Измерена радиоактивность пыли в трех российских городах

10 мая 2021
68

Ученые измерили радиоактивность пыли на улицах Екатеринбурга, Ростова-на-Дону и Нижнего Новгорода. Выяснилось, что городская грязь имеет преимущественно природное, а не техногенное происхождение, а уровень радиации не превышает норму и не несет опасности для местных жителей. Исследование, выполненное при поддержке гранта Президентской программы Российского научного фонда, опубликовано в журнале Atmosphere.

Естественные радионуклиды — атомы, способные к радиоактивному распаду, — возникли одновременно с образованием Земли и находятся в воздухе, воде, земной коре. Из природных источников они могут переноситься в города вместе с ветром, дождевой водой, частицами почвы. При этом уран и торий — наиболее распространенные, именно они обуславливают почти всю природную радиоактивность. Контроль содержания как природных, так и техногенных радиоактивных изотопов необходим для обеспечения экологически безопасной среды обитания человека. 

В городах радионуклиды могут находиться в так называемых поверхностных наносах — иными словами, городской грязи, — которые состоят из пыли, частиц почвы, строительных материалов и мелкого бытового мусора. Чтобы оценить уровень природной радиоактивности городской грязи, ученые из Уральского федерального университета (Екатеринбург) вместе с коллегами из Института промышленной экологии УрО РАН измерили ее суммарную альфа- и бета-радиоактивность. Исследование проводилось в трех российских городах, находящихся в разных природных климатических, геологических и экономических зонах: Екатеринбурге, Ростове-на-Дону и Нижнем Новгороде.

Образцы поверхностных наносов ученые собирали на обочинах дорог, на внутридворовых проездах, на парковках и из луж на территориях жилых кварталов. Перед анализом пробы просеивали и разделяли на фракции по размеру частиц. Самые мелкие фракции (от двух до десяти микрометров, то есть сравнимые с каплями аэрозоля) легко поднимаются в самые нижние слои атмосферы и поступают в организм человека при дыхании. Во всех фракциях экологи определяли содержание урана и тория. 

Мелкопесчаная фракция наносов в городах имела более высокие уровни суммарной альфа-активности, чем пылевая фракция. Кроме того, химический анализ показал, что такие фракции содержат максимальное количество урана и тория. Можно сделать вывод о том, что альфа-активность современных наносов обусловлена распадом этих природных радионуклидов.

Размер частиц фракций, имеющих максимальную бета-активность, в городах отличался: для Екатеринбурга это также был песок, а для Нижнего Новгорода и Ростова-на-Дону — пыль. По-видимому, эти различия связаны с геологическими особенностями территорий, на которых расположены города. Источниками бета-излучения в пробах оказались природные радий и изотоп калий-40. Следует отметить, что обнаруженные содержания радионуклидов в исследованных компонентах окружающей среды не превышают нормы и не вносят вклада в радиоактивное облучение населения городов. «Обнаруженные суммарная альфа-, и бета-активности радионуклидов в современных поверхностных наносах говорят скорее о том, что материал отложений в городской среде имеет природное происхождение, представлен частицами горных пород, строительных материалов, почв. Миграция и накопление радионуклидов происходит вместе с осадочным материалом в городах, независимо от климата, географического положения и промышленного развития. В настоящее время уровни содержания радионуклидов техногенного происхождения в городах России остаются низкими и не вносят вклада в облучение населения. Однако в 2007 году, когда мы начинали исследования городской грязи, уровни удельной активности техногенного радиоактивного изотопа цезий-137 в отложениях в лужах в некоторых жилых районах Екатеринбурга соответствовали низкоактивным радиоактивным отходам, но даже такие концентрации никак не влияли на дозовые нагрузки населения. Со временем в жилых дворах произошла замена грунтовых покрытий, новая застройка, перепланировка, уборка стала лучше, что в конечном итоге привело к снижению содержания цезия-137 в городе. Он помог нам определить возраст современных наносов на урбанизированной территории», — рассказывает руководитель гранта РНФ Андриан Селезнев, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник Института промышленной экологии УрО РАН.