Диссертация (1151556), страница 6
Текст из файла (страница 6)
е. была больше на 15 – 20%.На основании проведенных исследований [139] получены следующиесредние цифры мощности дозы внешней - радиации: здание, построенное изкамня, – 0,00102 Зв/год; железобетонное и кирпичное здание – 0,00078Зв/год; вне зданий – 0,00048 Зв/год.1.5. Радиоактивность водыВнастоящеевремямыещенерасполагаемспециальнымиисследованиями, посвященными изучению содержания всех радиоактивныхвеществ в различных водных источниках. Наибольшее количество данныхимеется о содержании в природных водах урана, тория и продуктов ихраспада. Значительно меньше представлены исследования о содержаниирадиоактивного калия в водах рек, озер и океанов и совсем нет сведений оконцентрациях радиоактивных изотопов редких элементов.Обогащение природных вод радиоэлементами обусловлено процессамиэманирования, выщелачивания и растворения минеральных веществ. Междуподземными водами и теми земными породами, по которым они протекают,существует очень сложная взаимосвязь, которая определяется комплексомгеологических, гидрогеологических и физико – химических условий.Определенное значение имеют и процессы выветривания горных пород,32способствующие поступлению радиоактивных элементов в подземные иповерхностные воды.На концентрацию того или иного элемента в воде влияет также егораспространенность в природе.
Так, концентрация урана в источнике обычнона несколько порядков выше, чем концентрация радия, запасы которого влитосфере значительно меньше, чем запасы урана. Исключением являетсякалий, который прочно сорбирован глинами и поступает в растворы вотносительно меньших количествах. В общих чертах можно сказать, чтоводы с низкой концентрацией радиоактивных веществ обогащаются впородах, где их содержание повышено, и, наоборот, из концентрированныхрастворов радиоактивные вещества могут поступать в те породы, в которыхихсодержаниепонижено.Наибольшееобогащениеприродныхводрадиоактивными элементами происходит в группе кислых пород.Установлено, что атомы элементов, являющихся родоначальникамирадиоактивных семейств – урана, тория и актиния, находятся обычно вкристаллической решетке минералов и поступление их в раствор происходитв результате разрушений этой решетки, т. е.
при растворении минералов.Значительнаялегкоподвижнойдоляуранаформеинаходитсяособеннолегковгорныхпереходитпородахввкислые,преимущественно сульфатные воды. Свободно переходит он также в водылюбого состава при условии обогащения их углекислотой. Поступление висточникиорганическихвеществ,сопровождающеесяповышениемсодержания хлоридов щелочей и щелочных земель, способствует осаждениюурана. Именно этим объясняют относительно небольшое его содержание вводах многих нефтяных месторождений при повышенном содержании в нихрадия.Радий,являясьпродуктомрадиоактивногораспадаурана,располагается уже вне кристаллической решетки минералов.
Находясь вмалосвязанном состоянии, он переходит в природные растворы, омывающиегорные породы, преимущественно вследствие процессов выщелачивания,33сущность которых состоит в переходе радиоэлемента из минерала в растворбез нарушения целости кристаллической решетки. Процесс выщелачиванияво многом зависит от химического состава вод и горных пород.
Особеннолегко радий переходит в воды, содержащие кальций, стронций и барий. Напроцесс эманирования, вследствие которого происходит обогащение водрадоном и тороном, не оказывает влияния химический состав воды и почвы.Концентрациярадиоактивныхвеществвразличныхводныхисточниках, как наземных, так и подземных, колеблется в больших пределах.По данным ряда авторов, в 1 л природной воды содержится урана от5∙10-7до 3∙10-5г, тория – обычно не более 10-6 г, радия от 3∙10-14 до 2 ∙10-13 г ирадона от 10-9 до 10-11 Ku. В атмосферных осадках (дождь, снег) уранобнаружен в концентрации 1∙10-7 – 3∙10-6г/л.А.
Н. Токарев и А. В. Щербаков [62]приводят цифры содержанияурана, радия и радона в подземных водах в зависимости от характераокружающих земных пород и интенсивности происходящего водообмена.Наибольшее содержание этих элементов ими найдено в водах урановыхместорождений. В водах осадочных и кислых магматических породсодержание урана и радия приблизительно одинаково, содержание же радонав кислых магматических породах в 4 – 16 раз больше, чем в осадочных.Интенсивность водообмена, по их данным, влияет только насодержание урана, повышая его концентрацию в водах осадочных пород иурановых месторождений соответственно в 25 – 60 раз. В Европейской частиРоссии в гидрокарбонатных водах на широте Санкт – Петербург – Москваобычно содержится урана 5∙10-7– 5∙10-6 г/л.Влияние климата на содержание урана в подземных водах особеннонаглядно проявляется в горных хребтах с большой амплитудой рельефа.
Ввысокогорных районах подземные воды чаще всего содержат 1∙10-7 – 2∙10-6г/л урана, в нижних частях хребтов – порядка 10-6 г/л, а в засушливыхстепях, окружающих эти хребты, – 3 ∙ 10-6 – 5 ∙ 10-3 г/л.34В. Г. Мелков и Л. Г. Пухальский [39] приводят несколько большиецифры содержания урана в подземных водах. По их данным, в отдельныхслучаях концентрация урана может доходить до 5∙10 -4 г/л.Вследствие непрерывного поступления почвенныхрастворов иподземных вод в открытые водоемы воды рек, озер, морей и океанов такжесодержат определенные количества различных радиоактивных элементов, заисключением радона и торона, которые в воде открытых водоемов визмеримых количествах обычно отсутствуют.По данным А.
П. Виноградова [14], южные реки обладают большейминерализацией и радиоактивных веществ в них содержится соответственнобольше. В среднем в южных реках содержание урана равно 5∙10-5 г/л, а всеверных реках колеблется от 2∙10-8 до 2∙10-7 г/л. Содержание радия в речныхводах также непостоянно и колеблется от 2∙10-13 до 4∙10-12 г/л.А. Н.
Токаревым и А. В. Щербаковым [62] были получены следующиеданные: содержание радия в водах различных морей и океанов колеблется от8∙10-14 до 4,5∙10-11 г/л, урана от 3,6∙10-8 до 2,5∙10-6 г/л, причем с увеличениемглубиныконцентрациярадиявморскойводеувеличивается.ВАтлантическом и Тихом океанах концентрация радия колеблется от 0 до3,2∙10-13 Ku/л, в среднем составляет 0,8∙10-13 Ku/л. [89]Содержание40К в водах рек и озер приблизительно соответствуетсодержанию радия. В реках 40К содержится 7,7∙10-12 Ku/л, в водах озер 1,3∙1011Ku/л.
Концентрация природного калия для океанов в среднем равна 3∙10-4г/см3.Полученные цифры иногда отличаются друг от друга на 1–2 порядка,что может быть объяснено в первую очередь различием в концентрациирадиоактивных веществ в тех источниках, которые исследовались. В то жевремянесомненно,чтоизвсехназемныхводоемовнаименьшаяконцентрация радиоактивных веществ определяется в водах рек, наибольшая– в водах некоторых морей и особенно озер, расположенных в засушливыхместностях.35Радиоактивных элементов в осадочных породах рек и морейсодержится значительно больше, чем в водах этих водоемов.
По данным,активность морской воды в 100 раз меньше, чем активность морских донныхотложений, а радиоактивность речной воды в 10 000 раз меньше активностиречных донных отложений. Гамма – излучения речной и морской водынезначительны, так как эти воды содержат очень мало урана и калия. Этообъясняется также тем, что в глубоких водах .изотопы тория, включая ионий,предшествующий 226Ra, почти не встречаются. Они выпадают в осадок послеадсорбции их гидроокислами марганца и железа, в то время как уран остаетсяв растворенном состоянии.Наибольшую радиоактивность имеют минеральные воды.
По даннымЕ. К. Федорова и В. И. Баранова [54], в некоторых глубинных хлоридно–натриево–кальциевых рассолах концентрации радия иногда бывают довольнозначительными: 10-10– 10-9 г/л и выше (содержание урана в этих рассолахдостигает 10-8– 10-7 г/л). Так как по абсолютному значению эти цифры все жеочень малы, значительно ниже предела растворимости в водах сернокислогорадия, он обнаруживается даже в сульфатных водах.Минеральные воды по составу содержащихся в них радиоактивныхэлементовразделяютсянарадоновые(Пятигорск,Железноводск,Белокуриха), радиевые (Цхалтубо, Кисловодск, Исти – Су), радоно –радиевые (Славяновский источник, Мацеста, Ильменский источник), радоно– радиево – урановые, урановые.В насыщенных водах содержание радия не превышает 7,5∙10-9 Ku/л, арадона 2,6∙10-8 Ku/л.
Обычно же этих элементов в воде содержится значительно меньше.Осаждение радия в порах или на водоносных трещинах карбонатныхпород создает эманирующие коллекторы, в которых происходит особеннозначительное насыщение вод радоном.Наряду с поступлением радия в природные воды происходит иобратный процесс осаждения или адсорбции его породами, с которыми воды36входят в соприкосновение. На все эти процессы влияют также характерводоема, длительность контакта вод с породами, наличие или отсутствиеорганических примесей, температура и т. д.Например, радий и уран, находящиеся в растворах в малыхконцентрациях,интенсивноадсорбируютсяразличнымиколлоидами.Хорошо адсорбируется радий глинами, торфом, углем и железистомарганцовыми отложениями.
Концентрация радия в осадке может на 4–6порядков превышать концентрацию его в растворе.Поскольку радиоактивность воды представляет интерес в первуюочередь с точки зрения того количества излучения, которое получаетчеловек, употребляющий эту воду в пищу, естественно возникает вопрос овлиянии характера водоснабжения на содержание в воде радиоактивныхвеществ. Наиболее полные данные в настоящее время имеются о содержаниив воде радия.Интересная работа опубликована в 1957 г. [106]. Исследуя воду в 41городе различных штатов США, Херш нашел, что содержание радия вобычной неочищенной воде различных городов колеблется от 2∙10-15(Токома, штат Вашингтона) до 6,54∙10-12 Ku/л (Джолиет, штат Иллинойс), т.е.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
