Вода может быть радиоактивной

Воздействие на организм человека радиоактивной воды!

Основную часть облучения население земного шара получает от естественных источников радиации. Большинство из них таковы, что избежать облучения от них совершенно невозможно. Радиационный фон Земли складывается из излучения, обусловленного космическим излучением, и излучения от рассеянных в Земной коре, воздухе, воде, теле человека и других объектах внешней среды природных радионуклидов.

Качество природных вод, используемых человеком, является одним из определяющих факторов его нормальной жизнедеятельности. Артезианские подземные воды являются единственным резервным источником воды для нужд населения. Но в последние десятилетия и подземные водоносные системы испытывают интенсивное антропогенное воздействие.

В настоящее время установлено, что радиоактивные вещества, как и многие другие, могут мигрировать в грунтовые воды и вызывать загрязнение подземных источников, особенно тех, которые находятся в районах близко расположенных к промышленным зонам.

В структуре природного облучения населения доза облучения за счет радионуклидов, находящихся в питьевой воде, занимает 4 место. Вклад дозы внутреннего облучения населения за счет потребления питьевой воды 14% -формирование дозы облучения за счет потребления питьевой воды вносят изотопы урана, радия, радона, полоний-210, свинец-210 и изотопы тория.

Совсем недавно ученые поняли, что наиболее весомым из всех естественных источников радиации является невидимый, не имеющий вкуса и запаха тяжелый газ (в 7,5 раза тяжелее воздуха) радон. Период полураспада его составляет 3,82 суток. Радон является продуктом распада радия-226. Он относится к благородным газам и химических связей с окружающими веществами не образует.

Радон — вторая по серьезности причина возникновения у людей рака легких после курения. В российских Нормах Радиационной Безопасности (НРБ-99) предельный уровень содержания радона в воде, при котором уже требуется вмешательство, установлен на уровне 60 Бк/кг. Один из наиболее результативных методов борьбы с радоном — фильтры на основе качественного активированного угля, который способен удалить до 99.7% радона.

Радон-222, как уже было сказано выше, содержится в воде подземных источников. Поэтому исследование воды на содержание в ней этого опасного газа представляется необходимым, особенно там, где вода из скважины подается прямо к потребителям.

Воздействие радиационно-загрязненной воды, продуктов питания, как и других объектов, зараженных радионуклидами, особенно долгоживущими, имеет кумулятивный (накопительный) токсический эффект и может проявляется во времени по-разному: или довольно быстро в зависимости от количества проникших в организм радионуклидов и от состояния самого организма, или не сразу, а через многие годы. Этот кумулятивный эффект может затронуть непосредственно того человека, который подвергся этому воздействию, но он может сказаться и на последующих поколениях через передачу генетически измененного материала.

В основе повреждающего действия ионизирующих излучений лежит комплекс взаимосвязанных процессов. Ионизация и возбуждение атомов и молекул дают начало образованию высокоактивных радикалов, вступающих в последующем в реакции с различными биологическими структурами клеток. В повреждающем действии радиации важное значение имеют возможный разрыв связей в молекулах за счет непосредственного действия радиации и внутри- и межмолекулярной передачи энергии возбуждения. Физико-химические процессы, протекающие на начальных этапах, принято считать первичными – пусковыми. В последующем развитие лучевого поражения проявляется в нарушении обмена веществ с изменением соответствующих функций органов. Малодифференцированные, молодые и растущие клетки наиболее радиочувствительны.

Изменения, развивающиеся в органах и тканях облученного организма, называют соматическими. Различают ранние соматические эффекты, для которых характерна чёткая дозовая зависимость, и поздние – к которым относят повышение риска развития опухолей (лейкозов), укорочение продолжительности жизни и разного рода нарушения функции органов. Специфических новообразований, присущих только ионизирующей радиации, нет. Существует тесная связь между дозой, выходом опухолей и длительностью латентного периода. С уменьшением дозы частота опухолей падает, а латентный период увеличивается.

В отдаленные сроки могут наблюдаться и генетические (врожденные уродства, нарушения, передающиеся по наследству), повреждения, которые наряду с опухолевыми эффектами являются стохастическими. В основе генетических эффектов облучения лежит повреждение клеточных структур, ведающих наследственностью – половых яичников и семенников.

Лаборатория исследования факторов окружающей среды занимается исследованиями и измерениями ионизирующих излучений от всех имеющихся источников радиации: естественного гамма-излучения (МЭД), измерением радона-222 в воздухе жилых и общественных зданий, радтонуклидов цезия-137 и стронция-90, содержащегося в пищевых продуктах и продукции лесоперерабатывающей промышленности, суммарной альфа- и бета-активности естественных радионуклидов (ЕРН) в воде, ЕРН в строительных материалах, плотности загрязнения почвы цезием-137.

Лаборатория, выполняющая данные виды исследований расположена в г. Вологде, ул. Яшина, 1А.

Все вопросы по телефону +7 (8172) 75-95-64

Источник

Контроль радиоактивности питьевой воды

Естественная радиоактивность вод обусловлена прежде всего, присутствием радона 222, 220, радия-226, 228, 224, урана 234, 238, калия – 40, реже полония – 210, свинца – 210, а техногенная радиоактивность природных вод обусловлена в первую очередь цезием-137 и стронцием – 90 в поверхностных водах, реже в грунтовых.

Согласно ежегодному Национальному докладу « О санитарно-эпидемиологической обстановке в Российской Федерации» в России 20% исследуемых проб питьевой воды из источников централизованного водоснабжения не отвечают гигиеническим требованиям.

Система современных гигиенических нормативов радиоактивности воды в России базируется на таких документах как НРБ-99/2009, СП 2.6.1.2523-09; СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества»; СанПиН 2.1.4.1116-02 «Питьевая вода. Гигиенические требования к качеству воды, расфасованной в емкости. Контроль качества»; СП 2.6.1.1292-03 «Гигиенические требования по ограничению облучения населения за счет природных источников ионизирующего излучения»; МУ 2.6.1.1981-05 «Радиационный контроль и гигиеническая оценка источников питьевого водоснабжения и питьевой воды по показателям радиационной безопасности. Оптимизация защитных мероприятий источников питьевого водоснабжения с повышенным содержанием радионуклидов». Эффективная доза облучения за счет потребления воды не должна превышать 0.1 мЗв/год, при суммарной дозе от всех источников не более 1 мЗв/год, т.е квота на воду составляет 10%.

Проблема качества воды занимает особое, определяющее место в системе охраны природы и здоровья населения. Приказом ФС Роспотребнадзора ФС № 192 от 22.06.2007г. «Об обеспечении радиационной безопасности питьевой воды» и Постановлением № 58 от 20.08.2007г. «О мерах по ограничению доз облучения населения и снижению риска от природных источников» определены задачи по снижению доз облучения населения от природных источников, по совершенствованию исследований питьевой воды на радиационную безопасность и внедрению соответствующих методов исследования нормируемых показателей.

Основным источником централизованного водоснабжения населения Тульской области являются артезианские воды. Эксплуатируемые водоносные горизонты имеют зоны повышенной радиоактивности водовмещающих пород, в пределах которых подземные воды обогащены радием и ураном. Радиоактивные элементы могут присутствовать в воде как в виде радиоактивных солей, так и в виде механических (вкрапления радионуклидов в минеральные частицы) и биологических загрязнений (рачки, обитающие в радиоактивном иле водоемов).

Современная система радиационного контроля воды состоит из 2-х уровней:

— предварительная оценка допустимости использования воды для питьевых целей путем измерения объемной активности радона-222 и суммарной активности альфа-и бета-излучаемых радионуклидов;

— при превышении одного из этих нормативов необходимо расширенное исследование изотопного состава воды (идентификация радионуклида и определение активности полония-210, свинца-210, радия-226, радия-228, урана-238, урана-234) с оценкой эффективной дозы и соответствия воды требованиям радиационной безопасности.

С 1 сентября 2009г. введены в действие НРБ -99/2009,СанПиН 2.6.1.2523-09

Предварительная оценка качества питьевой воды по суммарной альфа- (Аα) и бета-активности (Аβ). При значениях Аα и Аβ ниже 0,2 и 1,0 Бк/кг соответственно дальнейшие исследования воды не являются обязательными. Радиологической лабораторией ФГУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в Тульской области» проведены исследования качества питьевого водоснабжения за 9 месяцев 2009года.

Обследованы: г. Тула, Алексинский, Арсеньевский, Богородицкий, Белевский, Веневский, Дубенский, Заокский, Ефремовский, Каменский, Куркинский, Кимовский, Ленинский, Новомосковский, Одоевский, Плавский, Суворовский, Тепло-Огаревский, Узловский, Щекинский, Ясногорский районы.

За 9 месяцев текущего года отобраны и исследованы 139 проб воды на суммарную α, β- активность, из них по суммарной α- активности превышают 24 пробы. Наибольшие превышения по суммарной α- активности (выше 0,2 Бк/кг) отмечались в Богородицком, Белевском, Ефремовском, Ленинском, Новомосковском, Плавском, Узловском, Щекинском, г. Тула. В случае превышения указанных уровней проводится анализ содержания радионуклидов в воде. В связи с этим отобраны и исследованы 20 проб на радий -226, 228; 19 проб на полоний -210, свинец -210; на радон-222 -142 пробы и на цезий-137 — 142 пробы. Превышений не зарегистрировано.

В лаборатории для расширенного изотопного анализа внедрена методика по определению стронция-90 — «Методических рекомендаций по выполнению измерений объемной активности Sr90 в пробах пластовых вод нефтяных месторождений и природных пресных вод бета-радиометрическим методом (с радиохимической подготовкой проб), утвержденных Центром метрологии ионизирующих излучений ГП ВНИИФТРИ Госстандарта РФ. Этим методом были исследованы 2 пробы питьевой воды с превышением уровня вмешательства по суммарной альфа-активности. По результатам экспертизы в этих пробах превышения допустимого уровня по Sr90 не обнаружено.

Источник

Физики впервые проследили за тем, как радиация разрушает молекулы воды

ТАСС, 10 января. Ученые впервые проследили за тем, как радиация расщепляет молекулы воды и заставляет их вступать в сверхбыстрые химические реакции. Об этом пишет пресс-служба Аргоннской национальной лаборатории (ANL) со ссылкой на статью в научном журнале Science.

«Мы впервые проследили за самой быстрой химической реакцией, которая может происходить в ионизированной воде, – рождением гидроксильного радикала (-OH). Изучение этого иона важно само по себе, так как он легко проникает через различные барьеры в организме и может повреждать все важные биомолекулы, в том числе РНК, ДНК или белки», — рассказала Линда Янг, один из авторов работы, физик из Аргоннской национальной лаборатории.

Химические реакции протекают очень быстро. Взаимодействия между самыми простыми молекулами длятся несколько десятков фемтосекунд, квадриллионных долей секунды. За это время атомы исходных реагентов успевают провзаимодействовать друг с другом и занять новые позиции. Электроны в этих атомах успевают поменять свои позиции еще быстрее, за десятки или сотни аттосекунд, тысячных долей фемтосекунды.

Долгое время ученые считали, что подобные процессы человечество никогда не сможет изучать, однако это стало возможно после появления сверхбыстрых лазеров и ускорителей частиц, которые могут производить сверхкороткие вспышки рентгеновского и гамма-излучения длиной в несколько фемтосекунд. Опыты на подобных установках помогли физикам и химикам проверить и уточнить некоторые предсказания квантовой механики и теоретической химии.

Янг и ее коллеги проверили одно из подобных предсказаний, которое было сделано еще в середине прошлого века после первых наблюдений за тем, как радиация взаимодействует с водой. Эти эксперименты показали, что гамма-излучение выбивало электроны из ее молекул, что помогло физикам сформулировать первую теорию радиолиза воды.

Вода и радиация

Тогда ученые предположили, что ионизирующее излучение расщепляет влагу не напрямую, разлагая ее на положительно заряженные протоны и отрицательно заряженные гидроксильные радикалы, а в результате серии крайне быстротечных реакций. После того, как фотон выбивает электрон из молекулы воды, она приобретает положительный заряд и притягивает своих соседей.

Когда одна из соседних молекул сближается с ней на достаточно близкое расстояние, происходит сверхбыстрая реакция, в ходе которой заряженная молекула воды отдает один из протонов и распадается. В результате этого возникает гидроксоний, комплексное соединение протона и воды (H₃O + ), а также OH-ион, который мгновенно соединяется с выброшенным ранее электроном.

Долгое время физики и химики считали, что этот процесс происходит так быстро, что его в принципе нельзя будет изучить. Научный коллектив под руководством Янг доказал, что это не так, впервые проследив за передачей протона и формированием ОН-иона с помощью сверхбыстрого и мощного рентгеновского лазера LCLS. В этому случае он служил как источником ионизирующего излучения, так и средством для ведения наблюдений за разрушением молекул воды.

Эти опыты показали, что вода действительно распадается по общепринятому сценарию. Кроме того, они позволили ученым точно измерить то время, которое проходит между ионизацией и распадом воды. Оно оказалось равно всего 46 фемтосекундам, что полностью укладывается в теоретические предсказания прошлого века. В свою очередь электрон соединяется с ОН-радикалом еще быстрее — всего за 14 фемтосекунд.

Последующие замеры такого рода, как надеются ученые, помогут физикам, химикам и биологам детально изучить то, как ионизирующее излучение и порождаемые им ОН-ионы повреждают ДНК и другие компоненты человеческих клеток, а также научиться отслеживать появление ионизированной воды и продуктов ее распада в различных химических средах.

Источник

Вода может быть радиоактивной

Рис. 1. «Целебная» вода

2 мкКи = 2 x 3.7• 10 4 беккерелей (Бк) = 7.4• 10 4 распадов/с = 74 кБк.

3.8 дн). Гарантированно через месяц активность образующегося радона достигнет максимального значения и будет такая же как у радия – 74 кБк (1230 кБк/л). Это на много больше, чем в водах известного с начала XX чешского курорта Яхимов (6.3 кБк/л ). Практически синхронно с радоном будет расти активности «дочерних» изотопов (полоний-218, свинец-214, висмут-214, полоний-214) и их активности достигнет тех же 74 кБк. Цепочка распадов выглядит так

226 Ra → 222 Rn → 218 Po → 214 Pb → 214 Bi → 214 Po → 210 Pb → 210 Bi → 210 Po → 206 Pb.

100 мкР ≈ 1 мкЗв,
100 бэр = 1 Зв.

Мощность дозы в Москве обычно 13-15 мкР/час.

Рис. 2. Вклад различных компонент естественной радиации в радиационную нагрузку человека.

Облучение делится на внешнее и внутреннее. Внешнее облучение обусловлено источниками, расположенными вне тела человека. Источниками внешнего облучения являются космическое излучение и наземные источники. Источником внутреннего облучения являются радионуклиды, находящиеся в организме человека.

Если у Вас есть дозиметр и Вы решили померить уровень радиации, например, в Москве, то дозиметр скорее всего Вам покажет 13-15 мкР/час. Такая мощность дозы, к стати, и на рабочих местах ядерного практикума физического факультета МГУ. Однако в Москве Вы можете найти места и поинтереснее. Недавно натолкнулся на сообщение, что где-то в Москве дозиметр показал аж 37 мкР/час. Ах-ах, – затрепетали блоггеры, – это много. Подозреваю, что рядом просто было что-то, может из гранита или шлакобетона. Вы боитесь гранита? А он ведь «светит» сильнее, чем обычная деревяшка.

Годовая средняя доза жителей Земли за счет всех источников оценивается в 2400 мР = 2.4 мЗв. Однако эта цифра мне напоминает «среднюю температуру по больнице». Уровень земной радиации неодинаков в различных районах. Так, например, в 200 километрах к северу от Сан-Пауло (Бразилия) есть небольшая возвышенность, где уровень радиации в 800 раз превосходит средний и достигает 260 мЗв в год. Посчитаем сколько покажет там наш дозиметр

(260 мЗв/год ≈ 0.03 мЗв/час = 30 мкЗв/час ≈ 3000 мкР/час). На юго-западе Индии 70 000 человек живут на узкой прибрежной полосе, вдоль которой тянутся монацитовые пески, богатые торием. Эта группа лиц получает в среднем 3.8 мЗв в год на человека, а дозиметр у них показывал бы за 40 мкР/час.

Вы летаете на самолете? Я иногда летаю. Однажды из любопытства взял с собой дозиметр. На крейсерской высоте

10 км он показал 250 мкР/час. Летел я 10 часов. Соответственно средняя мощность дозы, которой я подвергался за сутки, была около 110 мкР/час.

Вклад космических лучей в индивидуальную эквивалентную дозу на уровне моря составляет около 15% или примерно 40% внешнего облучения от природных источников. При подъеме на 1500 м вклад космических лучей удваивается. Это около 600 мкЗв/год. Мощность дозы за счет космического излучения зависит от широты и активности Солнца.

Рис. 3. Зависимость дозы от космического излучения от высоты	Рис. 4. Зависимость мощности дозы от широты Для разных высот и состояния солнечной активности

Так что шерпам, которые живут в горах на высоте до 4000 м, мощность дозы в 40 мкР/час не показалась чем-то необычным. И так каждый день. Да что там шерпы, спросите у французов или финнов, которые живут в местностях, где много гранита, что показывают их дозиметры.

— Я слышал, такие бывают языки. такие оленьи. Я понимаю, что.

— Одна. Нет, две. Или три. Чтоб уже сразу. Ну, если вам все равно — четыре.

— Вы их не будете есть. Они своеобразного посола.

— Две. Себе и на работе.

— Нельзя. Только вам.

— Ну, да, я съем сам. Вы сможете посмотреть.

— Нет. Две. Вдруг подойдет. Я тут же — вторую.

— Нет, одна. Денег не хватит.

А Вы ели оленину? Говорят вкусно. Сейчас напугаю.

В мясе оленей накапливается до 14 Бк/кг свинца-210 и до 1.4 Бк/кг полония-210, которые они получают поедая лишайники, концентрирующие эти радионуклиды из воздуха. В организм населения в районах Крайнего Севера России, США, Канады и в Скандинавских странах, питающегося мясом оленей, в среднем поступает 3.7 Бк/сут полония-210, что в 10 раз превышает уровень поступления этого радионуклида в «нормальных» районах. Повышенное поступление сопровождается усиленным накоплением их в органах и тканях. В костях коренных жителей Крайнего Севера концентрация полония-210 в среднем составляет 21 Бк/кг, что обуславливает годовую поглощенную дозу, которая примерно в 35 раз выше, чем в среднем по планете.

Испугались? А я попробую, если языки достану. А вот и рецепт из Финляндии.

В другом полушарии люди, живущие в Западной Австралии в местах с повышенной концентрацией урана, получают дозы облучения, в 75 раз превосходящие средний уровень, поскольку едят мясо и требуху овец и кенгуру.

Свинец-210 и полоний-210 концентрируется в рыбе и моллюсках. Люди, потребляющие много морепродуктов, могут получить относительно высокие дозы облучения.

Однако, человеку необязательно есть оленину, кенгурятину или моллюсков чтобы стать радиоактивным. Основную дозу внутреннего облучения «средний» человек получает за счет радиоактивного калия-40. Этот нуклид имеет очень большой период полураспада (1.28•109 лет) и сохранился на Земле со времени своего образования (нуклеосинтеза). В естественной смеси калия 0.0117% калия-40. В теле человека массой 70 кг содержится приблизительно 140 г калия и соответственно 0.0164 г калия-40. Это 2.47•1020 атомов, из них каждую секунду распадается около 4000, т.е удельная активность нашего тела по калию-40 составляет

60 Бк/кг. Доза, которую получает человек за счет калия-40, около 200 мкЗв/год, что составляет около 8% годовой дозы.

Вклад космогенных изотопов (в основном это углерод-14), т.е. изотопов, которые постоянно образуются под действием космического излучения, невелик, меньше 1% от естественного радиационного фона.

Наибольший вклад (40-50% общей экспозиционной годовой дозы человека) дают радон и продукты его распада. (Подробно о радоне и не только Вы можете почитать в курсе лекций И.Н. Бекмана.) Поступив в организм при вдохе, он вызывает облучение слизистых тканей легких. Радон высвобождается из земной коры повсеместно, но его концентрации в наружном воздухе существенно различается для различных точек Земного шара.

Радон постоянно образуется в глубинах Земли, накапливается в горных породах, а затем постепенно по трещинам перемещается к поверхности Земли.

Естественная радиоактивность воздуха, в основном обусловлена выделением из почв газообразных продуктов радиоактивных семейств урана-радия и тория – радон-222, радона-220, радона-219 и продуктами их распада, находящимися, главным образом, в аэрозольной форме.

В глубинных грунтовых водах радона заметно больше, чем в поверхностных водостоках и водоемах. Например, в подземных водах его концентрация может изменяться от 4-5 Бк/л до

3-4 МБк/л, то есть в миллион раз.

Если воду для бытовых нужд выкачивают из глубоко залегающих водяных пластов, насыщенных радоном, то высокая концентрация радона в воздухе достигается даже при приеме душа.

Так, при обследовании ряда домов в Финляндии, было выяснено, что всего за 22 минуты пользования душем концентрация радона достигает величины, которая в 55 раз превышает предельно допустимую концентрацию.

Концентрация радона может зависеть от времени года. Так, выделение радона в Павловске (под Петербургом) в среднем составляет весной, летом, осенью и зимой 9.6, 24.4, 28.5 и 19.2 Бк/м3•ч соответственно.

Если в строительстве производстве применяют такие материалы как гранит, пемза, глинозем, фосфогипс, красный кирпич, кальциево-силикатный шлак, источником радоновой радиации становится материал стен.

Дозы за счет ингаляции радона и продуктов его распада при пребывании человека в помещении определяются особенностями конструкции зданий, используемых строительных материалов, систем вентиляции и т.п. В некоторых странах цены на жилье формируются с учетом величины концентрации радона в помещениях.

Многие миллионы европейцев живут в местах, традиционно имеющих высокий радоновый фон, например, в Австрии, Финляндии, Франции, Испании, Швеции и получают в 10-20 раз большую природную дозу облучения по сравнению с жителями Океании, где выделения радона пренебрежимо малы.

Отношение людей к той или иной опасности определяется степенью осведомленности о ней. Есть опасности, о которых люди попросту не подозревают.

Что же делать, если Вы узнали «страшную» тайну, что живете в местности, где много радона. Кстати, концентрацию радона Вам никакой бытовой дозиметр не измерит. Для этого существуют специальные приборы. Пропускайте питьевую воду через угольный фильтр. Вентилируйте помещения.

Рис 6. Часы с циферблатом и стрелками выпуска до 1962 г.

Источник