научная статья по теме РАДОНОВОЕ ПОЛЕ МОСКВЫ Геология

Текст научной статьи на тему «РАДОНОВОЕ ПОЛЕ МОСКВЫ»

ГЕОЭКОЛОГИЯ. ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ. ГИДРОГЕОЛОГИЯ. ГЕОКРИОЛОГИЯ, 2013, № 2, с. 172-187

-. ПРИРОДНЫЕ ^

И ТЕХНОПРИРОДНЫЕ ПРОЦЕССЫ

УДК 551.2.08:552.08

РАДОНОВОЕ ПОЛЕ МОСКВЫ

© 2013 г. П. С. Микляев , |В. И. Макаров*) , А. Л. Дорожко , Т. Б. Петрова

М. А. Маренный , А. М. Маренный , В. М. Макеев

* Институт геоэкологии им. Е.М. Сергеева РАН, Уланский пер., 13, стр. 2, Москва, 101000, Россия. E-mail: peterm7@inbox.ru *Московский государственный университет им. М. В. Ломоносова, химический факультет, Ленинские горы, 1, стр. 3, Москва, 19991 Россия. E-mail: alpinzayac@mail.ru

***ГК Радиационно-экологические исследования (РЭИ), ул. Островитянова, 6, Москва, 117513 Россия. E-mail: amarennyy@rei-eco.ru

Поступила в редакцию 11.04.2011 г. После исправления 28.08.2011 г.

Картирование радонового поля Москвы показало, что оно неоднородно и подразделяется на фоновую и аномальную составляющие. Пространственная структура фонового радонового поля определяется содержанием радия в приповерхностных отложениях. Радоновые аномалии формируют устойчивые во времени и пространстве участки, расположение которых так или иначе связано с неотектонической структурой исследуемой территории, а также с современной геодинамикой. Выдвинуто предположение о связи аномалий радонового поля с геодинамически активными зонами.

Ключевые слова: радоновое поле, плотность потока радона, радоновые аномалии, геодинами-чески активные зоны, потенциальная радоноопасность, неотектоника, эндогенная геодинамика, радиоэкология.

ВВЕДЕНИЕ

Радон - природный радиоактивный благородный газ. Изотопы радона входят в ряды распада урана-238 - радон (222Яп), урана-235 - актинон (219Яп) и тория-232 - торон (220Яп), что обуславливает непрерывное образование радона за счет радиоактивных превращений во всех природных средах, содержащих естественные радионуклиды. В данной статье речь пойдет о наиболее долгожи-вущем изотопе радона - 222Яп (период полураспада - 3.8 сут), дочернем продукте распада 226Яа. Радоновое (эманационное) поле в каждой точке геологического пространства характеризуется определенными значениями объемной активности (ОА) радона в поровом воздухе и плотности потока радона (ППР). Пространственно-временные неоднородности радонового поля определяются свойствами среды и процессами миграции радона, протекающими в ней. Чаще всего оперируют двухмерными полями - объемной активностью радона на некоторой глубине от поверхности (0.5-1.0 м) или плотностью потока радона с поверхности грунта.

Изучение полей радона было начато еще в сороковых годах XX в., когда эманационную съемку

использовали для поисков и разведки месторождений радиоактивных руд. Впоследствии эмана-ционные методы нашли применение при поисках других полезных ископаемых, при геологическом и специальных видах картирования, геодинамических исследованиях с целью прогноза землетрясений и т.п. До начала 1990-х годов радоновое поле Московского региона оставалось слабо изученным, так как эта территория не представляла интереса ни для поиска полезных ископаемых, ни в качестве полигона для прогнозных геодинамических исследований. Интерес к радоновому полю Москвы существенно вырос в связи с постановкой и развитием геоэкологических исследований с целью оценки радиационной нагрузки на население. Как было установлено в 1980-е годы, более 50% дозы, получаемой человеком от всех природных источников облучения, обусловлено радоном, накапливающимся в помещениях жилых и производственных зданий. Основная опасность для здоровья - повышенный риск развития рака легких в результате воздействия радона в значительных концентрациях. Вопрос об опасности радона в относительно низких концентрациях, характерных для жилых домов, в настоящее время дискуссионен, как и вообще вопрос о воздей-

ствии малых доз радиации на здоровье. Именно эта область доз менее всего изучена, и пока недостаточно данных о влиянии низких уровней излучения на здоровье человека [29]. Однако результаты совокупного анализа эпидемиологических исследований, проведенных в Европе, Северной Америке и Китае под эгидой Всемирной Организации Здравоохранения (ВОЗ), дали основание признать радон одним из ведущих канцерогенных факторов, уступающим по значимости лишь курению [31-33]. В 2009 г. ВОЗ рекомендовала беспрецедентно низкий допустимый уровень эквивалентной равновесной объемной активности радона в зданиях - 100 Бк/м3 [25]. Проблема особенно актуальна для крупных мегаполисов, где плотность населения достигает 10 000 чел/км2. Так, например, на территории Москвы по данным радиационно-гигиенического паспорта (2007 г.) концентрации радона более 100 Бк/м3 зарегистрированы всего в 0.7% помещений. Однако при этом повышенному канцерогенному риску в связи с облучением радоном (согласно официально принятой концепции) могут подвергаться около 70 000 человек, что сопоставимо с населением небольшого города.

С середины 1990-х годов на территории Москвы в рамках инженерно-экологических изысканий для строительства были начаты работы по оценке потенциальной радоноопасности, т. е. оценке интенсивности поступления радона из грунтов основания проектируемых сооружений в подвальные и жилые помещения для заблаговременного проектирования мер защиты (газонепроницаемых экранов, вентиляционных систем и т.п.). Первые обобщения материалов измерения ППР с поверхности грунта были опубликованы, в том числе авторами данной статьи, в конце 1990-х -начале 2000-х годов [4 ,9, 18, 19]. Была установлена значительная пространственно-временная изменчивость радонового поля, обусловленная как неоднородностями геологической среды (различным содержанием радия в приповерхностных грунтах, неоднородностью распределения почвенных макропор и трещин, режима увлажнения грунтов и т.п.), так и влиянием колебаний метеорологических факторов (температуры воздуха и почвы, атмосферного давления). Отмечено, что подавляющее большинство участков, на которых плотность потока радона превышает санитарный предел (более 80 мБк/м2с), зарегистрировано на территориях, сложенных с поверхности глинистыми грунтами, характеризующимися относительно высокими концентрациями радия.

В последнее десятилетие на территории Москвы исследования эманационных полей проводились также в связи с изучением современной геодинамической активности платформ, в частности, геодинамически активных зон, выделяемых и на исследуемой территории по комплексу структурных и геоморфологических признаков. В работах [6,7] была отмечена связь пространственной структуры радонового поля Москвы с общим структурным планом. По результатам исследований на юго-западе Москвы выявлены аномально высокие значения ОА радона в подпочвенном воздухе, и установлена их пространственная связь с геодинамически активными зонами, выделенными в районе исследований [11]. Кроме того, В.П. Рудаковым с сотрудниками [26] проводились мониторинговые исследования эманационного поля с применением радоновой и водородной съемок. По данным измерений концентрации радона и водорода на отдельных станциях метрополитена была построена мелкомасштабная схема эмана-ционного поля Москвы.

Однако для построения обобщающей карты радонового поля такого крупного и сложного объекта, как Москва, объем используемых материалов во всех перечисленных исследованиях был явно недостаточным. Так, в работах [18,19] точная привязка к карте Москвы выполнена только для 52 участков, причем значительная их часть сосредоточена в районах массовой застройки. В работе [6] обобщены результаты измерений ППР на 250 участках, в монографии [26] точное число участков измерения не указано, но судя по тому, что измерения проводились вблизи станций метрополитена, их было не более 170. Кроме того, до недавнего времени практически не исследованы временные колебания приповерхностного радонового поля, что, учитывая относительно небольшой объем данных, затрудняло анализ его пространственной изменчивости.

Дискуссионным остается также вопрос об источниках радона и механизмах формирования приповерхностного эманационного поля. Существует мнение, что радон поступает к земной поверхности с относительно больших глубин, радоновое поле при этом отражает особенности строения и распределение напряжений не только в осадочном чехле, но и в фундаменте [26,28]. Приповерхностные же рыхлые отложения рассматриваются как транзитная среда, способная лишь некоторым образом изменять или направлять глубинные потоки радона. Так, В.П. Рудаков на территории Москвы выделяет "флюид одина-мические" линейные зоны, в пределах которых

предполагается поступление радона к дневной поверхности с потоком глубинного геогаза [26]. По его мнению, радоновое поле в приповерхностных отложениях определяется простиранием этих зон. Забегая вперед, отметим, что пространственное распределение ОА радона в подпочвенном воздухе Москвы, приведенное в монографии [26], в целом не совпадает с пространственной структурой радонового поля, полученной по результатам данной работы.

Вместе с тем, в работах [11, 21] обосновывается предположение, что в пределах территории Москвы радон, формирующий приповерхностное фоновое радоновое поле, образуется непосредственно в верхнем слое рыхлых образований за счет радиоактивного распада содержащегося в них радия. То есть, радоновое поле платформ связано прежде всего с литологическим составом и содержанием радия в приповерхностных отложениях. Расчет параметров радонового поля для условий рассматриваемой территории на основе диффузионной модели переноса радона показывает хорошее соответствие полученных расчетных значений с результатами непосредственных измерений. Об этом же свидетельствует приуроченность повышенных значений ППР (превышающих санитарный предел) к глинистым грунтам, содержащим относительно высокие концентрации радия [18,19].

Что касается аномальных значений ОА радона в подпочвенном воздухе, выявленных на юго-западе Москвы (р-н Чертаново), то источники повышенного выделения радона там однозначно не определены. В работе [11] сделано предположение, что источником радоновых аномалий могут быть юрские глины, залегающие на глубине 30-50 м и обогащенные радием

Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.

Показать целиком

Пoхожие научные работыпо теме «Геология»