Е Б Хоботова, М І Уханьова, Ю С Маліновська - Радіаційно-екологічні аспекти застосування азотно-фосфорних добрив - страница 1

Страницы:
1  2 

Исследованные материалы могут быть рекомендованы в качестве строительных материалов, используемых для сооружения жилых зданий, где воздухообмен интенсивный, так как не превышено среднее значение Олег. по СНГ (350 мкЗв-год-1 [8]) для помещений с интенсивным воздухообменом.

Основная опасность при использовании исследованного кирпича будет
связана с повышенным у-излучением ЕР стройматериалов. Для уменьшения
у-излучений ЕР рекомендуется при строительстве комбинировать кирпич с другими
строительными материалами; использовать отделочные материалы,
способствующие        уменьшению                гамма-излучений. Использование

многокомпонентного бетона с включением золы возможно при условии строго дозирования данного отхода производства в качестве наполнителя (не более 30%).

 

Литература

1. Крисюк Э. М. Нормирование радиоактивности строительных материалов // Гигиена и санитария, 1980. — № 12. С. 32-34.

2. Крисюк Э. М. Радиационный фон помещений. — М.: Энергоиздат, 1989. — 120 с.

3. Ахременко С. А. Управление радиационным качеством строительной продукции. — М.: Изд. Ассоциации строительных вузов, 2000. — 234 с.

4. Хоботова Э. Б., Дмитриченко Л. В., Самоквит А. В., Шмырева Ю. А. Радиационно-химическая оценка материалов, используемых в строительстве // Вестник национального техничного университета «ХПИ». Сб. научных трудов. Тематич. вып. «Химия, химические технологии и экология», 2004. — № 15. С. 123-128.

5. Нормирование радиоактивности строительных материалов при разном виде их использования / Э.М. Крисюк, В.И. Карпов, П. Кляюс и др. // Report SAAS-250. Berlin, 1979. —

S. 205-213.

6. Сивинцев Ю. В. Фоновое облучение человеческого организма. — М.: Атомиздат, 1960. — 165 с.

7.   Крисюк Э. М. Радиационно-гигиеническая оценка строительных материалов:
Методические рекомендации. — Л.: МЗ РСФСР, ЛНИИРГ, 1976. — 86 с.

8. Перцов Л. А. Ионизирующие излучения биосферы. — М.: Энергоиздат, 1973. — 287 с.

© Хоботова Э. Б., Здвизова Ю. В., Уханева М. И., 2008

 

 

УДК 661.632:546.79

 

Хоботова   Е. Б.,   Уханьова   М. І.,   Маліновська   Ю. С. (Харківський національний автомобільно-дорожній університет)

 

 

РАДІАЦІЙНО-ЕКОЛОГІЧНІ АСПЕКТИ ЗАСТОСУВАННЯ АЗОТНО-ФОСФОРНИХ ДОБРИВ

 

Зроблено розрахунки питомих радіоактивностей грунту при поверхневому та глибинному внесенні азотно-фосфорних добрив. Показано, що рівні забруднення вище ніж залишкові допустимі концентрації радіонуклідів. Рекомендовано корекція норм внесення добрив згідно їх радіоактивним властивостям.

Основний внесок (60-90%) в колективну дозу опромінювання Землі вносять природні джерела іонізуючого випромінювання, які формують природний радіаційний фон. Окрім природного радіаційного фону виділяють також техногенно змінений фон. Він визначається як випромінювання від природних джерел іонізуючого випромінювання, яке не мало б місця, якби не використовувався якийсь технологічний процес, не призначений безпосередньодля генерування іонізуючого випромінювання. Однією з причин такого зміненого фону може бути використання добрив, що містять природні радіонукліди (ПРН), такі як 226Ra, 40К і 232Th.

Метою роботи була радіаційно-гігієнічна оцінка впливу азотно-фосфорних добрив на грунти.


Експериментальне визначення питомих активностей природних радіонуклідів у зразках азотно-фосфорних добрив проводилося за допомогою гамма-спектрометричного методу з напівпровідниковим детектором. У зразках азотно-фосфорних добрив була виявлена наявність природних радіонуклідів. Первинні експериментальні дані, одержані при дослідженні азотно-фосфорних і фосфорних добрив, приведені в таблиці 1. Аналіз даних показав, що сумарна питома радіоактивність проб добрив коливається в межах від 44,3 до 4545,4 Бк/кг. Для азотно-фосфорних добрив характерна присутність трьох ПРН: 232Th, 226Ra, 40K. Найбільша активність 4545,4 Бк/кг у проби нітроамофосу (РФ) обумовлена присутністю 40K, який дає внесок 98,78% у загальну активність.

Інше азотно-фосфорне добриво амофос (РФ) має сумарну активність набагато нижче — 81,4 Бк/кг, проте також характеризується високим вмістом 40K — 62,4%. Внески ізотопів торію і радію в зразки амофосів відносно низькі. Проте амофоси характеризуються присутністю всіх трьох вище перерахованих ізотопів на відміну від досліджених зразків суперфосфату, в якому не виявлено сумісної їх присутності.

Зразки суперфосфату (№ 3, 4) характеризуються відсутністю ізотопу 232Th. У зразку № 3 виявлений тільки ізотоп 226Ra, проте з достатньо високою активністю 411,0 Бк/кг. У суперфосфаті виробництва м. Суми відсутній ізотоп 40K. Це окремий випадок для фосфорних добрив, який з позитивної сторони може характеризувати початкову сировину, оскільки 40K володіє високою біологічною активністю. Активність ізотопу 40K, присутнього в зразку суперфосфату № 4 складає 51,5%. Порівняння з даними для Росії [1] показує, що в дослідженому суперфосфаті відсутні 238U і 232Th, активність 226Ra набагато вище, а активність 40K в 6 разів вище.

Вміст деяких природних радіонуклідів в азотно-фосфорних добривах виявився нижчим, ніж середнє значення по Україні [2]. Наприклад, питома активність 232Th в зразку № 2 амофосу в 1,5 разів нижче, ніж середня по Україні (24 Бк/кг), так само і з величиною питомої активності 226Ra (середнє значення по Україні — 22 Бк/кг [2]). Зразок суперфосфату № 3 (м. Суми) характеризується шестикратним перевищенням середнього значення питомої активності 226Ra по Україні, яке складає 67 Бк/кг [2]. Зразок суперфосфату № 4 — навпакизниженим значенням активності радію, але перевищенням активності Th в 1,5 разу порівняно зі середнім значенням.

Порівняння з даними НКДАР ООН [3] по середнім активностям радіонуклідів показує, що для зразків № 1 і 2 перевищено рівень активності по 232Th (14, 4 Бк/кг), а для зразка № 3 — по 226Ra (370 Бк/кг).

Згідно нормам радіаційної безпеки [4], питома активність природних радіонуклідів в азотно-фосфорних добривах і меліорантах не повинна перевищувати

 

Au + 1,2ATh ^ 2,8 кБк/кг,

де Au і ATh питомі активності 238U (або 226Ra) і 232Th (або 228Th), які знаходяться в рівновазі з іншими членами уранового і торієвого сімейств. Ця вимога досягається для усіх зразків добрив.

Розрахунок рівнів забруднення ґрунтів радіонуклідами ведеться з урахуванням норм внесення азотно-фосфорних добрив в ґрунт. Дози азотно-фосфорних і фосфорних добрив залежать від особливостей культури, під яку вони вносяться, від властивості ґрунту і від багатьох інших умов. У таблиці 2 приведені найвищі норми внесення азотно-фосфорних і фосфорних добрив. Для плодових і ягідних культур доза коливається у межах 45-120 кг/га у перерахунку на Р2О5 [6].

Таблиця 2. Норми внесення азотно-фосфорних і фосфорних добрив у ґрунт [5]


п/п

Добрива

1

Нітроамофос

2

Амофос

3

Суперфосфат

______ Дози внесення д добрив у ґрунт___

15

г добрива / м2 ____________ кг добрива ^ / га

20

0,15103

50-60

0,2103

(0,5-0,6)103~

При внесенні добрива на поверхню ґрунту радіонукліди цього добрива також концентруються у його поверхневому шарі. Отже, розрахуємо поверхневу активність ґрунту за наступною формулою

^поверхн. —

УСпрн-Ц Бк/га,


(1)де £СПРН сума питомих активностей радіонуклідів у азотно-фосфорних добривах, Бк/кг (табл. 1); D доза внесення добрива, кг/га (табл. 2).


Порівняння з даними для Харківської області по сумарному внесенню з добривами радіонуклідів урану-238 та торію-232 [3] показує, що тільки для суперфосфату (Україна, м. Суми) спостерігається 20-кратне перевищення середніх значень 24,7 105 Бк/м2 проти 1,23 Бк/м2. Результати розрахунків наведено у таблиці 3.

При оранці землі добрива і радіонукліди переміщаються углиб ґрунтів, займаючи певний об'єм. Іншими словами, дана активність Споверхн ПРН розподіляється за профілем ґрунту. Таким чином, питому активність ґрунту можна розрахувати за співвідношенням:

С

fl        _       Поверх. ІГ\\

^грунт _     у _ р    1 (2)

 

де Сгрунт — питома активність ґрунту, Бк/кг ґрунту; V об'єм ґрунту, що розраховується за формулою:

V = Sh, (3)

S площа 1 га (104 м2); h глибина ґрунту при перекопуванні, дорівнює 0,3 м; ргрунт = 1 - 1,6 г/см3 (р = 1,3 г/см3 = 1300 кг/м3).


Результати розрахунків наведено у таблиці 4. Природний вміст ПРН у грунті коливається у межах: 238U - 10-50 Бк/кг та 232Th - 7-50 Бк/кг. За 50 років у грунті накопичується питома активність за 2Ra і 2Th, яка нижче за природного рівня (без обліку радіоактивного розпаду).

Справжня небезпека, пов'язана із забрудненням ґрунту ПРН, може бути з'ясована порівнянням питомої активності ґрунту із залишковою допустимою концентрацією ПРН у ґрунті, яка розраховується на основі допустимих рівнів забруднення продуктів харчування.

Порівняння розрахованих питомих активностей ПРН та їх залишкових допустимих концентрацій у ґрунтах показало, що рівень допустимого радіаційного забруднення перевищений.

Значна частина азотно-фосфорних добрив засвоюється рослинами. При дотриманні норм внесення добрив в ґрунт звичайно не виникає проблем з їх залишковими кількостями. Але можлива і інша ситуація. Якщо в ґрунті накопичується надмірна кількість фосфорних або азотно-фосфорних добрив, то виникає антропогенне навантаження на ґрунт, оскільки фосфорні добрива є джерелом надходження в ґрунт комплексу рідкоземельних елементів, миш'яку, стронцію, калію, а також радіонуклідів [7]. Таким чином, надлишок фосфорних добрив може розглядатися як сукупність забруднюючих речовин.

Розрахунковий метод залишкової допустимої концентрації (ЗДК) забруднюючих речовин в ґрунті заснований на використанні нормативів з допустимих залишкових кількостей ксенобіотиків (ДЗК) в продуктах харчування рослинного походження. Розрахунок ЗДКдобр. може проводитися за формулою

ЗДКдобр. = 1,23 + 0,481дДЗК, (4)

де ЗДК — залишкова допустима концентрація забруднюючих речовин у ґрунті, мг/кг; ДЗК — допустима залишкова кількість забруднюючих речовин (для продуктів харчування), мг/кг.

Оскільки дані по ДЗК для фосфорних добрив відсутні, то можна скористатися розрахунковим методом, згідно якому ДЗК визначають по величині максимально недіючої дози (МНД) за формулою:

0,8 • МНДлюд

ДЗК = -            ^лю^, (5)

0,9

 

яка припускає, що 80% забруднюючих речовин, в нашому випадку фосфорних добрив, поступає за добу з їжею, а 0,9 кг це їжа рослинного походження; МНДлюд максимальна недіюча доза для людини, яка розраховується за наступною формулою:

 

МНДлюд =               . мг/кг, (6)

Страницы:
1  2 


Похожие статьи

Е Б Хоботова, М І Уханьова, Ю С Маліновська - Радіаційно-екологічні аспекти застосування азотно-фосфорних добрив

Е Б Хоботова, М І Уханьова, Ю С Маліновська - Радіаційно-екологічні аспекти застосування азотно-фосфорних добрив