RU2656131C1 - Способ оценки радоноопасности участков застройки - Google Patents
Способ оценки радоноопасности участков застройки Download PDFInfo
- Publication number
- RU2656131C1 RU2656131C1 RU2017119384A RU2017119384A RU2656131C1 RU 2656131 C1 RU2656131 C1 RU 2656131C1 RU 2017119384 A RU2017119384 A RU 2017119384A RU 2017119384 A RU2017119384 A RU 2017119384A RU 2656131 C1 RU2656131 C1 RU 2656131C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- radon
- soil
- flux density
- hazard
- radiation
- Prior art date
Links
- 229910052704 radon Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 76
- SYUHGPGVQRZVTB-UHFFFAOYSA-N radon atom Chemical compound [Rn] SYUHGPGVQRZVTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 76
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 238000010276 construction Methods 0.000 title claims abstract description 11
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 title abstract 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 11
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 239000002689 soil Substances 0.000 claims description 41
- 230000004907 flux Effects 0.000 claims description 25
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 8
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 abstract description 10
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 abstract description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract 1
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 7
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 7
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 6
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 4
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 4
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 2
- 238000007477 logistic regression Methods 0.000 description 2
- 229910052705 radium Inorganic materials 0.000 description 2
- HCWPIIXVSYCSAN-UHFFFAOYSA-N radium atom Chemical compound [Ra] HCWPIIXVSYCSAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000002680 soil gas Substances 0.000 description 2
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 2
- XDVMCVGTDUKDHL-UHFFFAOYSA-N [amino(2-azaniumylethylsulfanyl)methylidene]azanium;dibromide Chemical compound Br.Br.NCCSC(N)=N XDVMCVGTDUKDHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 1
- 230000005258 radioactive decay Effects 0.000 description 1
- 239000011435 rock Substances 0.000 description 1
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 1
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
- G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/167—Measuring radioactive content of objects, e.g. contamination
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Molecular Biology (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Geophysics And Detection Of Objects (AREA)
Abstract
Изобретение относится к измерению интенсивности альфа-излучения радона с поверхности грунтов и может быть использовано для оценки радоноопасности территорий застройки. Способ оценки радоноопасности участков застройки заключается в том, что в основании фундамента строящегося здания на дне котлована выбирают контрольные точки, расположенные на расстоянии 10 м друг от друга. В контрольных точках рыхлят и снимают верхний слой толщиной от 3 см до 5 см, тщательно выравнивая поверхность. Устанавливают в каждой точке накопительную камеру с угольными адсорберами для накопления радона в течение 1 часа и по бета-излучению короткоживущих дочерних продуктов распада радона 214Рb и 214Bi определяют плотность потока радона. Если среднее значение плотности потока радона превышает 80 мБк⋅м-2⋅с-1, то территорию считают радоноопасной, а если меньше 80 мБк⋅м-2⋅с-1, то территория радиационно безопасна. Технический результат – уменьшение статистического разброса результатов измерения, что улучшает достоверность оценки. 4 ил., 1 табл.
Description
Изобретение относится к измерению интенсивности альфа-излучения радона с поверхности грунтов и может быть использовано для оценки радоноопасности территорий застройки.
В настоящее время при производстве инженерных изысканий проводят радиационно-экологические исследования, составной частью которых является оценка радоноопасности участков застройки. Результат такой оценки позволяет решить вопрос о необходимости использования противорадоновой защиты фундамента здания на стадии строительства. При отсутствии радоновых рисков уменьшаются затраты на строительство, а в дальнейшем не нужны дорогостоящие обследования помещений внутри зданий.
Известен способ оценки радоноопасности участков застройки [Neznal М., Neznal М., The new method for Assessing the Radon Risk of Building Sites, Czech Geological Survey Special Papers, 2004, V. 16 http://www.radon-vos.cz/pdf/metodika.pdf], заключающийся в следующем: стальной полый стержень вбивают на глубину 0.8 метров, стержень соединяют со шприцом с помощью специальной трубки, в течение 2-3 секунд с помощью шприца отбирают пробы почвенного воздуха. Пробы воздуха переводят в устройство RM-2 для измерения объемной активности радона. Стальные полые стержни соединяют с помощью трубки с прибором RADON JOK, открывают заглушку, сжимают зонд руками, выкачивая воздух из зонда прибора RADON JOK, далее заглушку закрывают и измеряют время поступления почвенного воздуха в зонд до момента выравнивания давления в течение одной-двух минут. Далее по формуле рассчитывают газопроницаемость грунта:
где k - газопроницаемость грунта, м2;
Q - объем воздуха, проходящего через зонд за секунду определяется отношением объема зонда ко времени выравнивания давлений; м3/с,
F - коэффициент формы зонда, м;
Δр - разность давлений на поверхности почвы и в активной области зонда, Па;
μ - динамическая вязкость почвенного газа, Па⋅с.
На основе результатов измерений объемной активности радона OA и газопроницаемости грунтов k на глубине 0.8 м рассчитывают радоновый потенциал RP формуле
где OAmin - минимальное значение поровой активности, которое принимают равным 1 кБк⋅м-3;
OA3 - третий квартиль набора данных поровой активности радона;
k3 - третий квартиль набора данных газопроницаемости грунтов.
По рассчитанному значению радонового потенциала с помощью классификационной таблицы определяют категорию радонового индекса - низкий, средний или высокий уровень радоноопасности.
Способ дает недостоверные оценки радоноопасности участков застройки, так как значения измеряемых величин определяются физическими свойствами грунтов на глубине 0.8 м, в то время как основание фундамента располагается на глубинах от полутора до нескольких метров; кроме того малые времена экспозиции приводят к большой статистической погрешности измерений.
Известен способ оценки радоноопасности участков застройки [Modeling of geogenic radon in Switzerland based on ordered logistic regression. Georg Kropat. Francois Bochud. Christophe Murith. Martha Palacios Gruson 
Baechler. Journal of Environmental Radioactivity, 2016, V. 166 (2) - P. 1-6], включающий измерение дозы гамма-излучения на высоте 1 м от поверхности земли, измерение газопроницаемости почв на глубинах от 0.8 м до 1 м с помощью измерительного прибора RADON JOK, изучение геологической структуры покровных пород на основе региональных геологических баз данных для выявления геологически однородных единиц и определения плотности линий разлома, обработку с помощью логистической регрессии данных по типам геологически однородных единиц, дозам гамма-излучения, газопроницаемости почв и плотности линий разлома для предсказания вероятности радонового риска.
Оценка радоноопасности участков застройки этим способом недостоверна, так как газопроницаемость измеряют на глубине от 0.8 м до 1 м, что меньше глубины залегания фундамента; доза, измеренная на высоте 1 м от поверхности земли, не коррелирует с количеством радона, выделяющего с поверхности основания фундамента; использование региональных баз данных приводит к ошибкам классификации при проведении оценок радоноопасности участков застройки.
Известен способ оценки радоноопасности участков застройки [Руководство по эксплуатации измерительного комплекса «АЛЬФАРАД ПЛЮС», Москва, 2014 г.], взятый за прототип, при котором сначала зачищают участок от мусора, растительности и крупных камней. Затем верхний слой почвы рыхлят и выравнивают поверхность, снимают почвенный слой толщиной от 3 см до 5 см. На подготовленном участке устанавливают накопительную камеру, плотно прижимая ее к поверхности. Накопительную камеру оставляют на 15 мин, чтобы в ней накопился радон. Затем накопительную камеру соединяют с автономной воздуходувкой через трубки для перевода накопленного в камере воздуха в измерительное устройство прибора «АЛЬФАРАД ПЛЮС». Перевод воздуха в камеру осуществляют в течение 5 мин. В течение 20 мин проводят измерение плотности потока радона, после чего на экран дисплея выводится результат. Территория является радоноопасной, если измеренное значение плотности потока радона больше 80 мБк м-2 с-1, при меньшем значении территория радиационно безопасна [Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСПОРБ - 99), СП 2.6.1.799-99, Минздрав РФ, 2000].
Измеренная таким образом на земной поверхности плотность потока радона не является достоверной для грунтов, расположенных на дне котлована, вырытого под фундамент здания на глубинах от одного до нескольких метров. Кроме того, из-за малых времен экспозиции измеренная с помощью измерительных комплексов «АЛЬФАРАД ПЛЮС» плотность потока радона характеризуется высокой вариабельностью результатов (от 40% до 100%). При нормировании критического значения плотности потока радона (80 мБк м-2 с-1) высокая вариабельность результатов измерения затрудняет объективно оценить радоноопасность территории.
Техническая проблема, решаемая при использовании предложенного изобретения, заключается в создании способа оценки радоноопасности участков застройки, позволяющего достоверно оценить количество радона, которое может поступить в здание из грунтов, расположенных в основании фундамента на глубинах от одного до нескольких метров.
Предложенный способ оценки радоноопасности участков застройки, так же как в прототипе, включает выбор контрольных точек на исследуемой поверхности грунта, зачистку от мусора и камней в этих точках, рыхление и удаление верхнего слоя грунта толщиной 3-5 см, выравнивание его поверхности, установку в каждой точке накопительной камеры для накопления радона, определение плотности потока радона, и если среднее значение плотности потока радона превышает 80 мБк⋅м-2⋅с-1, то территорию считают радоноопасной, а если меньше 80 мБк⋅м-2⋅с-1, то территория радиационно безопасна.
Согласно изобретению контрольные точки выбирают на расстоянии 10 м друг от друга на поверхности грунта на дне котлована, вырытого под фундамент строящегося здания, используют накопительные камеры с угольными адсорберами для накопления радона в течение 1 часа и по бета-излучению короткоживущих дочерних продуктов распада радона 214Pb и 214Bi определяют плотность потока радона.
Количество радона, выходящего на поверхность грунтов, существенно зависит от их физических свойств, главным образом от содержания радия в грунтах, пористости, влажности и плотности грунтов. В частности, количество радона, содержащееся в порах грунта и диффундирующее к поверхности, определяется коэффициентом эманирования, который значительным образом зависит от влажности грунта. От влажности и пористости грунта зависит коэффициент диффузии радона в почвогрунтах, определяющий скорость выхода радона на поверхность, то есть плотность потока радона. Содержание радия в грунтах на глубинах до нескольких десятков метров изменяется незначительно в отличие от пористости, влажности и плотности, которые в приповерхностных слоях грунта в зависимости от глубины меняются существенным образом. Необходимо отметить, что за счет радиоактивного распада радон выходит на поверхность грунта с глубин не более трех метров, что соответствует глубинам залегания оснований фундаментов. В соответствии с этим плотность потока радона, измеренная на земной поверхности, отличается от плотности потока радона, измеренной в основании фундамента на глубинах от одного до нескольких метров.
Для иллюстрации изменения физических свойств грунтов по глубине на экспериментальной площадке г. Томска с помощью ручного бура были отобраны 18 проб на глубинах 0.2 м …1.9 м с шагом 0.1 м. Для определения плотности, пористости и влажности грунта был использован метод «режущего кольца»: режущее кольцо с внутренним объемом 53.2 см3 вдавливали в отобранные пробы, не допуская перекосов. После заполнения кольца грунт подрезали вровень с краями и выталкивали на подложку. Затем грунт высушивали, определяли плотность сухого грунта ρd, пористость η и влажность грунта ω. Результаты измерения плотности, пористости и влажности грунта представленные на фиг. 1-3 показывают, что физические свойства грунтов на сравнительно небольших глубинах (примерно до 0,6 м) меняются достаточно сильно. Как следствие, плотность потока радона, измеренная на земной поверхности, не будет соответствовать значениям ППР в основании фундамента, глубина которого обычно более одного метра.
Таким образом, технический результат предложенного способа заключается в получении достоверной оценки радоноопасности участка застройки в результате измерения плотности потока радона на дне котлована, вырытого под фундамент здания, и уменьшения статистического разброса результатов измерения за счет увеличения времени экспозиции от одного часа и более.
На фиг. 1 приведены результаты измерения пористости грунта η на разных глубинах.
На фиг. 2 приведены результаты измерения плотности сухого грунта ρd на разных глубинах.
На фиг. 3 приведены результаты влажности грунта ω на разных глубинах.
На фиг. 4 представлена схема точек измерения на участке застройки.
В таблице 1 представлены результаты измерения плотности потока радона (ППР) в каждой точке.
Предложенным способом была проведена оценка радоноопасности участка застройки на строительной площадке г. Томска в районе «Зеленые горки». Измерения проводили в летний период (июль - август) 2014 г.
Исследуемая площадка размерами 20 м ×30 м располагалась на дне котлована глубиной 1,5 м. На площадке было выбрано 12 контрольных точек на расстоянии 10 м друг от друга (фиг. 4). В контрольных точках провели зачистку от камней и мусора, рыхлили и снимали верхний слой грунта толщиной от 3 см до 5 см, тщательно выравнивая поверхность.
В качестве пробоотборников использовали накопительные камеры измерительного комплекса «Камера-01», содержащие внутри слой угля, предварительно прогретого в регенераторе при температуре 150°С в течение одного часа. Подготовленные в соответствии с инструкцией к измерительному комплексу «Камера-01» накопительные камеры устанавливали на исследуемый участок в каждую контрольную точку на 1 час. По истечению времени экспозиции в лабораторных условиях из каждой накопительной камеры уголь пересыпали в блок детектирования бета-излучения короткоживущих дочерних продуктов распада радона - 214Pb и 214Bi. Измерение проводили в течение 1 часа, после чего на дисплее прибора высвечивалось значение плотности потока радона.
В каждой контрольной точке было проведено по три измерения плотности потока радона в течение одного дня; в качестве результатов измерения использовали средние значения.
В таблице 1 приведены результаты измерения плотности потока радона и средние значения плотности потока радона в каждой точке. Для участка застройки рассчитаны среднее значение плотности потока радона 37,25 мБк⋅м-2 с-1, стандартное отклонение - 7 мБк⋅м-2 с-1 и коэффициент вариации - 19%. Необходимо отметить, что полученный коэффициент вариации плотности потока радона (ППР) меньше разброса значений плотности потока радона, измеряемой с помощью способа-прототипа (не менее 40%).
По данным измерения плотности потока радона видно, что исследуемый участок является радиационно безопасным.
Claims (1)
- Способ оценки радоноопасности участков застройки, включающий выбор контрольных точек на исследуемой поверхности грунта, зачистку от мусора и камней в этих точках, рыхление и удаление верхнего слоя грунта толщиной 3-5 см, выравнивание его поверхности, установку в каждой точке накопительной камеры для накопления радона, определение плотности потока радона, и если среднее значение плотности потока радона превышает 80 мБк⋅м-2⋅с-1, то территорию считают радоноопасной, а если меньше 80 мБк⋅м-2⋅с-1, то территория радиационно безопасна, отличающийся тем, что контрольные точки на расстоянии 10 м друг от друга выбирают на поверхности грунта на дне котлована, вырытого под фундамент строящегося здания, используют накопительные камеры с угольными адсорберами для накопления радона в течение 1 часа и по бета-излучению короткоживущих дочерних продуктов распада радона 214Pb и 214Bi определяют плотность потока радона.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017119384A RU2656131C1 (ru) | 2017-06-01 | 2017-06-01 | Способ оценки радоноопасности участков застройки |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2017119384A RU2656131C1 (ru) | 2017-06-01 | 2017-06-01 | Способ оценки радоноопасности участков застройки |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2656131C1 true RU2656131C1 (ru) | 2018-05-31 |
Family
ID=62560225
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2017119384A RU2656131C1 (ru) | 2017-06-01 | 2017-06-01 | Способ оценки радоноопасности участков застройки |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2656131C1 (ru) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4975575A (en) * | 1987-03-31 | 1990-12-04 | Brandeis University | Method of and apparatus for detecting radon |
| DE4310096A1 (de) * | 1993-03-25 | 1994-09-29 | Horn Wolfgang | Verfahren und Einrichtung zur Messung des Radongehaltes im Bodengas |
| RU2011121256A (ru) * | 2011-05-25 | 2012-11-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" | Способ обнаружения аномальных зон радонового излучения |
-
2017
- 2017-06-01 RU RU2017119384A patent/RU2656131C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4975575A (en) * | 1987-03-31 | 1990-12-04 | Brandeis University | Method of and apparatus for detecting radon |
| DE4310096A1 (de) * | 1993-03-25 | 1994-09-29 | Horn Wolfgang | Verfahren und Einrichtung zur Messung des Radongehaltes im Bodengas |
| RU2011121256A (ru) * | 2011-05-25 | 2012-11-27 | Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Кубанский государственный аграрный университет" | Способ обнаружения аномальных зон радонового излучения |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Руководство по эксплуатации измерительного комплекса "АЛЬФАРАД ПЛЮС", Москва, 2014 г. * |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Cosma et al. | Soil and building material as main sources of indoor radon in Băiţa-Ştei radon prone area (Romania) | |
| Stephens et al. | Soil water movement and recharge through sand at a semiarid site in New Mexico | |
| Dages et al. | Estimating the role of a ditch network in groundwater recharge in a Mediterranean catchment using a water balance approach | |
| Cahoon et al. | A method for measuring vertical accretion, elevation, and compaction of soft, shallow-water sediments | |
| Jačka et al. | A comparison of three measuring methods for estimating the saturated hydraulic conductivity in the shallow subsurface layer of mountain podzols | |
| Pool | The utility of gravity and water-level monitoring at alluvial aquifer wells in southern Arizona | |
| Cosma et al. | Testing radon mitigation techniques in a pilot house from Băiţa-Ştei radon prone area (Romania) | |
| Varley et al. | Indoor radon prediction from soil gas measurements | |
| Maréchal et al. | Estimating aquifer thickness using multiple pumping tests | |
| Lubczynski et al. | Use of MRS for hydrogeological system parameterization and modeling | |
| Garbesi et al. | Scale dependence of soil permeability to air: Measurement method and field investigation | |
| Pendiuk et al. | Estimating the specific yield of the Pampeano aquifer, Argentina, using superconducting gravimeter data | |
| Varley et al. | The influence of geology on radon levels in SW England | |
| Rodhe et al. | Groundwater recharge in a hard rock aquifer: A conceptual model including surface-loading effects | |
| Fakir et al. | Seasonality in intermittent streamflow losses beneath a semiarid Mediterranean Wadi | |
| RU2656131C1 (ru) | Способ оценки радоноопасности участков застройки | |
| Pirone et al. | Study of the groundwater regime in unsaturated slopes prone to landslides by multidisciplinary investigations: Experimental study and numerical modelling | |
| Ryzhakova et al. | The problems of assessing radon hazard of development sites in the Russian Federation and the Czech Republic | |
| WO2008081468A1 (en) | Tritium injection technique for the estimation of natural groundwater recharge | |
| Cosma et al. | Radon and remediation measures near Băiţa-Ştei old uranium mine (Romania) | |
| Alaoui et al. | Dual-porosity modeling of groundwater recharge: testing a quick calibration using in situ moisture measurements, Areuse River Delta, Switzerland | |
| Ball et al. | Gas movement and air-filled porosity | |
| Meier et al. | Monitoring of cover and watershed performance for soil covers placed over saline-sodic shale overburden from oilsands mining | |
| Theron et al. | Evaluation of the Aardvark constant head soil permeameter to predict saturated hydraulic conductivity | |
| Sawada et al. | Evaluation of rainfall induced slope failure in tumulus mounds and conservation of the damaged tumuli |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20200602 |