THE PROBLEM OF GYPSUM MATERIALS ECOLOGICAL SAFET
Едаменко А.С.
кандидат технических наук, старший преподаватель, кафедра безопасность жизнедеятельности, Белгородский государственный технологический университет им. В.Г. Шухова
К ВОПРОСУ ОБ ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ГИПСОВЫХ ВЯЖУЩИХ
Аннотация
Одним из факторов отрицательно влияющих на состояние людей в отдельных регионах России, стала последнее время радиоэкология окружающей среды, а учитывая неравномерность распределения естественных радионуклидов в строительных материалах, в работе исследованы на радиоактивность различные строительные материалы и изделия.
Ключевые слова: строительные материалы и изделия, гипсовые вяжущие, радиоактивные нуклиды (226Ra, 232Th 40К), радон.
Keywords: building materials and products, gypsum astringents, radioactive nuclides (226Ra, 232Th 40K), radon.
На сегодняшний день одним из наиболее важных направлений экономики Российской Федерации является строительная отрасль. Строительный комплекс бурно развивается и набирает обороты–в частности, жилищное строительство России выходит на совершенно новый уровень. Одной из основных целей, которые ставит перед собой строительная отрасль, является обеспечение граждан комфортным жильем по разумной цене. Всё увеличивающиеся скорости строительства отрицательно воздействуют на окружающую среду. Негативное влияние происходит на всех его этапах: от получения стройматериалов до эксплуатации готовых объектов. Одним из отрицательных экологических последствий интенсификации развития промышленности, явилось увеличение техногенного радиационного фона. Основными радиоактивными нуклидами природного происхождения, содержащимися в строительных материалах, являются: радий (226Ra), торий (232Th), калий (40К).Средняя удельная радиоактивность некоторых строительных материалов на примере Белгородской области приведена в табл. 1.
Таблица 1
Средняя удельная радиоактивность строительных материалов
| Материал | Удельная активность, Бк/кг | |||
|
40K |
226Ra |
233Th |
Cуммарная эффективность |
|
|
Мел Шебекинского месторождения |
- |
28,8 |
- |
28,8 |
|
Цемент М-500 Белгородского цементного завода |
131 |
34 |
18 |
70 |
|
Шифер асбестоцементный Белгородского КАЦИ |
195 |
12 |
23 |
59 |
|
Кирпич керамический Бессоновского кирпичного завода |
489 |
14 |
38 |
105 |
|
Гранитовый щебень |
1030 |
105 |
119 |
349 |
|
Тяжелый бетон ЖБК-1 |
722 |
82 |
83 |
252 |
|
Керамзитобетон ЖБК-1 |
246 |
- |
67 |
109 |
|
Песок кварцевый |
54 |
8 |
19 |
37 |
|
Керамзитовый гравий |
454 |
- |
66 |
125 |
|
Древесина, сосна (опилки) |
- |
1,5 |
- |
1,5 |
Наиболее существенным из всех естественных источников радиации является невидимый, не имеющий вкуса и запаха тяжелый газ – радон.
В сущности, большая часть облучения исходит от дочерних продуктов распада (ДПР) радона, а не от него самого.
В последние годы мнения ученых сходятся на том, что повышенное содержание радона в жилых домах опасно для здоровья их обитателей. Ранее в многочисленных исследованиях отмечалось увеличение риска заболевания раком среди рабочих урановых и других рудников в результате облучения короткоживущими α-излучающими ДПР радона-222. Около 10 % наблюдающихся случаев заболевания раком легких спровоцировано радоном. Имеющиеся прямые данные показывают, что люди, прожившие 20 лет в домах, где концентрация радона достигает 1000 Бк/м3, на 2…3 % чаще заболевают раком легких.
Доза облучения легких от ДПР определяется величиной эквивалентной равновесной объемной активности радона:
СRn(экв) = 0,104nRaA + 0,514nRaB + 0,382nRaC, (1)
где nRaA, nRaB, nRaC – объемные активности радона и его дочерних продуктов (соответственно RaA, RaB, RaC) в Бк/м3;
Важное значение имеет изучение источников поступления радона в воздух жилых помещений [1, 2].
Самые распространенные строительные материалы – дерево, кирпич, бетон – выделяют относительно немного радона. Гораздо большей удельной радиоактивностью обладают гранит и пемза, используемые в качестве строительных материалов.
Доза гамма - излучения в помещении определяется в основном удельной эффективной активностью естественных радионуклидов в строительных материалах (Аэфф). Форма и размеры помещений, толщина стен и перекрытий мало влияют на мощность дозы в помещении [3, 4].
Аэфф = ARa + l,31ATh + 0,085АК, (2)
где ARa, ATh, АК – удельные активности радия, тория, калия соответственно, Бк/кг. (при условии, что урановый и ториевый ряды находятся в радиоактивном равновесии).
Аэфф в строительных материалах имеет широкий диапазон значений (от 7 до 580 Бк/кг). Наиболее высокие удельные активности ЕРН характерны для пород вулканического происхождения (гранит, туф), а наиболее низкие – для пород осадочного происхождения карбонатных (мрамор, известняк), сульфатных (гипс, ангидрит).
Данные о величине удельной активности естественных радионуклидов некоторых строительных материалов представлены табл.2.
Таблица 2
Величина удельной активности естественных радионуклидов некоторых строительных материалов
|
Строительный материал |
Удельная активность, Бк/кг |
Аэфф, Бк/кг |
||
|
40K |
226Ra |
233Th |
||
|
Гранит |
111,0 |
78,0 |
74,0 |
204 |
|
Фосфогипс |
110 |
600 |
5 |
540 |
|
Кирпич |
330 |
280 |
230 |
580 |
|
Шлак доменный |
240 |
70 |
20 |
110 |
|
Мрамор |
37,0 |
9,0 |
11,0 |
38,0 |
|
Туф |
1073,0 |
111,0 |
122,0 |
367,0 |
|
Кварцит |
480,0 |
30,0 |
33,0 |
117,0 |
|
Песок |
33,0 |
4,0 |
7,0 |
15,97 |
|
Портландцемент |
111,0 |
18,0 |
11,0 |
41,0 |
|
Гипс |
11,0 |
9,0 |
1,0 |
7,0 |
|
Известь |
32,0 |
10,0 |
5,0 |
19,0 |
|
Легкий бетон |
185,0 |
16,0 |
15,0 |
58,0 |
В этом аспекте гипсовые вяжущие вещества и изделия на их основе находятся в более предпочтительном положении по сравнению с цементными и силикатными бетонами, а так же прочими широко применяемыми строительными материалами.
Таблица 3
Удельная эффективная активность ЕРН различных видов гипсосодержащих строительных материалов
|
Продукт |
Аэфф, Бк/кг |
|
Сухие гипсовые смеси |
3 - 21.2 |
|
Камень гипсовый и гипсоангидритовый |
25 |
|
Вяжущие гипсовые |
12 |
|
Листы гипсокартонные |
10 |
|
Плиты гипсовые для перегородок |
6 |
Из таблицы видно, что гипсовый камень, вяжущие, сухие смеси и другие гипсосодержащие материалы имеют низкую удельную эффективную активность ЕРН, что является существенным дополнением к целому ряду других, экологически положительных качеств:
- гипсовое вяжущее является экологически чистым веществом и позволяет получать изделия на его основе, не внося помех в естественный круговорот веществ [5];
- гипс не является аллергеном и при переработке не выделяет в окружающую природную среду СО2 [6];
- имеют малую тепло- и звукопроводность, что находит применение в производстве теплоизоляционных и акустических материалов;
- строительные материалы, производимые на основе гипса, имеют высокую огне- и пожаростойкость;
- гипсовые материалы и изделия создают благоприятный микроклимат в помещении, они способны впитывать избыточную влагу и отдавать ее, поддерживая тем самым равновесную влажность воздуха.
Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что, в целом, производство и применение гипсовых материалов и изделий является экологически безопасным.