Чернобыльская и другие катастрофы в атомной энергетике и промышленности незаслуженно далеко отодвинули изучение содержания и миграции радионуклидов, учет и контроль ионизирующих излучений от долгоживущих природных радионуклидов в строительных материалах по всей технологической цепочке от их изготовления до эксплуатации и влияние их на здоровье населения.
Несмотря на давность и широкое применение в строительстве керамзита-керамзитобетона и подобных легких материалов до сих пор серьезно не изучены закономерности содержания и миграции радионуклидов в системе глинистые породы-керамзит-керамзитобетон-здания, отрицательность влияния ионизирующих излучений этих материалов на здоровье работников в условиях производства и населения в быту, а также на окружающую среду.
Общеизвестен основополагающий принцип в изготовлении и применении строительных материалов и конструкций: качество-надежность-безопасность.
Однако при производстве и применении керамзита-керамзитобетона и их разновидностей упущено главное
- обеспечение надежной радиозащищенности работников предприятий-изготовителей и населения, причем авторами этих материалов и технологии изготовления необходимость обеспечения безопасности не рассматривалась.
В настоящее время в Москве,Санкт-Петербурге, Воронеже, Калуге, Краснодаре, Красноярске, Серпухове, Самаре, Тюмени, в Волгоградской, Тульской, Калужской и других областях России, в ряде стран СНГ, а также в США, Канаде, Великобритании, ФРГ, Дании, Франции, Японии, Норвегии, Болгарии, Польше и других странах дальнего зарубежья около 50 лет действуют сотни производств по массовому изготовлению керамзита и подобных материалов (карпазит, сланцекерамзит, пористый щебень, пенокералит, аглопорит, ячеистая керамика, вспученная керамика и т.п.), на основе которых изготавливаются легкие бетоны. Эти материалы широко применяются в строительстве жилья, промышленных зданий и сооружений, в том числе и при индивидуальном строительстве домов, гаражей, дач и т.д..
Анализ отечественных и зарубежных исследований показывает, что, в основном, внимание концентрировалось на технологии изготовления и свойствах керамзита: плотность, прочность, водопоглощение, морозостойкость, тепло- и паропроводность, а также на снижении себестоимости этого материала, совершенно упустив вопросы его безопасности и его важнейшую физическую особенность - природную и возможно искусственную радиоактивность.
Керамзит, как ячеистый материал, имеет закрытую пористость ID-20%, открытую 30-65% и общую пористость 40-75%. Поэтому при высоком содержании долгоживущих природных радионуклидов (калий-40, радий-226, торий-232 и др.) из пор и трещин керамзитового гравия происходит активное истечение наиболее опасного для человека радиоактивного газа радона Rn-222 (продукт распада радия-226 с периодом полураспада 1620 лет), который без цвета и запаха, тяжелее воздуха в 7,5 раз, что привлекает особое внимание исследователей во всем мире в связи с острой необходимостью обеспечения радиобезопасности, особенно в жилищах.
Анализ накопленного отечественного и зарубежного опыта показывает, что для изготовления керамзита и подобных материалов используется, как правило, местное глинистое сырье, неисследованное по важнейшему критерию - радиоактивности. Поэтому на действующих предприятиях стройиндустрии с безнадежно устаревшей и изжившей себя технологией на ряде переделов возможны образование радиозон, опасных для здоровья работников, и выпуск конечной продукции - керамзита, керамзитового песка и т.д. с высоким содержанием радионуклидов, которые при использовании могут представлять угрозу для здоровья населения, проживавющего на прилегающих к предприятиям территориях и в быту.
С вводом в действие 01.01.2001 г. новых законодательных актов и норм необходимо рассматривать воздействия ионизирующих излучений на человека в совокупности как от искусственных, так и от природных радионуклидов; выполнять на предприятиях стройиндустрии радиоконтроль по всей технологической цепочке: сырье-материал-конструкции-здания и сооружения; принимать своевременные превентивные индивидуальные и коллективные меры по радиозащите населения на производстве и в быту, в особенности женщин и детей.
Как показывает практика и проведенный выборочный опрос, ни администрации городов и областей, ни предприятия различной формы собственности к этому важному государственному делу по существу еще не приступали.
За последние годы в Обнинском институте атомной энергетики и ГНЦ РФ ОНПЛ "Технология" с участием НПО "Тайфун" и фирмы "Моделирующие системы" впервые проведены и продолжаются как многоцелевые, так и фрагментарные исследования по определению содержания и миграции долгоживущих природных радионуклидов (калий-40, радий-226, торий-232) и искусственного радионуклида цезий-137 в исходных глинистых породах и получаемых из них керамзита-керамзитобетона и подобных им легких бетонов.
Исследовались глинистые породы - бентониты из месторождений Калужской области и для сравнения из Узбекистана и получаемые из них керамзиты по сухому методу изготовления.
Эксперименты проводились в такой последовательности: отбор представительных проб глинистого сырья и получаемого из него керамзита - пробоподготовка - гамма-спектрометрический анализ проб - математическая обработка получаемых результатов на ПЭВМ - диагностический анализ проведенных исследований.
Сепарацию керамзитовых песков выполняли на классификаторе фирмы "VEB Metall-Weberei Neustaclt" (ФРГ).
Сушку гранул керамзита выполняли в гелиосушилке и лабораторных шкафах с контролем температуры манотермометрами фирмы "JUND" (ФРГ).
Величину содержания радионуклидов, в системе сырье-керамзит-керамзитобетон определяли с помощью интераттестованной установки ADCAM-100 фирмы "EG&G ORTEC" (США). При этом главными требованиями, которыми руководствовались при проведении измерений, являлись достоверность и точность (погрешность составляла до 2%) в определении величины содержания долгоживущих природных радионуклидов: калия-40, радия-226 и тория-232, а также искусственного радионуклида цезия-137.
Математическую обработку полученных результатов исследований выполняли на компьютере.
В результате проведенных исследований по определению радиоактивности керамзитов выявлено, что величины содержания долгоживущих природных радионуклидов в керамзитах значительно превышают средне-мировые значения, зачастую находятся на пороге и могут быть выше норм радиационной безопасности для человека.
Исследованиями установлено, что на ныне действующих керамзитовых производствах, во-первых, возможно образование технологических переделов с высоким содержанием радионуклидов, которые могут создавать опасные зоны с активным истечением радона, особенно в районе обжига, подвалах, приямках, узлах перегрузки, складах готовой продукции и т.д., что может оказывать вредные воздействия на работников; во-вторых, из дымовых труб этих производств происходят газоаэрозольные выбросы с частицами - носителями радионуклидов в окружающую среду, что дополнительно создает возможный радиационный риск для работников предприятий и населения, проживающего на прилегающих к предприятиям территориях.
До настоящего времени, несмотря на принятые законодательные и нормативные акты, продолжаются изготовление и применение в строительстве различных легких материалов - бетонов без должного комплексного радиоконтроля как сырья, так и конечной продукции.
Например, в Брянской области предлагается для строительства безобжиговый пористый гравий для легких бетонов, изготовленный на основе использования золы Белобережской ТЭС, который не исследован по важнейшему критерию - радиобезопасности. Фрагментарный анализ материала показывает, что в этом материале возможно высокое содержание радионуклидов, что ставит под сомнение целесообразность его изготовления и применения.
Таким образом, из результатов исследований следует, что керамзит-керамзитобетон и подобные легкие материалы-бетоны могут иметь высокое содержание радионуклидов с превышением норм радиационной безопасности, поэтому их изготовление и применение должно ограничиваться, а в отдельных случаях запрещаться. Особенно эти материалы с большой осторожностью должны использоваться при строительстве жилья, школ, детских садов, лечебно-оздоровительных учреждений, так как они могут создавать радиационный риск для здоровья населения и, прежде всего, для женщин и детей с отдаленными негативными последствиями для общества. Следовательно, сегодня необходима надежная система радиационного контроля и эффективных мер радиозащиты населения по всему жизненному циклу этих материалов от сырья до их эксплуатации.
Автор:А.К. Бровцын
Источник:Жилищное строительство 2001г.
