Радий и радон в окружающей среде - Radium and radon in the environment

Прогнозируемая часть домов в США имеет концентрацию радона, превышающую рекомендованный EPA уровень действий 4 пКи / л.

Радий и радон вносят важный вклад в радиоактивность окружающей среды. Радон естественным образом встречается в окружающей среде в результате распада радиоактивный элементы в почве, и он может накапливаться в домах, построенных на территориях, где происходит такое разложение. Радон - одна из основных причин рака; по оценкам, на него приходится около 2% всех смертей от рака в Европе.[1]

Радий, как и радон, является радиоактивным элементом, в небольших количествах встречается в природе и опасен для жизни, если уровень радиации превышает 20-50 мЗв / год. Радий возникает как продукт распада определенных изотопов урана и торий.[2] Радий также может попадать в окружающую среду в результате деятельности человека, например, в неправильно выброшенных продуктах, окрашенных радиолюминесцентный краска.

Радий

В нефтегазовой отрасли

Остатки от масло и газ промышленность часто содержат радий и его дочери. Сульфатная накипь из нефтяной скважины может быть очень богата радием. Дело в том, что вода внутри нефтяного месторождения часто очень богата стронций, барий и радий в то время как морская вода очень богата сульфат поэтому, если вода из нефтяной скважины сбрасывается в море или смешивается с морской водой, радий, вероятно, будет выведен из раствора сульфатом бария / стронция, который действует как перевозчик осадок.[3]

Радиолюминесцентные (светящиеся в темноте) изделия

Локальное загрязнение от радия радиолюминесцентный небезызвестно, что краски были утилизированы ненадлежащим образом.[4]

В радиоактивном шарлатанстве

Эбен Байерс был богатой американской светской львицей, чья смерть в 1932 году в результате использования радиоактивное шарлатанство продукт называется Radithor является ярким примером смерти от радия. Radithor содержал приблизительно 1 мкКи (40 кБк) 226Ra и 1 мкКи 228Ра за бутылку. Радитор принимали внутрь и радий, будучи кальций мимика, имеет очень длинный биологический период полураспада в кость.[5]

Радон

Радон в воздухе входит в состав фоновое излучение, что можно наблюдать в камера тумана

Большая часть дозы вызвана распадом полоний (218Po) и вести (214Pb) дочери 222Rn. Контролируя облучение дочерей, радиоактивная доза кожа и легкие можно уменьшить минимум на 90%. Это можно сделать, надев респиратор или костюм, закрывающий все тело. Обратите внимание, что воздействие курить в то же время как радон а дочери радона увеличивают вредное действие радона. В уранодобытчики было обнаружено, что радон больше канцерогенный в курильщики чем у некурящих.[3]

Урановая серия
Радиевый или урановый ряд.

Вхождение

Концентрация радона в открытом воздухе колеблется от 1 до 100 Бк на кубический метр.[6] Радон можно найти в некоторых родниковые воды и горячие источники.[7] Города Мисаса, Япония, и Бад-Кройцнах, Германия богатые радием источники, которые выделяют радон, как и Радиум-Спрингс, Нью-Мексико.

Радон естественным образом выходит из-под земли, особенно в некоторых регионах, особенно, но не только в регионах с гранитный почвы. Не все гранитные регионы склонны к высоким выбросам радона, например, в то время как горные породы, Абердин В этой породе очень много радия, в породе отсутствуют трещины, необходимые для миграции радона. В других близлежащих районах Шотландии (к северу от Абердина) и в Корнуолл /Девон радон очень способен покинуть горную породу.

Радон - продукт распада радий который, в свою очередь, является продуктом распада урана. Можно приобрести карты средних уровней радона в домах, чтобы помочь в планировании мер по уменьшению воздействия радона в домах.[8]

Обратите внимание, что при высоком содержании урана в почва /камень под домом не всегда приводит к высокому уровню радона в воздухе, наблюдается положительная корреляция между содержанием урана в почве и уровнем радона в воздухе.

В воздухе

Радон относится к качество воздуха в помещении поскольку он разрушает многие дома. (См. «Радон в домах» ниже.)

Радон (222Rn), выброшенный в воздух, распадается на 210Pb и других радиоизотопов и уровней 210Pb можно измерить. Важно отметить, что скорость выпадения этого радиоизотопа очень зависит от сезона. Вот график скорости осаждения, наблюдаемой в Япония.[9]

Скорость осаждения свинца-210 как функция времени, наблюдаемая в Японии.

В грунтовых водах

Колодезная вода может быть очень богата радоном; использование этой воды внутри дома - это дополнительный путь, по которому радон проникает в дом. Радон может попадать в воздух и затем быть источником воздействия на людей, или вода может потребляться людьми, что является другим путем воздействия.[10]

Радон в дождевой воде

Дождевая вода может быть очень радиоактивной из-за высокого уровня радона и его дочерних продуктов распада. 214Би и 214Pb; концентрации этих радиоизотопы может быть достаточно высоким, чтобы серьезно нарушить радиационный мониторинг на АЭС.[11] Самый высокий уровень радона в дождевой воде наблюдается во время грозы, и предполагается, что радон концентрируется в грозах из-за положительного электрического заряда атома.[12] Оценки возраста дождевых капель были получены путем измерения изотопного состава короткоживущих дочерних продуктов распада радона в дождевой воде.[13]

В нефтегазовой отрасли

Вода, нефть и газ из скважины часто содержат радон. Радон распадается с образованием твердых радиоизотопов, которые образуют покрытия внутри трубопроводов. На нефтеперерабатывающем заводе площадь завода, где пропан часто является одним из наиболее загрязненных участков завода, поскольку температура кипения радона аналогична температуре кипения пропана.[14]

В шахтах

Поскольку минералы урана выделяют радон газ, а также их вредные и высокорадиоактивные дочерние продукты, добыча урана значительно опаснее других (уже опасных) горная промышленность, требуя адекватных систем вентиляции, если шахты не карьер. В 1950-х годах значительное число американских уранодобывающих компаний были Навахо Индейцев, как много урановых месторождений было открыто на навахо оговорки. Статистически значимая подгруппа этих майнеров позже разработала мелкоклеточный рак легкого, тип рака, обычно не связанный с курением, после контакта с урановой рудой и радон-222, продукт естественного распада урана.[15] Было показано, что радон, который вырабатывается ураном, а не сам уран, вызывает рак.[16] Некоторые выжившие и их потомки получили компенсацию в соответствии с Закон о компенсации за радиационное облучение в 1990 г.

В настоящее время уровень радона в воздухе шахт обычно контролируется закон. В действующей шахте уровень радона можно контролировать с помощью вентиляция, перекрытие старых выработок и контроль воды в шахте. Уровень в шахте может повышаться, когда шахта заброшена, он может достигать уровня, который может вызвать кожа стать красный (мягкий радиационный ожог ). Уровни радона в некоторых шахтах могут достигать 400-700 кБк · м.−3.[17]

Обычная единица воздействия на легочную ткань альфа-излучатели это месяц рабочего уровня (WLM), вот где человек легкие подвергались воздействию воздуха в течение 170 часов (типичный месяц работы майнера), имеющего 3,7 кБк 222Rn (в равновесии с продуктами его распада). Это воздух с мощностью дозы альфа 1 рабочий уровень (WL). Подсчитано, что средний человек (широкая публика ) подлежит 0,2 WLM в год, что составляет от 15 до 20 WLM за весь срок службы. Согласно NRC 1 WLM - это доза легких от 5 до 10 мЗв (от 0,5 до 1,0 rem ), в то время как Организация экономического сотрудничества и развития (ОЭСР) считают, что 1 WLM равен дозе в легких 5,5 мЗв, Международная комиссия по радиологической защите (МКРЗ) считают 1 WLM дозой в легких 5 мЗв для профессиональных работников (и дозой в легких 4 мЗв для населения). Наконец Научный комитет ООН по действию атомной радиации (НКДАР ООН) считают, что облучение легких до 1 Бк 222Rn (в равновесии с продуктами его распада) в течение одного года вызовет дозу 61 мкЗв.[18]

У людей отношения между рак легких и было показано, что радон существует (вне всяких разумных сомнений) при облучении 100 WLM и выше. Используя данные нескольких исследований, можно было показать, что повышенный риск может быть вызван дозой от 15 до 20 WLM. К сожалению, эти исследования были трудными, поскольку случайные ошибки в данных очень велики. Вполне вероятно, что шахтеры также подвержены другим воздействиям, которые могут нанести вред их легким во время работы (например, пыль и дизель пары).

В домах

Тот факт, что радон присутствует в воздухе помещений, известен по крайней мере с 1950-х годов, а исследования его воздействия на здоровье человека начались в начале 1970-х годов.[19] Опасность облучения радоном в жилища получил более широкую общественную осведомленность после 1984 года в результате случая Стэнли Ватрас, сотрудник Лимерикская атомная электростанция в Пенсильвания.[20] Мистер Ватрас начал радиация будильники (см. счетчик Гейгера ) по-своему в работать в течение двух недель подряд, пока власти искали источник загрязнение. Они были потрясены, обнаружив, что источником был поразительно высокий уровень радона в его теле. подвал и это не было связано с атомной станцией. Риски, связанные с проживанием в его доме, были оценены как курение 135 упаковок сигареты ежедневно.[21]

В зависимости от того, как построены и вентилируются дома, радон может накапливаться в подвалах и жилых помещениях. В Евросоюз рекомендует смягчение следует принимать начиная с концентраций 400Бк / м3 для старых домов, и 200 Бк / м3 для новых.[22]

В Национальный совет по радиационной защите и измерениям (NCRP) рекомендует действие для любого дома с концентрацией выше 8pCi / Л (300 Бк / м³).

В Соединенные Штаты Агентство по охране окружающей среды рекомендует действие для любого дома с концентрацией выше 148 Бк / м3 (задано как 4pCi / Л). Согласно их статистическим данным, почти каждый пятнадцатый дом в США имеет высокий уровень радона в помещениях. Генеральный хирург США и EPA рекомендуют проверять все дома на радон. С 1985 года миллионы домов в США были проверены на наличие радона.[22]

Добавив пространство для доступа под первым этажом, которое подлежит принудительной вентиляции, можно снизить уровень радона в доме.[23]

Рекомендации

  1. ^ Дарби; и другие. (29 января 2005 г.). «Радон в домах и риск рака легких: совместный анализ индивидуальных данных 13 европейских исследований методом случай-контроль». Британский медицинский журнал. 330 (7485): 223. Дои:10.1136 / bmj.38308.477650.63. ЧВК  546066. PMID  15613366.
  2. ^ Кирби и др. п. 3
  3. ^ а б Кейт, S; и другие. (Май 2012 г.). Токсикологический профиль радона. Атланта (Джорджия): Агентство регистрации токсичных веществ и заболеваний (США).
  4. ^ «РЕГИОН EPA 2, округ (ы) Конгресса: 10, Эссекс, город Оранж» (PDF). Нью-Джерси: U.S. Radium Corp., 5 февраля 2010 г. Идентификационный номер EPA: NJD980654172. Архивировано из оригинал (PDF) 14 июля 2012 г.
  5. ^ Ванкиери, Кори (7 ноября 1990 г.). "Радиотерапия ведет к раскрытию" горячих костей """. Журнал Национального института рака. 82 (21): 1667. Дои:10.1093 / jnci / 82.21.1667. Получено 31 января, 2015.
  6. ^ Porstendörfer, J .; и другие. (Сентябрь 1994 г.). «Суточный ход концентрации радона в помещении и на улице и влияние метеорологических параметров». Физика здоровья. 67 (3): 283–287. Дои:10.1097/00004032-199409000-00011. PMID  8056597.
  7. ^ Bartoli, G .; и другие. (1989). «Оценка уровней воздействия радиоактивности в среде горячих источников острова Искья в течение года». Annali di Igiene: Medicina Preventiva e di Comunità. 1 (6): 1781–1823. PMID  2484503.
  8. ^ «Прогнозируемая медианная среднегодовая концентрация жилой площади по округам». Национальная лаборатория Лоуренса Беркли. Архивировано из оригинал 31 декабря 2007 г.. Получено 2008-02-12.
  9. ^ Ямамото, Масаёши; и другие. (21 сентября 2005 г.). «Сезонные и пространственные изменения атмосферных выпадений 210Pb и 7Be: особенности японской стороны Японского моря». Журнал экологической радиоактивности. 86 (1): 110–131. Дои:10.1016 / j.jenvrad.2005.08.001. PMID  16181712.
  10. ^ «Основная информация о радоне в питьевой воде». Агентство по охране окружающей среды США. 30 июня 2014 г. Архивировано с оригинал на 2015-02-14. Получено 31 января, 2015.
  11. ^ Yamazawa, H .; М. Мацуда; Дж. Мориидзуми; Т. Иида (2008). Влажное осаждение продуктов распада радона и его связь с радоном, перенесенным на большие расстояния. Естественная радиационная среда. 1034. С. 149–152. Bibcode:2008AIPC.1034..149Y. Дои:10.1063/1.2991194.
  12. ^ Гринфилд, МБ; А. Ивата; Н. Ито; М. Исигаки; К. Кубо (2006). Интенсивное гамма-излучение дочерних продуктов радона, образовавшихся под дождем или под дождем во время и после грозы. Бюллетень Американского физического общества. Нашвилл, Теннесси.
  13. ^ Гринфилд, М. Б.; Н. Ито; А. Ивата; К. Кубо; М. Исигаки; К. Комура (2008). «Определение возраста дождя по γ-лучам от аккрецированных дочерних продуктов радона». Журнал прикладной физики. 104 (7): 074912–074912–9. Bibcode:2008JAP ... 104g4912G. Дои:10.1063/1.2990773. HDL:2297/14438. ISSN  0021-8979. 074912. Архивировано с оригинал на 2013-02-23. Получено 2011-08-23.
  14. ^ «Обследование и идентификация оборудования, загрязненного НОРМ» (PDF). Enprotec / Hibbs & Todd. Октябрь 2004 г.
  15. ^ Готтлиб, Леон С .; Хусен, Люверн А. (апрель 1982 г.). "Рак легких у шахтеров урана навахо". Грудь. 81 (4): 449–452. Дои:10.1378 / сундук.81.4.449. PMID  6279361.
  16. ^ Харли, Наоми; Фоулкс, Эрнест; Hilborne, Lee H .; Хадсон, Арлин; Энтони, К. Росс (1999). "Обзор научной литературы, касающейся болезней, вызванных войной в Персидском заливе: том 7: обедненный уран". RAND Corp., стр. 28.
  17. ^ Denman, A.R .; Eatough, J.P .; Gillmore, G .; Филлипс, П.С. (Декабрь 2003 г.). «Оценка риска для здоровья кожи и легких от повышенного уровня радона в заброшенных шахтах». Физика здоровья. 85 (6): 733–739. Дои:10.1097/00004032-200312000-00018. PMID  14626324.
  18. ^ Хала, Иржи; Навратил, Джеймс (2003). Радиоактивность, ионизирующее излучение и ядерная энергия. Конвой. ISBN  9788073020538.
  19. ^ «Искусственные минеральные волокна и радон». Монографии МАИР по оценке канцерогенных рисков для человека (43). 1988. Получено 31 января, 2015.
  20. ^ Самет, Дж. М. (январь 1992 г.). «Комнатный радон и рак легких. Оценка рисков». Западный медицинский журнал. 156 (1): 25–29. ЧВК  1003141. PMID  1734594.
  21. ^ «Радоновая история». Радоновый совет. 2001. Архивировано с оригинал 1 февраля 2015 г.. Получено 1 января, 2015.
  22. ^ а б Бойд, Дэвид Р. (2006). "Радон - незнакомый убийца". Здоровая окружающая среда, Серия «Здоровые канадцы», Отчет № 1. Ванкувер: Фонд Дэвида Судзуки. Получено 1 февраля, 2015. Цитировать журнал требует | журнал = (помощь)
  23. ^ Roessler, C.E .; и другие. (1996). Проектирование и испытание разгерметизации субплит для смягчения воздействия радона в жилых домах Северной Флориды: Часть I - Характеристики и долговечность (PDF). Research Triangle Park, NC 27711: Агентство по охране окружающей среды США.CS1 maint: location (связь)
  • Г.К. Гиллмор, П. Филлипс, А. Денман, М. Сперрин и Г. Пирс, Экотоксикология и экологическая безопасность, 2001, 49, 281.
  • J.H. Любин и Дж.Д. Бойс, Journal Natl. Cancer Inst., 1997, 89, 49. (Риски внутреннего радона)
  • Н.М. Херли, Дж. Х. Херли, Environment International, 1986, 12, 39. (Рак легких у уранодобытчиков в зависимости от облучения радоном).

дальнейшее чтение

  • Хала Дж. И Навратил Дж. Д., Радиоактивность, ионизирующие излучения и ядерная энергия, Конвой, 2003. ISBN  80-7302-053-X