Особенности формирования уровней облучения работников в производственных условиях

10

ЗНиСО апрель №4

ОСОБЕННОСТИ ФОРМИРОВАНИЯ УРОВНЕЙ ОБЛУЧЕНИЯ РАБОТНИКОВ В ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ УСЛОВИЯХ

А.А.Горский, И.П. Стамат

PECULIARITIES OF THE STAFF EXPOSURE LEVELS FORMING IN THE INDUSTRIAL CONDITIONS

A.A. Gorsky, I.P. Stamat

Роспотребнадзор, ФГУН Научно-иссдедовтельский институт радиационной гигиены имени профессора П.В. Рамзаева, г. Санкт-Петербург

В статье анализируются основные источники облучения работников природными источниками ионизирующего излучения в производственных условиях. Показано, что для разных производств уровни облучения работников природными источниками определяются целым рядом факторов: видом добываемого или перерабатываемого минерального сырья, радиологическими характеристиками отходов производства и т.п.

Ключевые слова: природные источники ионизирующего излучения, изотопы радона, мощность дозы гамма-излучения, дозы облучения, производственные отходы, питьевое водоснабжение населения.

The article analyses the main sources of the staff exposure due to the natural ionizing irradiation sources in the industrial conditions. It is shown that the staff exposure levels due to the natural sources for different industries are defined by the raw of factors: the type of mined or treated mineral raw material, radiological characteristics of industrial waste, etc.

Keywords: natural ionizing irradiation sources, radon isotopes, gamma-irradiation dose rate, exposure doses, industrial waste, population drinking water providing.

Известно, что уровни облучения работников природными источниками для предприятий ряда отраслей промышленности превышают не только допустимую дозу 5 мЗв/год, но и предел доз для персонала. Вероятно, вклад облучения работников этих отраслей в коллективную эффективную дозу облучения населения страны сравним с вкладом медицинского облучения, причем диапазон вариабельности уровней облучения работников простирается от долей мЗв/год до десятков и сотен мЗв/год. В то же время, до введения ОСПОРБ-99/2010 контроль за дозами природного облучения на производстве был практически нереальным в силу его тотального характера: он должен был проводиться в любых организациях, где эффективные дозы облучения работников превышали 1 мЗв/год.

Введение в ОСПОРБ-99/2010 в явном виде требований к показателям радиацион-

ной безопасности производственных зданий и сооружений позволило однозначно сформулировать требования к облучению работников ПИИ в производственных условиях. В соответствии с этими требованиями, производственное облучение ПИИ рассматривается как дополнительное облучение работников, обусловленное именно характером производственной деятельности предприятий и организаций, к которым отнесены только те, в которых осуществляются «...работы в подземных условиях (неурановые рудники, шахты, подземные производства), добывающих и перерабатывающих минеральное и органическое сырье и подземные воды, использующих минеральное сырье и материалы с АЭФФ более 740 Бк/кг или продукцию на их основе, а также в результате деятельности которых образуются производственные отходы с АЭФФ более 1 500 Бк/кг».

апрель №4

ЗНчСО

11

В зависимости от специфики и технологических особенностей производства суммарные дозы природного облучения работников в производственных условиях определяются вкладом либо одновременно всех, либо отдельных из следующих основных компонентов:

1. Внешнее облучение работников за счет содержания природных радионуклидов в объектах окружающей среды и среды обитания (производственной среды), величина которого фактически определяется только удельной активностью и распределением природных радионуклидов (ПРН) в ограждающих конструкциях производственных зданий. Поэтому мощность дозы на рабочих местах на большинстве производств имеет достаточно постоянное значение, так что облучение работников за счет этого компонента в большей мере зависит от продолжительности облучения.

Однако для ряда производств характерно существенное изменение мощности дозы по мере обогащения продукции ПРН в процессе переработки сырья (производство различных концентратов из руд). В металлургической, стекловаренной, химической и ряде других отраслей мощность дозы со временем может существенно возрастать по мере строительства огнеупорной футеровки тепловых агрегатов, в связи с постепенным увеличением массы материалов с повышенным содержанием ПРН, изменением геометрии облучения и т.д. Для предприятий добывающей промышленности (горнорудная, нефте- и газодобыча и др.) характерна значительная протяженность профессиональных маршрутов, вдоль которых мощность дозы может меняться в несколько раз. На предприятиях по промышленному использованию подземных природных вод, в том числе на станциях водоподготовки централизованных систем водоснабжения населения, мощность дозы на рабочих местах со временем может заметно возрастать в связи с накоплением природных радионуклидов в объеме фильтрующих материалов.

2. Уровни внутреннего облучения работников за счет ингаляции изотопов радона и их короткоживущих дочерних продуктов распада в воздухе зоны дыхания определяются значительно большим числом параметров, характеризующих особенности технологического процесса производства. Баланс изотопов радона в воздухе рабочей зоны определяется коэффициентом эманирования изотопов радона из среды и добываемой или перерабатываемой продукции, схемой и интенсивностью венти-

ляции рабочих мест, аэрозольным составом и дисперсностью пыли в воздухе, габаритами производственных помещений и т. д. Поэтому из всех параметров радиационной обстановки значения ЭРОА в воздухе подвержены наиболее значительным вариациям.

3. Дозы внутреннего облучения работников за счет ингаляционного поступления долгоживущих ПРН с вдыхаемым воздухом в основном определяются суммарной запыленностью воздуха в зоне дыхания и удельной активностью радионуклидов в пыли, дисперсным составом витающей пыли, интенсивностью дыхания (тяжестью труда) и свойствами используемых средств индивидуальной защиты органов дыхания (СИЗОД). Заметную роль играет также форма присутствия отдельных радионуклидов в воздухе (типа их химического соединения) и характер технологического процесса (сухой или влажный процесс, флотационное разделение или сухая сепарация и др.).

4. Внутреннее облучение работников за счет перорального поступления долгоживущих ПРН с организм традиционно считается незначительным, и его ролью обычно в расчетах пренебрегают.

Учитывая сказанное, рассмотрим далее особенности формирования радиационной обстановки и уровни облучения работников предприятий различных отраслей природными источниками излучения, оценка которых получена по данным обследования в разное время более 150 производств.

Наиболее серьезные проблемы с обеспечением радиационной безопасности работников наблюдаются на предприятиях добывающей отрасли. Радиационная обстановка при разведке и добыче полезных ископаемых подземным способом формируется за счет поступления в рудничную атмосферу изотопов радона и их короткоживущих дочерних продуктов распада (ДПР), долгоживущих природных радионуклидов уранового и ториевого рядов в витающей пыли, а в некоторых случаях и гамма-излучением природных радионуклидов в рудах и вмещающих породах. Структура доз и уровни облучения работников предприятий добывающей отрасли заметно зависят от добываемого минерального сырья.

Для предприятий по добыче меди, никеля, цинка, свинца, вольфрама, олова, молибдена и редких металлов основной вклад в облучение работников вносит ингаляция изотопов радона в воздухе (ЭРОА радона на отдельных рабочих местах достигает 6000 Бк/м3), дозы

12

ЗНСО Апрель №4

внешнего облучения работников составляют 0,2—2 мЗв/год, а суммарные дозы их облучения на отдельных рабочих местах достигают 100 мЗв/год и более при характерном диапазоне доз 1—50 мЗв/год. Среди предприятий по добыче руд этих металлов редко встречаются производства, на которых уровни облучения работников не превышают 1—2 мЗв/год.

Заметно спокойнее выглядит радиационная обстановка на предприятиях по добыче магнетита, пирита и различных минералов (сидерит, флюорит, мусковит и др.), хотя диапазон доз облучения работников и на них достаточно широк (1—50 мЗв/год), однако средние дозы здесь заметно ниже и не превышают 20 мЗв/год. Как и выше, основной вклад в облучение работников этой группы добывающих предприятий вносят изотопы радона.

Серьезным отличием от перечисленных групп предприятий характеризуются условия добычи золота шахтным способом, при которых дозы облучения работников ПИИ в производственных условиях составляют 1^35 мЗв/год при средних значениях для разных предприятий менее 10 мЗв/год. Однако, если для первых двух групп предприятий вклад ингаляционного поступления радионуклидов в суммарные дозы редко превышает 1—2 %, а основной вклад вносят изотопы радона (до 99 %), то для предприятий по добыче золота нередки случаи, когда вклад ингаляционного поступления радионуклидов с вдыхаемым воздухом достигает 45—95 %.

В горнодобывающей отрасли наиболее низкими являются дозы облучения работников предприятий по добыче угля и сланцев, — до 7 мЗв/год. При этом ингаляция коротко-живущих продуктов распада радона и долго -живущих природных радионуклидов вносят примерно одинаковый вклад в облучение работников этих предприятий.

Следующим в ряду потенциально высоких уровней облучения работников стоят производство и применение огнеупоров, а также переработка руд и концентратов редких и редкоземельных металлов. Основной вклад в облучение работников этих отраслей вносят внешнее облучение и ингаляция изотопов радона, в редких случаях — ингаляция долгоживущих природных радионуклидов. Основной причиной этого является использование в производстве огнеупоров для металлургической и химической промышленности компонент с повышенным содержанием ПРН (АЭФФ достигает 3—5 кБк/кг), которое в отдельных видах

сырья для огнеупорных изделий и материалов для стекольной промышленности достигает 10—15 кБк/кг, а для руд и концентратов значение АЭФФ — до 30—40 кБк/кг.

Дозы природного облучения работников этих отраслей редко превышают 1—2 мЗв/ год, однако отдельных рабочих мест может составлять 15—20 мЗв/год. Для этих производств характерным является образование производственных отходов с повышенным содержанием природных радионуклидов.

Производство облицовочных изделий из керамики и керамогранита также связано с использованием ряда технологических компонент (цирконовый концентрат, отдельные марки фритт, глазурей, пигментов и красителей) с повышенным содержанием ПРН (АЭФФ до 5000 Бк/кг или чуть более). На этих предприятиях дозы облучения работников за счет ПИИ в производственных условиях находятся в диапазоне 0,2—1,5 мЗв/год при наиболее характерных значениях 0,5—0,7 мЗв/год. При обследовании этих предприятий основное внимание следует обратить на параметры радиационной обстановки на начальном этапе использования сырья с повышенным содержанием ПРН.

Отдельную группу производств, на которых возможно повышенное облучение работников за счет ПИИ, составляют предприятия, в результате деятельности которых образуются производственные отходы с повышенным содержанием ПРН. Среди них наиболее напряженная ситуация с обеспечением радиационной безопасности наблюдается на предприятиях по добыче нефти, газа и газового конденсата. Это обусловлено, прежде всего, огромным количеством образующихся отходов и крайне неоднородными радиологическими характеристиками отходов. В некоторых случаях значение АЭФФ в отходах этих производств достигают 1 000 кБк/кг при объемах отходов многие тысячи кубических метров. Нередко мощность дозы гамма-излучения на поверхности таких отходов достигает 20—30 мкЗв/ч и более.

Поэтому внешнее облучение работников этих предприятий является определяющим фактором в формировании доз. Однако на этих производствах имеются отдельные рабочие места (очистка и ремонт технологических емкостей и др.), на которых превалирует ингаляционное поступление изотопов радона и долгоживущих природных радионуклидов с вдыхаемым воздухом. В отельных случаях суммарные

апрель №4

ЗНчС/О

I3

дозы облучения работников на этих операциях могут достигать 100 и более мЗв/год.

Похожая картина может наблюдаться на предприятиях по промышленному использованию природных подземных вод с целью извлечения из них редких металлов и рассеянных элементов (Т, Вг, Li, С8, В, Sr, солей Ка, Са, М§), которое связано с большими потоками воды. Для этих производств характерно образование больших объемов производственных отходов с повышенным содержанием ПРН (АЭФФ в них нередко достигает 100 кБк/кг) при одновременном интенсивном поступлении в воздух рабочей зоны изотопов радона. Основными путями облучения работников этих предприятий является внешнее облучение и внутреннее облучение изотопами радона.

Наконец, практически идентичны этим предприятиям процессы формирования радиационной обстановки на предприятиях питьевого водоснабжения населения, в составе которых имеются станции водоподготовки. В результате процессов водоподготовки происходит аэрирование радона в воздух производственных помещений и осаждение изотопов радия в объеме фильтрующих материалов с образованием производственных отходов с повышенным содержанием ПРН. Облучение работников этих предприятий формируется за счет их внешнего облучения и внутреннего облучения изотопами радона.

Таким образом, из сказанного выше следует, что для большинства организаций, в которых в соответствие с п. 5.2.6 ОСПОРБ-99/2010 предусмотрен производственный контроль за радиационной безопасностью, характерны специфические условия формирования радиационной обстановки. На многих производствах даже средние дозы облучения работников могут превышать допустимое НРБ-99/2009 значение.

Поэтому при планировании мероприятий по надзору за обеспечением радиационной безопасности в организациях, на которых должен осуществляться радиационный контроль и может наблюдаться повышенное облучение работников природными источниками излучения в производственных условиях, необходимо учитывать специфику производства и особенности формирования радиационной обстановки. На наш взгляд, для этого в пер-

вую очередь необходимо иметь информацию о характеристиках производства и параметрах радиационной обстановки на нем.

В заключение отметим, что ответственность за обеспечение безопасных, в том числе и по радиационному фактору, условий на производстве в современных условиях несет работодатель. Точно также как ответственность за соответствие зданий и сооружений всем требованиям безопасности несет их владелец. Поэтому введение новых требований ОСПОРБ-99/2010 по обеспечению радиационной безопасности населения при облучении природными ИИИ в производственных условиях являются нормативно-правовой основой того, чтобы информация о показателях радиационной безопасности производственных зданий и сооружений, а также об уровнях облучения работников постепенно становилась более реальной.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Королева Н.А., Стамат И.П., Терентьев М.В., Терентьев Р.П.. Уровни облучения природными источниками излучения работников подземных предприятий неурановой промышленности //Радиационная гигиена. 2008. Т 1. № 4. С. 26—30.

2. Sources and Effects of Ionizing Radiation [Текст]: United Nation Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation. UNSCEAR Report to the General Assembly, VII: Effects UN //NY, 2000. 566 p.

3. Miki,T Accumulation of atmospheric radon in calcite caves [Текст] /T Miki., M. Ikeya //Health Phys. 1980. V. 39, N 2. P 351—354.

4. Гращенко С.М Природные радионуклиды уранового и ториевого радиоактивных рядов в неядерном комплексе хозяйственной деятельности //Радиохимия. 2005. Т 47. № 6. С. 564—568. Библиогр: 28 назв.

5. Стамат И.П. Основные проблемы обеспечения радиационной безопасности в нефтегазовой отрасли и пути их решения /Сборник материалов 5-го международного форума «Топливноэнергетический комплекс России: региональные аспекты». Санкт-Петербург, 4—7 апреля 2005 г. С. 119—121.

6. Лисаченко Э.П., Стамат И.П.. Проблемы радиационной безопасности промышленного освоения глубинных вод Земли /Материалы II Санкт-Петербургского международного экологического форума «Окружающая среда и здоровье человека». Санкт-Петербург, 1—4 июля 2008 г. Ч. I. С. 221.

Контактная информация: Стамат Иван Павлович, тел.: 8-812-2З2-17-98

Contact inforvation:

Stamat Ivan Pavlovich, tel.: 8-812-2З2-17-98