Радий и радон в окружающей среде
Примеры и перспективы в этой статье могут не отражать мировую точку зрения на предмет . ( сентябрь 2023 г. ) |
Часть серии о |
Загрязнение |
---|
Радий и радон вносят важный вклад в радиоактивность окружающей среды . Радон возникает естественным образом в результате распада радиоактивных элементов в почве и может накапливаться в домах, построенных на территориях, где происходит такой распад. Радон является основной причиной рака; по оценкам, на его долю приходится около 2% всех смертей, связанных с раком, в Европе. [1]
Радий, как и радон, радиоактивен, встречается в природе в небольших количествах и опасен для жизни, если радиация превышает 20-50 мЗв /год. Радий — продукт распада урана и тория . [2] Радий также может попадать в окружающую среду в результате деятельности человека: например, с неправильно выброшенными изделиями, окрашенными радиолюминесцентной краской.
Радий
[ редактировать ]В нефтегазовой отрасли
[ редактировать ]Остатки нефтегазовой промышленности . часто содержат радий и его дочерние элементы Сульфатные отложения из нефтяной скважины могут быть очень богаты радием. Вода внутри нефтяного месторождения часто очень богата стронцием , барием и радием , а морская вода очень богата сульфатами : поэтому, если вода из нефтяной скважины сбрасывается в море или смешивается с морской водой, радий, скорее всего, будет вынесен наружу. раствора сульфатом бария/стронция, который действует как осадок- носитель . [3]
Радиолюминесцентные (светящиеся в темноте) изделия.
[ редактировать ]Нередко местное загрязнение возникает в результате неправильной утилизации радиолюминесцентных красок на основе радия. [4]
В радиоактивном шарлатанстве
[ редактировать ]Эбен Байерс был богатым американским светским человеком, чья смерть в 1932 году от использования радиоактивного шарлатанского продукта под названием Радитор является ярким примером смерти, вызванной радием. Радитор содержал ~1 мкКи (40 кБк) 226 Ra и 1 мкКи 228 Ра за бутылку. Радитор принимался внутрь, а радий, будучи имитатором кальция , имеет очень длительный биологический период полураспада в костях . [5]
Радон
[ редактировать ]Большая часть дозы обусловлена распадом полония ( 218 По) и вести ( 214 Пб) дочери 222 Рн. Контролируя воздействие на дочерей, радиоактивную дозу на кожу и легкие можно снизить как минимум на 90%. Это можно сделать, надев пылезащитную маску и костюм, закрывающий все тело. Обратите внимание, что воздействие дыма одновременно с радоном и дочерними элементами радона увеличит вредное воздействие радона. на уранодобывающих предприятиях Было обнаружено, что радон более канцерогенен для курильщиков, чем для некурящих. [3]
возникновение
[ редактировать ]Концентрация радона на открытом воздухе колеблется от 1 до 100 Бк м. −3 . [6] Радон можно найти в некоторых родниковых водах и горячих источниках . [7] Города Мисаса в Японии и Бад-Кройцнах могут в Германии похвастаться богатыми радием источниками, выделяющими радон, как и Радиум-Спрингс в Нью-Мексико .
Радон естественным образом выделяется из земли, особенно в некоторых регионах, особенно, но не только в регионах с гранитными почвами. Не все гранитные регионы склонны к высоким выбросам радона, например, хотя порода, на которой находится Абердин , очень богата радием, в ней отсутствуют трещины, необходимые для миграции радона. В других близлежащих районах Шотландии (к северу от Абердина) и в Корнуолле / Девоне радон вполне способен покинуть скалу.
Радон – продукт распада радия , который, в свою очередь, является продуктом распада урана. Доступны карты средних уровней радона в домах, которые помогут в планировании мер по смягчению последствий. [8]
Хотя высокое содержание урана в почве / камне под домом не всегда приводит к высокому уровню радона в воздухе, можно увидеть положительную корреляцию между содержанием урана в почве и уровнем радона в воздухе.
В воздухе
[ редактировать ]Радон вредит качеству воздуха во многих домах. (См. «В домах» ниже.)
Радон ( 222 Rn), выброшенный в воздух, распадается до 210 Pb и другие радиоизотопы, а также уровни 210 Pb можно измерить. Важно отметить, что скорость выпадения этого радиоизотопа очень зависит от сезона. Вот график скорости осаждения, наблюдаемой в Японии . [9]
В грунтовых водах
[ редактировать ]Вода из колодца может быть очень богата радоном; использование этой воды внутри дома — еще один путь проникновения радона в дом. Радон может попасть в воздух и затем стать источником воздействия на людей, или же вода может потребляться людьми, что представляет собой другой путь воздействия. [10]
Радон в дождевой воде
[ редактировать ]Дождевая вода может быть очень радиоактивной из-за высокого уровня радона и продуктов его распада. 214 Би и 214 Пб; концентрации этих радиоизотопов могут быть достаточно высокими, чтобы серьезно нарушить радиационный контроль на атомных электростанциях. [11] Самый высокий уровень радона в дождевой воде наблюдается во время гроз, и предполагается, что во время грозы радон концентрируется, поскольку во время грозы он образует некоторое количество положительных ионов. [12] Оценки возраста дождевых капель были получены путем измерения содержания изотопов короткоживущих продуктов распада радона в дождевой воде. [13]
В нефтегазовой отрасли
[ редактировать ]Вода, нефть и газ из скважин часто содержат радон . Радон распадается с образованием твердых радиоизотопов, которые образуют покрытия на внутренней стороне трубопроводов. На нефтеперерабатывающем заводе участок, где перерабатывается пропан , часто является одним из наиболее загрязненных участков завода, поскольку радон имеет температуру кипения, аналогичную температуре кипения пропана. [14]
В шахтах
[ редактировать ]Поскольку урановые минералы выделяют газ радон и их вредные и высокорадиоактивные продукты распада , добыча урана значительно более опасна, чем другая (и без того опасная) добыча твердых пород , требующая адекватных систем вентиляции, если шахты не открытые . В 1950-х годах значительное количество американских добытчиков урана были навахо навахо было обнаружено множество месторождений урана , так как в резервациях . У статистически значимой части этих шахтеров позже развился мелкоклеточный рак легких , тип рака, обычно не связанный с курением. после воздействия урановой руды и радона-222 , естественного продукта распада урана, [15] Было показано, что агентом, вызывающим рак, является радон, вырабатываемый ураном, а не сам уран. [16] Некоторые выжившие и их потомки получили компенсацию в соответствии с Законом о компенсации за радиационное воздействие в 1990 году.
Уровень радона в воздухе шахт теперь обычно контролируется законом. В действующей шахте уровень радона можно контролировать с помощью вентиляции , изолируя старые выработки и контролируя уровень воды в шахте. Уровень шахты может повыситься, когда шахту покидают; оно может достичь уровня, при котором кожа может покраснеть (легкий лучевой ожог ). Уровень радона в некоторых шахтах может достигать 400–700 кБк м. −3 . [17]
Общей единицей воздействия альфа-излучателей на легочную ткань является месяц рабочего уровня ( WLM ), при котором легкие человека в течение 170 часов (типичный месячный объем работы шахтера) подвергаются воздействию воздуха, содержащего 3,7 кБк. 222 Rn (в равновесии с продуктами своего распада). Это воздух, мощность альфа-дозы которого равна 1 рабочему уровню ( WL ). Подсчитано, что средний человек ( широкая публика ) подвергается воздействию 0,2 WLM в год, что составляет от 15 до 20 WLM за всю жизнь. По данным NRC, 1 WLM представляет собой дозу для легких от 5 до 10 мЗв (от 0,5 до 1,0 бэр ), в то время как Организация экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) считает, что 1 WLM равен дозе в легких 5,5 мЗв, и Международная комиссия по радиологической защите (ICRP) считает, что 1 WLM представляет собой дозу для легких 5 мЗв для профессиональных работников (и дозу для легких 4 мЗв для населения в целом). Наконец, Научный комитет ООН по действию атомной радиации (НКДАР ООН) считает, что воздействие на легкие 1 Бк 222 Рн (в равновесии с продуктами своего распада) за один год вызовет дозу 61 мкЗв. [18]
у людей существует связь между раком легких Было показано, что и радоном (вне всяких разумных сомнений) при воздействии 100 WLM и выше. Используя данные нескольких исследований, удалось показать, что повышенный риск может быть вызван даже дозой от 15 до 20 WLM. К сожалению, эти исследования были трудными, поскольку случайные ошибки в данных очень велики. Вполне вероятно, что шахтеры также подвергаются другим воздействиям, которые могут нанести вред их легким во время работы (например, пыль и пары дизельного топлива). [ нужна ссылка ]
В домах
[ редактировать ]О том, что радон присутствует в воздухе помещений, известно как минимум с 1950-х годов, а исследования его воздействия на здоровье человека начались в начале 1970-х годов. [19] Опасность воздействия радона в жилых домах получила более широкую осведомленность общественности после 1984 года в результате дела Стэнли Уотраса , сотрудника атомной электростанции Лимерик в Пенсильвании . [20] Г-н Ватрас включал радиационную сигнализацию (см. счетчик Гейгера ) по пути на работу в течение двух недель подряд, пока власти искали источник загрязнения . Они были шокированы, обнаружив, что источником был поразительно высокий уровень радона в его подвале , и это не было связано с атомной станцией. Риски, связанные с проживанием в его доме, были оценены как эквиваленты выкуриванию 135 пачек сигарет каждый день. [21]
В зависимости от того, как построены и вентилируются дома, радон может накапливаться в подвалах и жилых помещениях. Европейский Союз рекомендует меры по смягчению последствий принимать , начиная с концентрации 400 Бк /м. 3 для старых домов и 200 Бк/м 3 для новых. [22]
Национальный совет по радиационной защите и измерениям (NCRP) рекомендует принять меры для любого дома с концентрацией выше 8 пКи /л (300 Бк/м2). 3 ).
Агентство по охране окружающей среды США рекомендует принять меры для любого дома с концентрацией выше 148 Бк/м. 3 (указывается как 4 пКи /л). Согласно статистике, почти в каждом пятнадцатом доме в США высокий уровень радона. Главный хирург США и Агентство по охране окружающей среды рекомендуют проверить все дома на наличие радона. С 1985 года в США миллионы домов были проверены на наличие радона. [22]
Добавив подвал под первым этажом с принудительной вентиляцией, можно снизить уровень радона в доме. [23]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Дарби; и др. (29 января 2005 г.). «Радон в домах и риск рака легких: совместный анализ отдельных данных 13 европейских исследований методом случай-контроль» . Британский медицинский журнал . 330 (7485): 223. doi : 10.1136/bmj.38308.477650.63 . ПМК 546066 . ПМИД 15613366 .
- ^ Кирби и др. стр. 3
- ^ Перейти обратно: а б Кейт, С; и др. (май 2012 г.). Токсикологический профиль радона . Атланта (Джорджия): Агентство по регистрации токсичных веществ и заболеваний (США).
- ^ «РЕГИОН EPA 2, округа Конгресса: 10, Эссекс, город Ориндж» (PDF) . Нью-Джерси: US Radium Corp., 5 февраля 2010 г. Идентификатор EPA: NJD980654172. Архивировано из оригинала (PDF) 14 июля 2012 года.
- ^ Ванкьери, Кори (7 ноября 1990 г.). «Погоня за лучевой терапией привела к обнаружению «горячих костей» ». Журнал Национального института рака . 82 (21): 1667. doi : 10.1093/jnci/82.21.1667 .
- ^ Порстендорфер, Дж.; и др. (сентябрь 1994 г.). «Суточное изменение концентрации радона в помещении и на открытом воздухе и влияние метеорологических параметров». Физика здоровья . 67 (3): 283–287. дои : 10.1097/00004032-199409000-00011 . ПМИД 8056597 .
- ^ Бартоли, Г.; и др. (1989). «Оценка уровней радиоактивного воздействия в горячих источниках острова Искья в течение года». Annali di Igiene: Medicina Preventiva e di Comunità . 1 (6): 1781–1823. ПМИД 2484503 .
- ^ «Прогнозируемая медианная среднегодовая концентрация жилой площади по округам» . Национальная лаборатория Лоуренса Беркли. Архивировано из оригинала 31 декабря 2007 г. Проверено 12 февраля 2008 г.
- ^ Ямамото, Масаеши; и др. (21 сентября 2005 г.). «Сезонные и пространственные изменения атмосферных выпадений 210Pb и 7Be: особенности японо-морской части Японии». Журнал радиоактивности окружающей среды . 86 (1): 110–131. дои : 10.1016/j.jenvrad.2005.08.001 . ПМИД 16181712 .
- ^ «Основные сведения о радоне в питьевой воде» . Агентство по охране окружающей среды США. 30 июня 2014 г. Архивировано из оригинала 14 февраля 2015 г. Проверено 31 января 2015 г.
- ^ Ямазава, Х.; М. Мацуда; Дж. Мориидзуми; Т. Иида (2008). Мокрое осаждение продуктов распада радона и его связь с радоном, переносимым на большие расстояния . Естественная радиационная среда. Том. 1034. стр. 149–152. Бибкод : 2008AIPC.1034..149Y . дои : 10.1063/1.2991194 .
- ^ Гринфилд, МБ; А. Ивата; Н. Ито; М. Исигаки; К. Кубо (2006). Интенсивное гамма-излучение от порождений радона, накапливающееся под дождем во время и после гроз . Бюллетень Американского физического общества. Нэшвилл, Теннесси.
- ^ Гринфилд, МБ; Н. Ито; А. Ивата; К. Кубо; М. Исигаки; К. Комура (2008). «Определение возраста дождя с помощью γ-лучей по аккрецированным потомству радона» . Журнал прикладной физики . 104 (7): 074912–074912–9. Бибкод : 2008JAP...104g4912G . дои : 10.1063/1.2990773 . hdl : 2297/14438 . ISSN 0021-8979 . S2CID 122604767 . 074912. Архивировано из оригинала 23 февраля 2013 г. Проверено 23 августа 2011 г.
- ^ «Обследование и идентификация загрязненного оборудования NORM» (PDF) . Энпротек / Хиббс и Тодд. Октябрь 2004 г. Архивировано из оригинала (PDF) 20 февраля 2006 г. Проверено 28 мая 2006 г.
- ^ Готлиб, Леон С.; Хусен, Люверн А. (апрель 1982 г.). «Рак легких у уранодобытчиков навахо». Грудь . 81 (4): 449–452. дои : 10.1378/сундук.81.4.449 . ПМИД 6279361 .
- ^ Харли, Наоми; Фулкс, Эрнест; Хилборн, Ли Х.; Хадсон, Арлин; Энтони, К. Росс (1999). «Обзор научной литературы, касающейся болезней войны в Персидском заливе: Том 7: Обедненный уран» . РЭНД Корп. 28.
- ^ Денман, Арканзас; Итоу, JP; Гиллмор, Дж.; Филлипс, PS (декабрь 2003 г.). «Оценка риска для здоровья кожи и легких, связанного с повышенным уровнем радона в заброшенных шахтах». Физика здоровья . 85 (6): 733–739. дои : 10.1097/00004032-200312000-00018 . ПМИД 14626324 . S2CID 12197510 .
- ^ Хала, Иржи; Навратил, Джеймс (2003). Радиоактивность, ионизирующая радиация и ядерная энергия . Конвой. ISBN 9788073020538 .
- ^ «Искусственные минеральные волокна и радон» . Монографии МАИР по оценке канцерогенных рисков для человека (43). 1988. ISBN 9789283212430 . Проверено 31 января 2015 г.
- ^ Самет, Дж. М. (январь 1992 г.). «Комнатный радон и рак легких. Оценка рисков» . Западный медицинский журнал . 156 (1): 25–29. ПМЦ 1003141 . ПМИД 1734594 .
- ^ «Радоновая история» . Радоновый совет. 2001. Архивировано из оригинала 1 февраля 2015 года . Проверено 1 января 2015 г.
- ^ Перейти обратно: а б Бойд, Дэвид Р. (2006). «Радон Незнакомый убийца» . Здоровая окружающая среда, серия «Здоровые канадцы», отчет № 1. Ванкувер: Фонд Дэвида Сузуки . Проверено 1 февраля 2015 г.
{{cite journal}}
: Для цитирования журнала требуется|journal=
( помощь ) - ^ Росслер, CE; и др. (1996). Проектирование и испытания системы разгерметизации подпанелей для снижения уровня радона в домах Северной Флориды: Часть I - Производительность и долговечность (PDF) . Research Triangle Park, Северная Каролина: Агентство по охране окружающей среды США.
- Г.К. Гиллмор, П. Филлипс, А. Денман, М. Сперрин и Г. Пирс, Экотоксикология и экологическая безопасность , 2001, 49 , 281.
- Дж. Х. Любин и Дж. Д. Бойс, Journal Natl. Онкологический институт. , 1997, 89 , 49. (Риски радона в помещениях)
- Н. М. Херли и Дж. Х. Херли, Environment International , 1986, 12 , 39. (Рак легких у шахтеров урана как функция воздействия радона).
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]- Хала Дж. и Навратил Дж.Д. Радиоактивность, ионизирующее излучение и ядерная энергия , Конвой, 2003 г. ISBN 80-7302-053-Х