ДУ «Український науково-дослідний інститут промислової медицини», м. Кривий Ріг, Україна

РЕЗЮМЕ. Мета досліджень. Створити систему заходів з протирадіаційного захисту на залізорудних шахтах для сприяння здійсненню контролю природної складової опромінення гірників і забезпечення неперевищення встановлених дозових критеріїв.

Матеріали і методи дослідження. При розробці заходів були використані результати та висновки радіаційно-гігієнічного дослідження залізорудних шахт Криворізької агломерації, територія якої ідентифікована як радононебезпечна з наявністю техногенно-підсилених джерел природного походження. Виміри проводилися за обраною мережею контрольних точок на горизонтах шахт. Для аналізу при створенні системи бралися показники об'ємної активності радону та його дочірніх продуктів розпаду в рудничній атмосфері, потужність дози гама-випромінювання в гірських виробках, вміст природних радіонуклідів у рудах, показники запиленості рудникової атмосфери. При цьому керувалися основною нормативно-правовою та методичною базою.

Результати досліджень і висновки. Основними етапами розробленої системи протирадіаційного захисту на залізорудних шахтах в умовах дії техногенно-підсилених джерел природного походження є: радіаційно-гігієнічне обстеження, радіаційний контроль, заходи захисту для нормалізації радіаційної обстановки, контроль за ефективністю протирадіаційних заходів, спрямованих на поліпшення радіаційної ситуації, заходи медико-профілактичного захисту. Рішення про необхідність проведення радіаційного контролю і впровадження заходів протирадіаційного захисту залізорудних шахт приймається за результатами попереднього обстеження, де встановлюються категорії шахт і вид контролю.

На підставі проведеного дослідження залізорудних шахт Криворізької агломерації розроблено і впорядковано систему протирадіаційного захисту, обґрунтовано послідовність виконання заходів радіаційного обстеження, радіаційного контролю і нормалізації радіаційної обстановки. Розроблені заходи потребують узгодження з рекомендаціями Міжнародної комісії з радіаційного захисту у частині радіологічного захисту від опромінення радоном на робочих місцях.

Ключові слова: залізорудні шахти, протирадіаційний захист, радіаційний контроль, радон, техногенно-підсилені джерела природного походження, шахтарі.

Техногенне навантаження на природне середовище території України у 4–5 разів перевищує аналогічний показник для розвинутих держав [1]. Так, діяльність підприємств щодо розробки та видобутку корисних копалин призвела до масштабного руйнування природних ландшафтів, утворення техногенно-підсилених джерел природного походження (ТПДПП), що спричинило зміну об’ємів надходження і виділення радіоактивного газу радону природними шляхами. Так, у великих об’ємах виділення радону супроводжує, в першу чергу, видобування урану [2], вугілля, газу та залізної руди.

Розробка і видобуток залізної руди на території Україні ведеться з 1865 року, центром якого є Криворізька агломерація. Вплив цього виробництва на довкілля та здоров’я людей має комбінований характер. Першими стикаються з впливом шкідливих чинників шахтарі. Найпоширенішими небезпечними факторами є пил, шум, вібрація. Природні джерела іонізуючих випромінювань, природний радіоактивний газ радон та його дочірні продукти розпаду (ДПР) також є небезпечними чинниками. Шахтарі зазнають вплив радону як на робочих місцях, так і вдома [3], де виявлено підвищений його вміст. Особливо негативною є ситуація, коли у вугледобувних шахтарських селищах домівки розташовуються вздовж відвалів (териконів), а у випадку залізорудних шахт у санітарно-захисних зонах над шахтними виробками. Радон та його ДПР, що міститься в повітрі робочої зони шахт та в повітрі житлових приміщень, можуть викликати рак легенів [4]. Основним джерелом інформації про ризики захворіти на рак легенів, пов'язаного з впливом радону, стали епідеміологічні дослідження шахтарів [4].

Збільшена частота захворювань на рак бронхів спостерігалася серед різних груп персоналу на підземних роботах, які піддавалися дії радону у період перебування під землею [5]. Зокрема, епідеміологічні дослідження робочих уранових копалень, які опромінювалися радоном, дають чітку кореляцію між дозами опромінювання від ДПР радону і підвищенням частоти захворювань на рак легенів, які не можна пояснити впливом інших чинників. Це підтверджується даними експериментальних досліджень на тваринах, які опромінювалися радоном. Перше дослідження Є.С. Лондона щодо вивчення токсичної дії радону на тварин в 1904 році виявило, що їх загибель на ранніх термінах після інгаляції радоном була спричинена ураженням дихального апарату еманацією радію. ДПР радону викликають у щурів рак легенів, гістологічно схожий на рак легенів у людини [6]. Оригінальні експериментальні дані наводяться в роботі Н. Раєвського та інших, коли автори розміщували тварин у шахті на робочих місцях гірників. Із 88 загиблих за два роки мишей у 18 виявлені пухлини: рак і аденома легенів, аденома щитоподібної залози, генералізований лімфоаденоматоз.

Ризик захворювання на рак легенів [7] при вдиханні ДПР радону полягає у накопиченні дози у відповідних тканинах легенів і залежить від тривалості перебування у цій зоні, а також віку [8].

У ході проведеного раніше радіаційно-гігієнічного дослідження на залізорудних шахтах Кривбасу [9] визначено наявність природних джерел випромінювання, які знаходяться в залізній руді та супроводжуючих гірських породах, що визначає Криворізький залізорудний басейн як територію з ТПДПП, де основним дозоутворюючим фактором є радон. Дослідження захворюваності, її зв'язку з умовами праці, з аналізом радіаційного стану, вивченням вмісту в повітрі робочої зони радону і його ДПР встановили наявність зв'язку виникнення раку легенів і верхніх дихальних шляхів з накопиченою дозою у цих органах. Урегулювавши радіаційну обстановку на шахтах, захворюваність на рак легенів серед шахтарів можна значно зменшити. Саме тому необхідно розробити та систематизувати заходи протирадіаційного захисту на залізорудних шахтах.

Мета роботи. Створити систему заходів з протирадіаційного захисту на залізорудних шахтах на підставі проведеного радіаційно-гігієнічного дослідження на території Криворізької агломерації, аби проконтролювати природну складову опромінення гірників та забезпечити відповідні умови для запобігання перевищенню встановлених дозових критеріїв.

Методи

При розробці системи були використані результати та висновки радіаційно-гігієнічного обстеження Криворізького регіону. За підсумками досліджень [9, 10], територія Криворізької агломерації ідентифікована як радононебезпечна з наявністю ТПДПП. Виміри проводилися за обраною мережею контрольних точок на горизонтах шахт. Для аналізу при складанні системи бралися показники об'ємної активності радону та його ДПР у рудничній атмосфері, потужність дози гама-випромінювання в гірських виробках, вміст природних радіонуклідів у рудах, показники запиленості рудничної атмосфери. Рішення про необхідність здійснення радіаційного контролю і впровадження заходів протирадіаційного захисту залізорудних шахт приймається за результатами попереднього обстеження, де встановлюється категорія шахти і вид контролю. При цьому керувалися основною нормативно-правовою та методичною базою [11-14].

Результати дослідження та їх обговорення

Джерелами радіаційної небезпеки у залізорудних шахтах є природні радіонукліди ряду урану та торію, що знаходяться в залізній руді і вміщуючих гірських породах. Річна ефективна доза опромінення робітників залізорудної шахти визначається за такими складовими: річні ефективні дози від зовнішнього гама-випромінювання, опромінення дочірніми продуктами розпаду радону і торону, аерозолями довгоіснуючих альфа-випромінюючих радіонуклідів уранового і торієвого рядів відповідно. Гама-випромінювання руд та порід створює зовнішнє опромінення організму шахтарів. Як правило, гама-випромінювання не є впливовим радіаційним фактором на залізорудних шахтах тому, що вміст урану та торію у рудах і супроводжуючих породах в переважній більшості випадків не виходить за межі коливань природного фону.

Розроблена система заходів (рис.) протирадіаційного захисту на залізорудних шахтах складається з наступних етапів: радіаційно-гігієнічне обстеження, радіаційний контроль, заходи захисту для нормалізації радіаційної обстановки на залізорудних шахтах, контроль за ефективністю протирадіаційних заходів, спрямованих на поліпшення радіаційної ситуації в залізорудних шахтах, заходи медико-профілактичного захисту.

Радіаційно-гігієнічне обстеження на залізорудних шахтах включає: попереднє обстеження; детальне обстеження; поточне обстеження. Метою попереднього обстеження є класифікація залізорудних шахт залежно від рівня сумарного впливу радіаційно-небезпечних факторів (РНФ) (попередня оцінка доз) і обґрунтування складу та об’єму контролю радіаційної обстановки на шахті.

Задачами попереднього обстеження є: визначення вмісту природних радіонуклідів (ПРН) у залізній руді і вміщуючих гірських породах; визначення вмісту довгоіснуючих ПРН у рудниковій атмосфері (з урахуванням даних про запиленість повітря) на основних підземних робочих місцях і в транспортних виробках; вимір потужності поглиненої в повітрі дози гама-випромінювання на основних робочих місцях або розрахунок її з урахуванням вмісту ПРН у руді та вміщуючих породах; визначення вмісту радону і його ДПР, дочірніх продуктів торону в усіх вхідних і вихідних повітряних струменях шахти, на основних робочих місцях; розрахунок ефективних доз опромінення від сумарного впливу РНФ на основних робочих місцях; оцінка радіаційного стану на шахті в цілому, підготовка пропозицій щодо організації дозиметричного контролю і підвищення ефективності використання засобів захисту.

Детальне обстеження радіаційної обстановки здійснюється у разі, коли за результатами попереднього обстеження встановлено, що річна ефективна доза на гірників перевищує 5 мЗв. У цьому випадку обов’язково проводять: вимір рівнів РНФ на всіх робочих місцях і в транспортних виробках та розрахунок доз опромінення окремих осіб (працівників) з урахуванням маршруту їх пересування в гірничих виробках; визначають джерела радіоактивного забруднення атмосфери; дослідження радіоактивності всіх типів шахтних вод; розробку раціонального комплексу захисних заходів щодо мінімізації доз опромінення; розробку пропозицій щодо корегування обсягів і регламентів поточного радіаційного контролю. Повторне детальне обстеження радіаційної обстановки дозволяє оцінити ефективність виконаних заходів захисту.

Рис. Етапи системи протирадіаційного захисту на залізорудних шахтах

За результатами радіаційно-гігієнічного обстеження здійснюється розподілення залізорудних шахт на категорії за ступенем радонової небезпеки та визначення ділянок з високим радіоактивним забрудненням атмосфери (повітря робочої зони) і виконується контроль радіаційної обстановки.

Обсяг радіаційного контролю на залізорудних шахтах залежить від радіаційної обстановки на підприємстві. Рішення про необхідність проведення радіаційного контролю приймається за результатами попереднього обстеження, де визначається категорія шахти і вид контролю. Для шахти, де встановлена категорія «радонобезпечні», позапланове обстеження в об’ємі попереднього проводиться у випадках зміни вентиляції шахти; введення в експлуатацію нових горизонтів або блоків, що мають відмінні від встановлених раніше на шахті параметри залізної руди і гірських порід; об’єднання або роз’єднання видобувних полів шахт і зміни відповідно параметрів і схеми вентиляції.

Для залізорудних шахт рекомендується типовий комплекс технічних та організаційних захисних протирадіаційних заходів. Технічні заходи для нормалізації радіаційної обстановки на залізорудних шахтах щодо зменшення вмісту радону та його ДПР і запобігання їх потраплянню до організму робітників включають: 1. Зменшення дебіту радону (торону) та провітрюваного об’єму шляхом: ізоляції ділянок, що втратили виробниче значення; інтенсифікації та концентрації гірничих робіт; зміни способу провітрювання шахти. 2. Збільшення кількості повітря, що подається у шахту на робочі горизонти і дільниці за рахунок скорочення витоків повітря у поверхневих спорудах; максимального використовування можливостей головної вентиляційної установки; здійснення реконструкції вентиляційної системи шахти. 3. Поліпшення розподілу повітря у вентиляційній мережі і зниження запиленості шахтної атмосфери, яке досягається шляхом раціонального розподілу повітря між ділянками мережі; стабілізація режиму провітрювання; підвищення ефективності використання засобів боротьби з пилом. 4. Застосування зворотного порядку відпрацювання рудного покладу з обов’язковою ізоляцією відпрацьованого очисного простору.

Організаційні заходи: 1. Перенесення допоміжних робочих місць на дільниці з низьким забрудненням атмосфери. 2. Максимальне зменшення часу перебування людей у виробках з високим рівнем забруднення атмосфери. 3. Ротація робітників, що виконують роботи в умовах з високим радіоактивним забрудненням атмосфери. 4. Виключення доступу людей у непровітрювані виробки.

За попередніми оцінками ефективність захисту робітників часом становить приблизно 20-40%, в тому числі ротація робітників – 30%, перенесення допоміжних робочих місць на небезпечні ділянки приблизно – 70%.

Заходи медико-профілактичного захисту шахтарів полягають у якісному проведенні профоглядів; проходженні психофізіологічної експертизи щодо придатності працівників виконувати свої професійні обов’язки в умовах підвищеної небезпеки, визначення контингентів та властивостей організму (стан індивідуальної чутливості, стан адаптації). Формування у робітників реакції уникнення ризиків від додаткового опромінення шляхом санітарно-просвітницької роботи, зокрема: пропаганди переваг здорового способу життя, застосування біопрофілактики (індивідуальної та/або колективної), поліпшення якості життя. Використання принципів політики сталого розвитку, а саме: надання об’єктивної інформації щодо радонової небезпеки, надання повної інформації про доступні заходи захисту із залучанням фахівців з охорони праці, фахівців з радіаційної гігієни, науковців даного профілю. Доведення до робітників достовірної інформації та необхідності виконання інструкцій щодо протирадіаційного, протирадонового захисту, можливі ризики. Крім того, політика щодо радону може позитивно впливати на рішення інших проблем громадської охорони здоров’я, таких як куріння та якість повітря в приміщеннях [4]. Незважаючи на те, що абсолютний ризик раку легень через опромінення радоном істотно вищий для курців, ніж для тих, хто не курить, Міжнародний комітет з радіаційного захисту рекомендує не робити відмінностей між цими категоріями людей при проведенні радонозахисних заходів.

Таким чином, у шахтах опромінення радоном та його ДПР відноситься до ситуації існуючого опромінення, адже джерелом є незмінні концентрації ПРН у гірничих породах. Виробнича діяльність людини змінює об’єми надходження радону, підвищує його активність у повітрі робочої зони (та як наслідок, і в повітрі, прилеглих до шахт житлових будинків) у порівнянні з фоновим значенням на відкритому повітрі. Малоймовірно, що радон може призвести до ситуації аварійного опромінення [4], проте в разі виявлення надто високої об’ємної активності необхідна ефективна система захисних заходів. В Україні при наявності діючих залізорудних шахт, у повітрі яких виявлено природні фактори радон та його ДПР, розроблена система протирадіаційного захисту потребує удосконалення та узгодження з рекомендаціями Міжнародної комісії з радіаційного захисту в частині радіологічного захисту від опромінення радоном.

Висновки

Створено та упорядковано систему протирадіаційного захисту на залізорудних шахтах.

1. Визначено основні етапи системи протирадіаційного захисту на залізорудних шахтах та обґрунтовано послідовність виконання заходів радіаційного обстеження, радіаційного контролю і нормалізації радіаційної обстановки.

2. Заходи медико-профілактичного захисту шахтарів узгоджені з вимогами до професій з небезпечними умовами праці, з використанням методів і прийомів санітарно-просвітницької роботи, принципів політики сталого розвитку.

3. Подальша робота щодо заходів радіаційного захисту на залізорудних шахтах в умовах дії техногенно-підсилених джерел природного походження вимагає невідкладного узгодження з рекомендаціями Міжнародної комісії з радіаційного захисту щодо радіологічного захисту від опромінення радоном.

ЛІТЕРАТУРА

1. Перов М.О. Вплив техногенних навантажень вугільної промисловості на довкілля / М.О. Перов, В.М. Макаров // Науковий вісник національного гірничого університету. – 2010. – № 7 – 8. - С 99 – 103.

2. Павленко Т.А. Онкозаболеваемость персонала урановых шахт как маркер эффективности системы радиационной защиты на предприятии / Т.А. Павленко, А.П. Оперчук // Ядерна та радіаційна безпека. – 2017. – № 3(75). – С. 56 – 59.

3. Іщенко Л.О. Система заходів щодо протирадіаційного захисту населення залізорудного регіону / Л.О. Іщенко // Гігієна населених місць. – К., 2011. – Вып. 57. – С. 267 – 272.

4. Radiological Protection against Radon Exposure. ICRP Publication 126. Ann. ICRP, 2014. – 43(3). – 73 p.

5. Ковалевский Л. И. Состояние радиационной безопасности на урановых шахтах Украины / Л. И. Ковалевский, А. П. Оперчук, И. П. Лось // Довкілля та здоров’я. – 2008. – № 2. – С. 4–9.

6. Журавлев В. Ф. Токсикология радиоактивных веществ / В. Ф.Журавлев / 2 изд., перераб. доп. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 336 с.

7. Кундієв Ю. І. Професійний рак: епідеміологія та профілактика / Ю. І. Кундієв, А. М. Нагорна, Д. В. Варивончик // Науково-виробниче підприємство «Видавництво ”Наукова думка” НАН України». – К., 2008. –335 с.

8. Vineis P. Tobacco and Cancer : Recent Epidemiological Evidence / P. Vineis, M. Alavanja, P. Buffler [et al.] // J. Nat. Cancer Ins. – 2004. – Vol. 96, № 2. – P. 99–106.

9. Радиационная обстановка при добыче железной руды подземным способом в Криворожском железорудном бассейне / О. Н. Беднарик, В. Ф. Выщипан, Л. А. Кривошей [и др.] // Гигиена населенных мест. – К., 2000. – Вып. 36., Ч. 1. – С. 266–273.

10. Іщенко Л.О. Радіаційно-гігієнічне обстеження житлових приміщень Криворізького залізорудного регіону / Л.О. Іщенко // Гігієна населених місць. – К., 2008. – Вип. 52. – С. 256 – 260.

11. Норми радіаційної безпеки України (НРБУ-97) ДГН 6.6.1. 6.5.00198 / Комітет з питань гігієнічного регламентування МОЗ України. К., 1998. – 135 с.

12. Контроль радіаційної обстановки на залізорудних шахтах України СОУ-Н МПП 17.240-046:2005 / Настанова Мінпромполітики України. К., 2005. – 14 с.

13. Основні санітарні правила забезпечення радіаційної безпеки України (ОСПЗРБУ-05). Державні санітарні правила 6.177-2005-09-02, Київ, 2005. – 88 с.

14. Профілактика професійного раку легень серед гірників, які зайняті підземним видобуванням радійвміщуючої залізної руди / Методичні рекомендації. Київ, 2010. – 33 с.

Received 02/17/2020