RÁDIOAKTIVITA A ŽIVOTNÉ PROSTREDIE

Zbo, tík3. Bans c .Y.: nické dni Banská Štiavnica 5. - 6 . 10. 2001

RÁDIOAKTIVITA A ŽIVOTNÉ PROSTREDIE Ľubomír MA TEL

Katedra jadrovej fyziky PF, UK, Bratislava

„Každá padajúca dažďová kvapka, či vločka snehu znáša k zemi niečo rádioaktívne, aj každý list a steblo trávy je pokryté neviditeľným nánosom

rádioaktívnych látok. " Sir Ernest Rutherford

m

Po celú dobu svojej existencie je človek vystavovaný určitým dávkam ionizujúceho žiarenia z prírodných rádionuklidov a z kozmického žiarenia. Od začiatku .20. storočia začal pribúdať tiež vplyv umelých rádionuklidov a zdrojov ionizujúceho žiarenia. Rádionuklidy podobne ako rôzne fyzikálne a chemické faktory majú pri pôsobení na človeka a jeho životné prostredie kladné, ale tiež záporné stránky, hlavne ak ich účinok ionizujúceho žiarenia presahuje prípustné hodnoty. Podľa výskytu, intenzity a pohybu v jednotlivých zložkách životného prostredia a v potravnom reťazci spôsobujú vonkajšie a vnútorné ožarovanie. Do organizmu sa rádionuklidy dostávajú za normálnych podmienok dýchaním ( inhaláciou ) a príjmom potravy a nápojov (ingesciou). Dýchaním sa do organizmu dostávajú plynné rádioaktívne látky a rádioaktívne aerosoly. Do potravy sa rádioaktívne látky dostávajú z rastlín a živočíchov. Rádioaktivita rastlín pochádza prevažne z pôdy a usadzovaním na ich nadzemných častiach. Veľkosť príjmu je pritom závislá najmä na type rastliny, koreňovom systéme, na vlastnostiach pôdy, chemickej forme rádionuklidov, fyziologickom chovaní v rastline a ďalších faktoroch.

196


Pôdni mušketieri Z hľadiska záujmu venujeme pozornosť len najvrchnejším vrstvám pôdy.

Rádioaktivita pôdy je veľmi dôležitá, nakoľko sa rádionuklidy v nej uplatňujú nielen na poli žiarenia, ale vstupujú aj do potravného reťazca a tak podielajú na vnútornom ožarovaní.

Najrozšírenejším rádioaktívnym prvkom v prírode je draslík, ktorého aktivita v zemskej kôre je väčšia než aktivita ostatných prírodných rádionuklidov. Rádioaktívny draslík (4 0K ) je však v pôde značne rozptýlený a v dôsledku sorpcie trvale deponovaný. Obsah rádioaktívnych prvkov v pôde je závislý na horninách, z ktorých sa vytvárala. V prírode sa nachádza tiež celý rad alfa-rádionuklidov, ktoré majú však dlhé doby polpremeny a nízky výskyt, preto z rádioekologického

232 238 hľadiska sú bezvýznamné. Za významné možno pokladať len Th a U, ktoré spolu s dcérskymi rádionuklidmi, najmä 222Rn tvoria významnú zložku rádioaktivity prostredia. Rádioaktívna kontaminácia pôdy je však dôsledkom pokusných jadrových výbuchov a nehôd v jadrovoenergetických komplexoch. Z rádionuklidov spôsobujúcich trvalú rádioaktívnu kontamináciu pôdy majú najväčší význam umelé rádionuklidy 137Cs, 90Sr a ekotoxické alfa rádionuklidy 239Pu, 238Pu a Am. Úrovne pozaďovej aktivity v pôdach a sedimentoch sú zhrnuté v tabuľke č. 1.

Tabuľka č. 1. Úrovne pozaďovej aktivity v pôdach a sedimentoch. Zložka prostredia

Pravdepodobný rozsah hodnôt, Bq.kg"1

40K 137Cs 90Sr 239Pu 241Am Pôdy - orné

- lesné 130-945 310-885

4- 15 6-47

1 -4,5 3 - 12

- -

Pôdy 0,32 -1,11 0,00 - 52 1,11 -44 0,37-1,92

Pôdy - orné ČR

100- 1100 (600-700 )A

5 - 160 (10-20 )A

0,5 - 4,5 ( 2,0 - 2,5 )A

0,059 - 0,720 (0,271 ±0,018 )B

100 - 900c 2-65 0,030 400 - 650 3-37 <8,9 0,05-0,15 59 -801

( 396±195 ) 0,2-212 (38 ±52)

0 ,1-7 0,02

dnový sediment

450-550 4-20 1-22 - -

0,037 - 0,32 0,030 0-30 0-40 0-2,4

A - interval maximálneho %-ného zastúpenia 8 - stredná hodnota

196

Zbo, t ík3. Bans c .Y.: nické dni Banská Štiavnica 5. - 6 . 10. 2001

Stre dné hodno ľ c 'ít význami ých tádi < . luklidov v pôde a v morskom pies ;u sú nasle lovné:

p'csok 40K : 1,5 % t.j. 4C0 Hej kg"1

238TJ: 1,8 ppnt. j . 21'. B : Kg1

232Tr: 9 ppm t.j. 37 3q.kg ;1

morsky piesok 40K : <• % t.j. < 300 B q. kg" 238U: 3 pprnt.j. 40 Bq.kg"1

232Th: 6 ppm t.j. 25 Bq.kg"1

( 1 % K = 313,2 Bq.kg'1, ippm U = 12,35 Bq.kg"1, 1 ppm Th = 4,06 Bq.kg 1 ) Aktivita umelých rádionuklidov vo vzorkách životného prostredia je všeobecne nízka.

V pôdach nachádzame tiež rubidium. Obsah rádionuklidu Rb v prírodnom rubidiu je 27,85 %, lenže jeho obsah v pôdach je iba 6.10"3 %, a preto je aktivita pôdy od neho bezvýznamná.

V uránovom rade dochádza temer vždy k narušeniu rovnováhy v dôsledku úniku pôdneho radónu - 222Rn zo „ vzdušných pórov " do atmosféry. Koncentrácia radónu v pôdnom plyne je závislá na obsahu rádia ( 226Ra ) v pôde, na podiele emanujúceho rádia, na objeme pórov a tiež na rýchlosti výmeny pôdneho plynu s atmosferickým vzduchom. Priemerná merná aktivita 226Ra v pôde je 40 Bq.kg"1, t.j. v 1 kg pôdy vznikne každú sekundu cca 40 atómov 222Rn. Bežné koncentrácie 222Rn v pôdnom plyne sa pohybujú v intervale ( 10 - 30 ). 103 Bq.m"3.

Nesmie sa však zabúdať, že používaním priemyselných hnojív sa do pôdy neustále dostávajú prírodné rádionuklidy v značnom množstve ( draslík, urán, tórium, rádium, polónium ). 1 kg superfosfátového hnojiva môže mať aktivitu od prírodných rádionuklidov až 5000 Bq.

Slovenská komisia pre životné prostredie doporučuje nasledovné ukazovatele a normatívy pre asanáciu zeminy: Pozaďové - fónové hodnoty, charakterizujúce približne ich prírodné obsahy 226Ra : 100 Bq.kg"1

137Cs + 134Cs: 10 Bq.kg"1

U : 10mg.kg"1

Medzné koncentrácie ukazovateľov, ktorých dosiahnutie vyžaduje prieskumné práce s cieľom vysvetliť pôvod, či zdroj znečistenia 226Ra : 600 Bq.kg"1

137Cs + 134Cs : 100 Bq.kg1

U : 30 mg.kg"1

196


Medzné koncentrácie ukazovateľov, ktoré vyžadujú asanačný zásah, ak je preukázané riziko migrácie znečistenia do okolia a možnosť poškodenia ďalších zložiek životného prostredia 226Ra : 1000 Bq.kg"1

!37Cs + 134Cs : 500 Bq.kg"1

U : 50 mg.kg"1

Voda základ života Obecnou vlastnosťou hydrosféry je, že koncentrácia prírodných rádionuklidov

je o niekoľko poriadkov nižšia oproti koncen. oproti iným sféram. Sú v nej opätovne-zastúpené rozpadové produkty 238U- a 232Th- premenového radu a 40K. Radón a jeho dcérske produkty zvyčajne pochádzajú z rádionuklidov deponovaných v dnových sedimentoch.

Úrovne aktivít na rekreačných vodných plochách Slovenska sa pohybujú v nasledovných intervaloch: Celková objemová aktivita alfa: ( 4 - 230 ) mBq.dm"3 . Priemer : 36,5 mBq.dm"3. Celková objemová aktivita beta: ( 15 - 550 ) mBq.dm" Priemer: 143,2 mBq.dm"3

Úrovne aktivít radónu, celkovej objemovej aktivity alfa, celkovej objemovej aktivity beta v pitných vodách Slovenska: Celková objemová aktivita alfa: ( 10 - 260 ) mBq.dm"3

Celková objemová aktivita beta: ( 30 - 500 ) mBq.dm"3

Objemová aktivita 222Rn: ( 0,4 - 20 ) Bq.dm"3

196


Dodržiavanie pitného režimu ale tiež veľkého výberu voľne dostupných prírodných minerálnych a stolových vôd spôsobuje v posledných rokoch ich zvýšenú spotrebu. Je všeobecne známe, že minerálne vody obsahujú zvýšené koncentrácie prírodných rádionuklidov najmä 226Ra, 228Ra, 222Rn, 210Po a U nat.

Úrovne aktivít 226Ra, celkovej objemovej aktivity alfa, celkovej objemovej aktivity beta v minerálnych vodách: Celková objemová aktivita alfa: ( 0,10 - 26 ) Bq.dm"3

Celková objemová aktivita beta: ( 0,30 - 1 0 ) Bq.dm"3

Objemová aktivita 226Ra: ( 0,01 - 0,90 ) Bq.dm"3

Pri hodnotení rizika z príjmu prírodných rádionuklidov z pitnej vody sa doporučuje neprekročiť kumulovanú efektívnu dávku 0,1 mSv zajeden kalendárny rok.

V tabuľke č. 2 sú uvedené ouemové aktivity rádionuklidov korešpondujúce úrovni efektívnej dávky 0,1 mSv pre rôzne typy vôd:

196


Tabuľka č. 2. Objemové aktivity rádionuklidov korešpondujúce úrovni efektívnej dávky 0,1 mSv pre rôzne typy vôd:

Voda Rádionuklid Príjem ingesciou

dm'Vok"1 Objemová a ktivita na úrovni efektívnej dávky

0,1 mSv Pitná voda 226Ra 500 0,54 Bq.dm3 Pitná voda

228Ra 500

0,20 Bq.dm"3 Pitná voda

u nat

500

3,64 Bq.dm-3

Prírodná minerálna"

2i6Ra 150 1,87 Bq.dm-3 Prírodná minerálna"

22SRa

150

0,70 Bq.dm-3

Prírodná minerálna"

u nat

150

12,63 Bq.dm'3

Kojenecká"" 2ž6Ra 150 0,14 Bq.dm'3 Kojenecká"" ŽŽSRa

150 0,02 Bq.dm"3

Kojenecká""

u nat

150

1,88 Bq.dm"3

x - za predpokladu, že vodu nekonzumujú kojenci xx - za predpokladu, že vodu konzumujú len kojenci

Slovenská komisia pre životné prostredie doporučuje nasledovné ukazovatele a normatívy pre podzemné vody: Pozaďové - fónové hodnoty, charakterizujúce približne ich prírodné obsahy 226Ra : 0,05 Bq. dm"3

137Cs + 134Cs : 0,02 Bq. dm"3

90Sr + 90Y : 0,02 Bq. dm"3

celková aktivita beta : 0,2 Bq. dm 3

celková aktivita alfa: 0,1 B q. dm'3

3H: 3,0 Bq. dm-3

U : 5 (i.dnT3

Medzné koncentrácie ukazovateľov, ktorých dosiahnutie vyžaduje prieskumné práce s cieľom vysvetliť pôvod, či zdroj znečistenia 226Ra : 0,1 Bq. dm"3

137Cs + l34Cs : 0,1 Bq. dm"3

90Sr + 90Y : 0,1 Bq. dm"3

celková aktivita beta : 1,0 Bq. dm"3

celková aktivita alfa: 0,3 Bq. dm"3

3H: 100 Bq. dm"3

U : 20 p..dm"3

196


Medzné koncentrácie ukazovateľov, ktoré vyžadú asanačný zásah, ak je preukázané riziko migrácie znečistenia do okolia a možnosť poškodenia ďalších zložiek životného prostredia 226Ra : 0,5 Bq. dm"3

137Cs + 134Cs : 2,0 Bq. dm"3

^Sr +90Y : 1,0 Bq. dm"3

celková aktivita beta : 3,0 Bq. dm-3

celková aktivita alfa: 1,0 Bq. dm~3

3H: 5 000 Bq. dm"3

U : 100 (i.dm-3

Vyhláška ministerstva zdravotníctva Slovenskej republiky č. 12/2001 o požiadavkách na zabezpečenie radiačnej ochrany určuje hodnotenie obsahu prírodných rádionuklidov v dodávanej vode, odvodené zásahové úrovne a tiež najvyššie prípustné hodnoty obsahu rádionuklidov v dodávanej vode.

Podľa uvedenej vyhlášky je frekvencia meraní v dojčenskej a stolovej vode je raz za tri mesiace; v prírodnej minerálnej stolovej vode a balenej pitnej vode raz za šesť mesiacov a vo vode dodávanej do verejných vodovodov raz za rok, pričom rozsah meraní je nasledovný :

• Celková objemová aktivita alfa • Celková objemová aktivita beta • Objemová aktivita 222Rn z podzemného zdroja vody dodávanej do

verejných vodovodov • Objemová aktivita 226Ra, ak celková objemová aktivita alfa prekročí

odvodenú zásahovú úroveň • Objemové aktivity ďalších rádionuklidov emitujúcich žiarenie alfa, ak

celková objemová aktivita alfa po odčítaní príspevku 226Ra a uránu prekročí odvedenú zásahovú úroveň

• Objemová aktivita 40K, ak celková objemová aktivita beta prekročí odvodenú zásahovú úroveň

• Objemové aktivity ďalších rádionuklidov emitujúcich žiarenie beta, ak celková objemová aktivita alfa po odčítaní príspevku 40K prekročí odvedenú zásahovú úroveň

Odborníci odporúčajú denne vypiť približne jeden liter minerálnej vody. Rozhodujúcim kritériom pri kúpe je pre väčšinu ľudí v súčasnosti cena možno chuť. Je len málo ľudí, ktorí sa dokážu orientovať podľa etikety na fľaši, ktorá obsahuje najmä chemické zloženie, pričom chýba obsah rádionuklidov ( na čo sa vlastne potom určuje ? ). Na rozdiel od mnohých potravín, na ktorých si spotrebiteľ všíma záručnú dobu sú na trhu minerálne a balené vody s etiketami často staršími ako

196


jeden rok. Aký je skutočný obsah rádionuklidov v takýchto vodách určite nevie ani výrobca, ani distributor a už vonkoncom nie zákazník.

Odvodené zásahové úrovne sú nasledovné:

Druh dodávanej vody

Celková objemová aktivita

alfa, Bq.dm'3

Celková objemová aktivita

beta, Bq.dm"3

Objemová aktivita 222Rn, Bq.dm"3

Dojčenská voda 0,1 0,2 20 Prírodná minerálna

stolová voda a ostatná stolová

voda

1,0 2,0 20

Ostatná balená pitná voda a voda

dodávaná do verejných

vodovodov

0,2 0,5 50"

Voda pre individuálne zásobovanie

1,0 2,0 200

x - nevzťahuje sa na balenú pitnú vodu

Zdravá strava Rádioaktivita potravín môže byť pôvodu prírodného alebo umelého. Je

ovplyvnená rôznymi ekologickými parametrami, ako sú podnebné a metrologické faktory, poľnohospodárska činnosť, teplotné a regionálne pomery a pod. V rastlinných tkanivách sa môže nahromadiť značné množstvá rádionuklidov bez toho, aby nastali v nich rastové alebo vývojové anomálie. Na druhej strane, ich konzumácia môže spôsobiť negatívne javy v živočíšnych aj ľudských organizmoch. Potraviny môžu obsahovať rôzne koncentrácie 226Ra, 232Th, 40K, 14C, 3H a tiež I37Cs, ^Sr, 239'240Pu.

Niekoľko príkladov: olivový olej : 182 Bq.dm-3

mlieko : 52 Bq.dm"3

whisky: 40 Bq.dm"3

pivo: 14 Bq.dm"3

banány: 0,11 Bq.g'1

čaj: 15 mBq.g"1

múka: 5 mBq.g"1

arašídové maslo: 4 mBq.g"1

196


paraorechy: 0,010 - 0,52 Bq.g"1

huby: 8 - 5 000 Bq.kg"1 ( sušené)

-i

kaleráb: 0,14 Bq.kg"1

kel: 0,08 Bq.kg"1 -i -i

mrkva: 2,8 Bq.kg"1

petržlen: 1,4 Bq.kg"1

zemiaky: 1,6 Bq.kg'1

káva: 1000 Bq.kg"1

-i

-i

-i -i

V dennej strave sa môže nachádzať až 0,40 mBq 238U; 0,14 mBq 232Th a 3,0 mBq 226Ra.

Veľký podiel kontaminácie rastlín pochádza z prašnej kontaminácie. Dekontamináciu môžeme čiastočne realizovať jednoduchým zmývaním aktivity vodou, resp. s prídavkom kyseliny citrónovej do vody.

Dobré bývanie Rádioaktivita stavebných materiálov je ich prirodzenou vlastnosťou, ktorá úzko

súvisí s ich pôvodom. Z hľadiska radiačnej záťaže sa v stavebných materiáloch I ft AA/ AAA OIO venuje pozornosť prírodným rádionuklidom K, Ra, Rn a Th. Aplikácia ekologicky vhodných materiálov súvisí so skutočnosťou, že obyvateľstvo prežije až 90 % času v uzatvorených (pobytových) priestoroch. Zdrojmi rádioaktivity sú prakticky všetky stavebné materiály od hornín a minerálov cez rôzne popolčeky, trosky, kaly a odpady banského priemyslu.

Sprievodným prvkom rádioaktívnych premien v pobytových priestoroch je 222Rn. Celková koncentrácia radónu vo vzduchu obytných priestoroch je závislá na jeho koncentrácii v „ pôdnom plyne na intenzite vetrania, na rozdiele tlakov pôdneho plynu a vzduchu v budove a na jeho obsahu v stavebných materiáloch ( difúzii z povrchových vrstiev ). Betón s hmotnostnou aktivitou 226Ra 40 Bq.kg"1

môže emitovať až 0,7 Bq 222Rn z jedného štvorcového metra steny za hodinu. V tabuľke č. 3 sú uvedené príklady hmotnostných aktivít vzoriek materiálov a surovín.

196

Zborník 3. Banskoštiavnické dni Banská Štiavnica 5. - 6. 10. 2001

Tabuľka č, 3, Hmotnostné aktivity vzoriek materiálov a surovín

Materiál 40K, Bq.kg"1 226Ra , Bq.kg1 232Th , Bq.kg 1

Kamenivo 106-280 30 7 Betónová kocka 210 38 8 Vysokopecná troska 95 109 22 Popolček-klasický 201 65 19 Porobeton Hebel 106 47 4 Porobeton-Ypor 250 98 21 Tehla 530 67 43 Keramické obkladačky- SR 700 79 33 Keramické obkladačky -dovoz 930 74 47 Zula 28 Škridla tehlová 60

Celosvetová priemerná objemová aktivita radónu v obytných miestnostiach je približne 40 Bq.m"3.

Pre územné plánovanie výstavby pobytových priestorov sa ukázalo výhodným definovať územia náchylné na výskyt radónu.

Vyhláška ministerstva zdravotníctva Slovenskej republiky č. 12/2001 o požiadavkách na zabezpečenie radiačnej ochrany určuje tiež meranie hmotnostných aktivít prírodných rádionuklidov v stavebných výrobkoch v rozsahu meraní hmotnostných aktivít 226Ra, 40K, 232Th s frekvenciou raz za šesť mesiacov ( napr. nepálené a pálené murovacie materiály, betón triedy C 12/15 ( B 15 ) a vyšších tried ) a raz za rok ( napr. cementy a iné spojivá, stavebné vápno, keramické obkladové prvky, sádrokartonové dosky, sádrové tvarovky).

Odvodená zásahová úroveň na vykonanie opatrení na zníženie obsahu *' • 226 prírodných rádionuklidov v stavebných výrobkoch je hmotnostná aktivita Ra

v stavebnom výrobku 120 Bq.kg'1. Najvyššia prípustná hodnota ekvivalentovej aktivity rádia je 370 Bq.kg"'v stavebných výrobkoch určených na výstavbu bytových budov a 3700 Bq.kg"1 v stavebných výrobkoch určených na výstavbu nebytových budov určených na pobyt osôb dlhší ako 1000 hodín počas kalendárneho roku.

Odvodená zásahová úroveň na vykonanie opatrení proti prenikaniu radónu z podložia stavby pri výstavbe stavieb s pobytovými priestormi je objemová aktivita radónu v pôdnom vzduchu 10 kBq.m'3 v dobre priepustných základových pôdach; 20 kBq.m"3 v stredne priepustných základových pôdach a 30 kBq.m"3

v slabo priepustných základových pôdach.

2 1


nízky

Radonové potenciálne zdroje

v

Stát, životné prostredie a rádioaktivita Hovoriť o ionizujúcom žiarení, rádioaktivite v životnom prostredí o radiačnom

riziku vnáša vždy určité obavy. Obavy laickej verejnosti a nedôvera k výrobe elektrickej energie v jadrových elektrárňach, ukladaniu jadrového odpadu, nehodám v jadrovoenergetických komplexoch sú často výsledkom chybnej komunikácie medzi odborníkmi a verejnosťou, resp. chybnej alebo nedostatočnej informovanosti. Uvedené príklady obsahu vybraných ( hlavne prírodných ) rádionuklidov v niektorých zložkách životného prostredia, bez toho aby sme uvažovali vplyv jadrovoenergetických komplexov a ich udalostí vynárajú hlavne dve otázky:

• Sú uvedené hodnoty aktivít prípustné, neprípustné ( na základe čoho )? • Sú uvedené aktivity nebezpečné a ak áno, akou mierou?

Na otázky možno „zodpovedať „ prostredníctvom platnej legislatívy. Štát dbá o starostlivosť o životné prostredie v parciálnom vymedzení

kompetencií a zodpovednosti aj prostredníctvom ďalších orgánov štátnej správy a vydaním právnych predpisov. Sú to najmä :

• Zákon č. 470/2000 Z.z., ktorým sa mení a dopĺňa zákon Národnej rady Slovenskej republiky č. 272/1994 Z.z. o ochrane zdravia ľudí v znení

196


neskorších predpisoch, zákon Národnej rady Slovenskej republiky č. 152/1995 Z.z. o potravinách v znení neskorších predpisov a ktorým sa mení zákon č. 130/1998 Z.z. o mierovom využívaní jadrovej energie a o zmene a doplnení zákona č. 174/1968 Zb. o štátnom dozore nad bezpečnosťou práce v znení zákona Národnej rady Slovenskej republiky č. 256/1994 Z.z.

• Vyhláška ministerstva zdravotníctva Slovenskej republiky č. 12/2001 o požiadavkách na zabezpečenie radiačnej ochrany.

Uspokojivé zodpovedanie otázok môže byť len na základe otvorenej komunikácie bez emócií, pričom si vždy treba uvedomiť:

• že každý má právo na priaznivé životné prostredie, • že každý má právo na včasné a úplné informácie o stave životného

prostredia, prírodných zdrojov a o ohrození zdravia, • že nikto nesmie pri výkone svojich práv ohrozovať a poškodzovať životné

prostredie.

196

Documents

RÁDIOAKTIVITA A ŽIVOTNÉ PROSTREDIE