Может ли вода быть радиоактивной. Природные радиоактивные воды. Обращение с высокоактивными РАО

Радиоактивная вода

Радиоактивная вода

Вода, содержащая радиоактивные вещества, не является большой редкостью. Радиоактивное загрязнение природной воды может происходить разными путями. В частности, подземные и поверхностные воды могут содержать уран, радий, торий, радон и др. Эти вещества могут выноситься из горных пород, содержащих радиоактивные элементы и продукты их распада, поступать из недр земли, попадать в водные объекты с метеоритами и в результате техногенной деятельности человека.
Надо сказать, что до настоящего времени нет достаточно эффективного и безопасного внедренного способа утилизации ядерных отходов. Наиболее часто применяется захоронение этих отходов в земле на различных глубинах. При этом в ядерных могильниках продолжается распад радиоактивных изотопов с выделением тепла, создавая опасность разрушения герметических оболочек и заражения окружающей среды, путем распространения радионуклидов подземными и поверхностными водами.
Кроме того, производственные сточные воды могут содержать радиоактивные вещества, которые поступают в водные объекты.
Следует отметить, что период полураспада различных радиоактивных изотопов колеблется от долей секунды до миллионов лет, т.е. радиоактивное загрязнение местности делает ее непригодной для жизни на многие годы, если не тысячелетия.
Таким образом, задача дезактивации радиоактивной воды является сложной, но необходимой и подлежит безотлагательному решению.
ООО «Экоцентр» предлагает технологию, применение которой позволит не только быстро и эффективно удалить из зараженной воды радиоактивные вещества, но и обезвредить полученный шлам, значительно сократив период распада радионуклидов.
Время, необходимое для очистки воды измеряется минутами, обезвреживание полученного отхода – сутками. Технология отработана и готова к промышленному внедрению.

Установлено, что основной радиационный фон на нашей планете (по крайней мере, пока) создается за счет естественных источников излучения. По данным ученых доля естественных источников радиации в суммарной дозе, накапливаемой среднестатистическим человеком на протяжении всей жизни, составляет 87%. Оставшиеся 13% приходятся на источники, созданные человеком. Из них 11.5% (или почти 88.5% "искусственной" составляющей дозы облучения) формируется за счет использования радиоизотопов в медицинской практике. И только оставшиеся 1.5% являются результатом последствий ядерных взрывов, выбросов с атомных электростанций, утечек из хранилищ ядерных отходов и т.п.

Среди естественных источников радиации "пальму первенства" уверенно держит радон, обуславливающий до 32% общей радиационной дозы.

Что же такое радон? Это радиоактивный природный газ, абсолютно прозрачный, не имеющий ни вкуса, ни запаха. Газообразный радионуклид радон-222 (наряду с йодом-131, тритием (3 Н) и углеродом-14) не обнаруживаются стандартными методами. При наличии обоснованного подозрения на наличие вышеперечисленных радионуклидов, в частности радона, необходимо использовать для измерений специальное оборудование.

В чем опасность радона? Будучи газом, он попадает в организм человека при дыхании и может вызвать пагубные для здоровья последствия, прежде всего - рак легких. По данным Службы Общественного Здоровья США (US Public Health service) радон - вторая по серьезности причина возникновения у людей рака легких после курения.

Радон образуется в недрах Земли в результате распада урана, который, хоть и в незначительных количествах, но входит в состав практически всех видов грунтов и горных пород. В процессе радиоактивного распада уран превращается в радий-226, из которого, в свою очередь, и образуется радон-222. Особенно велико содержание урана (до 2 мг/л) в гранитных породах. Соответственно в районах, где преимущественным породообразующим элементом является гранит, можно ожидать и повышенное содержание радона. Радон постепенно просачивается из недр на поверхность, где сразу рассеивается в воздухе, в результате чего его концентрация остается ничтожной и не представляет опасности.

Проблемы возникают в случае, если отсутствует достаточный воздухообмен, например, в домах и других помещениях. В этом случае содержание радона в замкнутом помещении может достичь опасных концентраций. Так как радон попадает в здания из земли, то на западе при строительстве фундаментов в "радоноопасных" районах широко применяют специальные защитные мембраны, препятствующие просачиванию радона. Однако даже применение этих мембран не дает стопроцентной защиты. В случае, когда для снабжения дома водой используются скважины, радон попадает в дом с водой и также может скапливаться в значительных количествах в кухнях и ванных комнатах. Дело в том, что радон очень хорошо растворяется в воде и при контакте подземных вод с радоном, они очень быстро насыщаются последним. В США уровень содержания радона в грунтовых водах колеблется от 10 до 100 Беккерелей на литр, в отдельных районах доходя до сотен и даже тысяч Бк/л.

Растворенный в воде радон действует двояко. С одной стороны, он вместе с водой попадает в пищеварительную систему, а с другой стороны, люди вдыхают выделяемый водой радон при ее использовании. Дело в том, что в тот момент, когда вода вытекает из крана, радон выделяется из нее, в результате чего концентрация радона в кухне или ванной комнате может в 30-40 раз превышать его уровень в других помещениях (например, в жилых комнатах). Второй (ингаляционный) способ воздействия рабона считается более опасным для здоровья.

Агентство по охране окружающей среды США (USEPA) рекомендует в качестве рекомендованной предельную величину содержания радона в воде на уровне 300 pCi/l (что составляет 11.1 Бк/л - см. "Единицы измерения"), что однако не нашло пока отражения в американском национальном стандарте качества воды (этот параметр не нормируется). В недавно вышедших российских Нормах Радиационной Безопасности (НРБ-99) предельный уровень содержания радона в воде, при котором уже требуется вмешательство, установлен на уровне 60 Бк/кг.

Можно ли бороться с радоном в воде? Да и достаточно эффективно. Один из наиболее результативных методов борьбы с радоном - аэрирование воды ("пробулькивание" воды пузырьками воздуха, при котором практически весь радон в прямом смысле "улетает на ветер"). Поэтому тем, кто пользуется муниципальной водой беспокоиться практически не о чем, так как аэрирование входит в стандартную процедуру водоподготовки на городских водоочистных станциях. Что же касается индивидуальных пользователей скважинной воды, то исследования, проведенные USEPA, показали достаточно высокую эффективность активированного угля. Фильтр на основе качественного активированного угля способен удалить до 99.7% радона. Правда со временем этот показатель падает до 79%. Использование же перед угольным фильтром умягчителя воды на ионообменных смолах позволяет повысить последний показатель до 85%.

Радиоактивные воды считаются таковыми, если их состав сопоставим с ощутимым содержанием некоторых природных элементов, известных по радиоактивным свойствам, среди них радон, радий, актиний, уран и торий в размере, превосходящем 50/80 единиц Махе.

Потенциально опасные для человеческого здоровья при высоких концентрациях радиоактивные элементы, находясь в воде, наоборот трансформируются в источник ресурсов для организма на уровнях содержания, которые определяют принадлежность определенного вида воды к радиоактивной категории, и используются в многочисленных термальных центрах, начиная еще с 70-х годов прошлого века.

Основной терапевтический ресурс радиоактивных вод генерируется содержанием радона, газообразной субстанции, образованной в процессе выделения альфа-частицы из атома радия. Радон легко поглощается организмом человека, проходя через слизистые, эпидермис, через дыхательные пути и пищеварительную систему, из которой впоследствии выводится с той же легкостью.

Радон не может быть опасен для организма, потому что его радиоактивная валентность распадается менее, чем в 4 дня. Это причина, на основе которой оказывается возможным употребление радиоактивных вод в предназначенных для этого центрах, расположенных в непосредственной близости от источника, с целью сохранения полезных свойств.

По уровню радиоактивности все радиоактивные воды могут быть разделены на ряд различных категорий:

Воды со слабой радиоактивностью, в которых радиоактивность не превышает 30 nC/л
между 30 и 150 nC/л входят воды со средней радиоактивностью
свыше 150 nC/л расположены воды с высокой радиоактивностью

На биологическом уровне радиоактивные воды дают различный эффект на организм, исходя из типа минералов, которые они содержат, согласно схеме соответствия: характеристиками диуретического типа обладают радиоактивные олигоминеральные воды, и противовоспалительного типа обладают соляные йодобромистые воды. При заявлении разницы между категориями, наоборот, большая часть энергии выделяется из радиоактивных вод, которая позволяет увеличивать свойства этих вод, посредством феномена ионизации.
Действуя на нервную систему, радиоактивные воды обладают болеутоляющим и успокаивающим эффектом. Это делает возможным их использование в особой неврологической терапии. В этом случае используется действие холинэстеразов, энзимов, через которые возможно оценить печеночную функциональность и нервную передачу импульсов, ускоряющих пассивный ацетилхолин, молекулу, которая является химическим посредником передачи импульсов в неврологической системе.
Из некоторых экспериментов стало также возможно установить, что организмы, пораженные такими заболеваниями, как аллергическая астма, подвергшиеся лечению радиоактивными водами, менее подвержены риску смерти от анафилактического шока по сравнению с организмами, подвергшимся лечению не радиоактивными водами.
Было научно продемонстрировано, что радиоактивные воды оказывают эффект также на женские половые органы. В особенности, лечением радиоактивными водами поддерживается увеличение эстрогенной активности посредством гипофизарной и диэнцефальной стимуляции, которая приводит к большей регулярности менструального цикла и улучшению вагинальной среды в случае дистрофичного или хронического воспаления.
Радиоактивные воды используются, в основном, на сеансах бальнеотерапии, грязелечения, орошений, ингаляций и гидромассажа.

О нерациональном использовании природных богатств написано и сказано так много. Человечество добывает больше, чем нужно для безбедного существования, изобретает новые технологии, которые интенсивно загрязняют планету. Самым ценным ресурсом на планете являются простая питьевая вода, нехватку которой ощущают уже все страны. Кроме ее перерасхода, присутствует еще и массированное загрязнение. Причем оно носит углубляющийся характер, с каждым годом ядовитые вещества проникают все глубже в недра планеты, делая непригодной для употребления воду их горизонтов, которые раньше считались безопасными и чистыми.

О масштабах одной из недавних техногенной катастрофы и радиоактивному заражению можно судить по этому спутниковому снимку

Вездесущая радиация

Губительное действие радиации открылось всему миру с трагической истории городов Хиросима и Нагасаки. Страшная трагедия не забудется никогда. Мирный атом Чернобыльской АЭС отравил огромные территории, став причиной смертей и мутаций.

Радиация окружает нас повсюду, скрыться от нее невозможно. Метеосводки рассказывают не только погоду, но информируют население о радиоактивном фоне. Города с шахтами, добывающими руду радиоактивных элементов, научились жить с аномальным фоном.

Сказать, что радиация опасна, это ничего не значит. Последствия ее воздействия проявляются через поколения, на восстановление окружающего мира пойдут сотни лет. Радиоактивное заражение воды страшно тем, что вода проникает повсюду, а полностью ее обеззаразить невозможно.

Пути заражения воды

Тема радиоактивного заражения окружающей среды настолько специфична, что рассматривается отдельно от других видов загрязнений. Вода заражается радиацией естественным и искусственным путем. В первом случае, через контакт с природными радиоактивными рудами и породами (гранит и др.).

Согласно требованиям российского законодательства, все промышленные стоки должны проходить процедуру деактивации на предприятиях и лабораториях, которые продуцируют эти стоки, чтобы избежать заражения поверхностных вод радиоактивными соединениями

Искусственно воду, и все остальное, «обогащает» человек:

• Ядерные взрывы и испытания;
• Ядерная промышленность;
• Аварии на специализированных предприятиях и объектах;
• Захоронение ядерных отходов;
• Выпадение радиоактивных осадков;
• Промышленные свалки

Естественно, что есть нормы присутствия радиации в окружающей среде, но даже низкие концентрации очень опасны. Группа риска - стойкие и подвижные в воде элементы: уран, цезий, стронций, радий. Вода их смывает на свалках и захоронениях или проходя через богатые ими горные породы.

Минимальная концентрация составляет угрозу окружающей территории, с ее повышением ситуация становится критичной. Зараженная вода попадает в Мировой океан, опасной становится не только вода, но и все водные живые организмы. Рыбы и водоросли склонны накапливать в себе радиацию, повышая их концентрацию, подобно деревьям и грибам. Человек получает дозы радиации, употребляя их в пищу.

Признаки радиационного поражения организма

Последствия употребления радиоактивной воды пропорциональны ее концентрации в воде. При низкой дозе они имеют долговременный накопительный эффект. Большая доза вызывает тошноту и рвоту, одышку, нарушение сердечного ритма, кожа краснее и слазит, а волосы выпадают.

Слабые дозы в долгосрочной перспективе вызывают женское и мужское бесплодие, болезни крови и зрения.

Если в населенном пункте участились однородные заболевания, в особенности детей, следует немедленно обращаться за помощью к медикам и службы МЧС для взятия образцов воды и почвы и измерения уровня радиации.

Причиной заражения может стать объект, находящийся за десятки километров от населенного пункта. Такие случаи зафиксированы вокруг нескольких АЭС Украины и России. Например, опасный тритий распространяется от начального источника со скоростью от 10 метров в год.

Опасность радиации не только в последствиях, а и в том, что заражение невозможно увидеть. Его фиксируют службы химической и радиационной разведки с помощью специальной аппаратуры, чтобы вовремя предупредить население и выполнить эвакуацию

Приборы для обнаружения радиоактивного заражения

При анализе степени радиоактивного заражения используются три вида приборов:

• Индикаторы и рентгенометры для разведки местности;
• Радиометры для контроля степени заражения;
• Дозиметры для контроля степени облучения.

Домашние дозиметры, которые продаются в магазинах, не способны дать точные результаты. А определить загрязненность воды, или других жидкостей, можно только в лаборатории.

Как понять, что колодец заражен

Первым сигналом, который нельзя игнорировать, является повышение температуры воды в колодце. Нагревание воды свидетельствует о том, что на дне колодца происходит экзотермическая реакция, в том числе и из-за загрязнения радиоактивными отходами.

До выяснения причин нельзя использовать воду для пищи, полива или купания. Специалисты должны провести химические, бактериологические и физические исследования воды, чтобы выяснить причину аномальной температуры.

Чтобы доставить образец воды в лабораторию, нужно откачать 100-150 литров воды, набрать полную бутылку или стеклянную емкость, плотно закрыть и доставить специалистам не позже, чем через 4 часа после забора.

Нельзя пытаться решать проблему самостоятельно! Если анализы не подтвердят наличие радиации или других химических веществ, теплая вода может быть признаком сейсмической активности на участке.

Признаком возможного радиоактивного заражения колодца станет аллергическая реакция на коже, после контакта с водой. В таком случае, концентрация радиации очень высока.

Радиоактивные вещества попадают и старые колодцы, а также выявляются в новых, при предварительном анализе питьевой воды. Такое исследование не будет зря выброшенными деньгами, если колодец питается от горных ручьев или поблизости (до 50 км) есть АЭС, химическое производство - предприятия, работающие с радиоактивными веществами.

Полезным эффектом нейтрализации радиоактивных частиц обладают природные материалы: натуральный цеолит и шунгит. Их засыпают на дно колодцев в качестве донного фильтра. Чтобы от минералов была польза, они должны быть свежими, то есть не использоваться повторно

Опасные горные породы

Парадокс донного фильтра в том, что непроверенные материалы не только не очистят воду, но и станут причиной радиоактивного заражения. Мастера советуют широкий спектр пород для засыпки фильтра: крупный песок, галька, жадеит, цеолит, шунгит, щебенка. Самые безобидные из доступных - песок и речная галька. Для их обработки достаточно хорошей промывки чистой водой. Нельзя использовать для фильтра гранитную крошку, эта порода обладает повышенным радиоактивным фоном. Аналогично, при строительстве шахты каменного колодца, нельзя использовать гранитные камни.

Вода из артезианских скважин очень бедна на кислород, может содержать растворенный радон. Чтобы удалить его, воду кипятят. Радон тяжелый и может скапливаться на дне шахт, в том числе и колодезных, но реальный вред он наносит только при высокой концентрации.

Один из способов обеззараживания воды - это аэрация (продувка воздухом), она более эффективна при очистке от урана и железа. Фильтрация от радона достаточно действенна, но сам фильтр становится очагом накопления радиоактивного остатка, который является источником излучения. Системы фильтров на основе активированного угля обеспечивают степень очистки до 99%, при этом отработанный фильтр превращается в радиоактивный отход. Кроме радона, он может забирать радий и уран.

Бытовые артезианские скважины редко углубляются до пластов с высоким содержанием радия, хотя радон находят и в сравнительно неглубоких колодцах.

Наличие высокого уровня радона свидетельствует о присутствии других радионуклидов.

Анализ воды на радон проводится раз на 5 лет в специальной лаборатории. Минимальный объем образца вода - 1 литр.

2743 0

В настоящее время известно, что все подземные и поверхностные воды обладают радиоактивностью. Небольшое количество радона, а тем самым и продуктов его распада почти всегда присутствует в природных водах и в атмосфере.

В атмосферном воздухе у поверхности земли радон обнаруживают в концентрации порядка 10-13 кюри/л воздуха, однако в некоторых местах концентрация его может быть гораздо больше.

История изучения радиоактивных изотопов в лечебных водах охватывает период в 60 лет. В России истоки ее относятся к 1907 г., когда Э.Э. Карстенс в воде тепло серных источников Пятигорска обнаружил наличие радона (Rn222). В последующие годы Э. Э. Карстенс продолжал изучение радиоактивности горных пород и минеральных вод Пятигорска и в 1913 г. опубликовал по этому вопросу сообщение в записках Русского бальнеологического общества.

Более обстоятельное изучение радиоактивных минеральных вод на Кавказских Минеральных Водах началось с 1926 г., когда в Бальнеологическом институте была организована радиологическая лаборатория под руководством Е.С. Щепотьевой и А.Н. Огильви. Уже в 1925 г. А.Н. Огильви опубликовал «Краткий отчет о гидрогеологических работах по изучению радиоактивности вод Пятигорска».

Особое внимание в довоенные годы лаборатория уделяла определению в минеральных водах радия и радона и значительно меньше другим радиоактивным изотопам. В результате совместной работы сотрудников лаборатории с сотрудниками Государственного радиевого института появилась «Инструкция к измерению радиоактивных минеральных источников и некоторые методики» (В.И. Баранов, А.Н. Огильви, 1930; И.Е. Старик, 1936; Е.С. Щепотьева, 1943).

В последующие годы (1956-1967) исследования охватывают более широкий круг вопросов. В центре внимания стали систематические режимные наблюдения над радоновыми источниками с целью выяснить условия их формирования, причины колебания дебита и содержания радиоактивных изотопов .

Интерес представляет работа И.Е. Старик «Радиологическое изучение района КМВ» (1943), а также кандидатская диссертация Д.С. Николаева «Радоновые воды и серные термы Пятигорска» (1947).

Исходя из общей теории образования радоновых вод в природных условиях, разработанной И.Е. Старик и Е.С. Щепотьевой (1936), и теории образования радоновых вод Пятигорского месторождения, предложенной известным гидрогеологом А.Н. Огильви, М.С. Каган и В.Л. Августинской (1962) провели эксперименты по увеличению дебита радоновых источников северной группы Пятигорска.

Обводняя места формирования радоновых вод дополнительной струей сероводородной воды, близкой по своей минерализации и химическому составу к основной радоновой воде этого месторождения, этим авторам в процессе двухлетних экспериментов удалось увеличить дебит изучаемого месторождения в 2,5 раза, почти не снижая концентрации радона в воде источника, которая колебалась в пределах 60 единиц Махе.

Одновременно были разрешены важные теоретические вопросы. Расчетные данные показали, что на опытном участке при формировании природных радоновых вод образующийся радон захватывается только на 16%, а следовательно, имеются большие резервы его, позволяющие искусственно обогащать им подведенные воды других минеральных и даже пресных источников.

Получены также важные данные о том, что в процессе искусственного обводнения не происходит выщелачивания радия из горных пород и обеднения месторождения.

Особого внимания заслуживают работы по детальной радиохимической характеристике минеральных вод с определением таких радиоактивных изотопов, как радон, радий, уран, торий X и мезоторий I, проведенные в последние годы во всех главных источниках района Кавказских Минеральных Вод (М.С. Каган, 1952-1953, 1959, 1965).

Детальное изучение радиоактивных изотопов в минеральных водах других районов позволило осветить некоторые вопросы, связанные с гидрогеологией и условиями формирования радоновых вод, дать бальнеологическую оценку, вскрыть некоторые механизмы их физиологического и лечебного действия.

В результате многолетних изучений установлено, что многие минеральные источники содержат повышенное количество радиоактивных элементов, особенно радона (Rn222) и радия (Ra226).

Радиоактивные воды в зависимости от преобладания в них тех или иных радиоактивных изотопов разделяют на три группы: радоновые, радиевые, радоно-радиевые. Значительно реже в природных условиях встречаются урановые и радиевомезоториевые воды.

Таблица 4. Запретительные критерии для внутреннего применения радиоактивных вод (по содержанию в них радиоактивных изотопов в г/л)

При оценке радиоактивности минеральных вод мы пользуемся критериями, предложенными Е.С. Щепотьевой и принятыми на совещании представителей курортных институтов в 1961 г. (табл. 3 и 4).

Е.А. Смирнов-Каменский, С.М. Петелин