Радон в системе централизованного водоснабжения Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

УДК 504.54

Романова Анастасия Анатольевна Anastasia Romanova

Игнатьев Геннадий Васильевич Gennadiy Ignatiev

РАДОН В СИСТЕМЕ

ЦЕНТРАЛИЗОВАННОГО

ВОДОСНАБЖЕНИЯ

RADON IN THE CENTRALIZED WATER SYSTEM SUPPLY

Приведены графики зависимости концентрации радона в пробе воды от места отбора. Выявлено, что радон в водопроводной воде транспортируется на значительные расстояния

Ключевые слова: радон, радон в воде, концентрация радона, измерение, проба воды, график

In this research work the results of radon concentration in tap water are presented. The radon concentration is shown by diagrams and the radon concentration depends on sampling points. The fact that radon in a centralized water system can move to a long distance is discovered

Key words: radon, radon in water, radon concentration, measurement, sample water, diagram

По данным многочисленных исследований отечественных и зарубежных ученых, основной радиационный фон на нашей планете создается за счет естественных источников излучения, где радон составляет значительную часть общей радиационной дозы. Радон — это радиоактивный химический элемент, который образуется в результате распада радия. В нормальных условиях радон — бесцветный инертный газ, значительно тяжелее воздуха. Наиболее стабильный изотоп 222Ип имеет период полураспада 3,8 суток.

Радон способен попадать в дома за счет диффузии из строительных материалов и грунтового основания зданий, конвективного переноса, деэманирования воды в процессе водопотребления. Первые три источника поступления радона в здания хорошо изучены, по ним имеется большое количество публикаций, позволяющих количественно оценить мощность источников и разработать мероприятия, обеспечивающие снижение концентрации радона в воздухе помещений.

Существуют работы, посвященные определению концентрации радона в грунтовых и подземных водах [1; 2]. Следует отметить работу [3], в которой представлены результаты определения концентрации радона в водопроводной воде на территории г. Красноярск и края.

Содержание радона наблюдается в любой воде, омывающей породы даже с низким содержанием радия. Растворённый в воде радон представляет существенную угрозу для здоровья людей. Вместе с водой радон попадает в пищеварительную систему человека, вызывая внутреннее облучение. При кипячении воды радон практически весь деэманирует и поступает в организм ингаляционным способом. При норме расхода воды одним потребителем в местах с повышенной концентрацией радона в воде составляет 250 л/ сут [4], что может представлять серьезную опасность для населения. Нормами радиационной безопасности регламентируется предельная концентрация радона в воде, не превышающая 60 Бк/кг [5].

Можно констатировать, что исследования по содержанию радона в воде, источников его поступления в воду хозяйственно-бытового назначения, деэманирования в процессе водопотребления не носят целенаправленного систематического характера и не позволяют корректно оценить степень опасности для здоровья населения.

В наших исследованиях для измерения удельной активности радона в воде применялась специальная установка АдиаКГГ

(рис. 1), в состав которой входит следующее оборудование: радиометр объем-

ной активности 222Rn «Alpha GUARD Mod. PQ2000» (4); воздуходувка «AlphaPUMP» (5), обеспечивающая прокачку воздуха через ионизационную камеру радиометра со скоростью 0,03...1 л/мин; стеклянная колба для дегазации с трехходовым герметичным запорным краном (1); предохранительная колба (2); фильтры (3;6); а также компьютер.

Рис. 1. Общая схема измерительной установки AquaKIT:

1 — колба для дегазации; 2 — предохранительная колба; 3 — фильтр; 4 — АІрЬаОиАКО; 5 — А1р-ИаРИМР; 6 — фильтр

Прибором измеряется содержание радона в воздухе, находящемся в контакте с пробой воды, при условии, что система «вода-воздух» изолирована от внешней атмосферы. Далее рассчитывается удельная активность радона в пробе воды в соответствии с методикой измерения.

Авторами проведено исследование изменения концентрации радона в системе централизованного водоснабжения г. Красноярск на двух островных водозаборных сооружениях инфильтрационного типа, далее называемые № Г и № ГГ. Подъем воды в таких сооружениях осуществляется из скважин глубиной 20... 25 м ниже уровня поверхности реки.

Водозаборное сооружение № Г обслуживает часть территории левого берега.

Максимальная производительность насосной станции составляет 3400 м3/ч, а фактическая — 3200 м3/ч. Вода от водозаборного сооружения к потребителям подается двумя трубами диаметром 600 мм. Отсюда следует, что средняя скорость движения воды по трубам составляет примерно 5,7 км/ч. Водозаборное сооружение № ГГ обслуживает часть территории правого берега. Максимальная производительность насосной станции составляет 7500 м3/ч, а фактическая — 7200 м3/ч. Вода от водозаборного сооружения подается четырьмя трубами диаметром 600 мм, скорость составляет 6,4 км/ч.

Отбор проб осуществляли для водозабора № Г непосредственно из водопроводного крана в точках 1.4, расположенных

по движению воды; для водозабора № II редственно на самом водозаборном соору-из водопроводного крана в точке 5 и непос- жении в точке 6, что показано на рис. 2.

>-

и

ш

са

X

о

ч

я

а

к

к

я

я

£

ЕЕ

<и

Я

ЕЕ

О

14

12

10

4

к

к у = -0,0336х2 - 0,3391х + 1 1,937

Чц* А • ^ •

А ▲

•

0

10

2 4 6 8

Расстояние от водозаборного сооружения, км

Рис. 2. Изменение концентрации радона в двух водозаборных сооружениях в зависимости от расстояния, пройденного водой:

• — водозаборное сооружение № I; ▲ — водозаборное сооружение № II

Данные измерений по двум водозаборным сооружениям представлены на одном графике. На рис. 2 видно, что характер снижения концентрации радона для двух водозаборов одинаков и зависит от расстояния, пройденного водой по системе до точки отбора. Полученные результаты аппроксимируются единой зависимостью.

Исходя из скорости движения воды по трубам, равной 5,7 км/ч (водозабор № I), можно оценить влияние радиоактивного

распада на снижение концентрации радона в водопроводной воде. На рис. 3 представлены кривая фактического изменения концентрации радона в системе водоснабжения и кривая закона радиоактивного распада радона. Радиоактивный распад незначительно влияет на изменение общей концентрации радона в системе водоснабжения и составляет не более 4 % от общих потерь радона.

Время движения радона по водопроводной трубе, ч

Рис. 3. Изменение концентрации радона в зависимости от времени движения радона по водопроводным трубам:

• — данные измерений; ▲ — радиоактивный распад

8

6

Следует отметить, что ни в одной из проб содержание радона не превысило нормируемого значения. Однако основная доля радона, содержащаяся в воде, деэманирует в процессе водопотребления. Радон способен перемещаться по водопроводным тру-

бам централизованного водоснабжения на расстояние 10 км и более. В местах с повышенной концентрацией радона в воде это может являться для человека серьезным источником дополнительного облучения.

Литература

1. Смирнова А.Я. Радиоактивные воды центрального черноземья // Вестник Воронежского университета. Геология. Вып. 11. — 2001. — С. 244-248.

2. Воронов А.Н. Радон в подземных водах: экологические аспекты // Экологические проблемы гидрогеологии: Восьмые Толстихинские чтения. — СПб., 1999. — С. 148-151.

3. Крафт С.В. Формирование радиационных показателей в процессе гидрозолоудаления и хранения золошлаковых отходов буроугольных ЕЭС (на примере Березовской ГРЭС-1): дис. ... на соискание учёной степени канд. техн. наук. — Томск, 2010. — 186 с.

4. Строительные нормы и правила (СНиП 2.04.01-85*): Внутренний водопровод и канализация зданий. — М., 1997.

5. Нормы радиационной безопасности (НРБ — 99/2009): Гигиенические нормативы. — М.: Центр санитарно-эпидемиологического нормирования, гигиенической сертификации и экспертизы Минздрава России, 2009.

Коротко об авторах________________________________________________Briefly about the authors

Романова А.А., ассистентка каф ПЗиЭН, Сибирский Федеральный университет (СФУ) rom-an55@maiI.ru

Научные интересы: геоэкология

Игнатьев Г.В., канд. техн. наук, доцент, зав. каф. СМиТС, Сибирский Федеральный университет (СФУ)

info@sfu-kras.ru

Научные интересы: строительные материалы и изделия

A. Romanova, assistant of BD&PA department, Siberian Federal University

Scientific interests: environmental ecology

G. Ignatiev, Candidate of Engineering Sciences, associate professor, head of BM^CT department

Scientific interests: building materials and products