Автореферат и диссертация по медицине (14.00.07) на тему:Гигиеническая оценка радиационной опасностиуглей и попутного минерального сырья Канско-Ачинского угольного бассейна

Министерство здравоохранения Российской Федерации Кемеровская государственная медицинская академия

Р Г 6 од

на правах рукописи

Куркатов Сергей Васильевич

Гигиеническая оценка радиационной опасности углей и попутного минерального сырья Канско-Ачинского угольного бассейна

14.00.07-Гигиена

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата медицинских наук

Кемерово 1997

Работа выполнена в Центре государственного санитарно-эпидемиологического надзора в Красноярском крае и Кемеровской государственной медицинской академии Министерства здравоохранения Российской Федерации.

Научный руководитель - д. м. н., профессор,

академик РАЕН К. Г. Громов

Научный консультант - профессор, член-

корреспондент РАЕН Л. В. Барков

Официальные оппоненты: д. м. н., профессор

А. П. Михайлуц,

к. м. н. В. И. Зайцев

Ведущее учреждение: Институт комплексных

проблем гигиены и профессиональных заболеваний СО РАМН, г. Новокузнецк.

Защита диссертации состоится " "_1997 г.

на заседании специализированного совета К 084.65.02 при Кемеровской государственной медицинской академии (650029, г. Кемерово, ул. Ворошилова, д. 22 А). С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Кемеровской государственной медицинской академии.

Автореферат разослан " "_ 1997 г.

Ученый секретарь Совета, доктор медицинских наук

Е. В. Коськина

Общая характеристика работы

Актуальность работы. Радиационная безопасность объектов окружающей среды является важнейшей составляющей санитарно-эпидемиологического благополучия населения и обеспечения его здоровья. ВОЗ (1989) в число актуальных задач, решение которых может обеспечивать реализацию концепции "здоровье для всех", включила задачу № 19 - "Все государства должны располагать адекватными механизмами для мониторирования, оценки и борьбы с опасными факторами окружающей среды, представляющие угрозу для здоровья населения, включая радиацию".

Одним из основных источников облучения населения являются естественные радиоактивные нуклиды (ЕРН). Радиационное воздействие на здоровье населения и производственного персонала имеет место на протяжении всего угольного топливного цикла (УТЦ) (доклад НКДАР ООН, 1992). ЕРН содержащиеся во вскрышных породах и углях, а также в золошлаковых отходах являются важным источником облучения населения и производственного персонала и одним из возможных факторов формирования техногенного изменённого радиационного фона на территориях, прилегающих к предприятиям угольного топливного цикла (Рам-заев П. В., Архангельская Г. В., 1983).

Отечественные исследования оценки доз и факторов радиационной опасности, связанных с добычей и сжиганием угля, практически отсутствуют. Данные о естественной радиоактивности углей отрывочны и относятся к углям Печер-ского, В. Донбасского, Подмосковного, Кизеловского и, частично, Кузнецкого бассейнов (Жаров Ю. Н. и др., 1996)

Сведения о содержании ЕРН в углях Канско-Ачинского угольного бассейна единичны и ненадёжны. Они не позволяют выполнить гигиеническую оценку углей по их радиоактивности. Можно согласиться с мнением, что "радиационные аспекты не были регламентированы "Инструкцией по изучению токсичных компонентов при разведке угольных и сланцевых месторождений". В результате этих упущений была утрачена возможность получения

надежного и качественного материала для оценок радиационной опасности при сжигании Канско-Ачинских углей" (К. В. Гавршшн, АЮ.Озерский, 1996).

Вместе с тем, высокие удельные активности, установленные в отдельных пробах золы берёзовских углей, случаи выявления в толще углей и вмещающих пород урановых рудопроявлений, а также часто повышенная радиоактивность окисленных углей, дают основания полагать, что бурые угли Канско-Ачинского угольного бассейна могут быть важным фактором формирования техногенного усиленного фона на территориях, прилегающих к предприятиям УТЦ (К. В. Гав-рилин, А. Ю. Озерский, 1996).

Сведения об активности ЕРН в минеральном строительном сырье, попутно добываемом на месторождениях Канско-Ачинского угольного бассейна, а также в золошлако-вых отходах отсутствуют. Это не позволяет выполнить гигиеническую оценку роли ЕРН в облучении значительной части населения, проживающего в центральных районах Красноярского края, сдерживает развитие практически важных работ по утилизации золошлаковых отходов и приводит к нарушению производственными предприятиями гигиенических нормативов, ограничивающих содержания ЕРН в минеральном ароигсльном сырье.

Не определена роль ЕРН, содержащихся в углях и попутном минеральном сырье, в формировании радиационной обстановки на территории действия крупных топливно-энергетических комплексов, в частности, Канско-Ачинского. Не определены критерии оценки и количественные значения ЕРН в углях Канско-Ачинского бассейна, для безопасного обращения с продуктами их сжигания, используемыми в качестве минерального сырья для изготовления строительных материалов. Отсутствуют радиационно-гигиенические нормативы оценки содержания ЕРН в углях.

Вместе с тем, "в регионах должен быть налажен радиационный контроль за качеством завозимого угля на ГРЭС и ТЭЦ" (Рихванов Л. П., 1997). Из анализа ряда работ (Рам-заев П. В., Архангельская Г. В., (1983) можно заключить, что названные вопросы имеют актуальность, ВОЗ и НКДАР ООН

считают необходимыми исследования, создающие предпосылки профилактики стохастических эффектов и ограничения облучения населения и производственного персонала от природных источников ионизирующего облучения.

Целью исследования являлось научное обоснование мероприятий по снижению неблагоприятного воздействия радиационных факторов на здоровье населения при разработке и использовании углей и попутного минерального сырья Канско-Ачинского бассейна.

Достижение поставленной цели обеспечено путем решения следующих задач:

1. Дать гигиеническую оценку естественным радионуклидам, содержащимся в углях, продуктах их переработки и попутном минеральном сырье Канско-Ачинского бассейна.

2. Изучить роль естественных радионуклидов в формировании радиационной обстановки на территории Канско-Ачинского топливно-энергетического комплекса и центральных районов Красноярского края.

3. Определить критерии оценки и количественное значение естественных радионуклидов в углях Канско-Ачинского бассейна для безопасного обращения с продуктами их сжигания, предназначенными для использования в качестве минерального строительного сырья.

4. Разработать и научно обосновать региональные радиационно-гигиенические нормативы, правила гигиенической сертификации углей и попутного минерального сырья Канско-Ачинского бассейна для разработки мероприятий по снижению риска необоснованного облучения населения, проживающего в центральных районах Красноярского края.

Научная новизна. Впервые проведена радиационно-гигиеническая оценка углей Канско-Ачинского бассейна и продуктов их сжигания, а также вскрышных и вмещающих пород, используемых в качестве сырья при изготовлении строительных изделий для промышленного и гражданского строительства. Установлено, что приоритетными для углей Канско-Ачинского бассейна являются нуклиды уранового ряда, пространственно и территориально

неравномерно распределенные в угольных пластах и вмещающих породах.

Разработаны и обоснованы региональные уровни и критерии оценки EPH в углях и попутном минеральном сырье Канско-Ачинского бассейна, исключающие необоснованное облучение населения, проживающего в центральных районах Красноярского края.

Обоснованы принципы регионального радиационно-гигиенического нормирования содержания EPH в углях и попутном минеральном сырье Канско-Ачинского бассейна.

Разработаны методические подходы к гигиенической сертификации углей Канско-Ачинского бассейна с учетом содержания EPH на отдельных этапах УТЦ.

Практическая значимость и внедрение в практику.

Практическая значимость работы заключается в разработке: региональных гигиенических нормативов содержания EPH в углях и попутном минеральном сырье Канско-Ачинского бассейна; документов для гигиенической сертификации углей Канско-Ачинского бассейна; обоснования содержания и методов производственного контроля по критериям радиационной безопасности при добыче и использовании углей Канско-Ачинского бассейна и продуктов их сжигания; оптимизации содержания, структуры, методов лабора-торно-инструментального обеспечения работы отделений радиационной гигиены центров Госсанэпиднадзора в Красноярском крае; систематизации, ранжировании, приоритетности показателей радиационной безопасности в системе регионального экологического мониторинга.

Результаты исследования использованы при разработке:

1. Временных контрольных уровней (ВКУ) содержания естественных радионуклидов в минеральном строительном сырье и в изделиях из них. Утверждены постановлением заместителя главного государственного санитарного врача по Красноярскому краю 07 июля 1995 г. № 1-95.

2. Санитарных правил и норм "Порядок гигиенической сертификации углей". Утверждены постановлением заместителя главного государственного санитарного врача по Красноярскому краю 18 апреля 1997 г. № 11-97

3. Гигиенических нормативов "Временные допустимые уровни удельной эффективной активности естественных радионуклидов в углях". Утверждены постановлением заместителя главного государственного санитарного врача по Красноярскому краю 04 октября 1996 г. № 02-96.

4. Региональной целевой программы "Снижение уровня облучения населения и производственного персонала Красноярского края от природных источников ионизирующего излучения на 1996-2000 годы" (программа "Радон"). Утверждена Постановлением администрации Красноярского края 30.09.96 г.№601-п.

5. Гигиенических нормативов "Временные допустимые уровни удельной эффективной активности естественных радионуклидов в минеральном строительном сырье и изделиях из них". Утверждены заместителем главного государственного санитарного врача по Красноярскому краю 14 апреля 1997 г.№ 10-97.

6. Концепций экологического мониторинга и радиационной безопасности на территории Красноярского края (справка от 24.04.97).

7. Методических указаний "Производственный контроль естественных радионуклидов в углях при добыче на месторождениях Канско-Ачинского бассейна". Утверждены заместителем главного государственного санитарного врача по Красноярскому краю 14 апреля 1997 г.

8. Методических указаний "Производственный контроль естественных радионуклидов в углях и золошлаковых отходах на предприятиях использующих их в технологическом процессе". Утверждены заместителем главного государственного санитарного врача по Красноярскому краю 16 апреля 1997 г.

Апробация работы. Материалы диссертации доложены и обсуждены на научно-практической конференции "Экологическое состояние и природоохранные проблемы

Красноярского края" (Красноярск, 1995), межрегиональной научно-практической конференции "Региональные проблемы гигиены, эпидемиологии, экологии и здоровья человека (С. Петербург, 1996), VIII Всероссийском съезде гигиенистов и санитарных врачей (Москва, 1996), региональной научно-практической конференции "Здоровье общества и безопасность жизнедеятельности" (Красноярск, 1997 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 11 работ. Результаты исследования использованы в 10 отчетах НИР.

Положения выносимые на защиту:

1. Гигиеническая характеристика углей и попутного минерального сырья Канско-Ачинского угольного бассейна должна включать в себя следующие показатели: удельную активность радионуклидов радия-226, тория-232, калия-40 и их удельную эффективную активность.

2. Исходный уровень радиоактивности углей и попутного минерального сырья Канско-Ачинского бассейна могут влиять на радиационную остановку на территории Канско-Ачинского топливно-энергетического комплекса.

3. Основными критериями радиационного риска при добыче и использовании углей и попутного минерального сырья Канско-Ачинского угольного бассейна являются: уровень гамма-фона и удельная эффективная активность естественных радионуклидов.

4. Внедрение системы регионального радиационно-гигиенического нормирования, производственного радиационного контроля и гигиенической сертификации углей на предприятиях Канско-Ачинского топливно-энергетического комплекса позволяют определить безопасное направление их использования.

Объем и структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, списка литературы, приложений.

Диссертация изложена на 146 страницах машинописного текста, включая 32 таблицы и 6 рисунков. Список литературы содержит 115 источников, из них 11 работ иностранных авторов.

Объекты, методы и объем исследования.

Работа выполнялась в центре государственного санитарно-эпидемиологического надзора в Красноярском крае, имеющим в своем составе региональный радиологический центр. Последний оснащен альфа-, бета-, гамма-спектрометрическими приборами, оборудованием и программным обеспечением для определения естественных и техногенных радионуклидов, новой аппаратурой - радон-мониторами А1рИаОиАИ} Ь()-2000, гамма-мониторами Сатта-ТКАСЕЯ и др. для измерения продуктов распада нуклидов уранового и ториевого рядов и мощности экспозиционной дозы.

Основными объектами исследования были угли различных месторождений Канско-Ачинского бассейна и продукты их сжигания, а так же попутное минеральное строительное сырье. Кроме того, изучались почва и радиационный фон на территории вблизи действующих угольных разрезов и населенных пунктов, расположенных в зоне Канско-Ачинского угольного бассейна.

Для оценки радиационной обстановки были проведены исследования гамма-фона в населенных пунктах и жилых домах, на угольных разрезах, золоотвалах крупных ТЭЦ входящих в зону Канско-Ачинского угольного бассейна. Всего выполнено 16119 дозиметрических исследований. Кроме того исследовано 10 образцов почвы радиохимическим методом для определения радионуклидов плутония.

Для гигиенической оценки выполнен 1191 гамма-спектрометрический анализ образцов бурых углей, 285 - попутного минерального строительного сырья, а также 1722 -золошлаковых отходов, образующихся при сжигании углей, добываемого на разрезах Канско-Ачинского бассейна. Для оценки пылерадиационного фактора были проанализированы результаты исследования запыленности рабочих мест на предприятиях угольного топливного цикла и предприятия по добыче и переработке минерального строительного сырья. Всего было выполнено 1177 исследований на запыленность рабочих мест. На территории Красноярского края эти работы выполнены впервые.

Все лабораторные исследования, выполненные в рамках диссертационной работы проведены в аккредитованном испытательном центре в составе центра Госсанэпиднадзора (ЦГСЭН) в Красноярском крае. Аттестат аккредитации N ГСЭН. ЦОО. 079, зарегистрирован в реестре 26.12.94г. и N РОСС RU. 0001.510243, зарегистрирован в государственном реестре 15.03.95 г.

Материалы исследования обработаны с использованием методов непараметрического и параметрического статистического анализа (Л. Закс, 1976), основанного на использовании, в том числе, модифицированного t-критерия (Welch B.L., 1937, 1947), М-статистики (Dixon W.J., 1953), Н-критерия (Kruskal W.H., Wallis W.A., 1952) и др. Статистическая обработка баз данных проведена с использованием средств вычислительной техники и применением пакетов прикладных программ.

Результаты собственных исследований Исследование углей Канско-Ачинского бассейна показало, что их радиоактивность определяется естественными радионуклидами - радием-226, торием-232 и калием-40.

Подавляющая масса исследованных углей обладает низкой радиоактивность (табл. 1).

Таблица 1

Удельная активность ЕРН в товарных углях, добываемых на месторождениях Канско-Ачинского бассейна, Бк/кг

Месторождение 226Ra 232Th 40К

Сред, знач. Мин згач. Макс, згач. Сред, згач Мин. згач Макс, згач Сред згач Мин згач. Макс, згач

1 <5 <5 94.5 <5 <5 <5 <50 <50 <50

2 <5 <5 110 <5 <5 <5 <50 <50 88.9

3 12.6 <5 127 <5 <5 <5 <50 <50 <50

Примечание: 1 - Березовское, 2 - Бородинское, 3 -Назаровское месторождения

Содержание EPH в бурых углях Каю<о-Ачинеюго баахйна, как прави-

ло, ниже предела определения, характерного для используемой аппаратуры - 5 Бк/кг для 226Ra и 232Th и 50 Бк/кг для 40К.

Вместе с тем, на угольных разрезах выявлены единичные пробы и отдельные зоны угля с повышенной активностью 226Ra, достигающей 127 Бк/кг. В среднем удельная эффективная активность углей Канско-Ачинского бассейна составляет 11.5 Бк/кг и варьирует от <5 до 132.4 Бк/кг. Окисленные угли имеют удельную эффективную активность, достигающую 2500 Бк/кг, но они по техническим условиям не должны поставляться потребителям.

Радиоактивность углей практически полностью определяется радием-226, что позволяет ограничить последующий производственный контроль определением только этого нуклида.

Таким образом, угли с высоким содержанием радия-226 представляют гигиенический интерес, так как золы, полученные в результате их сжигания, могут формировать техногенный усиленный фон в местах их складирования, а так же будут иметь ограничения при использовании их в качестве сырья для строительных материалов и в других отраслях народного хозяйства и быту.

Полученные результаты изучения радиационного качества зол-уноса ТЭС, сжигающих угли Канско-Ачинского месторождения, свидетельствуют о более широком диапазоне содержания естественных радионуклидов в зольных остатках, чем это считалось раньше. Так, из работы К. В. Гав-рилина (1996) следует, что суммарная естественная радиоактивность сухих зол обычно находится в диапазоне от 370 до 1168 Бк/кг, хотя нередко встречаются пробы с активностью, равной 130 Бк/кг.

В тоже время, в результате проведенных нами исследованиях установлено, что радиационное качество зол-уноса зависит от активности естественных радионуклидов в углях конкретных месторождений Канско-Ачинского бассейна. Удельная активность зол определяется естественными радионуклидами и колеблется от 60 до 2680 Бк/кг. Средняя удельная эффективная активность зол не превышает 370 Бк/кг (табл. 2).

Таблица 2

Удельная эффективная активность золошлаков, образующихся при сжигании углей Канско-Ачинского бассейна, Бк/кг

Угли Продукты Аэфф

месторождения сжигания Средняя Мин. Макс.

зола 88.1 69.4 132

Бородинского шлак 78.1 60.9 103.5

зола 270 59.6 2680

Березовского шлак 233 60 714

Назаровского золошлак 163 44.8 436

Однако довольно часто встречаются пробы с высокими значениями АЭфф. Так, все 10 проб золы-уноса, отобранные в июле-августе 1993 г. после электрофильтров блока № 2 Березовской ГРЭС-1, имели удельную эффективную радиоактивность EPH от 574 до 2680 Бк/кг. Это обусловлено высокими содержанием EPH в исходных углях и перераспределением их по полям электрофильтра.

Таким образом, радиоактивность углей Канско-Ачинского бассейна определяется естественными радионуклидами. Основные показатели гигиенической оценки должны базироваться на удельной активности радионуклидов ра-дия-226, тория-232 и галия-40 и их удельной эс]х})асгиыюй аюивнэсга.

Результаты исследования минерального строительного сырья приведены в табл. 3. Удельная эффективная активность EPH в строительном сырье, добываемом на угольных разрезах Канско-Ачинского угольного бассейна, составляет в среднем 143±20 Бк/кг. Диапазон изменчивости активности EPH в отдельных видах строительного сырья очень широк. Для песчано-гравийной смеси он составляет от 81 до 96, для алевролитов - от 100 до 181, суглинков и глин - от 133 до 176 Бк/кг.

Гигиеническая оценка оказывает, что минеральное строительное сырье, добываемое на территории Канско-Ачинского угольного бассейна, относится к первому классу и может использоваться для изготовления строительных изделий без ограничений.

Таблица 3

Удельная активность и удельная эффективная активность ЕРН в минеральном строительном сырье, добываемого

на угольных разрезах Канско-Ачинского бассейна, Бк/кг

Порода Месгорожд 22бИа 232ТЬ 40К АЭфф

Песчано- Березовское 22.6±10 16.4±10.5 431±79 80.7±26

грав1№ Урюпекое 32.3±4.6 24.2±9.2 448±41 102±15

ная смесь Назаровское 15±12.4 31.7±7.5 465±128 96.1*20.7

Среднее: 23.3±9.6 24.1±9.1 448±90 93±21

ГЪсч.ан. Бородинское 35.8±8.4 25.5±20.2 557±37 117±35

Бородинское 27,5±4.6 25.8±10.0 453±86 99.8±12

Алевро- Березовские 50.4±7.0 32.6±8.7 388±20 126±9

литы Назаровское 54.4±7.9 54.9±10.8 760±128 191±20

Среднее: 44.1±6.5 37.8±9.9 534±90 139±14

Бородинское 28.3±4.7 45.7±5.2 492±86 130±13

Суглинки Березовское 37.5±5.4 49.4±11.6 574±53 151±15

и Назаровское Зб.7±11.6 60.9±4.8 594±50 167±16

глины Уркхкжое 54.2±3.2 62.7±2.9 465±95 176±10

Среднее: 39.2±7.0 54.7±6.9 531±74 15 6±14

Алевро-

песч. го- Бородинское 46.8±5.3 55.4±7.6 696±101 179±14

релые

Гранты Бородинское 14.3±10.5 54±16.3 1033±239 173±45

Среднее по бассейну 33.9*8.1 41.9±12.6 633±123 143±20

Исследованиями установлено, что радиационная обстановка на предприятиях угольного топливного цикла благополучная. Средние значения МЭД на площади горных работ изученных угольных разрезов Канско-Ачинского месторождения находятся в диапазоне от 6 до 17 мкР/ч, что соответствует уровню как глобального

фона, характерного для центральных районов Красноярского края, так и местного фона, присущего для территорий, сложенных обычными осадочными породами. Вместе с тем, на участках залегания сажистых углей МЭД достигает 100 мкР/ч и более. Средние значения МЭД коррелируют с лито-логическими типами пород, слагающих участки измерения гамма-фона. Вариации их в пределах этих участков не превышают ± 30%.

Результаты измерений гамма-фона на территории зо-лоотвалов ТЭЦ с гидрозолоудалением показывают, что здесь МЭД составляет в среднем 7.3±1.4 мкР/ч, ее вариации не превышают ± 22 %, а диапазон колебания от 4 до 11 мкР/ч. Несмотря на то, что имели место случаи сжигания углей с высоким содержанием ЕРН, на золоотвалах ТЭЦ не обнаружены аномальные зоны. Это можно объяснить тем, что исследованные золоотвалы сформированы предприятиями, оборудованными системами гидрозолоудаления. Учитывая, что активность зол определяет радий-226, который является подвижным элементом, происходит его выщелачивание из золошлаков, поступающих в золоотвалы. Это подтверждается и результатами работ К. В. Гаврилина и А. Ю. Озерского (1996) по данным которых потери радионуклидов в золоот-вале Березовской ГРЭС-1 составляют 57 % для урана, 49 % для тория и 24 % для калия.

Несмотря на незначительное фоновое содержание ЕРН в углях, практически на всех месторождениях выявлены как единичные пробы угля, так и отдельные зоны с повышенным содержанием радионуклидов. Так, на Бородинском угольном разрезе в 10 пробах из 210 выявлены содержания Ra в интервале от 34 до 110 Бк/кг и еще в 11 пробах 40К от 478 до 889 Бк/кг. Из 79 проб Березовского угольного разреза четыре аномальных пробы характеризуются повышенной удельной активностью 226Ra, равной в среднем 78 Бк/к, при диапазоне варьирования от 45.2 до 94.6 Бк/кг. На Назаров-ском угольном разрезе из 109 проб - 14 имеют повышенные содержания 226Ra с диапазоном изменчивости удельной активности от 46.4 до 127 Бк/кг. Такие угли могут быть исгопш-юм золы с высокой удельной активность, ограничивающей жгользэваниг

ее в качестве строительного минерального сырья, а так же являться причиной высокого уровня гамма-фона.

Таким образом, радиационная обстановка на территории Канско-Ачинского топливно-энергетического комплекса определяется исходным уровнем естественной радиоактивности углей, в первую очередь, удельной активностью радия-226.

При добыче углей и попутного минерального сырья Канско-Ачинского бассейна, их переработке и обращении с продуктами их переработки появляется радиационный риск для населения. К факторам радиационного риска относятся: добыча угля и минерального сырья с повышенными уровнями активности ЕРН, концентрирование ЕРН в золошлаковых отходах и изготовление из них строительных материалов и изделий для промышленного и гражданского строительства.

Результаты исследования показывают, что минеральное строительное сырье, добываемое на территории Канско-Ачинского угольного бассейна, и гидратированные золы могут использоваться для изготовления строительных материалов и изделий без ограничения, так как их удельная эффективная активность не превышает 370 Бк/кг.

Широкий диапазон изменчивости удельной эффективной активности ЕРН свидетельствует о возможности управления радиационным качеством строительных материалов и изделий и снижения их удельной активности путём исключения или сокращения доли высоко радиоактивных материалов.

При сжигании углей происходит концентрирование ЕРН в золошлаковых отходах. Если удельная эффективная активность углей варьирует в диапазоне от 5 до 132 Бк/кг, то у золошлаковых отходов он составляет 60-2680 Бк/кг. Таким образом, ЕРН, присутствующие в углях и продуктах их сгорания, могут быть существенными факторами риска необоснованного облучения населения.

В процессе исследования проведена оценка годовой эффективной дозы, обусловленной облучением природными источниками ионизирующего излу-

чения работников предприятий добывающих и перерабатывающих минеральное сырье (табл. 4).

Таблица 4

Годовая эффективная доза, обусловленная облучением природными источниками ионизирующего излучения работников предприятий, добывающих и перерабатывающих минеральное сырье, и её составляющие, мкЗв/год

Условия работы Дозообразующие факторы Суммарная годовая эфф.даа

Гамма-фон 222Яп 220Кп 238и 232ТЪ

Добыча угля

Сред зичения 104 56 14 2 3 179

Макс, значения 216 56 14 1220 6 2242

Вскрыша, добычаи переработка минерального строшшьного сырья

Сред значения 172 56 15 43 61 347

Макс, зичгния 246 177 74 146 192 835

Сжигание угля и золошлакоудаление

Сред значения 172 177 74 16 6.4 445

Мак:, значгния 284 177 74 4908 537 5980

Как следует из этой таблицы, основным дозообра-зующим фактором является природный гамма-фон, значения которого не превышают обычного диапазона изменчивости. Вместе с тем, при отработке участков с аномально высоким содержанием естественных радионуклидов мощности экспозиционной дозы может возрастать и достигать значений, равных 100 мкР/ч и более.

Вторым по значимости дозообразующим фактором является природный радиоактивный газ радон (222Яп). Однако его объёмная активность в воздухе рабочей зоны обычно близка к 5 Бк/м3 и редко достигает 22 Бк/м3, что многоменьше среднемировой концентрации радона, равной 40 Бк/м3.

В огдет>ныхнебпагшрия1ныхстуациях, вамзжных т предприятиях

строительных материалов с высокой запылённостью воздуха рабочей зоны, основным по значимости становится пылера-диационный фактор (в таких случаях его доля в формировании дозы достигает 40 %). Кроме того, этот фактор может оказаться доминирующим при обращении с окисленными углями и их золами, отличающимися особо высокими удельными активностями естественных радионуклидов.

Оценка результатов исследования показала необходимость осуществления контроля за содержанием ЕРН, для чего требуется их нормирование.

В настоящей работе для нормирования углей предлагается воспользоваться подходом, основанном на принципе возможности радиационно-безопасного обращения с продуктами сжигания угля.

В основу гигиенического нормирования радиационно-безопасного обращения с углями Канско-Ачинского бассейна положены следующие принципы:

безпорогового воздействия на организм человека ионизирующего излучения;

недопущения необоснованного облучения населения от естественных радионуклидов;

не превышения сложившегося естественного уровня активности ЕРН в минеральном строительном сырье за счет накопления их в золошлаковых отходах.

Концентрация естественных радионуклидов в золошлаковых отходах в несколько раз выше, чем в исходных углях. Это связано с тем, что основная часть ЕРН в углях связана с минеральной составляющей, не образует соединений, летучих при температуре сгорания, и практически полностью накапливается в золошлаковых отходах. Поэтому можно допустить, что коэффициент концентрирования ЕРН в отходах обратно пропорционален зольности угля А (в %), то есть равен 100/А.

Учитывая, что удельная эффективная активность минерального строительного сырья, добываемого как на территории Канско-Ачинского угольного бассейна, так и в целом в Красноярском крае не превышает 200 Бк/кг, были введены контрольные уровни содержания естественныхращюнуклвдж (табл. 5).

Таблица 5

Контрольные уровни содержания естественных радионуклидов в минеральном строительном сырье и изделиях из них

Контролируемые показатели Контрольный уровень Ограничения

Удоыия эффекшыия активность ЕРН в миндшыюм арсяпсльнэм сырье (вклкгая отходы грзмышлзпост), строительных матсригах, га-данях и инструкциях, изюль-з^шых для строительства объектов жилхо и общхгкннэго шзеемеяия. до 200 Бк/кг от200дэ370Бк/кг более 370 Бк/кг Нет Еасршиегся доя примас ния при условии стиоова ния с саншарш с^я&й. Дня при\книия в жи-лишцм строительстве ге рарниекя.

Поэтому при разработке допустимых значений удельной эффективной активности в углях использовался показатель контрольного уровня для строительных материал».

Предлагаемые допустимые уровни показателей радиационного качеств углей приведены в табл. 6.

Таблица 6

Допустимые уровни удельной эффективной активности естественных радионуклидов в углях Канско-Ачинского бассей-

на и мощности экспозиционной дозы

Нормируемые показатели Ограничения на использование угля и порядок обращения с золошлаковыми отходами

Аэфф<200Аа МЭД< 12 Ограничений тизюльзованигутя и эатштговы> лхедоа, в тем числе, для бытовых нужд юхлшия шт

200 Аа<Аэфф<370 Аа 22>МЭД> 12 Истльзоваме упи для бытовых г^жц шэешния рарешаегся го сотазошпию с ЦГСЭН в Крозсяр-ск»1 краг Офаничэшй ш окиганиг в прсмышлш-ных и ы»в^тльных млельных шг.

Аэфф > 370 Аа МЭД > 22 Угаль гриодм для сжигания только в промышленных котельных, втем чюе га ТЭС и ГРЭС, имеющих оранюованнэе эоишиюудалапе и авдильш оборудованные эсшшшшхранилицв.

Примечание: Аа - зольность угля в расчете на аналитическое состояние, огн. од.

В качестве дополнительного показателя используется мощность экспозиционной дозы внешнего гамма-излучения. Необходимость введения дополнительного показателя обусловлено рядом обстоятельств. Во-первых, внешнее гамма-излучение является одним из основных дозообра-зующих факторов. Во-вторых, величина МЭД прямо пропорционально зависит от активности ЕРН в углях и вмещающих породах. И, наконец, в-третьих для измерения МЭД используется простая и доступная аппаратура. В результате, контроль МЭД позволяет оперативно выявлять участки угля и вмещающих пород с высокими концентрациями ЕРН, опасными для здоровья производственного персонала и населения, и осуществлять целенаправленный отбор проб для последующего определения в них удельной эффективной активности ЕРН. Вместе с тем, ограничиться измерением только МЭД нельзя из-за недостаточной чувствительности этого показателя и его аддитивности, в результате которой невозможна дифференцированная оценка вкладов отдельных радионуклидов, в суммарную активность.

Предложенные допустимые уровни позволят техническому персоналу предприятий УТЦ и организациям, контролирующим экологическую ситуацию, получать оперативную информацию о радиационном качестве энергетического минерального сырья, оперативно его оценивать и принимать верные решения.

Материалы исследования дают основание предлагать гигиеническую сертификацию углей Канско-Ачинского бассейна по радиационному качеству. Она должна проводиться на этапах экспертизы нормативно-эксплуатационной документации и инструментально-лабораторных исследований углей.

На этапе экспертизы нормативно-эксплуатационной документации рассматриваются материалы, характеризующие типы и сорта углей их естественную радиоактивность, а также оценивается полнота и достоверность нормируемых радиационно-гигиенических показателей и принимается решение об объемах необходимых инструментально-лабораторных испытаний.

На этапе инструментально-лабораторных испытаний производится отбор и подготовка проб к испытаниям, исследования активности ЕРН в них и, при необходимости, выполняются контрольные измерения МЭД в массиве угля, в забое или на площади горных работ.

На основании полученных результатов осуществляется радиационно-гигиеническая оценка углей и принимается решение о выдаче сертификата на определенный срок.

Таким образом, внедрение системы радиационного контроля и гигиенической сертификации углей и попутного минерального сырья на предприятиях Канско-Ачинского топливно-энергетического комплекса на основе контрольных уровней допустимых значений удельной эффективной активности естественных радионуклидов и МЭД позволяет идентифицировать участки и партии углей с повышенной радиоактивностью и обеспечить безопасное обращение с ними.

Направления мероприятий по профилактике необоснованного облучения населения от ЕРН, содержащихся в углях Канско-Ачиского бассейна и продуктах их сжигания.

С целью профилактики стохастических эффектов и ограничения облучения населения и производственного персонала от природных источников ионизирующего излучения, содержащихся в углях и попутном минеральном сырье Канско-Ачинского бассейна, необходимо вводить гигиенические требования к проектно-изыскательским работам.

Методика разведки месторождений и технология добычи, переработки и сжигания углей должны учитывать гигиенические требования, относящиеся к контролю показателей радиационного качества углей, попутных полезных ископаемых и золошлаковых отходов, а также факторов радиационной безопасности на территориях предприятий, отдельных рабочих местах и в местах проживания населения.

Учитывая, что в процессе добычи и использования углей вамзжно

ухудшение радиационной обстановки, целесообразно введение региональных гигиенических нормативов, регламентирующих допустимые уровни МЭД на территориях, удельной активности ЕРН в минеральном сырье и пылерадиационного фактора на рабочих местах, а также организация их контроля на предприятиях УТЦ и государственного санитарно-эпидемиологического надзора.

Для оптимизации государственного санитарно-эпидемиологического надзора за ЕРН, возникла необходимость в совершенствовании структуры, методов работы, развитии нормативно-методической и материальной базы; во внедрении современного лабораторно-инструментального оснащения. Это целесообразно осуществлять в рамках деятельности созданных в составе отдельных ЦГСЭН региональных радиологических цзпров и их гсхудфсгвешюй аккредитации.

Учитывая, что добываемые на территории Канско-Ачинского бассейна угли, являются продукцией, которая может представлять радиационную опасность для здоровья населения, следует внедрять гигиеническую сертификацию.

Для обеспечения снижения радиационной опасности для здоровья населения, представляется необходимым организовать и рационализировать производственный контроль на предприятиях УТЦ с введением выходного контроля для товарного угля разрезов и входного на предприятиях перерабатывающих и сжигающих уголь, а также осуществления периодического контроля радиационного качества золошла-ковых отходов, строительных шгсршлов и изделий та их основе.

Следует внедрить в систему экологического мониторинга показателей содержания ЕРН в углях и продуктах их сжигания и переработки, а также в минеральном строительном сырье, с определением интервалов пространственно-временного съема информации, компьютерной системы поддержания баз данных и выдачей информации для различных видов пользователей.

Выводы:

1. Радиоактивность углей и попутного минерального сырья Канско - Ачинского бассейна определяется естественными радионуклидами. При их ги-

гиенической оценке должны определяться удельная активность радия-226, тория-232, калия-40 и их удельная эффективная активность.

2. Радиационная обстановка на территории КАТЭК, первично детерминированная наличием ЕРН в углях и попутном минеральном сырье, вследствие больших объемов использования, концентрирования активности в золошлако-вых отходах, пространственной неоднородности природно-сложившихся участков с повышенной активностью, характеризуется формированием необоснованных доз облучения населения. В пределах территории КАТЭК выявлены изолированные участки с МЭД до 100 мкР/ч и более, обнаружены отдельные угольные пласты с удельной активностью радия от 84 до 127 Бк/кг, а уровни облучения технического персонала, связанного с обслуживанием технологического процесса сухого золоудаления, превышают нормируемый предел эффективной дозы-5 мЗв/год.

3. Основным критерием оценки ЕРН в углях Канско-Ачинского бассейна, для использования золошлаковых остатков их сжигания в качестве сырья для изготовления строительных материалов является удельная эффективная активность, дополнительным - мощность экспозиционной дозы.

4. В основу регионального гигиенического нормирования ЕРН в углях и попутном минеральном сырье Канско-Ачинского бассейна положены принципы исключения необоснованного облучения населения и не превышения при-родно-сложившегося уровня удельной эффективной активности ЕРН в минеральном строительном сырье

5. Обоснованы содержание и форма гигиенической сертификации углей Канско-Ачинского бассейна на этапах экспертизы нормативной и эксплуатационной документации, инструментально-лабораторных испытаний и контроля за соблюдением условий гигиенической сертификации.

6. Разработана система профилактических мероприятий по снижению неблагоприятного воздействия радиационного фактора, включающая гигиенические требования к проектно-изыскательским работам, технологическим

процессам добычи и сжигания, введение региональных гигиенических нормативов и гигиенической сертификации углей, оптимизацию и рационализацию государственного санитарно-эпидемиологического надзора.

Основные положения диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Некоторые вопросы формирования краевой целевой программы снижения уровня облучения населения и производственного персонала от природных источников ионизирующего излучения. И Экологическое состояние и природоохранные проблемы Красноярского края.: Тез. докл. краевой конф,- Красноярск, 1995.-С. 40-46.

2. Естественная радиоактивность минеральных строительных материалов и вклад ее в облучение населения. // Экологическое состояние и природоохранные проблемы Красноярского края.: Тез. докл. краевой конф. - Красноярск, 1995.-С. 151-153.

3. Проблемы изучения и нормирования естественной радиоактивности углей Канско-Ачинского и Минусинского бассейнов. // Экологическое состояние и природоохранные проблемы Красноярского края.: Тез. докл. краевой конф. -Красноярск, 1995.-С. 149-151.

4. Изучение радоноопасности жилых и социально-бытовых помещений г. Красноярска. // Экологическое состояние и природоохранные проблемы Красноярского края.: Тез. докл. краевой конф,- Красноярск, 1995.-С.144-146.

5. Экологическое районирование. // Экологическое состояние и природоохранные проблемы Красноярского края.: Тез. докл. краевой конф. - Красноярск, 1995.-С. 191-192

6. Результаты радиационных исследований углей Канско-Ачинского бассейна. // Региональные вопросы гигиены, эпидемиологии и здоровья населения.: Материалы межрегиональной научно-практической конф. - Санкт-Петербург,1996,-С. 37-40.

7. Радиационные исследования попутного минерального сырья при добыче углей Канско-Ачинского бассейна. // Региональные вопросы гигиены, эпидемиологии и здоровья

населения.: Материалы межрегиональной научно-практической конф. - Санкт-Петербург, 1996.- С. 40-43.

8. Радиационно-гигиеническая классификация углей. // Региональные вопросы гигиены, эпидемиологии и здоровья населения.: Материалы межрегиональной научно-практической конференции -Санкт-Петербург, 1996.-С.43-47.

9. Естественная радиоактивность минерального строительного сырья и вклад ее в облучение населения. // Материалы VIII Всероссийского съезда гигиенистов и санитарных врачей. - Москва, 1996,- С. 247-248.

10. Временные контрольные уровни содержания естественных радионуклидов в углях и минеральном строительном сырье. // Материалы VIII Всероссийского съезда гигиенистов и санитарных врачей. - Москва,1996,- С. 251-253.

11. Оценка доз облучения работников предприятий угольного топливного цикла Красноярского края, обусловленных природными радионуклидами Канско-Ачинского угольного бассейна. // Здоровье общества и безопасность жизнедеятельности.: Материалы региональной научно-практической конф. - Красноярск, 1997,- С. 284-286.