Особенности радиационного фона различных районов Санкт-Петербурга

Радиационный мониторинг необходим для обеспечения радиационной безопасности населения и экологического благополучия окружающей среды. В соответствии с Федеральным законом № 3-ФЗ от 09.01.1996 г. «О радиационной безопасности населения» радиационная безопасность населения – состояние защищённости настоящего и будущего поколений людей от вредного для их здоровья воздействия ионизирующего излучения. Изучение и анализ естественного радиационного фона [1-3] и источников техногенно изменённого радиационного фона (предприятия специального назначения и медицинские учреждения, имеющие источники ионизирующего излучения (ИИИ), научно-исследовательские организации и др.), оказывающих влияние на радиационную обстановку, необходимы для обеспечения радиационной безопасности населения [4-6].

Основными источниками радиации являются природные: естественные тектонические разломы, строительные материалы, бытовой газ, подземные воды. Спецификой природных условий Санкт-Петербурга и Ленинградской области является то, что её территория находится в пределах двух структурно-геологических районов: Балтийского кристаллического щита и северо-

западной части Русской платформы, представляющей собой область погружения фундамента под осадочным чехлом [7]. Именно из этих разломов выходят на поверхность радон и продукты его распада, определяя необходимость усиления контроля за облучением населения природными ИИИ [8-10].

Второе место по степени радиационного воздействия принадлежит облучению при проведении рентгенорадиологических исследований [11-13], что связано как с внедрением новых высокоинформативных видов лучевой диагностики и терапии, ассоциированных с высокими дозами облучения пациентов, так и с увеличением числа проводимых процедур лучевой диагностики и терапии [14].

И лишь на третьем месте, значительно уступая, идут объекты использования атомной энергии. К ним относятся: Ленинградская атомная электростанция, предприятие по обращению с радиоактивными отходами «РосРАО», завод по переплавке радиоактивного металла АО «ЭКОМЕТ-С» в г. Сосновый Бор, исследовательские реакторы Центрального научно-исследовательского института им. А.Н. Крылова, расположенного в Московском административном районе Санкт-Петербурга, Радиевый институт им. В.Г. Хлопина (Калининский административный район Санкт-Петербурга), транспортные атомные энергетические установки на Балтийском заводе (Василеостровский район Санкт-Петербурга).

Для обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия населения Санкт-Петербурга в соответствии со статьёй 13 Федерального закона № 3-ФЗ «О радиационной безопасности населения» необходимо проводить непрерывный мониторинг и оценку уровней облучения граждан от техногенных (в том числе и медицинских) и природных ИИИ. Данные действия проводятся в рамках радиационно-гигиенической паспортизации [15].

Контроль радиационной обстановки в Санкт-Петербурге проводится средствами автоматизированной системы контроля радиационной обстановки Санкт-Петербурга (АСКРО), которая представляет собой комплекс взаимодействующих технических средств, программных средств, информационных ресурсов и организационных процедур, необходимых для проведения непрерывного мониторинга радиационной обстановки на территории Санкт-Петербурга, а также в непосредственной близости от радиационно опасных для города объектов, расположенных в Ленинградской области. Мониторинг радиационной обстановки с использованием АСКРО осуществляется в целях информационной поддержки органов государственной власти Российской Федерации и Санкт-Петербурга для осуществления мероприятий по обеспечению радиационной безопасности, в том числе - по информированию населения о радиационной обстановке. Измерительная сеть АСКРО состоит из 16 стационарных автоматических постов контроля радиационной обстановки, расположенных на территории Санкт-Петербурга и в Ленинградской области по территориально-административному принципу с учётом необходимости проведения мониторинга вблизи радиационно опасных объектов; расположение постов утверждено Комитетом по природопользованию, охране окружающей среды и обеспечению экологической безопасности Правительства Санкт-Петербурга. Каждый пост контроля радиационной обстановки непрерывно и автоматически проводит измерения, накапливает данные измерений и хранит их в оперативной памяти в соответствии со своими техническими характеристиками [16].

К сожалению, число контрольных постов в рамках АСКРО ограничено 1-2 постами на каждый район Санкт-Петербурга, что не позволяет в полной мере использовать данные АСКРО для оценки оперативной радиационной обстановки в каждом из районов в условиях нормальной безаварийной эксплуатации ИИИ. Недостатком АСКРО также является дискретность предоставления данных (среднее значение мощности амбиентного эквивалента дозы (МАЭД) за день). Тем не менее, сведения из АСКРО являются единственным достоверным источником информации о радиационной обстановке для жителей Санкт-Петербурга. Прочие источники информации (протоколы измерения гамма-фона, выполненные аккредитованными лабораториями радиационного контроля, данные производственного радиационного контроля организаций, эксплуатирующих ИИИ и пр.) для населения недоступны.

Цель исследования - сравнительная оценка МАЭД гамма-излучения по данным АСКРО и собственным измерениям в Юго-Западном районе Санкт-Петербурга.

Материалы и методы

Анализ уровня МАЭД гамма-излучения за период с 2014 по 2018 гг. проведён на основе данных АСКРО (Санкт-Петербургское государственное геологическое унитарное предприятие «Специализированная фирма «Минерал») [17]. При этом оценивали значения МАЭД как в среднем по Санкт-Петербургу, так и по отдельным районам города.

Ежемесячные измерения уровня МАЭД для сравнительной оценки были проведены в Юго-Западном районе Санкт-Петербурга. Выбор района основывался на следующих критериях: высокая плотность размещения объектов использования техногенных ИИИ; наличие радоноопасных зон [12].

Измерения проводили в точках, расположенных вблизи от стационарных контрольных постов АСКРО. Карта-схема расположения контрольных постов и точек измерения представлена на рис. 1.

Рис. 1. Контрольные посты АСКРО и точки собственных измерений в Юго-Западном районе Санкт-Петербурга.

Собственные измерения были выполнены в период с декабря 2017 г. по март 2018 г. с использованием дозиметра-радиометра «ЭКОЛОГ профи», (ООО «Ростехника», Россия) [18]. Перед проведением измерений прибор был поверен во ВНИИМ им. Д.И. Менделеева. Предел допускаемой основной относительной погрешности измерения в диапазоне 0,1-0,5 мкЗв/ч составлял 25%.

Измерения еженедельно были проведены в указанный период в пяти точках исследования, представленных на рис. 1. Измерения выполняли по следующей методике [19]:

• 1.    поисковая гамма-съёмка территории в точке измерения на площади около 100 м² для поиска возможных радиационных аномалий;

• 2.    при исключении наличия радиационных аномалий (превышения среднего значения МАЭД более чем на 0,2 мкЗв/ч) – измерение МАЭД в точке (площадь точки измерения 1 м²). В каждой точке выполняли не менее 5 последовательных измерений.

Перед проведением измерений МАЭД снежный покров (при наличии) с поверхности грунта удаляли.

Описательная статистика полученных данных была выполнена с использованием программного обеспечения Statistica 10. Проверку распределений на нормальность проводили с использованием тестов Колмогорова-Смирнова (с поправкой на значимость Лиллефорса) и Шапиро-Вилка. Попарное сравнение отдельных параметров проводили с использованием U теста Манна-Уитни. Оценку зависимостей между различными параметрами проводили методами корреляционно-регрессионного анализа. Сравнение выборок осуществляли с использованием однофакторного дисперсионного анализа с использованием критериев Краскелла-Воллиса. Результаты считали статистически значимыми при р<0,05 [20].

Результаты и обсуждение

Результаты анализа МАЭД по данным системы АСКРО за период 2014-2018 гг. представлены на рис. 2-6 и табл. 1.

Центра л ьный

■ Северо-западный

Северный

■ Северо-восточный

■ Юго-восточный

Южный

Западный

■ Юго-западный

Рис. 2. Результаты измерений МАЭД в Санкт-Петербурге за 2014 г. (за январь-июль 2014 г. данные АСКРО отсутствуют).

Рис. 3. Результаты измерений МАЭД в Санкт-Петербурге за 2015 г. (за апрель-июнь 2015 г. данные АСКРО отсутствуют).

Рис. 4. Результаты измерений МАЭД в Санкт-Петербурге за 2016 г. (за апрель-май, декабрь 2016 г. данные АСКРО отсутствуют).

Рис. 5. Результаты измерений МАЭД в Санкт-Петербурге за 2017 г. (за июль-октябрь 2017 г. данные АСКРО отсутствуют).

■ Центральный ■ Северо-западный ■ Северный

■ Юго-восточный ■ Южный        ■Западный

■ Северо-восточный

■ Юго-западный

Рис. 6. Результаты измерений МАЭД в Санкт-Петербурге за 2018 г.

Таблица 1

Средние значения МАЭД в отдельных районах Санкт-Петербурга за период 2014-2018 гг.

Район Санкт-Петербурга	2014 г.	2015 г.	2016 г.	2017 г.	2018 г.
Центральный	0,18	0,14	0,13	0,14	0,13
Северо-Западный	0,12	0,12	0,10	0,10	0,11
Северный	0,12	0,13	0,13	0,14	0,14
Северо-Восточный	0,12	0,12	0,12	0,11	0,11
Юго-Восточный	0,13	0,12	0,10	0,11	0,12
Южный	0,12	0,12	0,11	0,12	0,12
Западный	0,11	0,12	0,14	0,14	0,11
Юго-Западный	0,20	0,15	0,12	0,13	0,13

Результаты сравнения выборок МАЭД по годам и отдельным районам Санкт-Петербурга свидетельствуют об отсутствии статистически достоверных различий между отдельными районами, начиная с 2015 г. В 2014 г. выделяются Центральный и Юго-Западный районы, однако объём данных в АСКРО за этот год ограничен (доступны только последние два квартала года). Сведения о радиационных авариях и(или) выбросах в этих районах в базе радиационных аварий и инцидентов ФБУН НИИРГ им. П.В. Рамзаева (подсистеме автоматизированной системы контроля радиационного воздействия Роспотребнадзора) отсутствуют [13]. Следует отметить, что для систем радиационного мониторинга АСКРО отсутствует доступная информация по погрешности (неопределённости) измерений.

В табл. 2-5 представлены результаты собственных измерений в выбранных точках в ЮгоЗападном районе Санкт-Петербурга.

Сравнение результатов собственных измерений с данными системы АСКРО представлено на рис. 7-10.

Таблица 2

Результаты измерений МАЭД в Санкт-Петербурге за декабрь 2017 г.

	Среднее значение МАЭД, мкЗв/ч	Макс./мин. значение МАЭД, мкЗв/ч
Точка 1 (2.12.2017)	0,22±0,06	0,23/0,19
Точка 1 (14.12.2017)	0,18±0,05	0,20/0,17
Точка 1 (21.12.2017)	0,16±0,04	0,18/0,14
Точка 2 (2.12.2017)	0,17±0,04	0,18/0,14
Точка 2 (14.12.2017)	0,18±0,05	0,20/0,16
Точка 2 (21.12.2017)	0,16±0,04	0,18/0,14
Точка 3 (2.12.2017)	0,23±0,06	0,24/0,20
Точка 3 (14.12.2017)	0,18±0,05	0,20/0,17
Точка 3 (21.12.2017)	0,13±0,03	0,15/0,12
Точка 4 (2.12.2017)	0,13±0,03	0,16/0,11
Точка 4 (14.12.2017)	0,14±0,04	0,16/0,13
Точка 4 (21.12.2017)	0,12±0,03	0,15/0,10
Точка 5 (2.12.2017)	0,16±0,04	0,17/0,14
Точка 5 (14.12.2017)	0,17±0,04	0,20/0,15
Точка 5 (21.12.2017)	0,14±0,04	0,17/0,12

Таблица 3

Результаты измерений МАЭД в Санкт-Петербурге за январь 2018 г.

	Среднее значение МАЭД, мкЗв/ч	Макс./мин. значение МАЭД, мкЗв/ч
Точка 1 (10.01.2018)	0,16±0,04	0,18/0,14
Точка 1 (19.01.2018)	0,16±0,04	0,17/0,13
Точка 1 (29.01.2018)	0,15±0,04	0,17/0,13
Точка 2 (10.01.2018)	0,17±0,04	0,18/0,15
Точка 2 (19.01.2018)	0,14±0,04	0,16/0,11
Точка 2 (29.01.2018)	0,15±0,04	0,18/0,11
Точка 3 (10.01.2018)	0,14±0,04	0,16/0,11
Точка 3 (19.01.2018)	0,15±0,04	0,17/0,13
Точка 3 (29.01.2018)	0,14±0,07	0,16/0,13
Точка 4 (10.01.2018)	0,15±0,04	0,16/0,13
Точка 4 (19.01.2018)	0,17±0,04	0,20/0,15
Точка 4 (29.01.2018)	0,16±0,04	0,19/0,15
Точка 5 (10.01.2018)	0,16±0,04	0,18/0,15
Точка 5 (19.01.2018)	0,15±0,04	0,16/0,12
Точка 5 (29.01.2018)	0,15±0,04	0,18/0,13

Таблица 4

Результаты измерений МАЭД в Санкт-Петербурге за февраль 2018 г.

	Среднее значение МАЭД, мкЗв/ч	Макс./мин. значение МАЭД, мкЗв/ч
Точка 1 (9.02.2018)	0,15±0,04	0,17/0,14
Точка 1 (17.02.2018)	0,14±0,04	0,16/0,13
Точка 1 (24.02.2018)	0,15±0,04	0,18/0,14
Точка 2 (9.02.2018)	0,14±0,04	0,15/0,11
Точка 2 (17.02.2018)	0,14±0,04	0,17/0,12
Точка 2 (24.02.2018)	0,15±0,04	0,16/0,13
Точка 3 (9.02.2018)	0,12±0,03	0,15/0,10
Точка 3 (17.02.2018)	0,13±0,03	0,15/0,11
Точка 3 (24.02.2018)	0,12±0,03	0,15/0,11
Точка 4 (9.02.2018)	0,12±0,03	0,15/0,10
Точка 4 (17.02.2018)	0,15±0,04	0,17/0,11
Точка 4 (24.02.2018)	0,13±0,03	0,17/0,12
Точка 5 (9.02.2018)	0,13±0,03	0,15/0,11
Точка 5 (17.02.2018)	0,15±0,04	0,17/0,13
Точка 5 (24.02.2018)	0,12±0,03	0,15/0,10

Таблица 5

Результаты измерений МАЭД в Санкт-Петербурге за март 2018 г.

	Среднее значение МАЭД, мкЗв/ч	Макс./мин. значение МАЭД, мкЗв/ч
Точка 1 (3.03.2018)	0,14±0,04	0,16/0,13
Точка 1 (13.03.2018)	0,15±0,04	0,18/0,15
Точка 1 (25.03.2018)	0,18±0,05	0,19/0,17
Точка 2 (3.03.2018)	0,10±0,03	0,14/0,10
Точка 2 (13.03.2018)	0,11±0,03	0,14/0,10
Точка 2 (25.03.2018)	0,16±0,04	0,18/0,16
Точка 3 (3.03.2018)	0,13±0,03	0,16/0,12
Точка 3 (13.03.2018)	0,12±0,03	0,16/0,12
Точка 3 (25.03.2018)	0,22±0,06	0,23/0,19
Точка 4 (3.03.2018)	0,12±0,03	0,15/0,11
Точка 4 (13.03.2018)	0,13±0,03	0,16/0,13
Точка 4 (25.03.2018)	0,16±0,04	0,18/0,15
Точка 5 (3.03.2018)	0,13±0,03	0,16/0,12
Точка 5 (13.03.2018)	0,13±0,03	0,15/0,12
Точка 5 (25.03.2018)	0,19±0,05	0,21/0,17

■ ■ ■ ■ Средний уровень МАЭД по данным АСКРО в Санкт-Петербурге в декабре 2017 г.

Рис. 7. Средние значения МАЭД (мкЗв/ч) в Юго-Западном районе Санкт-Петербурга в декабре 2017 г.

■ ■ ■ ■ Средний уровень МАЭД по данным АСКРО в Санкт-Петербурге в январе 2018 г.

Рис. 8. Средние значения МАЭД (мкЗв/ч) в Юго-Западном районе Санкт-Петербурга в январе 2018 г.

■ ■ ■ ■ Средний уровень МАЭД по данным АСКРО в Санкт-Петербурге в феврале 2018 г.

Рис. 9. Средние значения МАЭД (мкЗв/ч) в Юго-Западном районе Санкт-Петербурга в феврале 2018 г.

■ ■ ■ ■ Средний уровень МАЭД по данным АСКРО в Санкт-Петербурге в марте 2018 г.

Рис. 10. Средние значения МАЭД (мкЗв/ч) в Юго-Западном районе Санкт-Петербурга в марте 2018 г.

Как следует из результатов собственных измерений, ни в одной из точек не выявлено аномально высоких или низких значений МАЭД. Радиационные аномалии в выбранных точках измерения отсутствовали. Результаты собственных измерений сопоставимы с данными из АСКРО; достоверные различия между выборками данных отсутствуют. Значимые сезонные колебания МАЭД отсутствовали.

Результаты исследования показывают, что данные АСКРО могут быть использованы для общего описания радиационной обстановки в отдельных районах Санкт-Петербурга, но они не могут служить заменой оперативному радиационному контролю (мониторингу). Измерения МАЭД гамма-излучения в мегаполисе в рамках АСКРО могут служить основой для выявления фактов радиационных аварий и(или) выбросов, однако их недостаточно для детального анализа радиационной обстановки и выявления вклада отдельных видов ИИИ в уровни облучения жителей Санкт-Петербурга. Отметим, что в рамках АСКРО практически не учитывается облучение населения за счёт природных ИИИ (в частности, ингаляционного поступления радона). Ограниченное количество постов АСКРО не позволяет выявить изменения техногенного фона за счёт эксплуатации ИИИ в промышленности и медицине. Ограниченный объём данных по уровням радиационного фона в Санкт-Петербурге может приводить к неправильной интерпретации текущей радиационной обстановки населением, что, в свою очередь, будет приводить к «ложному благополучию» в ранний период развития радиационной аварии, или, наоборот, к излишней радиотревожности при колебании уровней фона в рамках погрешности измерения. Целесообразно дополнять данные АСКРО результатами измерений МАЭД и плотности потока/ЭРОА радона, выполненных независимыми лабораториями, для формирования целостной картины техногенно изменённого фона в Санкт-Петербурге.

Заключение

Установлено, что значимых колебаний радиационного фона в Санкт-Петербурге без учёта территориальных природно-антропогенных особенностей по данным АСКРО за последние пять лет не выявлено.

По результатам собственных измерений во всех точках исследований не выявлено аномально высоких или низких значений МАЭД. Результаты собственных измерений сопоставимы с данными из АСКРО; достоверные различия между выборками данных отсутствуют. Результаты исследования показывают, что данные АСКРО могут быть использованы для общего описания радиационной обстановки в отдельных районах Санкт-Петербурга, но они не могут служить заменой оперативному радиационному контролю (мониторингу). Целесообразно дополнять данные АСКРО результатами измерений МАЭД и плотности потока/ЭРОА радона, выполненных независимыми лабораториями, для формирования целостной картины техногенно изменённого фона в Санкт-Петербурге.