В свете стремительного развития науки и техники специалисты выражают озабоченность отсутствием пропаганды радиационной гигиены среди населения. Эксперты прогнозируют, что в ближайшее десятилетие "радиологическое невежество" может стать причиной реальной угрозы безопасности общества и планеты.
Невидимый убийца
В XVΙ веке европейских медиков ставила в тупик аномально высокая смертность от легочных заболеваний среди работников рудников, добывающих железо, полиметаллы и серебро. Загадочный недуг, получивший название "горной болезни", поражал шахтеров в пятьдесят раз чаще, чем среднего обывателя. Только в начале XX века, после открытия радона, именно его признали причиной стимулирования развития рака легких горняков Германии и Чехии.
Что такое радон? Только ли отрицательное влияние оказывает он на организм человека? Чтобы ответить на эти вопросы, следует вспомнить историю открытия и изучения этого таинственного элемента.
Эманация - значит "истечение"
Первооткрывателем радона принято считать английского физика Э. Резерфорда. Именно он в 1899 году заметил, что препараты на основе тория кроме тяжелых α-частиц излучают бесцветный газ, приводящий к повышению уровня радиоактивности окружающей среды. Исследователь назвал предполагаемое вещество эманацией тория (от emanation (лат.) - истечение) и присвоил ему буквенное обозначение Em. Похожие эманации присущи также препаратам радия. В первом случае испускающийся газ получил название торон, во втором - радон.
В дальнейшем удалось доказать, что газы являются радионуклидами нового элемента. Выделить его в чистом виде впервые удалось шотландскому химику, Нобелевскому лауреату (1904 г.) Уильяму Рамзаю (совместно с Витлоу Греем) в 1908 году. Спустя пять лет за элементом окончательно закрепилось название радон и символьное обозначение Rn.
В химических элементов Д. И. Менделеева радон находится в 18-й группе. Имеет атомный номер z=86.
Все существующие изотопы радона (более 35, с массовыми числами от 195 до 230) радиоактивны и представляют определенную опасность для человека. В природе встречаются четыре разновидности атомов элемента. Все они входят в состав естественных радиоактивных рядов актиноурана, тория и урана - радия. Некоторые изотопы имеют собственные названия и их, по исторически сложившейся традиции, называют эманациями:
- актиния - актинон 219 Rn;
- тория - торон 220 Rn;
- радия - радон 222 Rn.
Последний отличается наибольшей стабильностью. радона 222 Rn - 91,2 часа (3,82 суток). Время устойчивого состояния остальных изотопов исчисляется секундами и миллисекундами. При распаде с излучением α-частиц происходит образование изотопов полония. Кстати, именно при исследовании радона ученые впервые столкнулись с многочисленными разновидностями атомов одного и того же элемента, которые впоследствии и назвали изотопами (от греческого "равный", "одинаковый").
Физические и химические свойства
В нормальных условиях радон - газ без цвета и запаха, присутствие которого можно определить только специальными приборами. Плотность - 9,81 г/л. Является самым тяжелым (воздух легче в 7,5 раз), самым редким и самым дорогим из всех известных на нашей планете газов.
Хорошо растворим в воде (460 мл/л), но в органических соединениях растворимость радона на порядок выше. Обладает эффектом флюоресценции, вызванным высокой собственной радиоактивностью. Для газообразного и жидкого состояния (при температуре ниже -62˚С) характерно голубое свечение, для кристаллического (ниже -71˚С) - желтое или оранжево-красное.
Химическая характеристика радона обусловлена его принадлежностью к группе инертных ("благородных") газов. Ему свойственны химические реакции с кислородом, фтором и некоторыми другими галогенами.
С другой стороны, неустойчивое ядро элемента является источником частиц высоких энергий, влияющих на многие вещества. Воздействие радона приводит к окрашиванию стекла и фарфора, разлагает воду на кислород, водород и озон, разрушает парафин и вазелин и т. д.
Получение радона
Для выделения изотопов радона достаточно пропустить над веществом, содержащим радий в том или ином виде, струю воздуха. Концентрация газа в струе будет зависеть от многих физических факторов (влажности, температуры), от кристаллической структуры вещества, его состава, пористости, однородности и может колебаться от малых долей до 100%. Обычно используют растворы бромистого или хлористого радия в соляной кислоте. Твердые пористые вещества применяют гораздо реже, хотя радон при этом выделяется более чистым.
Полученную газовую смесь очищают от паров воды, кислорода и водорода, пропуская ее через раскаленную медную сетку. Остаток (1/25000 от первоначального объема) конденсируют и из конденсата удаляют примеси азота, гелия и инертных газов.
Для заметки: во всем мире за год производится всего лишь несколько десятков кубических сантиметров химического элемента радона.
Распространение в природе
Ядра радия, продуктом деления которых является радон, в свою очередь образуются при распаде урана. Таким образом, основной источник радона - грунты и минералы, содержащие уран и торий. Наиболее высока концентрация этих элементов в магматических, осадочных, метаморфических породах, темноцветных сланцах. Газ радон вследствие своей инертности легко покидает кристаллические решетки минералов и по пустотам и трещинам в земной коре легко распространяется на большие расстояния, выделяясь в атмосферу.
Кроме того, грунтовые межпластовые воды, омывая такие породы, легко насыщаются радоном. Радоновая вода и ее определенные свойства использовались человеком задолго до открытия самого элемента.
Друг или враг?
Несмотря на тысячи научных и научно-популярных статей, написанных об этом радиоактивном газе, однозначно ответить на вопрос: "Что такое радон и каково его значение для человечества?" представляется затруднительным. Перед современными исследователями стоят, как минимум, две проблемы. Первая заключается в том, что в сфере воздействия излучения радона на живую материю он является одновременно вредным и полезным элементом. Вторая - в отсутствии достоверных средств регистрации и мониторинга. Существующие на сегодняшний день детекторы радона в атмосфере, даже самые современные и чувствительные, при повторении измерений могут выдавать результаты, различающиеся в несколько раз.
Осторожно, радон!
Основную дозу радиации (более 70%) в процессе жизнедеятельности человек получает благодаря природным радионуклидам, среди которых лидирующие позиции принадлежат бесцветному газу радону. В зависимости от географического расположения жилого строения, его "вклад" может составлять от 30 до 60%. Постоянное количество нестабильных изотопов опасного элемента в атмосфере поддерживается непрерывным поступлением из земных пород. Радон имеет неприятное свойство накапливаться внутри жилых и общественных помещений, где его концентрация может увеличиваться в десятки и сотни раз. Для здоровья человека опасность представляет не столько сам радиоактивный газ, сколько химически активные изотопы полония 214 Po и 218 Po, образующиеся в результате его распада. Они прочно удерживаются в организме, губительно воздействуя внутренним α-излучением на живую ткань.
Кроме астматических приступов удушья и депрессивного состояния, головокружения и мигрени, это чревато развитием рака легких. В группу риска входят работники урановых шахт и горно-обогатительных комбинатов, вулканологи, радонотерапевты, население неблагоприятных районов с высоким содержанием радоновых производных в земной коре и артезианских водах, радоновых курортов. Для выявления таких территорий составляют карты радоноопасности, применяя геологические и радиационно-гигиенические методы.
Для заметки: считается, что именно облучение радоном спровоцировало гибель от рака легких в 1916 году шотландского исследователя этого элемента Уильяма Рамзая.
Способы защиты
В последнее десятилетие, по примеру западных соседей, необходимые противорадоновые мероприятия стали распространяться и в странах бывшего СНГ. Появились нормативные документы (СанПин 2.6.1., СП 2.6.1.) с четкими требованиями по обеспечению радиационной безопасности населения.
К основным мерам по защите от почвенных газов и природных источников излучения относятся:
- Обустройство на земляном подполье деревянных полов монолитной бетонной плиты с щебеночным основанием и надежной гидроизоляцией.
- Обеспечение усиленной вентиляции цокольного и подвального пространства, проветривание жилых зданий.
- Вода, поступающая в кухни и ванные комнаты, должна подвергаться специальной фильтрации, а сами помещения оборудуются принудительными вытяжными устройствами.
Радиомедицина
Что такое радон, наши предки не знали, но еще славные всадники Чингисхана врачевали свои раны водами источников Белокурихи (Алтай), насыщенными этим газом. Дело в том, что в микродозах радон оказывает положительное влияние на жизненно важные органы человека и центральную нервную систему. Воздействие радоновых вод ускоряет обменные процессы, благодаря чему поврежденные ткани восстанавливаются гораздо быстрее, нормализуется работа сердца и системы кровообращения, укрепляются стенки сосудов.
Курорты горных районов Кавказа (Ессентуки, Пятигорск, Кисловодск), Австрии (Гаштейн), Чехии (Яхимов, Карловы Вары), Германии (Баден-Баден), Японии (Мисаса) издавна пользуются заслуженной славой и популярностью. Современная медицина кроме радоновых ванн предлагает лечение в форме орошения, ингаляции под строгим контролем соответствующего специалиста.
На службе человечества
Область применения газа радона не ограничивается одной лишь медициной. Способность изотопов элемента к адсорбции активно используется в материаловедении для измерения степени неоднородности металлических поверхностей и декорирования. В производстве стали и стекла радон служит для контроля протекания технологических процессов. С его помощью проводят проверку противогазов и средств химзащиты на герметичность.
В геофизике и геологии многие методы поиска и обнаружения залежей полезных ископаемых и радиоактивных руд основаны на применении радоновой съемки. По концентрации изотопов радона в почве можно судить о газопроницаемости и плотности горных образований. Мониторинг радоновой обстановки выглядит перспективным в плане прогнозирования предстоящих землетрясений.
Остается надеяться, что с негативными воздействиями радона человечество все-таки справиться и радиоактивный элемент будет приносить населению планеты только пользу.
В "Официальном отчете о радоне" Международной комиссии по радиологической защите указано, что годовая эффективная индивидуальная доза облучения от радона не должна превышать 10 мЗв/год. По данным Федеральной службы России по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека в 2010 году были выявлены критические группы населения, дозы облучения которых значительно превышают средние по Российской Федерации. Такие группы населения были выявлены в Республике Тыва, в Алтайском крае, в Воронежской и Кемеровской областях. Причиной повышенного облучения является высокое содержание изотопов радона в воздухе жилых помещений. В зонах с умеренным климатом концентрация радона в закрытых помещениях в среднем примерно в 8 раз выше, чем в наружном воздухе. Наибольшие значения средних годовых эффективных доз облучения населения природными источниками ионизирующего излучения по данным исследований 2001-2010 гг. зарегистрированы в Республике Алтай (9,54 мЗв/год) и Еврейской АО (7,20 мЗв/год), средние годовые дозы природного облучения жителей Республики Тыва, Иркутской области, Ставропольского и Забайкальского краев превышают 5 мЗв/год. Высокие показатели годовых эффективных доз облучения населения также отмечаются в республиках Бурятия, Ингушетия, Калмыкия, Северная Осетия, Тыва, в Кабардино-Балкарской и Карачаево-Черкесской республике, в Ставропольском крае, в Ивановской, Иркутской, Калужской, Кемеровской, Липецкой, Новосибирской, Ростовской, Свердловской. Смотрите таблицу со средними годовыми эффективными дозами облучения населения России по данным Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека.
Средняя индивидуальная годовая эффективная доза облучения на одного жителя Российской Федерации, оцененная по данным за весь период наблюдений с 2001 по 2010 год, составляет 3,38 мЗв/год. Вклад дозы внутреннего облучения населения за счет ингаляции изотопов радона (222 Rn и 220 Rn) и их короткоживущих дочерних продуктов распада составляет 1,98 мЗв/год или около 59 % суммарной дозы за счет всех природных источников излучения. При этом вклад внешнего облучения составляет около 19 % суммарной дозы, космического излучения - чуть менее 12 %, вклад широко распространенного в природе 40К - 5 %, а доза облучения за счет содержания природных и техногенных (137 Cs и 90 Sr) радионуклидов в продуктах питания - около 4 %. Средняя доза за счет потребления питьевой воды составляет менее 1 % от суммарной дозы облучения, а за счет ингаляции долгоживущих природных радионуклидов с атмосферным воздухом - менее 0,2 % от суммарной дозы. Около 90 % дозы ингаляционного облучения обусловлено вдыханием дочерних продуктов изотопов радона, находящихся в воздухе помещений и атмосферном воздухе. При этом, радон является единственным природным источником излучения, который можно регулировать с экономически оправданными затратами.
Хотя в 1994 году постановлением Правительства РФ № 809 от 06.07.94 г. была принята Федеральная целевая программа «Снижение уровня облучения населения России и производственного персонала от природных радиоактивных источников», в отечественной популярной строительной литературе опасности, связанные с постоянным проникновением радона в жилое помещение, чаще всего обходятся молчанием. Чтобы понять актуальность радоновой проблемы читайте . Современные исследования показали, что радон является причиной центрального рака легких, и риск заболевания повышается при увеличении концентрации радона в помещении при длительном проживании на радоноопасных территориях. Однако несмотря на многочисленные пути поступления радона в дом , защитить его от повышенной концентрации радона можно при помощи простых и недорогих технических решений для защиты малоэтажного дома от радона .
Alberg AJ., Samet JM. Epidemiology of Lung Cancer. Chest. 2003; 123:21-49
U.S. National Institutes of Health. National Cancer Institute. Factsheet; Radon and Cancer: Questions and Answers. July 13, 2004. Accessed on November 17, 2009
Steindorf K., Lubin J., Wichmann H.E., Becher H. Lung Cancer Deaths Attributable to Indoor Radon Exposure in West Germany. // Intern. J. Epidemiol. 1995. V. 24. № 3. P. 485-492.
Тихонов М.Н. Радон: источники, дозы и нерешенные вопросы//Атомная стратегия. -2006.- №23, июль
Дозы облучения населения Российской Федерации в 2010 году. - СПб: Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт радиационной гигиены имени профессора П.В. Рамзаева, 2011. - С. 17.
Дозы облучения населения Российской Федерации в 2010 году. - СПб: Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт радиационной гигиены имени профессора П.В. Рамзаева, 2011. - C.18
Крисюк Э.М. Уровни и последствия облучения населения // АНРИ. - 2002. - N 1(28). - С.4-12.
Настолько вреден радон, содержащийся в атмосфере, особенно в воздухе закрытых жилых помещений. Ведь, если молекулы воды, поглощают вредное излучение радона, и на коже человека образуется активный слой, вызывающий лечебный эффект, то с радоном, содержащемся в воздухе и попадающем в наши лёгкие подобного целительного действия не происходит, а наоборот оказывается вредное воздействие на здоровье.
В открытом пространстве концентрация радона безвредна и не вызывает беспокойства. Иное дело в воздухе закрытых помещений. Как он попадает туда? Чаще всего путём излучения из почвы, воды, от строительных материалов, таких как бетон, цемент, гравий, кирпич, шлакоблок, то есть как раз тех материалов, взятых в природе и включающих в себя примеси радиоактивного радона. И постепенно в течение жизни такие материалы излучают этот вредный радиоактивный газ.
Ещё большую опасность представляет радон, содержащийся в природном газе, поступающим в дома и оседающий в подвалах, технических помещениях, нишах и отстойника, поскольку он тяжелее воздуха, а уже оттуда газ благополучно попадает в наши квартиры, нанося вред здоровью.
Сочетание радона и табачного дыма является бомбой замедленного действия. Установлено, что радон является вторым по частоте после курения фактором, вызывающим рак лёгких . В свою очередь, рак лёгких, вызванный радоновым облучением, достаточно распространённая причина этого коварного заболевания.
Как защитить себя от вредного воздействия радона
В 1995 году в России принят федеральный закон «О радиационной безопасности населения» , регламентирующий нормы содержания радона в воздухе. В соответствии с положениями его следует учитывать следующее:
- При проектировании здания среднегодовая активность изотопов радона в воздухе не должна превышать 100 бк/куб.м (беккерелей на метр кубический).
- В жилых квартирах не более 200 бк/куб.м, иначе встает вопрос о проведении защитных мероприятий.
- При значении 400 бк – здание должно быть снесено или перепрофилировано.
Измерить уровень радона в воздухе в своём доме или квартире может каждый желающий с помощью специального прибора радиометра или индикатора радона, которые доступны для покупки и имеют стоимость от 1500 до 8 тысяч рублей.
Вот почему так важно быть предельно осторожным при выборе участка для своего дома, дачи, чтобы не натолкнуться на свалку промышленных отходов или хранилище пород, содержащих радон.
Стараться приобретать только сертифицированные строительные материалы (песок, глина, цемент, гравий, природный камень).
Радон особенно опасен для детей, так как оседает ближе к полу - секторе, в котором пребывают малыши.
На кухне жилого помещения важно установить вытяжку, чтобы в случае, если в природном газе содержатся примеси радона, то они могли выходить наружу из помещения.
Не курите в своём доме, как уже говорилось выше, курение усиливает воздействие радона на организм человека.
Чаще открывайте окна, проветривая помещения, аналогичное отношение к подвалам.
Как вывести излишний радон из организма
Очистить организм от радиоактивных элементов можно с помощью витаминов, антиоксидантов и продуктов питания, содержащих пектин : цитрусовые, яблоки, виноград и красное вино(каберне дают подводникам), свёкла.
Очищающее действие оказывают продукты, содержащие йод : , морская капуста, морепродукты, шпинат и , бобовые, зелёный чай . Хорош при этих действиях чайный гриб . Отдельного внимания заслуживает черноплодная рябина - лучшее средство для удаления радионуклидов из организма.
Официальная медицина предлагает ряд фармакологических препаратов для вывода радиации из организма, самый распространенный и самый безобидный из которых активированный уголь, свободно продаваемый в аптеках. Применение других средств должно быть согласовано с врачом.
Цель данной статьи - не запугать обычного гражданина нашей страны, ведь всюду нас поджидают вредные воздействия и нездоровые факторы, а лишь всего лишь напомнить о вреде радона, содержащемся в воздухе, как при этом обезопасить себя и своих близких и как вывести его вредные изотопы.
Впервые открыл это вещество английский физик Э. Резерфорд в 1900 г., назвавший его эманацией (производное от латинского слова «истечение»). А современное имя «радон» дал ему другой англичанин Дорн в 1900 г, сопоставив его с первоначальным радием. Но радон образуется при распаде не только радия, но также урана, тория, актиния и других радиоактивных элементов.
1. Радон в природе
Это благородный газ без цвета и запаха, ядовит, а главное - радиоактивен . Он легко растворяется в воде, а еще лучше в жировых тканях живых организмов. Так как радон довольно тяжелый (в 7,5 раз тяжелее воздуха), он «обитает» в толщах земных пород, и, конечно, выделяется понемногу в атмосферу. Но не сам по себе, а в смеси с увлекающими его потоками других, более легких газов - водорода, углекислого газа, метана, азота и других. Все они порождаются глубинными процессами. Интересен тот факт, что радон, являясь инертным газом, не образует аэрозолей, т.е. не присоединяется к пылинкам, тяжёлым ионам и т.д. Из-за химической инертности и большого периода полураспада он может мигрировать по трещинам, порам почвы и пород на большие расстояния, причём довольно длительно (около 10 дней). Радон также содержится в некоторых минеральных водах, которые так и называются радоновыми.
2. Влияние на живые организмы
Лишь недавно ученые выяснили, что наибольший вклад в радиоактивное облучение человека вносит именно радон. Он ответственен за 3/4 годовой дозы облучения, получаемой людьми от земных источников радиации и примерно за половину этой дозы от всех природных источников. Установлено, что основная часть облучения происходит от дочерних продуктов распада радона - изотопов свинца, висмута и полония. Продукты распада радона попадают в легкие человека вместе с воздухом и задерживаются в них. Распадаясь, выделяют альфа-частицы, поражающие клетки эпителия. Распад ядер радона в легочной ткани вызывает микроожоги, а повышенная концентрация газа в воздухе может привести к раку. Также альфа-частицы вызывают повреждения в хромосомах клеток костного мозга человека, что увеличивает вероятность развития лейкозов. К сожалению, наиболее уязвимы для радона самые важные клетки - половые, кроветворные и иммунные. Частицы ионизирующей радиации повреждают наследственный код и, притаившись, никак себя не проявляют, до тех пор, пока «больной» клетке не настанет время делиться или создавать новый организм - ребенка. Тогда речь может идти о мутации клеток, приводящей к сбоям в жизнедеятельности человека.
3. Радон в доме
В дом радон может попасть разными путями: из недр Земли; из стен и фундамента зданий, т.к. строительные материалы (цемент, щебень, кирпич, шлакоблоки) в разной степени, в зависимости от качества, содержат дозу радиоактивных элементов; вместе с водопроводной водой и природным газом. Так как этот газ тяжелее воздуха, он оседает и концентрируется в нижних этажах и подвалах. Самый значимый путь накопления радона в помещениях связан с выделением радона из почвы, на которой стоит здание. Большую опасность представляет поступление радона с водяными парами при пользовании душем, ванной, парной. Он содержится и в природном газе, и поэтому на кухне необходимо устанавливать вытяжку, чтобы предотвратить накапливание и распространение радона. В 1995 году в нашей стране принят федеральный закон «О радиационной безопасности населения» и действуют специальные нормы радиационной безопасности. По нему следует, что при проектировании здания среднегодовая активность изотопов радона в воздухе не должна превышать 80 Бк/м3 (беккерелей на метр кубический). В жилых квартирах не более 200 Бк/м3, иначе встает вопрос о проведении защитных мероприятий, а если значение достигает 400 Бк/м3 - здание должно быть снесено или перепрофилировано. Сейчас многие люди приобретают личные дозиметры, чтобы измерить общий фон радиации в квартире. Но для измерения уровня радона он бесполезен, тут необходимо вызывать специалистов с радиометром радона. Если вы хотите самостоятельно обезопасить свое жилище от вредного газа, вам следует заделать щели в стенах и полах, поклеить обои, загерметизировать подвальные помещения и просто чаще проветривать комнаты в вашем доме. Замечу, что концентрация радона в непроветриваемом помещении в 8 раз больше.
4. Польза радона
Но в природе нет ничего лишнего и помимо важных исследований в области химии и физики, радон используется во многих сферах человеческой жизни. Его используют в медицине для приготовления «радоновых ванн», в сельском хозяйстве для активации кормов домашних животных, в металлургии в качестве индикатора для определения скорости газовых потоков в доменных печах и газопроводах. Геологи с его помощью находят залежи радиоактивных элементов. Сейсмологи, анализируя выход радона из почв, могут спрогнозировать сильные землетрясения и извержения вулканов. Поэтому при успешных и своевременных мерах защиты даже такую «химеру» можно заставить служить человечеству.
