Диссертация (1141553), страница 8
Текст из файла (страница 8)
Содержание в естественной смеси и периоды полураспадаЕРН [59]Изотоп40KU232Th238Содержание в естественнойсмеси, %0.011799.2742100Период полураспада T1/2,лет1,248 * 1094,47 * 1091,41 * 1010При проведении расчетов принято допущение, что226Ra находится всостоянии векового равновесия с 238U.Результаты расчетов величин удельной активности естественныхрадионуклидов 226Ra, 232Th, 40 K и эффективной удельной активности в основныхземных породах приведены в таблице 2.2.
В таблице 2.2 так же приведеныусредненные значения для горных пород.Таблица 2.2. Удельные активности естественных радионуклидов226Ra,232Th, 40 K и эффективная удельная активность в основных земных породах [60]Земные породыУдельная активность, A,Бк/кг232 Th,40 K,Aэфф,Бк/кгБк/кгБк/кг Бк/кгМагматическиеУльтраосновные 1.23.10- 1.61.10- 0,120,01433(дуниты и др.)Базальтовые1,231,6125,685,63Кислые породыбогатые Ca3,73,478,1215,15бедные Ca3,76,8130,224,26Сиениты3,75,2148,823,85ОсадочныеГлины4,554,882,4618,21Песчаники5,540,6833,29,41226Ra,Усредненные значения232Th,40 K,Aэфф,Бк/кг Бк/кг Бк/кг Бк/кг226Ra,2,473,4076,5813,784,262,0541,3410,6551Карбонатные2,70,68ИзвестковыеГлинисты0,1231,68,374,34Глубоководные осадки0,48,991,50,862,87,85,941,608,403,72Окончание таблицы 2.2.Анализ таблицы 2.2 позволяет сделать следующие выводы:-длямагматическихпородминимальноесодержаниеЕРНнаблюдается у ультраосновных, для осадочных пород – у карбонатных, дляглубоководных осадков у известковых;-с точки зрения эффективной удельной активности ЕРН, Aэфф,характеризующейрадиологическуюрасполагаютсяследующемвопасность,порядке:породымагматическиепо–возрастаниюосадочные–глубоководные;-строительные материалы, изготовленные из этих пород, в принципе,должны относиться к 1-ому классу.При производстве любой строительной продукции используютсягорные породы в большей или меньшей степени.
Для производства такихматериалов, как бетон, кирпич, отделочные материалы используют осадочныепороды. Данные строительные материалы составляют основу каждого здания.Исходя из содержания радионуклидов в горных породах можнопредположить,чтоминимальнымсодержаниемЕРНбудутобладатьподелочные материалы на основе ультраосновных пород, а с более высокимсодержаниемЕРНбудутоблицовочныематериалы:красныйкирпич,керамическая плитка, натуральные камни и др.Дальнейшиерассужденияиприведенныерезультатыявляютсяобоснованием сделанных выше выводов и предположений.В таблице 2.3 представлены горные породы, нашедшие наибольшееприменение в строительной промышленности.52Таблица 2.3.
Применение горных пород в строительной промышленности [60]ГорныепородыКлассПредставители Применение встроительныхматериалахМагматическ Ультраосновные Дунит,Используется какие породыперидотит,поделочный камень, дляпироксенит,внутренней отделкигорнблендитОсновныеБазальтМинеральная вата,наполнитель для бетонаКислыеГранитыДля облицовки зданий,лестницСредниеСиенитыДля облицовки зданий,лестницОсадочныеГлинистыеГлина, суглинок, Кирпич глиняный,породыглинистыйкерамическая плиткасланецОбломочныеПески,Для изготовленияпесчаникибетона и силикатныхизделийКарбонатныеИзвестняк, мел, Для производствамергель,извести, щебня,штучного иизвестковаяглинаоблицовочного камняГалоидныеи ГипсДля производствасульфатныецемента, отделочныхматериаловМетаморфиче РегиональныйМраморДля облицовки зданий иские породытипобщественныхметаморфизмасооруженийВ таблице 2.4 приведены данные [36, 61-66] по содержанию ЕРН и Aэффдля материалов, используемых в жилых и производственных зданиях, то есть дляосновной среды обитания человека.
Отдельно представлены типичные имаксимальные значения удельной активности ЕРН и Aэфф для строительныхматериалов и сырья.Таблица 2.4. Удельная и эффективная активность ЕРН для некоторыхстроительных материалов и сырья для их изготовленияМатериал226Ra,Бк/кг232Th,Бк/кг40K,Бк/кгAэфф, Бк/кгПримечание5322-5316-5922682662-201Типичные значения2401901600631Максимальные значения,зафиксированные в ЕС20-6015-4062-43045-149Типичные значения2600190БетонЛегкие бетоны16002985Максимальные значения,зафиксированные в ЕС10-919-733-67522-244178144118446762-70615-11218594097-933Типичные значения110030015001621Максимальные значения,зафиксированные в ЕС18-337-3649-44431-118Типичные значения5136832169Максимальные значения,зафиксированные в ЕС18-7418-6065-92147-231Типичные значения50031040001246Максимальные значения,зафиксированные в ЕС4-391-2525-2267-91Типичные значения70100200218Максимальные значения,зафиксированные в ЕС29-8012-6228998669-245Типичные значения2002002000632Максимальные значения,зафиксированные в ЕС8-303-3047-44416-107Типичные значения4152581159Максимальные значения,зафиксированные в США31-6137-66310600106-198Типичные значения6673925240Максимальные значения,зафиксированные в ЕС42-27019-7013324078-382Типичные значения34010002630Белый кирпичЗолаТипичные значенияМаксимальные значения,зафиксированные в СШАСухие смесиНатуральныекамниГипсКирпичглиняныйПесокКерамическаяплиткаДоменные шлаки2100Максимальные значения,зафиксированные в ЕСОкончание таблицы 2.4.Длятогочтобывыявитьвозможнуювзаимосвязьмеждупроисхождением, распространенностью и содержанием ЕРН данные былисгруппированы и представлены в таблице 2.5.54Таблица 2.5.
Связь с происхождением, породообразующимкомпонентом и содержанием ЕРН [60]МатериалПесокКирпичглиняныйГипсКерамическаяплиткаЗолаБелыйсиликатныйкирпичНатуральныйкамень –гранитГорнаяпородаОсадочныепородыОсадочныепородыОсадочныепородыОсадочныепородыОсадочныепородыКлассСодержание элементовUThKСодержание ЕРН, Бк/кг232 Th40 K226 RaАэфф,Бк/кгОбломочные4,5.10-41,7.10-41,0714 - 443- 64307-45640 - 171Глинистые3,7.10-41,2.10-32,6620 - 20023 - 200360 - 200090 - 640Галоидные2,2.10-41,7.10-42,7.10-14 - 701 - 1008 - 20010 - 218Глинистые3,7.10-41,2.10-32,6620 - 7417 - 195291 - 98980 - 377Карбонатные2,2.10-41,7.10-42,7.10-162 - 3145234 - 940427 - 1850187 - 3310ОсадочныепородыКарбонатные2,2.10-41,7.10-42,7.10-110-1789-1443-118422-467МагматическиеКислые3.10-41,7.10-34,222-10322-11965-47281-39955Приведенные данные в большинстве своем обнаруживают взаимосвязь сданными по распространенности U -226Ra и K -40K.
Для Th -232Thоднозначной связи нет. Это указывает на необходимость проведения, в такихслучаях, экспериментальных исследований сырьевых материалов и анализатехнологии изготовления керамических материалов и золы, при которыхпроисходитобжигсырья,а,значит,увеличиваетсяконцентрациярадиоактивных элементов. Теоретические исследования позволили определитьпути поступления и ранжирование горных пород по потенциальной опасностис точки зрения ЕРН.Так в порядке возрастания потенциальной опасности классы горныхпородмогутбытьпредставленыследующимобразом:галоидные,карбонатные, глинистые, обломочные, кислые.2.2 Методика геоэкологической оценки радиационной опасностиС.В.
Лебедев выделяет два различных подхода к оценке экологическихрисков, основанных на высокорадиоактивных геологических породах [9]. Какизвестно геологические тела, содержащие большое количество естественныхрадионуклидов, определяют экологическую обстановку на данной территории.Первый подход основан на экспериментальных данных, полученных приизмерении горной породы. При расчете учитывается природная неравномерностьпо распространению и мощности пластов и расчетом дозовой нагрузки,возникающей на данной территории. Второй подход основан на потенциальнойоценке экологического риска. В рамках данного подхода рассчитывается дозоваянагрузка непосредственно на биоту и человека за счет исследования компонентовокружающей среды: земная поверхность, закрытые помещения, вода и др.Известные методики позволяют оценить каждый параметр радиационнойопасности от строительных материалов отдельно.
Это послужило основнымповодом к созданию новой методики, позволяющей оценить комплексно56радиационнуюопасностьприменениягорныхпородприпроизводствестроительных материалов и их дальнейшем использовании. Разработаннаяметодика основана на втором подходе оценки экологических рисков потенциальной оценке.Геоэкологическая оценка поступления естественных и техногенныхрадионуклидов в строительные материалы на всей производственной цепочке отгорныхпороддопромышленногопроизводстваприведеткснижениюотрицательного влияния на экологию среды обитания человека за счетиспользования «радиационно-чистых» материалов, за которые принимаютсяматериалы с минимальным содержанием ЕРН.
Наглядная схема поступления ЕРНв строительные материалы от всех видов производственной деятельностипоказана на рисунке 2.1.Рисунок 2.1. Схема поступления ЕРН в строительные материалы от видовпроизводственной деятельности.Методика предполагает обязательное выполнение процедур в следующейпоследовательности:57 Теоретическиеисследованияповыявлениюзакономерностейсодержания естественных радионуклидов в горных породах. Измерение содержания естественных радионуклидов в строительныхматериалах, плотность потока радона и мощностью эквивалентнойдозы. Расчетныйметоддляпредварительнойоценкимощностиэквивалентной дозы в жилой комнате. Создание информационной системы по естественной и техногеннойрадиоактивности строительных материалов и изделий.Основная цель методики состоит в получении полной и научнообоснованной информации о радиационных факторах влияния на человека исреду обитания при добыче сырья, изготовлении и использовании материалов наоснове горных пород. Методика рассматривает не только процесс обоснования ивыбора «радиационно-чистых» материалов с использованием нового извлеченияприродных ресурсов - основная ветвь (РЕСУРСЫ), но и использование ранеевторичных ресурсов – побочная ветвь (ОТХОДЫ).
Катастрофическое накоплениепромышленных отходов, в том числе отходов строительной индустрии, такжетребует их вовлечение в производство строительных материалов. Тем самымосуществляется снижение нагрузки на природную среду, поскольку в оборотвключаются ранее извлеченные и использованные ресурсы природы.Концепция разработанной методики состоит в обосновании влиянияестественных радионуклидов на окружающую среду и человека на всех стадияхжизненного цикла строительных материалов и изделий из них. Жизненный циклвключает извлечение горных пород, их переработку, подготовку, использование вкачестве основной компоненты строительных материалов, использование встроительной индустрии и конечную утилизацию, в том числе с возможнымвключением в рецикл.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
