Образец решения ситуационной задачи. занятие 9. радиационный фон земли
ЗАНЯТИЕ 9. РАДИАЦИОННЫЙ ФОН ЗЕМЛИ.
ОБРАЗЕЦ РЕШЕНИЯ СИТУАЦИОННОЙ ЗАДАЧИ
На первом этаже жилого дома, построенного из кирпича из красной глины, отмечена концентрация радона 400 Бк/м3 в воздухе, индивидуальная доза облучения составила 30 мЗв/год. Дать оценку радиационной обстановке и предложить мероприятия по оптимизации радиационной обстановки.
Радиационная обстановка в жилище неблагоприятная, концентрация радона превышена, индивидуальная доза облучения значительно выше оптимальных значений. Обычная концентрация радона в воздухе в домах составляет 30 Бк/м3. При повышении концентрации радона до 400 Бк/м3 индивидуальная доза облучения может составлять 20-30 мЗв/год. На территории Беларуси установлен уровень облучения за счет естественных и искусственных источников облучения от 3 до 5 мЗв/год (в среднем 4,2 мЗв/год) или 300 мЗв за 70 лет жизни.
Повышенная концентрация радона в воздухе приводит к сердечно-сосудистым нарушениям, патологии нервной системы, соединительной ткани, развитию артритов, артрозов, остеохондрозов, онкологическим заболеваниям.
Радон поступает в организм из воздуха ингаляционным путем, через ЖКТ с питьевой водой, через кожу при приеме радоновых ванн. Радон концентрируется в воздухе помещений, когда они изолированы от внешней среды. Наибольшая его концентрация отмечается на первых этажах зданий, особенно если в качестве строительных материалов использованы гранит, фосфогипс, кирпич из красной глины, который представляет собой отходы производства алюминия.
Для снижения концентрации радона в воздухе необходима изоляция помещений от почвы и грунта, улучшение вентиляции, оклеивание стен обоями, покраска пола. При кипячении воды радон улетучивается, большую опасность представляет ингаляционный путь поступления, что происходит в ванной комнате.
ЗАНЯТИЕ 8. Стохастические последствия облучения.
1. В населенном пункте загрязнение свинцом атмосферного воздуха составило 0,012 мг/м3, питьевой воды 0,85 мг/дм3. Дать оценку комбинированному канцерогенному риску. Предложить мероприятия по снижению канцерогенного риска.
Для вычисления риска для веществ с канцерогенным действием умножают среднесуточную поглощенную дозу (ССПД) или среднесуточную дозу за жизнь (ССДЖ) на значение потенциального перорального канцерогенного риска (ППКР) или потенциального ингаляционного канцерогенного риска (ПИКР) и на продолжительность воздействия (в случае постоянного проживания эта величина равна единице). Результат такого расчета — число случаев онкологических заболеваний (выраженное ближайшим целым числом) на конкретную популяцию населения. Обратная величина этого значения дает величину вероятности для этой патологии.
Риск рассчитывается исходя из условия ежедневного потребления данной воды на протяжении всей жизни человека. На этот же срок определен и норматив для расчета риска.
ССПД = С • V/m,
где ССПД – среднесуточная поглощенная доза, С – содержание канцерогенного вещества в питьевой воде, V – среднее количество ежедневно потребляемой внутрь воды (3 дм3), m – средняя масса тела человека (70 кг).
КР = ССПД • ППКР • Прод,
где КР – канцерогенный риск (число дополнительных случаев заболевания раком на миллион человек, постоянно потребляющих такую воду, выраженное ближайшим целым числом), ССПД – среднесуточная поглощенная доза, ППКР – значение потенциального перорального канцерогенного риска (находят по таблице), Прод – продолжительность воздействия (в случае постоянного проживания равна единице).
Оценка риска проводится путем сравнения с приемлемым значением появления дополнительных случаев заболевания раком (принимают в пределах 0,000001 — 0,00001 или от 1 до 10 дополнительных случаев на 1 млн. чел.).
| Данные для оценки риска (стандарты РА US) | ||||||
| Вещество | Классификационный номер CAS | Значение потенциального ингаляционного канцерогенного риска (ПИКР), (мкг/м3)-1 | Значение потенциального перорального канцерогенного риска (ППКР), (мг/кг)-1 | Референтная доза (RfD) неканцерогенногоперорального риска, мг/кг | Величина потенциального канцерогенного риска при внешнем облучении, риск/год)/ (пКи/г) | |
| Стронций-90 | 0,0000000000594 риск/пКи | 0,0000000000409 риск/пКи | ||||
| Цезий-137 | 0,0000000000191 риск/пКл | 0,0000000000316 риск/пКи | 0,00000209 | |||
| Свинец | 0,000012 | 0,0085 | 0,0000785 | |||
ОБРАЗЕЦ РЕШЕНИЯ СИТУАЦИОННОЙ ЗАДАЧИ
Определяем дозу мышьяка, поглощаемую из воздуха (ССПД): средняя масса человека (т) — 70 кг, средний объем ежедневно вдыхаемого воздуха (V) — 22 м3, концентрация свинца в воздухе (С) - 12 мкг/м3:
ПД = С х V/m- 12 х 22 / 70 = 3,8 мкг/кг
Определяем дозу мышьяка, поглощаемую с питьевой водой (ССДЖ): средняя масса человека (т) — 70 кг, средний объем ежедневно потребляемой воды (V) — 3 л, концентрация мышьяка в воде (С) — 0,85 мг/л:
ССДЖ = V- С/ т = 3 х 0,85 / 70 = 0,03 мг/кг
С учетом официальных данных ЕРА определяем суммарную величину канцерогенного риска (КР) при ингаляционном (КРИ) и пероральном (КРП) путях поступления:
КР = КРИ + КРП = 3,8 х 0,000012 х 1 + 0,03 х 0,0085 х 1 = 0,0000456 + 0,000255 = 0,0003
Это равноценно 300 дополнительным случаям заболеваний раком на миллион человек или возникновению одного случая онкологического заболевания в группе, численностью 3333 наблюдаемых лица (приемлемое значение от 1 до 10 дополнительных случаев на 1 млн. чел.).
Необходимо проводить защитные мероприятия по созданию обстановки радиационной безопасности (восстановление контроля над источником излучения, сведение к минимуму радиоактивного загрязнения окружающей среды) и снижению воздействия радиации на человека в случае аварии (сведение к минимуму доз облучения, количества облученных лиц). Для этого необходимо разработать следующие мероприятия: планировочные, технологические, санитарно-технические, организационные, защита временем, расстоянием и экранами, использование средств индивидуальной защиты, фармакологические препараты.
ЗАНЯТИЕ №7
СИТУАЦИОННЫЕ ЗАДАЧИ
Рассчитайте годовую эффективную дозу (в мЗВ) внутреннего облучения организма взрослого человека, формирующуюся при условии, что средняя объемная активность воздуха по цезию-137 – 7,3*10-13 Ku/л (Путь поступления Cs-137 – ингаляционный)
Решение: расчет проводим по следующей формуле:
E = V * A * e(g),
Где V – годовой объем вдыхаемого воздуха, куб.м/год (8,1 * 103 м3/год)
A – среднегодовая объемная активность воздуха, Бк/м3( 27 Бк/м3)
e(g) – ожидаемая эффективная доза на единицу ингаляционного поступления, Зв/Бк.
| Нуклид | Фон мЗв/год | Ингаляционное поступление | Пероральное поступление | |||
| f11 | e(g)1 мкм,Зв/Бк2 | e(g)5 мкм,Зв/Бк2 | f11 | e(g), Зв/Бк3 | ||
| Cs-137 | 0,1 | 1,000 | 4,8х10-9 | 6,7х10-9 | 1,000 | 1,3х10-8 |
| Sr-90 | 0,1 | 0,300 | 2,4х10-8 | 3,0х10-8 | 0,300 | 2,8х10-8 |
| K-40 | 0,1-0,4 | 1,000 | 2,1х10-9 | 3,0х10-9 | 1,000 | 6,2х10-9 |
E = V * A * e(g) = 8,1*103 * 27 * 4,6*10-9 = 1006020*10-6 Зв/год = 1мЗв/год
Суммарная ГЭД внутреннего облучения не должна превышать дозового предела (ПД), равного 0.1 мЗв/год, т.о. суммарная ГЭД внутреннего облучения превышает норму.
Для снижения ГЭД и снижению внутреннего облучения, необходимо провести мероприятия по дезактивации территории и объектов. Для предотвращения внутреннего облучения и попадания радионуклидов внутрь организма с продуктами питания и загрязненным воздухом необходимо провести ряд мероприятий: защита расстоянием, временем, экранами; защита органов дыхания при помощи респираторов; организация радиационного контроля продуктов питания и сырья, дезактивация продуктов питания. Употребление населением в пищу продуктов питания, богатых пектинами, фитатами, антиционатами, которые связывают радионуклиды в ЖКТ, а также введение в рацион пищевых добавок, направленных на повышение устойчивости организма к радиационному воздействию и выведению радионуклидов из организма. Организация радиационного мониторинга. Организация мед. осмотры для населения. Диспансеризация населения.