SUGÁRZÁSOK
5.1
Radioaktív szennyezés és expozíció vizsgálata nagy műtrágyagyárban és környezetében Tárgyszavak: radioaktív; radioaktív dózis; műtrágya; expozíció; hulladék; izotóp; sugárzás.
Természetes radioaktivitás foszfátércekben A három fő növényi tápanyagot, foszfort, nitrogént és káliumot tartalmazó műtrágyák ipari termelésének alapanyagai – foszfáttartalmú kőzetek, – nitrogénvegyületek és – káliumércek. A foszfor a természetben fluorapatit (Ca5(PO4)3F), hidroxilapatit (Ca5(PO4)3(OH)) és klórapatit (Ca5(PO4)3Cl) formájában, különféle geológiai képződményekben: – üledékes, – vulkanikus és – biológiai eredetű kőzetekben fordul elő, amelyek nyomelemként természetes radioaktív izotopokat tartalmazhatnak. Két uránizotop (238U és 235U), valamint bomlástermékeik jelenléte mennyiségi és minőségi összetétel tekintetében egyaránt igen változatos, koncentrációjuk olykor tetemes. Pl. az oroszországi Kolafélsziget foszfátérceiben a 238U fajlagos sugárzása 40 Bq/kg (Becquerel), a tanzániai Arusha üledékeiben eléri a 4000 Bq/kg-ot. Az üledékek uráneredetű radioaktivitása, az UNSCEAR (az ENSZ Atomsugárzás Hatásait vizsgáló Tudományos Bizottságának) eredményei szerint a tengeri környezetben lévő üledékek világviszonylatú átlagos 238U-koncentrációja 1500 Bq/kg-nak felel meg, ami a vulkanikus és biológiai kőzetek radioaktivitásának sokszorosa.
Műtrágyagyárból kiinduló radioaktivitás tanulmányozása több közegben Olasz kutatók (Bolognai Egyetem, Környezettudományi Kutatóközpont, Regionális Környezetvédelmi Hivatal, Ravenna) a komplex (N, P, K) nagyipari műtrágyagyártás – alapanyagaiból, – termékeiből és – hulladékából kiinduló radioaktivitás – környezeti hatásait és – a gyári dolgozók és a szomszédos lakosság expozícióját vizsgálták. Az a ravennai gyár, amelyről a tanulmány szól, Olaszország egyik legnagyobb műtrágyagyára. Az 1950-es évek végétől üzemel. Jelenleg – évi 60 kt biner, azaz N, P- és – 280 kt tercier, azaz N, P, K-műtrágyát termel, részben exportra. A foszfátérc salétromsavban való feloldása, majd ammónia, ásványok és kalciumsók hozzáadása nyomán több lépésben képződnek a végtermékek (NH4NO3, CaHPO4, K2SO4), ill. a belőlük készült keverékek (1. ábra).
foszfátérc, HNO3, H3PO4 feltáró reaktorok
NH3
(NH4)2SO4, K2SO4, NH4H2PO4, NH4NO3 oldó reaktorok
KCl, mészkő, dolomit
ammonizáló reaktorok
részecskeemisszió
végső reaktorok iszap
megművelt talaj
bemenet kimenet
végtermékrakrárak
depónia
szárítás, granulálás
szilárd hulladék
szennyvízkezelő üzem
1. ábra A műtrágyagyártás folyamatvázlata a ravennai technológia szerint
Mintavétel, vizsgálati módszerek A mintavétel 2000 és 2003 között folyt. Minden alapanyagra és közbenső termékre kiterjedt, így nem maradtak ki a termelési skála legritkábban forgalmazott, kistételű keverékei sem. Vizsgálati mintákat vettek továbbá – kezdetben a körfolyamatban, tehát a termelésbe való visszavezetésnél használt szennyvízből, amivel utóbb felhagytak, tekintettel az elhanyagolható radioaktivitásra; – a végtermékek csupán 0,14%-át kitevő hasznosíthatatlan szilárd termelési hulladékból, annak a speciális lerakóra való szállítása előtt, végül – a gyári szennyvíztisztító elfolyó vizét gyűjtő, „sós mocsár” 5 cm vastag üledékének felszínéről, mégpedig a szennyvíz befolyásánál, valamint attól 1000 és 3000 m távolságban (1., 2., 3. minta). A szilárd mintákat porítva, a radioaktív gáz „megszökése” ellen a vizsgálatig légmentesen elzárva tárolták. Ez az idő 30 napig a 226Ra és bomlástermékei közötti egyensúly feltételezett beálltáig tartott. (A gáz részleges elillanása a porítás folyamán természetesen elkerülhetetlen volt). A gamma-spektrometriás mérésekhez 54 mm átmérőjű, 48,5 mm hosszú, 22,6%-os relatív hatásfokú, kadmium/réz belső bevonatú, 10 cm vastag ólomból készült sugárforrásba helyezett detektort használták. A két 100 keV-nál kisebb energiájú kalibráló sugárforrás hat különböző fémizotop vizes oldatát tartalmazza. A kalibrálást a Nemzetközi Atomenergia Hivatal által tanúsított radionuklid aktivitású természetes talajjal (JAEA-375) és egy üledékkel (JAEA-368) hitelesítették. Ebben a rendszerben hét radioaktív izotop: – 40K, – 235U, – 238U(←234Th), – 210Pb, – 224Ra (←212Pb), – 226Ra (←214Pb) és – 228Ra (←228Ac) aktivitási koncentrációját tudták megmérni. A koncentrációkat a 35,5 és 1836,1 keV közötti, korábban meghatározott hozamokból számították ki, az önelnyelésre ugyancsak másutt megadott, 1,5 g/cm3-es korrekcióval. A számlálás ideje üledékre 4800 perc, a többi mintára 60 000 másodperc volt, 95%-os megbízhatósági szinttel.
A radioaktív környezetszennyezés vizsgálata A műtrágyagyárból a környezetbe évente kibocsátott radioaktivitást a gamma-spektrometriás mérések alapján e tekintetben legjelentősebb elemekre számították ki az ACik × Qk képlet alapján, amelyben ACik – az i-edik elem átlagos aktivitási koncentrációja a k-adik anyagban, Bq/kg-ban kifejezve, Qk – a környezetbe bocsátott k-adik anyag mennyisége, kg/év. A számításban figyelembe vették – a műtrágyákat, – a termelés szennyvizét, – a szilárd hulladékot és – a kéményen keresztül légkörbe bocsátott porszennyezést. Ez utóbbi esetében a számításhoz a műtrágyaemissziót vették alapul, mivel az több, mint 99%-ban ilyen részecskékből áll. A részecskeemisszióból eredő légköri koncentrációk becsléséhez az EPA (az USA Környezetvédelmi Hivatala) által kifejlesztett, a Gauss-féle eloszlást alkalmazó ISCST (Industrial Source Complex Short Term) modell 3. változatára támaszkodtak. A modell bemeneti adatai 1. A forrás jellemzői: – a meteorológiai mutatók, – a forrás minősége, – a helyszín – a kéménymagasság és -átmérő, valamint – a kibocsátás hőmérséklete és sebessége. Az egyes emissziók fizikai-kémiai paramétereit az azokat engedélyező hatóságtól kérték ki. 2. A helyszín paraméterei: – a füstcsóva közelében levő épületek száma és nagysága, valamint – a környező talaj átlagos érdessége. A szimulációhoz az egy éven át, a gyártól néhány km-re levő állomáson regisztrált óránkénti meteorológiai adatokat használták fel, ezek a szélsebességre és -irányra, a levegő hőmérsékletére, az ún. stabilitási osztályra és a keveredési réteg magasságára vonatkoztak.
A gyári közegekben végzett mérések eredményei, értékelése A 235U-aktivitás koncentrációja a különböző anyagok mintáiban jól megegyezett az ismert uránizotóp-összetétellel (≅99,3% 238U és ≅0,7% 235 U), amelynek tagjai az alig kimutatható 232Th-lánchoz tartoznak. Ezért az eredmények értékelését célszerű a 40K-ra és a 238U bomlástermékeire korlátozni. A műtrágyagyártás alapanyagai közül az ammónium-szulfátnak és – nitrátnak, a salétromsavnak, a mészkőnek és a dolomitnak alig van természetes radioaktivitása (olykor ki sem mutatható). Ugyanez vonatkozik a 238U természetes bomlástermékeire. A kálium-szulfát és -klorid viszont, a 40K-izotop nagy természetes koncentrációjánál fogva 104 Bq/kg nagyságrendben sugároz. A foszfortartalmú nyersanyagokban a 40K-koncentráció csekély, aktivitásuk inkább a 238U-lánchoz tartozó radionuklidokból (238U, 226Ra, 210 Pb) eléri az 1000 Bq/kg-ot, tehát két nagyságrenddel meghaladja az ENSZ-nek az Atomsugárzás Hatásait Vizsgáló Tudományos Bizottsága (United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation, az UNSCEAR) által talajban mért világátlagát és a vizsgált térségben mért háttérsugárzást. A felsorolt három izotop relatív sugárzásaikban tükröződő (régi és újabb mérésekkel megerősített) helyi természetes egyensúlyát egyes közbenső termékekben megzavarja a gyártáshoz importált foszforsav és ammónium-foszfát. A foszforsav foszfátérc és kénsav reakciójával végzett előállításakor ugyanis egyes radionuklidok oldhatatlan vegyületei (főleg rádium-szulfát) a kalcium-szulfáttal együtt leválnak és felgyűlnek a „foszfogipsz” (kalcium-foszfát) hulladékként, az oldhatóbbak a foszforsavban maradnak. Az aktivitási koncentráció foszforsavban megállapított sorrendje 238U = 234U > 230Th > 210Pb = 210Po > 220Ra, amely nyilvánvalóan az ellenkező irányban érvényes a foszfogipszre. Ezért mutatható ki a 238U a foszforsavban csaknem ugyanolyan koncentrációban, mint az ércben, amelyből gyártották, a 226Ra- és a 210Pb-koncentrációk viszont jóval kisebbek az eredetinél. Az egyes radionuklid-vegyületek különböző oldékonysága foszforsavban magyarázza az aktivitási egyensúlynak ugyancsak a gyártás folyamán képződő ammónium-foszfát mintáiban tapasztalható megbomlását. A végtermékek (18 NPK- és 2 NP-műtrágya) gamma-spektrometriás mérési eredményeiből (1. táblázat) megállapítható, hogy az NPK-műtrágyákban a 40K-aktivitás koncentrációja sokszorosa az NP-termék-
ben mértnek (középértéke 4000, ill. 28 Bq/kg), tükrözve azt a tényt, hogy az utóbbi nem tartalmaz káliumsót, csupán a foszfátércekben található 40 K-t. 1. táblázat Aktivitási koncentrációk összetett műtrágyákban, Bq/kg (16 NPK-, 2 NP-műtrágya) 40K
Átlag Minimum Maximum
4,0+03 2,2+03 5,2+03
2,8E+01 2,5E+01 3,0E+01
238U
226Ra
210Pb
238Ra
224Ra
235U
3,7E+02 1,9E+02 6,5E+02
1,2E+02 6,0E+01 2,3E+02
2,1E+02 7,8E+01 3,5E+02
3,5E+00
3,9E+00 1,8E+00 1,2E+01
2,3E+01 1,1E+01 4,2E+01
Az összes keveréket tekintve – a 238U-érték néhány száz Bq/kg-mal, átlagában is meghaladja – a 226Ra és a 210Pb legnagyobb és középértékeit is. A sugárzási koncentráció egyensúlyának itt is tapasztalható megbomlása a foszfátérc, foszforsav és ammónium-foszfát különböző adagolásával magyarázható. Emellett határozott lineáris összefüggés mutatható ki a műtrágya foszfortartalma és a két uránizotop koncentrációja között (2. ábra), de nem áll fenn más radionuklidokkal. A közbenső termékeket a radionuklidok egyes gyártási anyagáramokban való eloszlásának jobb megértése céljából vetették alá elemzésnek, de azt tapasztalták, hogy a mintákban és hasonlóképpen a gyártásközi szilárd hulladékokban és üledékekben nincs nagyságrendi különbség a vizsgált radionuklidok sugárzási koncentrációjában. Ez arra vall, hogy a gyártóeljárás nem idézi elő a 238U-bomlás elemeinek megoszlását a termékek és a hulladékok között, amint ez a technológiai vázlat alapján várható. Az üledékmintákban nem mértek a természetestől eltérő radionuklid-koncentrációkat. Értékük jó egyezésben van a területen, valamint Adria-parti üledékekben korábban mértekkel. A szennyvízmintákban a 40K-aktivitás koncentrációja néhány száz Bq/l, a 226Ra-é néhány tucat Bq/l. Figyelembe véve, hogy mindkét izotop koncentrácója friss vízben változó, de mindig kevesebb 1 Bq/l-nél, tengervízben pedig – szintén korábbi (1985–1997) publikációk szerint – 1 mBq/l és 11 Bq/l közötti érték, megállapítható, hogy a műtrágyagyár szennyvizének aktivitási koncentrációi a természeteseknél jóval kisebbek.
1
4
2
3
5
6
7
külső sugárzás porbelégzés por lenyelése radon belézgése
2. ábra A teljes munkahelyi sugárdózis megoszlása a forrás, ill. az expozíció módja szerint 1 – a termelésben és a nyersanyagraktárban dolgozók; 2 – a termelésben és a nyersanyagsilóknál dolgozók; 3 – a termelési területen dolgozók; 4 – végtermékcsomagolók (-zsákolók); 5 – rakodók, palettázók; 6 – végtermékraktári dolgozók; 7 – végtermékraktári és termékzsákoló munkások
Radionuklidok kibocsátása a környezetbe Környezetvédelmi vonatkozásban ki kell emelni, hogy a ravennai gyárban a foszforműtrágyákat nem a szokásos módszerrel állítják elő, amennyiben a foszfátércet kénsav helyett salétromsavval tárják fel, és a
feltárás reakciótermékei (Ca(NO3)2, H3PO4) a végtermékben (N- és Ptartalmú műtrágyában) maradnak, elkerülve a műtrágyagyártás legtöbb környezeti radioaktív szennyezését okozó Ca3(PO4)2 képződését. Az ágazat fő kibocsátói közül a műtrágya termőtalajra terítése közben jut a környezetbe a legtöbb radionuklid (2. táblázat). Az összes kibocsátás 0,1%-a terheli a hulladéklerakást és csupán 0,04%-a a részecskeemissziót; a szennyvizeket még ennél is kevesebb. 2. táblázat A ravennai műtrágyagyártással összefüggő becsült radionuklid-emissziók Anyag
Évi termelés
Radionuklid-kibocsátás, M Bq/év 40K
238U
226Ra
210Pb
235U
NPK műtrágya
280 000 t
1,1E + 06
1,1E +05
3,5E+ 04
5,9E+ 04
6,7E+ 03
NP műtrágya
60 000 t
1,7E + 03
1,3E +04
7,7E+ 03
1,4E+ 04
7,2E+ 02
Részecske-emisszió
130 t
4,6E + 02
4,7E +01
1,6E+ 01
2,7E+ 01
2,9E+ 00
Szilárd hulladék
480 t
5,7E + 02
3,0E +02
1,3E+ 02
2,0E+ 02
1,7E+ 01
8,4E + 01
4,4E +00
2,4E+ 00
1,3E+ 00
Szennyvíz
400
m3
A műtrágyagyárat körülvevő területet közvetlenül a kéményeken át távozó poremisszió és az üzemi víz egy kis része terheli, amely belefolyik a közcsatornahálózatba. Az ISCST3 szimulációs modellje szerint a talajközeli légrétegben a műtrágyarészecskék koncentrációja 200 m-re a kéményektől 1,9 µg/m3. Kereken 2 µg/m3-t és a felszíni levegőben levő porban annyi aktivitási koncentrációt feltételezve, mint amennyi átlagosan a végtermékekben található, az egyes aktivitási koncentrációk a felszíni levegőben, µBq/m3-ben kifejezve: – 238U – 0,7 – 226Ra – 0,2 – 210Pb – 0,4 – 228Ra – 0,01, – 235U – 0,04. A 238U-sorozat radionuklidjaira előrejelzett koncentrációk 2-4-szer kisebbek, a helyi levegőrétegben mért átlag: 1,25 µBq/m3. A helyi háttérszennyezés az UNSCEAR becslése szerint: porterhelés kb. 50 µg/m3, a talajban az uránsorozat radionuklidjainek koncentrációja 25 Bq/kg. A térség egyéb ipari szennyvizeit is kezelő tisztítóműbe a műtrágyagyárból a reaktorokba vissza nem keringetett, azaz évente mintegy 400 m3 szennyvizet vezetnek. Ez a tisztítómű 800–900 m3/h áramának hígí-
tása és a kezelőműveletek következtében az említett sós mocsárból kiindulva elhanyagolható radioaktív szennyezést okoz. A természetes radionuklidok a műtrágyázás és a szilárd hulladék depóniára szállítása által a műtrágyagyártól szintén elég nagy távolságban jut a környezetbe. A gyári termékek e két „végső elhelyezése” azonban, egyrészt csekély sugárzási koncentrációjuk, másrészt a szállítás és a kihelyezés, ill. lerakás modern módszereinek biztonságtechnikai fejlettsége folytán nem veszélyezteti sem az emberi egészséget, sem a környezetet. Az elmondottak szerint a műtrágyában levő radionuklidok 99,9%-a a talaj felszíni rétegébe kerül, de a 20. század utolsó két évtizedében folytatott több vizsgálat tanúskodik arról, hogy a műtrágyázás nem befolyásolja lényegesen a mezőgazdasággal és általában a lakosság által a talajba juttatott adagokat. Nem ismertek viszont a műtrágyák mégoly csekély radioaktivitásának hosszú távú következményei. Az éveken át felgyűlt uránés rádiummennyiség a talajból a légköri sugárzást is fokozza. A tartós foszfáttrágyázás és a vízben oldódó uránvegyületek vándorlása következtében már néhány vizsgálat kimutatott figyelmeztető radiológiai hatásokat. A nagy ravennai műtrágyagyár termelésével összefüggő, annak kiindulási, közbenső mellék- és végtermékei általi, potenciális többközegű környezetszennyezést vizsgálva az olasz kutatók arra a megállapításra jutnak, hogy – a termelt műtrágyák radioaktivitási koncentrációja megegyezik számos korábbi vizsgálat eredményeivel és az ENSZ illetékes bizottságának 1988. évi jelentésében közölt értékekkel; – a gyártás szennyvize és szilárd hulladéka által okozott radioaktív szennyezés elhanyagolható; – a légkörbe bocsátott szilárd részecskék (por) hordozzák a legtöbb „hozzáadott” radioaktív szennyezést, de ennek maximális modellezett felszín közeli koncentrációja is csupán fele–negyede a helyi 1,25 µBq/m3-es „háttérnek”; – a termelőfolyamatból származó jelentéktelen radioaktív szennyezéssel szemben figyelmet érdemelnek a rendszeres műtrágyázás hosszú távú kumulatív és migrációs környezeti hatásai. A radioaktív szennyezésű nyersanyagokat feldolgozó ipari egységek (foszforgyár, műtrágyagyár, foszfátércalapú termékeket előállító üzemek) dolgozóit és a légkör, a víz vagy étkezés (tengeri halak, rákok) által exponált lakosságot érő sugárzás mennyiségi vizsgálatai szórványosak, kis létszámúak, nem elég megbízhatók. A szakirodalom – a dolgozók körében 40 és 200 µSv közötti, – egyes populációkban 10–100 µSv
évi egyéni dózisokról számol be. Az UNSCEAR 2000. évi jelentésében radionuklidokat tartalmazó 1–10 Bq/g aktivitási koncentrációjú anyagokat kezelő munkások évi dózisa 1–2 mSv. Az amerikai NCRP (National Council on Radiation Protection and Measurments = Országos Sugárvédelmi és Sugárzásmérési Tanács) ajánlása szerint a külső forrásból származó dózis legfeljebb 1 mSv/g-vel haladhatja meg a háttérsugárzást. (Sv: az abszorbeált, a szervezetben hatást kifejtő, a bejutott „tényleges” effektív dózishoz képest biológiai faktorral kisebbített sugáradag egysége.) Egyéb útvonalak kizárása, ill. jelentéktelen sugárzásuk miatti elhanyagolása után a gyári dolgozók expozíciója, az EU-irányelvekkel és ajánlásokkal összhangban – külső forrásból származó sugárzásra, – por belégzésére, – radon belégzésére, – szenny és por lenyelésére, valamint – bőrérintkezésre korlátozódik. (Az utóbbi egyszerű munkahigiéniai intézkedésekkel elkerülhető.)
Különböző eredetű sugárdózisok meghatározása, ill. becslése A gamma-sugárdózis-ráta (tehát az időre vonatkoztatott sugárzási „adag”) meghatározására 100 nSv/h–100 Sv/h tartományú mérőeszközt használtak. A – gyári méréseket a nyersanyag- és késztermékraktárakban és silókban az 5–10 m magas tárolórendszerektől kb. 1 m távolságban; – a lakossági méréseket olyan gyárközeli területen végezték, ahol a meteorológiai előrejelzés szerint a talaj fölötti szinten a maximális légköri porkoncentrációra lehetett számítani. A gamma-sugár-mérésekhez háttérként az adott olasz tartományra (Emilia-Romagna) megállapított, helyiségeken belül 80, azokon kívül 70 nGy/h expozíciót vették alapul; a tényleges és az abszorbeált dózis hányadosaként az UNSCEAR 1988. évi jelentésében szereplő 0,7 Sv/Gy-t fogadták el. (Gy(Gray) az effektív, azaz a szervezetet ténylegesen ért sugárdózis egysége). A munkahelyi levegő részecske-(por-) koncentrációjának méréséhez 20 l/min kapacitású, 45 mm-es szűrővel felszerelt szivattyúval vettek
mintát a nyersanyag- és a késztermékraktárban, valamint a termelőegységben, kiválasztva a kritikus munkafázisokat (rakodás, granulálás). A lakossági méréshez az előre jelzett legnagyobb expozíciónak 1,9 µg/m3 koncentráció felelt meg. A belélegzett por, Dinh kiszámításának képlete: Dinh = Cd · IRa · EF · Rf amelyben Cd = a levegő porkoncentrációja, mg/m3, IRa = a légzési ráta, lakossági átlag 0,89 m3/h, a munkásoké 1,5 m3/h, EF = az expozíció gyakorisága, h/év, Rf = a belélegezhető méretű részecskék frakciója. A lenyelt por mennyiségére, a sok javaslat közül a kutatók napi 100 mg-ban állapodtak meg. A helyiségek radonkoncentrációjának meghatározására az 1990ben ismertetett mágneses ionkamrás módszert (EIC = electret ion chamber, mágneses tulajdonságú anyagból készült ionkamra) alkalmazták. Irodahelyiségekben és raktárakban egész éven át rögzítették az adatokat, ahogyan ezt az olasz kormányrendelet a megengedett 500 Bq/m3-es éves átlag betartásának ellenőrzésére előírja. A tényleges sugárdózis, E (Sv/év) összetevői – a külső expozícióból származó releváns dózis, Eext, – a belélegzett és lenyelt por dózisa, Einh, Eing (inhaled, ingested), valamint – a radongáz általi dózis, Eradon, amelyek közül a lakosságot érő radonsugárzás elhanyagolható. A ténylegesen a szervezetbe jutott dózis: Einh + Eing =
∑hj,inh · Jj,inh + ∑hj,ing · Jj,ing j
j
amelyben hj,inh és hj,ing = a szervezetbe jutott dózis a belégzett, ill. lenyelt radionuklid-egységben – j(Sv/Bq) – kifejezve Jj,inh és Jj,ing = a radionuklidok belélegzésével, ill. lenyelésével a szervezetbe jutott radioaktivitás, j Bq.
A dózisszámításhoz a 29/96/Euratom jelű EU-irányelven alapuló 2000. évi olasz rendeletben megadott 5 µm-es részecskeméret szerinti együtthatót, valamint a szemcsék tüdő általi felszívódásának, ill. bélfalon való áthatolásának „konzervatív” – ez esetben legkedvezőbb – feltételeit vették alapul. Feltételezték továbbá a 230Th és a 234U radioaktív egyensúlyát a 238U-val, a 210Po-ét a 210Pb-vel, valamint a 235U-ét bomlástermékeivel. A 40K izotop radioaktivitását elhanyagolták, mint amely az UNSCEAR kimutatása szerint a szervezet homeosztatikus szabályozásának van alávetve. A levegőben levő por hatásának a szűrt mintában való közvetett vizsgálata alkalmával kiderült, hogy radionuklidok aktivitási koncentrációi nem érik el a kimutathatóság határát (10–3 Bq/l–10-4 Bq/l). A radionulidok belélegzett levegőben mérhető, j aktivitási koncentrációját (Bq/g) a munkahelyen egyenlőnek tekintették az ott kezelt anyagokra vonatozó súlyozott átlaggal, a külső értéket pedig a műtrágyák aktivitási koncentrációjával, mivel a levegő radioaktív porszennyezésének 99%-a a gyári termelőegységek kéményéből származik. A munkahelyi radonexpozícióra a hagyományos, szervezetbe jutott egységnyi radioaktivitásra vonatkoztatott tényleges dózist 3,2 · 10-6 mSv m3/Bqh konverziós tényezőt fogadták el, az ICRP ajánlása szerint. A tényleges lakossági radondózis becsléséhez az épületen kívül töltött napi 8 órának megfelelő, évi 2920 órás expozíciós gyakoriságból indultak ki, a gyári dolgozók esetében a különböző terhelésű részlegekre vonatkozólag a munkahelyi adatokat használták fel.
Az expozíciós vizsgálatok eredményei A gamma-sugárdózis rátáit (időre vonatkoztatott mennyiségét) a gyár területén és a gyár szomszédságában, összesen 61 ponton mérték, az eredményből levonták a háttérsugárzásnak megfelelő értéket (3. táblázat). Az adatok 0 és 2,1 µSv/h között változnak és – egy-egy termékés nyersanyagraktár kivételével – hasonlók a háttérhez. Sugárzási rátákat (1,1 µSv/h) a gyár által forgalmazott műtrágyák közül a legtöbb káliumot és a KCl-t (2,1 µSv/h) tároló helyiségnél mérték. Az előre jelzett legnagyobb porkoncentrációjú külső mérőhelyeken a mért adatok megkülönböztethetetlenek voltak a háttérértéktől.
3. táblázat Ekvivalens dózisok időbeli alakulása a gyári telephely egyes pontjain Mérőhely
A mérések száma
Irodák Termelő üzemrészek Nyersanyagraktár Nyersanyagsilók A termékraktár zsákolás tárolás B termékraktár C termékraktár D termékraktár
Sugárdózis-ráta*, µSv/h
6 11 6 6
0,07±0,05 (0–0,1) 0,19± 0,02 (0,15–0,22) 0,77± 0,72 (0,30–2,1) 0,43± 0,02 (0,40–0,45)
4 4 7 9 9
0,21± 0,01 (0,20–0,22 0,35± 0,11 (0,19–0,40) 0,23± 0,02 (0,21–0,25) 0,52 ± 0,28 (0,25–1,10) 0,29 ± 0,23 (0,12–0,70)
* Átlag ± szórás (mért szélsőértékek)
A levegő legnagyobb porkoncentrációit a termékraktáraknál, valamint a granulálóberendezésnél és a termékek zsákolásának közelében mutatták ki (4. táblázat). A vizsgálati helyiségekben a porkoncentráció szintén a kimutathatósági határ alatt maradt. 4. táblázat A levegő részecske- (por-) koncentrációja a gyári telephely egyes pontjain Mérőhely
A mérések száma
Porkoncentráció, mg/m3*
2 3 4 12 18 5 9 7
5,4(3,2-7,6) <0,1 0,1±0,0 (0,1-0,1) 0,8±1,6 (0,1-4,8) 2,1±2,7 (0,1 9,6) 1,2±1,1 (0,1-2,8) 3,4±3,3 (1,0-9,6) 1,7±1,3 (0,5-3,4)
Nyersanyagraktár Ellenőrző terem Továbbítás, betöltés stb. Reaktorok Granulálás Egyéb termelőrészlegek Termékzsákolás Terméktárolás * Átlag ± szórás (mért szélsőértékek)
A helyiségekben és azokon kívül mért radonkoncentrációk (Bq/m3) meg sem közelítették az említett, általánosan elfogadott 500 Bq/m3 és határértéket. A maximumot, 210 Bq/m3-t, egy nyersanyagraktárban mérték.
Munkahelyi sugárdózisok becslése A tényleges foglalkozási sugárdózisokat a legveszélyeztetőbb feladatokat ellátó dolgozók körében vizsgálták. A késztermékeket kezelő (rakodó, csomagoló stb.) munkásoknál a legnagyobbak az effektív dózisok (0,9–1,4 mSv/év), lényegesen kisebbek a nyersanyagokkal foglalkozó és a termeléshez beosztott dolgozóknál (5. táblázat). Mivel a tényleges dózisok kiszámítását erősen konzervatív feltételezésekre alapozták, a számított megoszlás a négy figyelembe vett terhelési forrás között a külső sugárzás és a radongáz az uralkodó (2. ábra). 5. táblázat Becsült sugárdózisok (mSv/év) a gyár legnagyobb sugárveszélynek kitett dolgozói körében Munkafeladat, munkahely
Külső sugárzás
Por belégzése
Por lenyelése
Radon belégzése
Teljes dózis
Nyersanyagraktár, termelési folyamatok
0,4
0,04
0,006
0,3
0,8
Nyersanyagsilók, termelési folyamatok
0,4
0,04
0,010
0,2
0,7
Gyártás, termelés
0,3
0,03
0,010
0,2
0,6
Végtermék zsákolása
0,4
0,3
0,013
0,6
1,3
Rakodás, ellenőrzés
0,4
0,12
0,013
0,6
1,1
Termékraktári munka
0,6
0,13
0,013
0,7
1,4
Termékraktári csomagolás
0,3
0,12
0,013
0,5
0,9
Az eredmények összhangban vannak a 2000. évi UNSCEARjelentéssel, amely 1–2 mSv/év-ben adja meg azon munkások tényleges sugárdózisát, akik 1 és 10 Bq/g aktivitási koncentrációnak megfelelő természetes radionuklid-tartalmú anyagokat kezelnek. 1 mSv évi sugárdózis túllépése esetén a gyártásban, rakodásban, csomagolásban foglalkoztatottak munkaidejének megrövidítésére, zárt helyiségekben a radonkoncentráció szellőzéses csökkentésére van szükség. A lakosság esetében a műtrágyagyárból származó maximális légköri sugárterhelés a talajszint fölötti rétegben, a gyárteleptől 0,2 km-re kelet-délkeletre várható, ahol 1 mSv/év ajánlott határnál jóval kisebb értéket mértek. Az ehhez adódó belégzés és lenyelés éves hozzájárulása –
0,25, ill. 4 µSv – elhanyagolható. A helybeli lakosok sugárdózisának öszszege a (radongázon és thoronon és ezek bomlástermékein kívüli) természetes radionuklidok belégzéséből és lenyeléséből származó tényleges dózis olaszországi átlagának kevesebb, mint 2%-a (amint ezt a 2003-as Olasz Környezeti Évkönyv, az APAT megadja). Összeállította: Dr. Boros Tiborné Righi, S.; Lucialli, P.; Bruzzi, L.: Health and environmental impacts of a fertilizer plant – Part I: Assessment of radioactive pollution. = Journal of Environmental Radioactivity, 82. k. 2. sz. 2005. p. 167–182. Righi, S., Lucialli, P.; Bruzzi, L.: Health and environmental impacts or a fertilizer plant – Part II: Assessment of radiation exposure. = Journal of Environmental Radioactivity, 82. k. 2. sz. 2005. p. 183–198. Egyéb irodalom Faigel Gy.: A röntgensugárzás hatás hépköznapjainkra. = Fizikai Szemle, 54. k. 11. sz. 2004. p. 362–367. Alsecz A.; Osán J.; Török Sz.: Röntgenspektroszkópiai módszerek az aktinidák környezeti hatásának vizsgálatában. = Fizikai Szemle, 55. k. 4. sz. 2005. ápr. p. 137– 140. A Kormány 89/2005. (V. 5.) Korm. rendelete a nukleáris létesítmények nukleáris biztonsági követelményeiről és az ezzel összefüggő hatósági tevékenységről. = Magyar Közlöny, 11. k. 59. sz. 2005. máj. 5. p. 2–8. A Kormány 89/2005. (V. 5.) rendelete a nukleáris létesítmények nukleáris biztonsági követelményeiről és az ezzel összefüggő hatósági tevékenységről. = Magyar Közlöny, 1. k. 59. sz. 2005. máj. 5. p. 2961–2968.
Röviden.. A talajporhoz kötött gyomirtó szerek mennyiségi jellemzése A friss kutatások szerint a szántás és a boronálás közben a levegőbe jutó finom por 250-szer annyi gyomirtó szert tartalmaz mint a talaj. Az amerikai Connecticutban és Kaliforniában végzett, a maga nemében út-
törő kutatás magyarázatát adhatja, a finomszemcsés anyag (PM2,5) által kiváltott fokozott egészségi kockázatnak. Jelenleg az Egyesült Államokban a környezeti levegőre vonatkozó előírások csak a finom részecskék tömegére vonatkoznak, de nem tartalmaznak kikötéseket azok összetételére. Egyes vizsgálatok szerint a kisebb részecskék ártalmasabbak az emberi egészségre; a gyomirtó szerek kötődése a kisebb részecskékhez hozzájárulhat e vizsgálatok értelmezéséhez. Két évig tartó vizsgálat során Holmén és munkatársai Davisben (Kalifornia) egy munkában lévő traktort követtek, amely a földet művelte és gyomirtókat terített szét, hogy megakadályozzák a gyomnövények kicsírázását. A két vizsgált gyomirtó, a metolaklór és a pendimetalin az Egyesült Államokban a tíz leggyakrabban használt gyomirtó közé tartozik. A csoport a talaj felett 1, 3 és 5 m magasságban a széliránynak megfelelően beállított szűrőket használt a PM2,5*-tartalmú és gázfázisú minták begyűjtésére. A vizsgálat kimutatta: a pendimetalin a finom részecskékhez kötődik, a metolaklór a levegőben oszlik el. A kiegészítő laboratóriumi vizsgálatok kimutatták, hogy a szűrő jelenléte nem torzította az eredményeket. Mivel keveset tudunk a levegőben lévő poláros gyomirtóknak a részecskék és a gáz közötti megoszlásáról, nagyon fontos az analitikai eljárások tökéletesítése az adatok ilyen jellegű óvatos értelmezése révén. A megoszlás ismerete kell, hogy jobban becsülni lehessen a gyomirtók nagy távolságokra történő szétszóródását, és végső sorsát a környezetben. Vizsgálták az ilyen típusú mintavétel lehetséges ellentmondásait és csapdáit. Holmén szerint a szabványokat megalkotó döntéshozók a következő években felhasználhatják a dízelkutatások eredményeit is. (Holmén a dízelmotorok által kibocsátott részecskék vizsgálatával is foglalkozott.) A gázolaj okozta szennyezések esetében a tömegre alapozott szabványokat részecskeszám/cm3 típusú szabványokkal akarják helyettesíteni. Az égés nagyszámú, kis tömegű, erősen mérgező részecskét bocsát ki, amelyek hasonlóak a jelen vizsgálat során észlelt részecskékhez. (Environmental Science & Technology, 39. k. 2. sz. 2005. p. 36A.)
* 2,5 mikronnál kisebb átmérőjű részecskék.
