (А+ и X., фСм/м)
Пункт ^' ^^^ Высота Яп222 к. Число серий измерений
0 м 2 м 0 м 2 м 0 м 2 м
Михайловка 32 25 5,7 6,6 7,1 6,9 265
Ростов-на-Дону 39 23 7,0 4,0 7,3 3,8 108
Орловка 52 38 9,7 6,7 12,3 7,6 67
В ходе исследований установлено, что концентрация радона не остается постоянной в течение суток, а имеет выраженный суточный ход (рис.2, кривые 1, 2), который в значительной степени определяется процессами турбулентного перемешивания в .
10000
12 И
ш аз
1
о. «
к иг ш о. н аз <0 иг аз о
8000
6000
4000
2000
Концентрация радона в почвенном газе на различных глубинах в пунктах Ростовской области
Ё 10 см □ 60 см 90 см
0
Орловский
Михайловка Первомайское Кашарский рн Кашарский рн
Пункт наблюдений
Ростов н/Д
Рис. 1
Бк/м3 120 -|
100 -
80 -
60 -
40 -
20
0
Суточные вариации концентрации радона-222 в атмосфере на высоте 5 см (по данным Альфа-гвард) и скорости ветра на 2 м
м/с 3
И-1-1-1-1-1-1-1-1-1-г
0
1 3
5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 часы -•— 1 - Радон Михайловка 1997 — 2 - Радон Орловский 1999
-3 - Скорость ветра Михайловка 1997
- - - 4 - Скорость ветра Орловский 1999_
Рис. 2
Некоторые результаты исследования этого влияния опубликованы ранее [2,3]. Особенно много радона в приземном слое воздуха наблюдалось в ночные часы с инверсным распределением температуры и низкой (<1м/с) скоростью ветра (рис. 2,
3, 4), ,
достигая значительных концентраций.
Важно отметить, что в 15 % всех часов непрерывных двухнедельных на. -222 атмосферы на открытой площадке превышала ПДК, составляющую 100 Бк/м3. Для сравнения: в Михайловке содержание радона в открытой атмосфере превышало ПДК лишь в 3% часов наблюдений [4]. В помещениях, как правило, концентрация радона
4-5 , .
Если известна концентрация радиоактивного вещества в воздухе, то можно вычислить соответствующую интенсивность ионизации под действием различного вида излучений. Для «-распада среднее число образующихся ионов составляет 2105 . -зования q (число пар ионов, образующихся в единице объема воздуха за 1с) и скоростью рекомбинации. Это, в свою очередь, обусловливает проводимость атмосферы, которая определяется как
Л = Л+ + Л_ = ^ п+вк + + ^ п _вк _ (2)
где п+, п_ - полярные концентрации аэроионов, к+ , к_ - их подвижности, в - эле.
,
вариациями концентрации радона-222. В пунктах с более высокой концентрацией радона в атмосфере отмечаются наибольшие значения полярных электропроводно-стей (см. табл.1). Замечена согласованность изменений исследуемых характеристик: вариации полярных электропроводностей и концентрации радона относительно их средних значений происходят вполне синхронно. В то же время обращает на себя
2
1
внимание тот факт, что в определенные периоды амплитуда вариаций относительной концентрации радона-222 Кп\Кп '100% существенно превышает таковую для электропроводности '100%. Это характерно, как показывает анализ условий измерений, для туманных ночей и обусловлено, по-видимому, влиянием такого мощного для электропроводности фактора, как наличие аэрозолей [4].
Измерения интенсивности ионообразования.Устройства для измерения
интенсивности ионообразования представляют собой ионизационную камеру с на, -
щенным в изоляторе охранным электродом [5,6]. Скорость ионообразования рассчитывается по данным измерений тока насыщения в ионизационной камере.
Для измерения интенсивности ионообразования использовался макет датчика в виде ионизационной камеры с периодической сменой объема воздуха. Внешний электрод ионизационной камеры, являющийся одновременно и корпусом камеры, заземлен с целью устранения накопления радиоактивной пыли. Внутренний электрод является потенциальным. Он заряжается до необходимого напряжения от ис-, ,
процессом ионообразования внутри камеры. Для этого ионизационная камера сопряжена с электростатическим флюксметром [6].
Расчет интенсивность ионообразования производился по формуле
* =-( --в"'> (3) М Ы ) (3)
где С=32 пФ - суммарная емкость собирающей обкладки, W=0,024 м3 - объем камеры, е-элементарный заряд, ДУ- падение напряжения за М при измерении, ДУ0-падение напряжения при контроле изоляции датчика, в=0,5 - параметр установки.
0,5 . -
0,5 .
измерения, для которых поправка на изоляцию не превышала 30% от полного изменения ДУ/Д/. Измерения * проводились в пункте наблюдения Воейково (Ленинградская область), на высокогорной станции «Пик Чегет» в Приэльбрусье и в пункте наблюдения Душети (Грузия). Датчик устанавливался на двух уровнях: на высоте 1 м и на поверхности земли.
В Воейково средние значения * составили:15 на высоте 1 м от поверхности земли и 20 (пар ионов/см3с) непосредственно на поверхности. На пике Чегет значения * соответствен но составили: 20 и 25 (п.и./см 3с). Значения *, полученные на станции Душети, равны 21 и 28 (п.и./см 3 с).
Интенсивность ионообразования на Чегете больше, чем в условиях равнины. Этот факт может быть объяснен двумя причинами: более высокой интенсивностью космических лучей на высоте 3 000 м и наличием радона или Р-излучения на поверхности. Наличие больших радиоактивных эманаций привело бы к заметному увеличению электрической проводимости воздуха на станции и ее суточному ходу (в данном случае из-за электродного эффекта имеется в виду только Х+). В данных по электропроводности этого нет [7], поэтому, видимо, большие значения * обусловлены кос.
станции Воейково ряды наблюдений неоднородны и отличаются высокими значениями q в отдельных случаях. Это свидетельствует о наличии в атмосфере большего количества радиоактивных эманаций из почвы. .
следует отметить полезность и важность измерений радиоактивности атмосферы и
интенсивности ионообразования в комплексе с атмосферно-электрическими наблюдениями, являющимися составной частью глобального мониторинга атмосферы.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Брикар Дж. Влияние радиоактивности и загрязнений на элементы атмосферного электричества // Проблемы электричества атмосферы. - Л.: Гидрометеоиздат, 1969. - С. 68 - 105.
2. Petrov A.I., Petrova G.G., andPanchishkinaI.N., Measurements of polar conductivities in the surface layer of the atmosphere // Proc.10th Int. Conf. Atm. Electricity. Osaka, Japan, 1996. P.188 - 191.
3. Petrov A.I., Petrova G.G., and Panchishkina I.N. On factors determining the variations of the electric characteristics of a surface layer // Proc.11th Int. Conf. Atm. Electricity. Alabama, USA, 1999. P. 547 - 550.
4. Петров AM., Петрова Г.Г., Панчишкина ИМ., Кудринская ТВ., Куповых Г.В., Клово AT. Электропроводность воздуха и концентрация радона в приземном слое // Труды V Российской конференции по атмосферному электричеству. - Владимир. 2003. - С.124 - 127.
5. . ., . ., . . // Труды ГГО. - Л.: Гидрометеоиздат. 1984. Вып.477. С.107 - 111.
6. Патент 2025820 (РФ), C1 5Н 01 J 47/02. Измеритель интенсивности ионообразования / Байсиев Х.-М.Х., Куповых Г.В., Мартынов А.А., Шварц ЯМ. (РФ). №4840115/25 Заявл. 19.06.90; Опубл. 30.12.94 Бюл. №24. 8с.
7. . ., . ., . . . -мосферным электричеством на горной станции «Пик Чегет» в Приэльбрусье // Труды ГГО. - СПб; 1995. Вып.545. - С.36 - 46.
ПРИЧИННО-СЛЕДСТВЕННЫЕ СВЯЗИ ПРОФЕССИОНАЛЬНОЙ ЗАБОЛЕВАЕМОСТИ ЖЕНЩИН С ТЕХНИЧЕСКИМИ И ОРГАНИЗАЦИОННЫМИ ФАКТОРАМИ В ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ СРЕДЕ
Л.Н. Алексеенко, Ж.Е. Бронзова
По заключению информационного сборника статистических и аналитических материалов «О состоянии профессиональной заболеваемости в Российской Федерации», ежегодно выпускаемого Федеральным Центром государственного санитарно-эпидемиологического надзора Министерства здравоохранения Российской Фе-
, «
экономики и влечет за собой ухудшение состояния здоровья работающих, высокий уровень профессиональной заболеваемости, несчастных случаев, потерь трудоспособности».
По данным Государственного комитета Российской Федерации по статистике, в условиях, не отвечающих санитарно-гигиеническим нормам, работает 22,4 % работающих в промышленности, 10,1 % - в строительстве, 13,8 % - на транспорте, 2,4 % - в связи. При этом около половины работающих во вредных и опасных условиях труда - женщины. Особенно неблагоприятное положение с условиями труда сложилось на предприятиях с негосударственной формой собственности. Все это ведет к формированию профессиональных заболеваний у работников и определяет актуальность заявленной темы исследования с целью получения, изучения и анализа информации о положении дел с острыми и хроническими профессиональными заболеваниями и профессиональными отравлениями женщин-работниц, выявления при-
