Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему

ГИС-технологии в изучении распределения радона на территории города Иркутска

ВАК РФ 25.00.35, Геоинформатика

Автореферат диссертации по теме "ГИС-технологии в изучении распределения радона на территории города Иркутска"

На правах рукописи

<7

Середкина Ольга Максимовна

ГИС-технологии в изучении распределения радона на территории

города Иркутска

Специальность 25.00.35 - геоинформатика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук

1 3 СЕН 2012

Иркутск-2012

005046918

Работа выполнена на кафедре технологий геологической разведки» ФГБОУ ВПО «Иркутский государственный технический университет»

Научный руководитель:

доктор геолого-минералогических наук, профессор Булнаев Андрей Иосифович

Официальные оппоненты:

доктор геолого-минералогических наук, профессор Лобацкая Раиса Моисеевна

доктор геолого-минералогических наук, профессор Рихванов Леонид Петрович

Ведущая организация:

Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт геохимии им. А.П. Виноградова Сибирского отделения Российской академии наук

Защита состоится 4 октября 2012 г. в 15:00 часов на заседании диссертационного совета Д 212.073.01 при Иркутском государственном техническом университете по адресу: 664074, г.Иркутск, ул. Лермонтова, 83, ауд. Е-301. Тел./факс: 8(3952)405-112, e-mail: dis@istu.edu; seminsky@istu.edu

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке Иркутского государственного технического университета, г. Иркутск, ул. Лермонтова, 83

Отзывы на автореферат в двух экземплярах, заверенные печатью учреждения, просим направлять по указанному адресу ученому секретарю совета Мальцевой Галине Дмитриевне, e-mail: dis@istu.edu; тел. 8(3952)405-348, 89149323049

Автореферат разослан « ¿f » сентября 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета ^-/-¡¿^ „_

кандидат геолого-минералогических наук ^¿УСе-в^?—Мальцева Г.Д.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность

Современный подход к решению задач науки и производства предполагает применение информационных систем и технологий, особое место среди которых занимают ГИС-технологии. Отличительной особенностью ГИС является глобальная интеграция данных, то есть появляется возможность использования единой системы хранения пространственно-атрибутивных данных, статистического и пространственного их анализа, а также визуализации результативной информации в виде карт и диаграмм.

Территория города Иркутска является потенциально радоноопасной, о чем свидетельствуют радиоэкологические работы, проведенные в Иркутской области в целом, и в Иркутске в частности. Специально спроектированная и разработаная ГИС-технология позволит эффективно провести целенаправленное обследование Иркутска на радон, получить более ясную картину радоноопасности территории города, спланировать и провести мероприятия по снижению концентрации радона в помещениях с точки зрения конкретных групп домов и населения.

Цели и задачи исследования

Целью работы является разработка ГИС для изучения распределения и мониторинга радона на территории города.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

— Разработать геоинформационную систему (ГИС) для оценки радоноопасности территории города;

— Применить разработанную ГИС для изучения распределения и мониторинга радона на территории Иркутска;

— Изучить распределение радона на первых этажах и в подвальных помещениях зданий и сооружений на территории города Иркутска;

— Изучить состав эманаций в воздухе помещений города;

— Изучить содержание естественных радионуклидов в грунтах и осадочных породах на территории города;

— Изучить содержание растворенного радона в поверхностных и подземных водах источников на территории Иркутска;

— Применить разработанную ГИС для построения карты районирования территории города Иркутска по степени радоноопасности;

— Создать цифровую модель радонового поля территории Иркутска на основе разработанной ГИС.

Фактический материал, методика исследования и личный вклад автора

Для создания геоинформационной системы использовалось следующее программное обеспечение:

— Программный продукт Microsoft Access;

— ГИС-инструмент ArcView ESRI.

Для исследования изученности территории Иркутска по распределению радиоактивных элементов привлекались следующие материалы:

— Материалы изучения гамма-поля и распределения радона на территории Иркутска, карта радоноопасности Иркутска ФГУГП БФ «Сосновгеология» (Малевич, Шувалов и др., 1994, Малевич и др.; 1995)

— Материалы изучения геологических, гидрогеологических и инженерно-геологических условий территории листов №-48-137-А,Б (Иркутск), геологическая карта листов №-48-137-А,Б M 1:50 ООО (Сироткин, Шурыгин, 1963);

— Карта разрывной тектоники территории города Иркутска M 1:25 ООО (Лобацкая, 2005);

Автор занималась разработкой базы данных «РАДОН» и геоинформационной системы «РАДОН» с 2008 г.

Автор принимала непосредственное участие в обследовании жилых и общественных зданий Иркутска на радон; в исследовании приповерхностных грунтов на естественные радионуклиды; в изучении растворенного радона в пробах воды, отобранной из источников, протекающих на территории Иркутска; в изучении состава эманаций почвенного воздуха на территории города. Для проведения экспериментальной части работы привлекались методики, утвержденные Федеральным агентством «Ростехрегулирование», а также методики, согласованные с ФГУГП «ВНИИФТРИ». Достоверность полученных результатов обеспечивалась проведением измерений приборами и оборудованием, прошедших метрологическую аттестацию.

Научная новизна

Впервые разработана комплексная интегрированная геоинформационная система «РАДОН», позволяющая производить полный цикл обработки результатов изучения распределения радона на территории города. Реализована функция динамического обновления данных, позволяеющая актуализировать данные статистической обработки результатов обследования, а также карты радоноопасности в точках. Впервые создана цифровая модель радонового поля территории Иркутска.

Впервые проведено детальное обследование зданий и сооружений г.Иркутска на содержание радона на первых этажах и в подвальных помещениях. В результате обследования создана цифровая модель радонового поля территории Иркутска, отображающая реальную ситуацию

радоноопасности в городе. Составлены подробные электронные карты радоноопасности в точках по подвальным помещениям для оценки фактического распределения радона на дневной поверхности территории Иркутска. Цифровая модель радонового поля города позволила провести районирование территории Иркутска и оценить ситуацию потенциальной радоноопасности города для перспективной застройки.

Впервые подробно изучен состав эманаций почвенного воздуха на территории Иркутска, изучены поверхностные грунты на содержание естественных радионуклидов и водные источники на содержание растворенного радона.

Практическая значимость

Разработанная БД «РАДОН» и ГИС «РАДОН» успешно внедрены в работу комитета по охране окружающей среды администрации города Иркутска, что подтверждено актом о внедрении. Разработанные рекомендации используются комитетом по охране окружающей среды. Созданные электронные карты радоноопасности, а также цифровая модель радонового поля территории Иркутска включены в генеральный план застройки города.

Апробация работы и публикации

Результаты исследования представлены на 12 научных международных, всероссийских и региональных конференциях:

— VIII Международная конференция «Новые идеи в науках о Земле», Москва, 2007 г;

— Региональная научно-техническая конференция, посвященная 100-летнему юбилею профессора, доктора, г.-м.н. М.М. Лаврова, Иркутск, 2007 г;

— Международная научно-практическая конференция «Проблемы земной цивилизации», Иркутск , 2007 г;

— Межвузовская итоговая конференция студентов «МИКС-2007», Иркутск, 2007 г;

— Всероссийская научно-техническая конференция «Геонауки-2008», Иркутск, 2008 г;

— Всероссийская молодежная конференция «Строение литосферы и геодинамика», Иркутск, 2009 г; Всероссийская научно-практическая конференция «Современные проблемы контроля качества природной и техногенной сред», Тамбов, 2009г;

— Вторая научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов «Геология, поиски и комплексная оценка твердых полезных ископаемых», Москва, 2009 г;

— Вторая международная научно-практическая конференция студентов и аспирантов «Проблемы и перспективы изысканий, проектирования, строительства и эксплуатации транспортных систем Северо-Восточной Азии», Иркутск, 2010 г;

— Всероссийской научно-технической конференции «Геонауки-2010», Иркутск, 2010 г;

— III Международная конференция «Геоэкологические проблемы современности», Владимир, 2010 г.;

— XVI международный научный симпозиум имени академика М.А. Усова студентов и молодых ученых «Проблемы геологии и освоения недр», Томск, 2012 г.

По теме диссертации опубликовано 13 работ, в том числе в журналах, рецензируемых ВАК 1 статья.

Благодарности

Благодарность за консультации, методическую помощь, конструктивное руководство и ценные замечания автор выражает своему научному руководителю д.г.-м.н., проф. А.И. Булнаеву. Особая благодарность за внимание, помощь и поддержку А.Б. Середкину и В.А. Савитскому. Признательность за поддержку, понимание и консультации директору ОСП г.Иркутска ЗАО «РусБурМаш» Е.А. Митрофанову, главному специалисту ОСП г.Иркутска ЗАО «РусБурМаш» Е.П. Сиротенко. Благодарность коллективу ФГУГП «Сосновгеология» за помощь и поддержку при выполнении работы. Глубокая признательность за консультации сотрудникам ФГУП «ВИМС» им. Федоровского к.г.-м. н. A.B. Стародубову и к.т.н. Т.М. Овсянниковой.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения. Текст работы изложен на 136 страницах, содержит 6 таблиц, 36 рисунков и сопровождается библиографическим списком из 95 наименований.

Защищаемые положения:

Интегрированная ГИС-технологня «РАДОН» производит слияние атрибутивно-пространственных данных в единую систему хранения, статистической и пространственной обработки данных, динамически обновляя результативную картографическую и атрибутивную информацию

Радон на территории Иркутска имеет глубинное происхождение, радиоактивный газ поднимается по зонам тектонических нарушений с такой глубины, что короткоживущий торон полностью распадается.

Целенаправленное выделение участков с высоким содержанием радона на территории Иркутска производится с помощью цифрового моделирования радонового поля, качественной и количественной оценки полученной модели.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении дана общая характеристика работы, обоснована ее важность и актуальность, сформулирована цель исследований и указаны принципиальные пути ее решения.

1. Проблема изучения радона на территории города Иркутска

и применение ГИС-технологий

В главе «Проблема изучения радона на территории города Иркутска и применение ГИС-технологий» проведен обзор использования различных программных средств для решения прикладных задач радиоэклогии, выделены преимущества и недостатки современных методов решения задач радиационной экологии с использованием автоматизированных систем; изложены основные характеристики радиоактивного газа радон, степень изученности распределения радона на территории города Иркутска. По результатам анализа сделан вывод о том, что геоинформационные технологии имеют значительное преимущество перед другим существующими автоматизированными системами.

Как известно, Радон 222 - это инертный газ, являющийся продуктом распада Радия-226, который, в свою очередь, образуется в результате распада Урана-238. Основным источником радона в зданиях является грунт под ними, поэтому проведен целый ряд исследований, направленных на выявление взаимосвязи между содержанием урана в грунте и эмиссией радона. Радон хорошо растворим в воде, поэтому питьевая вода также может быть источником радона. Кроме того, источником радона может быть природный газ, в связи с чем в городах с высокой степенью газификации зданий это может служить основным источником радона в домах. Высокая степень раздробленности пород, плотная сеть тектонических нарушений служит путем миграции радона на дневную поверхность. Строительные материалы в зданиях и сооружениях являются источником радона, если в них повышено содержание естественных радионуклидов, продуктами распада которых являются Радон-222 и Торон-220.

По результатам радиоэкологических работ последних лет на территории Иркутской области, по данным архивов геологических организаций, на основе радиационно-гигиенических нормативов, принятых в Российской Федерации, и

международных рекомендаций, сотрудниками Института Геохимии СО РАН, ФГУГП БФ «Сосновгеология» были разработаны критерии районирования территорий по радоновому признаку, а также была выполнена прогнозная оценка радоновой опасности с составлением карты районирования Иркутской области масштаба 1: 2 500 ООО. Согласно этой оценке более 40% территории отнесено к радоноопасной зоне. В наиболее опасную зону попадают районы, прилегающие к прибрежью Байкала, и предгорья Восточного Саяна.

Знание геологии и типов почв необходимо для идентификации радоноопасных территорий. Однако наиболее надежным способом их определения является измерение концентраций радона в определенной выборке существующих зданий и сооружений. Поэтому прогнозная оценка требует натурального подтверждения и диктует необходимость поведения радиационно-гигиенического обследования территории города.

Для эффективного проведения обследования территории Иркутска на радон, решения задач районирования территории города необходимо иметь не только надежный картографический инструмент, но и хранилище данных, которое было бы неразрывно связано с визуализированной на картах информацией о проведенном исследовании. Среди существующих автоматизированных систем таким требованиям отвечают ГИС-технологии, однако их применение в радиоэкологии встречается достаточно редко.

Цифровое моделирование радонового поля позволяет оценивать изучаемую территорию по степени радоноопасности, выделять отдельные районы с аномальными участками с целью дальнейшего детального изучения таких районов, а также для принятия решения об эксплуатации существующих | зданий и перспективной застройки на таких территориях.

Большинство современных ГИС-инструментов позволяют строить двумерные и трехмерные цифровые модели физических полей на основе фактически измеренных значений как по регулярной сети исследования, так и по нерегулярной.

2. ГИС-технологии при изучении распределения радона

в г. Иркутске

В главе «ГИС-технологии при изучении распределения радона в г.Иркутске» подробно описана структура разработанной базы данных «РАДОН» и геоинформационной системы «РАДОН», а также изложены основные принципы интегрированной ГИС-технологии.

Научную основу для построения геоинформационной системы составил материал атрибутивного и графического характера, нуждающийся в систематизации и объединении таким образом, чтобы была возможность единого хранения, анализа и обработки информации для решения следующих задач:

— Хранение полученных в результате экспериментов данных в единой базе данных;

— Визуальное отображение атрибутивных данных, хранящихся в базе данных;

— Пространственный анализ экспериментальных данных для построения карт и цифровых моделей;

— Статистический анализ данных и визуальное отображение полученных результатов.

Наиболее оптимальным в данном случае, по мнению автора, является использование ГИС-технологии совместно с технологиями баз данных. Для отображения принципа работы подобной интегрированной геоинформационной системы «РАДОН» составлена ее концептуальная модель (Рис. 1).

Для создания базы данных использована СУБД MS Access. Логическая модель БД «РАДОН» представлена на Рис. 2.

Структура БД «РАДОН» представляет собой трехуровневую иерархическую систему подчинения таблиц данных. Представленная база данных служит не только физической основой хранения данных, но и полнофункциональной СУБД. Последнее достигается за счет реляционной формы представления данных и эргономичным пользовательским интерфейсом.

Для реализации ГИС «РАДОН» автором использован ГИС-инструмент ArcView компании ESRI. Стандартное решение подключения СУБД к геоинформационной системе в ArcView предполагает импорт данных из базы данных в собственные таблицы формата DBF IV с последующей визуализацией данных на основе внутренних данных. Такой способ ведет к потере данных, неактуальности карт и т.д. В связи с этим автором разработан скрипт^ привязанный к кнопке «Обновить данные», а также к запуску ГИС-проекта. Разработанный скрипт позволяет проводить процедуру динамического обновления данных из СУБД «РАДОН» во внутренних таблицах ГИС-проекта. Визуализация атрибутивной информации производится непосредственно с внутренних таблиц, динамически обновляемых за счет работы скрипта. Все статистические расчеты производятся в таблицах ГИС посредством запрограммированных формул, ссылающихся на данные, хранящиеся во внутренних таблицах ГИС «РАДОН».

Таким образом, разработанная интегрированная геофинормационная система «РАДОН» позволяет динамически обновлять данные атрибутивного характера из внешней БД «РАДОН», впоследствии актуализировать пространственно-атрибутивные данные о радоновом загрязнении территории Иркутска на картах радоноопасности территории города, обновлять данные во внутренних таблицах ГИС , а также результаты статистической обработки атрибутивных данных соответственно.

Рис. 1. Концептуальная модель геоинформационной системы

Рис. 2. Логическая модель базы данных «РАДОН»

3. Изучение распределения радона на территории г. Иркутска

В главе «Изучение распределения радона на территории г.Иркутска» приводится анализ и выбор методов для проведения исследования, дана геологическая характеристика изучаемой территории, а также подробно описаны проведенные эксперименты.Территория Иркутска сложена осадочными четвертичными и юрскими отложения: суглинками, глинами, супесями, песчаниками с прослоями углей.

На территории города Иркутска расположен крупный разлом, приуроченный к долине реки Ангара. Вдоль р.Иркут также идентифицируется крупное тектоническое нарушение. Почти вся территория Иркутска покрыта сетью мелких тектонических нарушений.

Высокая степень радоноопасности территории Иркутска и Иркутской области определяется геологическими и климатическими условиями:

-—наличие разрывных нарушений ;

— сейсмическая активность территории ;

— присутствие радона в подземных водах;

— высокие уровни объемной активности ОА и плотности потока радона в почвенном воздухе;

— продолжительный зимний период, сопровождающийся температурой ниже нуля.

Среди существующих методов обследования зданий и сооружений на радон выделяются две основные группы — мгновенные и интегральные.

Для сравнительной оценки возможностей интегрального и экспрессного методов измерений ОА радона в помещениях нами был проведен специальный эксперимент. В помещении с заведомо высоким содержанием радона на трое суток помещался адсорбер СК-13, а также прибор для мгновенных измерений РРА-01М-03, который работал в различных режимах измерения, рекомендованных прилагаемым руководством. В результате сделаны следующие выводы:

1. Более информативным режимом мгновенных измерений является режим: пять минут - прокачка, один час - измерение.

2. Экспрессный метод измерений радона дает неточный результат объемной активности радона в помещении в силу вариаций содержаний радона в течение суток.

3. Интегральный метод, основанный на сорбции активированного угля, является наиболее точным, а, следовательно, наиболее подходящим для выполнения задач исследования.

В результате автором было принято решение проводить обследование жилых и общественных зданий Иркутска интегральным методом, основанном на пассивной сорбции Радона-222 и его ДПР на активированном угле с использованием методики НПО «НИТОН».

В 2008 г. Лабораторией Радиационного Контроля Иркутского государственного технического университета, аккредитованной федеральным Агентством по техническому регулированию (Ростехрегулирование) РФ, были выполнены работы по муниципальному контракту с городской администрацией № 010-64-1425/8 «Разработка комплекса мероприятий по обеспечению радиационной (радоновой) безопасности на территории г. Иркутска». В основу исследования легли результаты проведенных обследований 899 зданий и сооружений.

Для оценки дозы облучения населения города Иркутска за счет радона адсорберы устанавливались на первых этажах обследуемых зданий в помещениях максимально длительного пребывания людей (спальни, офисы и т.п.). Для определения содержаний радона на поверхности почвы в подвальных помещениях тех же зданий устанавливались парные адсорберы. При этом предполагалось, что полученные данные по подвалам зданий позволят провести районирование территории города по степени радоноопасности, а сравнение

объемных активностей радона в подвале здания и на первом этаже - оценить степень проницаемости перекрытий (качество строительства).

На изучаемой территории источник радона может быть как близ поверхности, так и на глубине. Радон-222, как известно, является продуктом распада Радия-226. Поэтому исследование поверхностных грунтов на содержание естественных радионуклидов (ЕРН) должно дать ответ на вопрос о возможном поверхностном происхождении радона.

Места отбора проб грунтов для анализа на естественные радионуклиды выбирались так, чтобы охватить все разновидности отложений. Всего было отобрано 15 проб грунтов. Гамма-спектрометрический анализ проб проводился на германиево-литиевом полупроводниковом детекторе с высоким энергетическим разрешением.

Анализ показал, что во всех исследованных пробах грунтов, кроме пробы угля, естественные радионуклиды содержатся в кларковых дозах, что относит их к радиационно безопасным материалам (Аэфф < 370 Бк/кг). Превышение безопасного уровня установлено в пробе угля, отобранного в районе Кайской горы с глубины 0,2 м. Удельная эффективная активность естественных радионуклидов пробе угля составила 470 Бк/кг.

Обследование воды крупных рек на территории города - Ангары, Иркута, Ушаковки, Каи - показало содержание растворенного радона в воде порядка 6 Бк/л, что является минимальным уровнем, которое регистрирует прибор. Обследование мелких ручьев и родников показало различные результаты. Высокие значения растворенного в воде радона выявлены в трех ручьях п.Искра на 2 км Качугского тракта и в трех ручьях в предместье Радищево на станции Юных Натуралистов, в остальных же случаях концентрация радона не превышала контрольного уровня для питьевой воды - не более 60 Бк/л, регламентированных НРБ-99/2009. Найденная аномалия в воде была проконтролирована, то есть в этих водных источниках проводились повторные измерения, которые подтвердили высокие значения растворенного радона. Отметим, что наиболее часто высокие значения радона в воздухе помещений на территории Иркутска встречались также в предместье Радищево.

Высокие содержания растворенного радона в пробах воды источника являются признаком его глубинного происхождения. Радон, поднимаясь с большой глубины, растворяется в воде, уносится ею на протяжении всего течения и выходит на дневную поверхность, уходя в атмосферу. Поскольку в предместье Радищево преобладает застройка частного характера, а для водоснабжения чаще всего используют воду из индивидуальных артезианских

скважин или колодцев, такая вода также может насыщать помещения частных домов.

Использованная для обследования методика НПО «НИТОН» позволяет определять объемную активность радона в воздухе помещений по интенсивности гамма-излучения его ДПР - РЬ-214 и В1-214 в состоянии радиоактивного равновесия. Для этого измерения рекомендуется проводить в интервале времени от 3 до 12 часов после окончания экспонирования адсорбера, чтобы избежать снижения их точности из-за распада сорбированного радона. Следует отметить, что НРБ-99/2009 в п.5.3.2 регламентируют значение ЭРОА в воздухе помещений с учетом не только радона, но и торона, а это значит, что присутствие в воздухе обследуемых помещений торона, если он есть, необходимо учитывать.

Для ответа на вопрос - есть или нет торон в воздухе подвальных помещений г.Иркутска нами, проведены специальные эксперименты по изучению состава эманаций в почвенном воздухе на территории Иркутска,по результатам которых были сделаны следующие выводы:

1. В составе эманаций почвенного воздуха на территории Иркутска присутствует Радон-222 и его продукты распада, а Торон-220 и его ДПР отсутствуют.

2. Сорбционные свойства активированного угля позволяют в равной степени накапливать как Радон-222 и его ДПР, так и Торон-220 и его ДПР.

3. При расчетах эквивалентной равновесной объемной активности (ЭРОА) радона в г.Иркутске следует учитывать только Радон-222 и его ДПР. Другими словами, формула для расчета ЭРОА приняла вид:

ЭРОАКп=ОАКп-Р = = 0.1046 • АРо_т +0.5161- Лрь_214 + 0.3793 • АРо_ 214

где ОАЯп - объемная активность радона в воздухе помещения, АРо-218 - активность продукта распада радона Ро-218; АРЬ-214 - активность продукта распада радона РЬ-214; АРо-214 - активность продукта распада радона Ро-214; Р - коэффициент радиоактивного равновесия между радоном и ДПР, который определяется как отношение эквивалентной равновесной объемной активности радона к его реальной объемной активности. Его значение всегда меньше единицы. По рекомендации НРБ-99/2009 использовался Р=0,5.

В целом, полученные результаты позволяют утверждать, что радон в воздухе помещений г.Иркутска имеет глубинное происхождение - поднимается из недр с такой глубины, что короткоживущий торон за это время распадается.

4. Районирование территории Иркутска но степени радоноопасности

В главе «Районирование территории Иркутска по степени радоноопасности» приведены картографические и атрибутивные данные, полученные в результате обработки информации с помощью разработанной ГИС «РАДОН», показана цифровая модель радонового поля территории Иркутска.

По результатам проведенного обследования зданий и сооружений на содержание в воздухе помещений радона получено большое количество данных, характеризующих конкретный точечный объект. Составление точечных карт радоноопасности территории города Иркутска даст возможность оценить степень радоноопасности Иркутска в целом, выделить наиболее опасные по радону районы. В связи с тем, что глубинное происхождение радона на территории Иркутска доказано (п.п. 2.4, 2.5, 2.6), возникает необходимость в выяснении путей его миграции. Сопоставление результатов обследования с картой разрывной тектоники территории Иркутска позволит получить более ясную картину о путях поступления радона на дневную поверхность.

Таким образом, составлены следующие карты радоноопасности территории Иркутска (масштаб карт 1:25 ООО);

— Карта распределения ЭРОА радона в подвалах зданий г.Иркутска в точках (Рис. 3);

— Карта распределения ЭРОА радона на первых этажах зданий г.Иркутска в точках (Рис. 4);

— Карта сопоставления результатов распределения радона в подвалах с разрывной тектоникой территории Иркутска (Рис. 5).

Для оценки потенциальной радоноопасности участков перспективной застройки на территории города создана цифровая модель радонового поля Иркутска с использованием математического метода интерполяции Кригинга, который работает с нерегулярной сетью распределения значений (Рис. 6). Основной особенностью созданной модели является динамическое обновление данных из БД.

Для характеристики радоноопасности территории Иркутска, а также существующих жилых и общественных зданий произведен подсчет в количественном и процентном соотношении обследованных зданий.

Условные обозначения:

О Значения ЭРОА Яп меньше 200 Бк/м О Значения ЭРОА Яп от 201 до 400 Бк/м3 О Значения ЭРОА Яп больше 401 Бк/м'

Рис. 3. Карта-схема распределения содержаний радона в подвальных помещениях зданий города Иркутска

Условные обозначения:

0 Значения ЭРОА Яп меньше 200 Бк/м3 О Значения ЭРОА Яп от 201 до 400 Бк/м3 О Значения ЭРОА Яп больше 401 Бк/м3

Рис. 4. Карта-схема распределения содержаний радона в помещениях на первых этажах зданий города Иркутска

Условные обозначения

О Значения ЭРОА О Значения ЭРОА О Значения ЭРОА

Яп меньше 200 БкЛ^ Яп от 201 до 400 Бк/м3 Яп больше 401 Бк/м3

Рис. 5. Карта-схема сопоставления результатов распределения радона в подвальных помещениях зданий города Иркутска с разрывной тектоникой (Лобацкая, 2005)

О 200

Условные обозначения:

ЭРОА Ип

I ^ - Кваоталы гооодекой 1 .Л* - Населенные пункты I - Дорожная сеть I - Гидросеть

Рис. 6. Цифровая модель радонового поля территории Иркутска

Для уточнения взаимосвязи радоновых аномалий с зонами тектонических нарушений был рассчитан коэффициент корреляции г, который составил г=0.78. Коэффициент такой величины позволяет считать связь высоких значений радона с зоной тектонических нарушений доказанной.

Рассчитано отношение величины ЭРОА радона на первых этажах к величине концентрации радона в подвальных помещения. Полученные

значения отношения позволили сделать вывод о том, что типовая многоквартирная застройка Иркутска обладает высокой степенью защиты от проникновения радона в жилые помещения, а частная малоэтажная застройка города за счет высокой степени газопроницаемости межэтажных перекрытий не является радонобезопасной.

Таким образом, проведенный анализ распределения радона в зданиях города Иркутска позволяет сделать следующие выводы:

1. Иркутск в целом можно считать радонобезопасным городом, так как в воздухе 686 подвальных помещений из 899 обследованных зданий концентрация радона не превышает допустимой, в 109 помещениях она повышена и только в 105 она оказалась настолько высокой, что это требует проведения защитных мероприятий;

2. Наиболее безопасными по радону в Иркутске являются территории Академгородка, микрорайонов Юбилейного и Приморского, Иркутска-2, п.п. Жилкино, Горького, Боково, Кирова; Наибольшей радоноопасностыо в городе Иркутске выделяются районы Правобережного округа - Рабочее, Радищево, Марата, п. Николов Посад и Ново-Иркутский.

Для оценки уровня облучения населения за счет радона в разных районах г. Иркутска были рассчитаны популяционные дозы облучения населения (Таблица 1), а также популяционные риски возникновения дополнительных случаев злокачественных новообразований (Таблица 2).

Таблица 1

Уровни годовых популяционных доз облучения в жилых помещениях,

Характеристика ЭРОА радона, Бк/куб.м.

0-200 201-400 более 401

Интервал Д, мЗв/г 0-3,4 3,41-6,8 6,81 - 18

Средняя Д, мЗв/г 1.7 5.1 12,4

Кол-во домов, ед. 627 40 20

Кол-во домов, % 91.27 5.82 2.91

Риск возникновения дополнительных случаев

Таблица 2. злокачественных

Округ У ровни ЭРОА, Бк/м3

0-200 201-400 более 401

Свердловский 7-10"6 1.-10"5 3-Ю"5

Ленинский 2-Ю"6 3-10"6 1-Ю"5

Правобережный 4.-10"6 6-10"6 2-10"5

Октябрьский 4.-10"6 610"6 2-10 5

Иркутск в целом 2-10"5 4-10"5 МО"4

Результаты расчетов рисков возникновения злокачественных новообразований показывают, что в целом у населения Иркутска вероятность возникновения тяжелых последствий от вдыхания радона составляет предельно допустимую норму.

Даны рекомендации по защите от проникновения радона в помещения жилых и общественных зданий на территории Иркутска с учетом того, что источником радона является грунт под зданиями.

Заключение

В заключении сформулированы основные результаты диссертационной работы.

В результате проведенных экспериментов установлено, что в составе почвенного воздуха на территории города Иркутска присутствуют Радон-222 и его дочерние продукты распада, а Торон-220 и его ДПР отсутствуют. Это означает, что Радон-222 поднимается с такой глубины, что короткоживущий Торон-220 успевает распасться.

Считая доказанным глубинное происхождение радона на территории Иркутска, результаты обследования на радон подвальных помещений зданий и сооружений Иркутска сопоставлены с картой разрывной тектоники. Коэффициент корреляции значений ЭРОА радона и зон тектонических нарушений составил г=0,78. Значимая величина коэффициента корреляции рассмотренных параметров позволила утверждать, что основным путем миграции радона к дневной поверхности являются зоны тектонических нарушений горных пород.

Для обработки полученных в результате исследования данных была создана интегрированная ГИС-технология. Для систематизации, ввода, чтения и вывода информации разработана база данных «РАДОН» на основе СУБД MS Access. Для статистической обработки, визуализации и пространственного анализа данных была разработана ГИС «РАДОН». Принцип работы ГИС «РАДОН» основан на интеграции ГИС-инструментария Arc View с внешней БД «РАДОН» и динамическом обновлении данных из БД, достигнутой за счет работы специально разработанного автором скрипта. В результате получена унифицированная геоинформационная система, позволившая построить электронные карты радоноопасности города Иркутска, произвести статистическую обработку данных, полученных в результате исследования, построить диаграммы распределения радона по районам, а также произвести пространственно-атрибутивный анализ данных (установить связь высоких значений радона с зонами тектонических нарушений).

По результатам проведенного пространствееного анализа цифровой модели радонового поля территории Иркутска, а также статистической обработки данных, приведенных в ГИС «РАДОН», выделены следующие радонобезопасные районы в Иркутске: Ново-Ленино, Иркутск-2, районы Октябрьского округа, Академгородок в Свердловском округе. Радоноопасными

выделяются районы Правобережного округа - Марата, Радищево, Рабочее, а также районы Свердловского округа - коттеджные поселки Ново-Иркутский и Николов Посад.

Полученные значения отношения концентраций радона в зданиях Иркутска позволили сделать вывод о том, что типовые многоквартирные дома города Иркутска имеют высокую степень защиты от радона, а здания частной малоэтажной застройки напротив, имеют высокую газопроницаемость и имеют низкую степень защиты от проникновения радона. Рассчитан вклад дозы от вдыхания радона в общую дозу облучения населения, а также популяционные риски возникновения злокачественных новообразований от вдыхания радона, которые классифицируются как предельно допустимые.

Для групп населения, проживающих в радоноопасных районах, разработаны рекомендации по снижению поступления радона в здания и сооружения.

Полученные карты радоноопасности включены в генеральный план застройки территории города Иркутска. Разработанная ГИС «РАДОН» успешно внедрена и используется в комитете по охране окружающей среды Администрации города Иркутска. Разработанные рекомендации по снижению поступления радона в помещения включены в процесс информирования населения.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

В реферируемых журналах, рекомендованных перечнем ВАК РФ:

1. Зоренко О.М. ГИС-технологии в решении задач радиоэкологии.// Вестник Иркутского Государственного Технического Университета № 3 (43) 2010. Иркутск-2010. Изд-во: ИрГТУ. С. 17-22

2. Зоренко О.М., Пальцева К.А. Хмарский Д.Ю. Организация и проведение обследования помещений города Иркутска на содержание радона в воздухе.// VIII Международная конференция «Новые идеи в науках о Земле», 7 том. - Москва: РГГРУ, 2007. С. 280 - 283.

3. Зоренко О.М., Пальцева К.А. Мониторинг радона в подвальном помещении корпуса «Е» здания ИрГТУ./ Геология, поиски и разведка полезных ископаемых и методы геологических исследований//Сб. избранных трудов региональной научно-технической конференции, посвященной 100-летнему юбилею профессора, доктора, г.-м.н. М.М. Лаврова. Выпуск 7. - Ирутск: изд-во ИрГТУ, 2007. - С. 23-25

4. Зоренко О.М., Булнаев А.И., Пальцева К.А. Мониторинг радона в жилом фонде города Иркутска.// Проблемы земной цивилизации.Вып.17 - 2007. С. 303-308.

5. Зоренко О.М., Пальцева К.А. Актуальность проведения обследования на радон жилых помещений в городе Иркутске.// Сборник трудов

Межвузовской итоговой конференции студентов - 2007. - Иркутск- ИрГУПС -С. 56-59

6. Зоренко О.М., Пальцева К.А. К вопросу о целесообразности проведения обследования на радон жилых помещений в городе Иркутске. / Геология, поиски и разведка полезных ископаемых и методы геологических исследований//Сб. избранных трудов Всероссийской научно-технической конференции. Выпуск 8. - Иркутск: изд-во ИрГТУ, 2008.

7. Зоренко О.М., Булнаева А.Ф., Пальцева К.А. Изучение распределения радона в зданиях и сооружениях города Иркутска // Социально-психологические и валеологические проблемы образования: сборник научных статей/отв. ред. Л.Н. Гречман. - Иркутск: ИГЛУ, 2008 - С. 58-62

8. Зоренко О.М., Булнаев А.И. Разработка комплекса мероприятий по радоновой безопасности на территории города Иркутска. // Материалы XXIII Всероссийской молодежной конференции «Строение литосферы и геодинамика». Иркутск - 2009. С. 227-228

9. Зоренко О.М., Булнаев А.И. Радоновая безопасность города Иркутска. // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Современные проблемы контроля качества природной и техногенной сред». Тамбов - 2009. С.

10. Зоренко О.М., Булнаев А.И. Оценка ситуации радоноопасности на территории города Иркутска. / Геология, поиски и комплексная оценка твердых полезных ископаемых. Тезисы докладов второй научно-практической конференции молодых ученых и специалистов. - М.: ФГУП «ВИМС», 2009 С - 47-48

11. Зоренко О.М., Булнаев А.И. Радон как источник радиационной опасности населения городов, расположенных на железной дороге (на примере города Иркутска), (статья на английском языке) Проблемы и перспективы изысканий, проектирования, строительства и эксплуатации транспортных систем Северо-Восточной Азии: Вторая международная научно-практическая конференция студентов и аспирантов (ИрГУПС, Иркутск, 14 Мая, 2010)/ -Иркутск: ИрГТУПС, 2010. - С. 186-191

12. Зоренко О.М., Булнаев А.И. ГИС как универсальный инструмент решения задач радиоэкологии (на примере г.Иркутска)//Доклады 3-й Международной конференции «Геоэкологические проблемы современности». -Владимир: ВГГУ. - 2010. - 91-93 с.

13. Зоренко О.М., Булнаев А.И. Оптимизация процесса решения задач радиоэкологии с помощью ГИС-инструмента./ Геология, поиски и разведка полезных ископаемых и методы геологических исследований//Материалы Всероссийской научно-технической конференции Геонауки-2010. Выпуск 10. -Ирутск: изд-во ИрГТУ, 2010. С. 23-26

Подписано в печать 31.08.2012. Формат 60x90/16 Бумага офсетная. Печать трафаретная. Тираж 150 экз. зак №1793

Отпечатано в ОАО Иркутский «Дом печати» 664009, г. Иркутск, ул. Советская, 109

Содержание диссертации, кандидата геолого-минералогических наук, Середкина, Ольга Максимовна

ВВЕДЕНИЕ.

1. Проблема изучения радона на территории г. Иркутска и применения ГИС-технологий

1.1 .ГИС-технологии в решении задач радиоэкологии.

1.2. Радон и радиационная безопасности населения.

1.2.1. Радон как источник радиационной опасности населения.

1.2.2. Радон в зданиях и сооружениях.

1.2.3. Организация проведения обследования территорий на радон.

1.3.Современное состояние проблемы радоноопасности на территории города Иркутска.

2. ГИС-технологии при изучении распределения радона в г. Иркутске.

2.1. ГИС-технологии при изучении распределения радона в Иркутске.

2.2.ГИС «РАДОН».

2.2.1. Проектирование геоинформационного пакета.

2.2.2. Модель базы данных.

2.2.3. Модель геоинформационного пакета.

2.3.Вывод ы.

3. Изучение распределения радона на территории г.Иркутска.

3.1.Методы определения содержаний радона в воздухе зданий и сооружений.

3.2.Геологическое строение территории Иркутска.

3.3.Обследование на радон зданий и сооружений города Иркутска.

3.4.Оценка влияния геологических факторов на содержания радона в воздухе обследованных помещений.

3.4.1. Особенности геологического фактора.

3.4.2. Особенности гидрогеологического фактора.

3.5.Состав эманаций почвенного воздуха на территории Иркутска.

3.6.Вывод ы.

4. Районирование территории г.Иркутска по степени радоноопасности с помощью ГИС.

4.1.Моделирование радонового поля г. Иркутска.

4.2. Характеристика районов по степени концентрации радона в подвальных помещениях и на первых этажах зданий.

4.3 Оценка уровня облучения населения за счет радона в разных районах г. Иркутска.

4.3.1 Расчет популяционной дозовой нагрузки населения г.Иркутска.

4.3.2 Расчет риска возникновения дополнительных случаев злокачественных новообразований за счет радона.

4.4 Рекомендации мероприятий по обеспечению радоновой безопасности на территории г. Иркутска.

4.5. Выводы.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "ГИС-технологии в изучении распределения радона на территории города Иркутска"

Актуальность

Современный подход к решению задач науки и производства предполагает применение информационных систем и технологий, особое место среди которых занимают ГИС-технологии. Отличительной особенностью ГИС является глобальная интеграция данных, то есть появляется возможность использования единой системы хранения пространственно-атрибутивных данных, статистического и пространственного их анализа, а также визуализации результативной информации в виде карт и диаграмм.

Территория города Иркутска является потенциально радоноопасной, о чем свидетельствуют радиоэкологические работы, проведенные в Иркутской области в целом, и в Иркутске в частности. Специально спроектированная и разработаная ГИС-технология позволит эффективно провести целенаправленное обследование Иркутска на радон, получить более ясную картину радоноопасности территории города, спланировать и провести мероприятия по снижению концентрации радона в помещениях с точки зрения конкретных групп домов и населения.

Цели и задачи исследования

Целью работы является разработка ГИС для изучения распределения и мониторинга радона на территории города.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

Разработать геоинформационную систему (ГИС) для оценки радоноопасности территории города;

Применить разработанную ГИС для изучения распределения и мониторинга радона на территории Иркутска;

Изучить распределение радона на первых этажах и в подвальных помещениях зданий и сооружений на территории города Иркутска;

Изучить состав эманаций в воздухе помещений города;

Изучить содержание естественных радионуклидов в грунтах и осадочных породах на территории города;

Изучить содержание растворенного радона в поверхностных и подземных водах источников на территории Иркутска;

Применить разработанную ГИС для построения карты районирования территории города Иркутска по степени радоноопасности;

Создать цифровую модель радонового поля территории Иркутска на основе разработанной ГИС.

Фактический материал, методика исследования и личный вклад автора

Для создания геоинформационной системы использовалось следующее программное обеспечение:

Программный продукт Microsoft Access;

ГИС-инструмент Arc View ESRI.

Для исследования изученности территории Иркутска по распределению радиоактивных элементов привлекались следующие материалы:

Материалы изучения гамма-поля и распределения радона на территории Иркутска, карта радоноопасности Иркутска ФГУГП БФ «Сосновгеология» (Малевич, Шувалов, 1994; Малевич, 1995);

Материалы изучения геологических, гидрогеологических и инженерно-геологических условий территории листов №-48-137-А,Б (Иркутск), геологическая карта листов №-48-137-А,Б M 1:50 ООО (Сироткин, Шурыгин, 1963); Карта разрывной тектоники территории города Иркутска М 1:25 ООО (Чернов, Лобацкая и др., 1993; Лобацкая, 2005);

Автор занималась разработкой базы данных «РАДОН» и геоинформационной системы «РАДОН» с 2008 г.

Автор принимала непосредственное участие в обследовании жилых и общественных зданий Иркутска на радон; в исследовании приповерхностных грунтов на естественные радионуклиды; в изучении растворенного радона в пробах воды, отобранной из источников, протекающих на территории Иркутска; в изучении состава эманаций почвенного воздуха на территории города. Для проведения экспериментальной части работы привлекались методики, утвержденные Федеральным агентством «Ростехрегулирование», а также методики, согласованные с ФГУГП «ВНИИФТРИ». Достоверность полученных результатов обеспечивалась проведением измерений приборами и оборудованием, прошедших метрологическую аттестацию.

Научная новизна

Впервые разработана комплексная интегрированная геоинформационная система «РАДОН», позволяющая производить полный цикл обработки результатов изучения распределения радона на территории города. Реализована функция динамического обновления данных, позволяеющая актуализировать данные статистической обработки результатов обследования, а также карты радоноопасности в точках. Впервые создана цифровая модель радонового поля территории Иркутска.

Впервые проведено детальное обследование зданий и сооружений г.Иркутска на содержание радона на первых этажах и в подвальных помещениях. В результате обследования создана цифровая модель радонового поля территории Иркутска, отображающая реальную ситуацию радоноопасности в городе. Составлены подробные электронные карты радоноопасности в точках по подвальным помещениям для оценки фактического распределения радона на дневной поверхности территории 6

Иркутска. Цифровая модель радонового поля города позволила провести районирование территории Иркутска и оценить ситуацию потенциальной радоноопасности города для перспективной застройки.

Впервые подробно изучен состав эманаций почвенного воздуха на территории Иркутска, изучены поверхностные грунты на содержание естественных радионуклидов и водные источники на содержание растворенного радона.

Практическая значимость

Разработанная БД «РАДОН» и ГИС «РАДОН» успешно внедрены в работу комитета по охране окружающей среды администрации города Иркутска, что подтверждено актом о внедрении. Разработанные рекомендации используются комитетом по охране окружающей среды. Созданные электронные карты радоноопасности, а также цифровая модель радонового поля территории Иркутска включены в генеральный план застройки города.

Апробация работы и публикации

Результаты исследования представлены на 12 научных международных, всероссийских и региональных конференциях:

VIII Международная конференция «Новые идеи в науках о Земле», Москва, 2007 г;

Региональная научно-техническая конференция, посвященная 100-летнему юбилею профессора, доктора, г.-м.н. М.М. Лаврова, Иркутск, 2007 г;

Международная научно-практическая конференция «Проблемы земной цивилизации», Иркутск , 2007 г;

Межвузовская итоговая конференция студентов «МИКС-2007», Иркутск, 2007 г;

Всероссийская научно-техническая конференция «Геонауки-2008», Иркутск, 2008 г;

Всероссийская молодежная конференция «Строение литосферы и геодинамика», Иркутск, 2009 г;

Всероссийская научно-практическая конференция «Современные проблемы контроля качества природной и техногенной сред», Тамбов, 2009г;

Вторая научно-практическая конференция молодых ученых и специалистов «Геология, поиски и комплексная оценка твердых полезных ископаемых», Москва, 2009 г;

Вторая международная научно-практическая конференция студентов и аспирантов «Проблемы и перспективы изысканий, проектирования, строительства и эксплуатации транспортных систем Северо-Восточной Азии», Иркутск, 2010 г;

Всероссийской научно-технической конференции «Геонауки-2010», Иркутск, 2010 г;

III Международная конференция «Геоэкологические проблемы современности», Владимир, 2010 г.;

XVI международный научный симпозиум имени академика М.А. Усова студентов и молодых ученых «Проблемы геологии и освоения недр», Томск, 2012 г.

По теме диссертации опубликовано 13 работ, в том числе в журналах, рецензируемых ВАК 1 статья.

Благодарности

Благодарность за консультации, методическую помощь, конструктивное руководство и ценные замечания автор выражает своему научному руководителю д.г.-м.н., проф. А.И. Булнаеву. Особая благодарность за внимание, помощь и поддержку А.Б. Середкину и В.А.

Савитскому. Признательность за поддержку, понимание и консультации директору ОСП г.Иркутска ЗАО «РусБурМаш» Е.А. Митрофанову, главному специалисту ОСП г.Иркутска ЗАО «РусБурМаш» Е.П. Сиротенко. Благодарность коллективу ФГУГП «Сосновгеология» за помощь и поддержку при выполнении работы. Глубокая признательность за консультации сотрудникам ФГУП «ВИМС» им. Федоровского к.г.-м. н. A.B. Стародубову и к.т.н. Т.М. Овсянниковой.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения. Текст работы изложен на 136 страницах, содержит 6 таблиц, 36 рисунков и сопровождается библиографическим списком из 95 наименований.

Заключение Диссертация по теме "Геоинформатика", Середкина, Ольга Максимовна

4.5. Выводы

Построены следующие электронные карты радоноопасности территории Иркутска:

- Точечная карта распределения содержаний радона в воздухе помещений на первых этажах зданий на территории Иркутска (М 1:25 ООО);

- Точечная карта распределения содержаний радона в воздухе подвальных помещений зданий на территории Иркутска (М 1:25 ООО);

Создана цифровая модель радонового поля территории Иркутска, позволившая провести районирование территории Иркутска по степени радоноопасности.

Рассчитано количественное и процентное соотношение обследованных зданий и сооружений по уровням радоноопасности [58, 59] по районам города и по Иркутску в целом. По результатам пространственного и количественного анализа выделены следующие радонобезопасные районы города Иркутска: Академгородок, Иркутск-2, все районы Октябрьского округа. В качестве радоноопасных выделены такие районы, как Марата, Рабочее, Радищево, п.п. Ново-Иркутский, Николов Посад.

Сопоставление результатов обследования жилых и общественных зданий на радон с картой разрывной тектоники установило связь высоких значений радона с зонами тектонических нарушений.

Рассчитан вклад радона в основную дозу облучения населения, а также популяционные риски возникновения злокачественных новообразований в результате вдыхания радона. Результаты расчетов рисков возникновения злокачественных новообразований показывают, что у населения Иркутска вероятность возникновения тяжелых последствий от вдыхания радона составляет предельно допустимую норму.

Даны рекомендации по защите от проникновения радона в помещения жилых и общественных зданий на территории Иркутска с учетом того, что источником радона является грунт под зданиями.

Заключение

В диссертации проведен анализ современного состояния проблемы применения ГИС-технологий в решении задач радиоэкологии, в резултате которого сделан вывод о целесообразности создания ГИС для изучения распределения радона на урбанизированных территориях.

С целью накопления, хранения, визуализации, проведения статистической обработки и пространственного анализа данных была создана ГИС «РАДОН», позволившая построить электронные карты распределения радона на территории города Иркутска, произвести статистическую обработку данных, полученных в результате исследования, построить диаграммы распределения радона по районам, а также произвести пространственно-атрибутивный анализ данных (установить связь высоких значений радона с зонами тектонических нарушений).

Проведено обследование зданий и сооружений Иркутска на радон в подвальных помещениях и в помещениях на первых этажах. По результатам обследования обнаружены высокие концентрации радона. Для выяснения вопроса о глубинном или поверхностном происхождении радона обследованы поверхностные грунты на естественные радионуклиды, а также опробованы водные источники, находящиеся на территории Иркутска на растворенный радон. Анализ проб грунтов показал кларковое содержание ЕРН, это говорит о том, что в приповерхностных грунтах радон образуется в небольших количествах. Исследование водных проб, отобранных из 4 крупных рек и 11 мелких ручьев и родников территории города, показало присутствие растворенного радона в больших количествах в подземных источниках, выходящих на дневную поверхность, и фоновые концентрации растворенного радона в водах поверхностных водотоков.

Для подтверждения глубинного происхождения радона на территории Иркутска проведен анализ состава эманаций почвенного воздуха на территории города. По результатам проведенных опытов установлено, что Радон-222 и его дочерние продукты распада в атмосфере почвенного воздуха Иркутска присутствуют, а Торон-220 и его ДПР отсутствуют. Иными словами, Радон-222 поднимается с такой глубины, что короткоживущий Торон-220 распадется.

Корреляционный анализ результатов обследования подвальных помещений зданий и сооружений Иркутска и зон тектонических нарушений территории города показал высокую корреляционную связь данных (г=0,78).

На основе полученных данных об обследовании подвальных помещений на содержания в них радона создана цифровая модель радонового поля Иркутска. С ее помощью проведена оценка радоноопасности отдельных участков города.

По результатам проведенного пространствееного анализа карт радоноопасности, а также статистической обработки данных, проведенных в ГИС «РАДОН», выделены следующие радонобезопасные районы: Академгородок, Иркутск-2, районы Октябрьского округа. Радоноопасными выделяются районы Правобережного округа Марата, Радищево, Рабочее, а также районы Свердловского округа - п.п. Ново-Иркутский, Николов Посад.

Проведена оценка качества перекрытий зданий и сооружений. Разработаны рекомендации по снижению поступления радона в здания и сооружения. Рассчитан вклад дозы от вдыхания радона в общую дозу облучения населения, а также популяционные риски возникновения злокачественных новообразований от вдыхания радона, которые интерпретируются как предельно допустимые.

Полученные карты радоноопасности включены в генеральный план застройки территории города Иркутска. ГИС «РАДОН» успешно внедрена в комитет по охране окружающей среды Администрации города Иркутска. Рекомендации по снижению поступления радона в помещения внедрены в процесс информирования населения.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата геолого-минералогических наук, Середкина, Ольга Максимовна, Иркутск

1. Алексахин P.M. Гуськова А.К. 42-ая сессия НКДАР ООН/ Информационный бюллетень №7-8. М. ЦНИИатоминформ. - 1994.

2. Андреев Н.М. Программа «Gamma-Radon» (Радиационный контроль зданий)// АНРИ №2. М. 2003. С. 62-63.

3. Арбузов С.И., Рихванов Л.П. Геохимия радиоактивных элементов: учебное пособие. ТПУ, 3-е изд., испр. и доп. Томск: изд-во ТПУ, 2011.-300 С.

4. Бекман И.Н. Радон: враг, врач, волонтер. Курс лекций Электронный ресурс. Режим доступа. http://profbeckman.narod.ru/rad.htm. - Загл. с экрана.

5. Бобров A.A. Структура разломных зон земной коры по данным радоновой съемки (на примере Западного Прибайкалья и Южного Приангарья), диссертация на соискание ученой степени кандидата геолого-минералогических наук, Иркутск 2010.

6. Букаты М.Б. Геоинформационные системы и математическое моделирование. Учебное пособие: Томск. Изд. ТПУ, 2009. - 75 С.

7. Булатов В.И.Россия радиоактивная. Новосибирск, изд-во: ЦЭРИС, 1996 272 С.

8. Булнаев А.И., Макаров O.A., Зоренко О.М. Отчет «Разработка комплекса мероприятий по обеспечению радиационной (радоновой) безопасности на территории города Иркутска», Иркутск, Изд-во ИрГТУ, 2008. 64 с.

9. Высокостровская Е.Б. и др. Карта радиационных доз естественного гамма-излучения России.// Материалы международной конференции «Радиоактивность и радиоактивные элементы в среде обитания человека». Томск. 1996.

10. Введение в ArcView GIS. Рязань: РИНФО, 1997г. - 608с.

11. Гаврилюк Я. Д. СУБД Access. Учебно-практическое пособие. М.: МГУТУ, 2008. - 60с.

12. Геоинформационная система «Карта 2008».: Руководство пользователя. КБ Панорама, 2009г. - 138с.

13. Глушинский М.В., Крисюк Э.М. Последствия воздействия на организм радона и продуктов его распада. АНРИ. Научно-Информационный журнал. № 3 (9). М., 1997. С. 16 - 19.

14. Государственная система обеспечения единства измерений. Методика экспрессного измерения объемной активности 222Rn в воде с помощью радиометра радона типа РРА. М., 2010, - 23 с.

15. Государственная система обеспечения единства измерений. Методика999экспрессного измерения объемной активности Rn в помещениях с помощью радиометра аэрозолей типа РАА. М., 2010. - 22 с.

16. Государственная система обеспечения единства измерений. Методика222экспрессного измерения плотности потока Rn с поверхности Земли с помощью радиометра радона типа РРА. М., 2010, - 20с.

17. Государственный доклад о состоянии и охране окружающей среды Иркутской области в 2002/ Под редакцией к. м. н. H.JI. Корзун -Иркутск, 2004. 328 С.

18. Единая система контроля индивидуальных доз (ЕСКИД) Электронный ресурс.// НИИРГ им. П.В. Рамзаева. Режим доступа: http://www.niirg.ru/ESClD/ESCID.htm. - Загл. с экрана.

19. Жидкова O.A., Кудрявцева Е.К., Журина М.А. Проектирование баз данных Access. Москва, Интеллект-центр, 2006 г. 64 С.

20. Журкин И.Г., Шайтура C.B. Геоинформационные системы. М.: КУДИЦ-ПРЕСС, 2009. - 272 с.

21. Зарубин А.Б. Информационно-аналитическое обеспечение контроляаномалий радона на территории Московского региона: дисс. техн. н.:0300.16/ Алексей Борисович Зарубин. М.2006. - 108 л.128

22. Защита от радона-222 в жилых зданиях и на рабочих местах. Публикация 65 МКРЗ. М. 1995. - 68 С.

23. Золотов И.И. Проблема защиты населения от радоновой опасности. АНРИ. Научно-Информационный журнал. № 2 (8). М., 1997. С. 42 50.

24. Зоренко О.М. ГИС-технологии в решении задач радиоэкологии.// Вестник Иркутского Государственного Технического Университета № 3 (43) 2010. Иркутск 2010. Изд-во: ИрГТУ. С. 17 - 22

25. Зоренко О.М., Пальцева К.А. Хмарский Д.Ю. Организация и проведение обследования помещений города Иркутска на содержание радона в воздухе, (статья) VIII Международная конференция «Новые идеи в науках о Земле», 7 том. Москва: РГГРУ, 2007. С. 280 - 283.

26. Зоренко О.М., Булнаев А.И., Пальцева К.А. Мониторинг радона в жилом фонде города Иркутска. // Проблемы земной цивилизации. Вып. 17 2007. С. 303-308.

27. Зоренко О.М., Пальцева К.А. Актуальность проведения обследования на радон жилых помещений в городе Иркутске. // Сборник трудов Межвузовской итоговой конференции студентов 2007. - Иркутск: ИрГУПС. - С. 56-59

28. Зоренко О.М., Пальцева К.А. К вопросу о целесообразности проведения обследования на радон жилых помещений в городе Иркутске. // Геология, поиски и разведка полезных ископаемых и методы геологических исследований // Сб. избранных трудов

29. Всероссийской научно-технической конференции. Выпуск 8. -Иркутск: изд-во ИрГТУ, 2008. С. 19-22.

30. Зоренко О.М., Булнаев А.И. ГИС как универсальный инструмент решения задач радиоэкологии (на примере г.Иркутска)//Доклады 3-й Международной конференции «Геоэкологические проблемы современности». Владимир: ВГГУ. - 2010. - 91-93 с.

31. Зоренко О.М., Булнаев А.И. Разработка комплекса мероприятий по радоновой безопасности на территории города Иркутска. // Материалы XXIII Всероссийской молодежной конференции «Строение литосферы и геодинамика». Иркутск 2009. С. 227-228

32. Зоренко О.М., Булнаев А.И. Радоновая безопасность города Иркутска. // Материалы Всероссийской научно-практической конференции «Современные проблемы контроля качества природной и техногенной сред». Тамбов 2009. С. 93-97

33. Иванова Т.М. Оценка воздействия метеорологических факторов на объемную активность радона в породах и плотность потока радона из грунта// Анри №2 2001, М. 2001. С. 9-15.

34. Иванова Т.М. Процесс переноса радона в горном массиве. Диссертация на соискание ученой степени кандидата наук. Москва 1999.

35. Инженерно-экологические изыскания для строительства СП 11-102-97/ Госстрой России. М.: ПНИИИС Госстроя России, 1997. - 41 с.

36. Капралов Е.Г., Кошкарев A.B., Тикунов B.C. и др.Основы геоинформатики: В 2 кн. Кн. 1: Учеб. Пособие. М.: Издательский центр «Академия», 2004. - 352 с.

37. Картография цифровая. Термины и определения. ГОСТ 28441-99. — М.: ИПК Издательство стандартов, 2000. — 15 с.

38. Комплект оборудования на основе активированного угля для комплексного мониторинга радона в производственных условиях, жилищах и окружающей среде, НТЦ «НИТОН», М: 1996.

39. Крисюк Э.М. Новая стратегия обеспечения радиационной безопасности населения.//АНРИ №1. М. 1998. С. 4-11.

40. Крисюк Э.М. Проблема радона ведущая проблема обеспечения радиационной безопасности населения. АНРИ. Научно-Информационный журнал. № 3 (9). М., 1997. С. 13-16.131

41. Крисюк Э.М., Глушинский М.В., Павлов И.В. Кризис концепции регламентации облучения населения. Существует ли он? // АНРИ №1. М. 1998. С.26-30.

42. Крисюк Э.М., Стамат И.П. Организация и проведение выборочного обследования уровней облучения населения за счет радона в жилых домах. Научно информационный журнал по радиационному контролю. АНРИ №3(9), - М.,1996/97. С. 25 - 30

43. Лобацкая P.M. Разломно-блоковая структура территории Иркутска как основа для сейсмомикрорайонирования.// Современная геодинамика и опасные природные процессы в центральной Азии. Вып.З. Иркутск -2005. С. 335-338.

44. Лопандя A.B., Немтинов В.А. Основы ГИС и цифрового тематического картографирования. Учебное пособие. Тамбов. 2004. - 72 с.

45. Макаров О.М. и др. Радон и здоровье населения. Наука. М.:2000 148с.

46. Максимовский В.А., Смыслов A.A., Харламов М.Г. Карта радоноопасности России. Масштаб 1:10000000.- С.-Пб: ВСЕГЕИ им. А.П. Карпинского, СПГИ им.Плеханова, 1995.

47. Максимовский В.А., Харламов М.Г. Районирование территории России по степени радоноопасности. АНРИ. Научно-Информационный журнал. № 3 (9). М., 1997. С. 66 73.

48. Малевич Л.В., Шувалов В.М. Отчет о результатах радиоэкологических работ в г.Иркутке за 1991-93 гг. Иркутск. 1994.

49. Малевич Л.В. и др. Отчет о результатах радиоэкологических работ в городах Иркутске, Братске, Байкальске, Слюдянке за 1994 г.Кн.1. Иркутск 1995.

50. Микляев П.С., Томашев A.B. и др. Содержание радионуклидов естственного происхождения в грунтах г.Москвы//АНРИ №1 2000, С. 17-23.

51. Мироненко С.Н., Синицкий В.В., Черняго Б.П., Будаев С.Ц. Отчет «Радиационное обследование, создание карты ' радиационной обстановки территории города Ангарска», Иркутск 2005.

52. Мусин O.P. Цифровые модели для ГИС // Информационный бюллетень. ГИС-Ассоциация. 1998. №4 (16). С. 30.

53. Нормы радиационной безопасности НРБ 99 (СП 2.6.1.758-99). - М., 2000,- 119 с.

54. Нормы радиационной безопасности НРБ 99/09 (СП 2.6.1.758-99). -М., 2009,- 119 с.

55. Новиков Г.Ф. Радиометрическая разведка. Л.: Недра, 1989. 407 с.

56. О радиационной безопасности населения: закон Российской Федерации// АНРИ. Научно-Информационный журнал. № 3/4. М., 1995. С. 4- 15.

57. Основные санитарные правила обеспечения радиационной безопасности (ОСШРБ-99/2010). СП 2.6.1.2612-10

58. Проведение радиационно-гигиенического обследования жилых и общественных зданий: МУ 2.6.1.715-98 . С.-Петербург: «Любавич», 1998.-29 с.

59. Прогресс версия 3.1. Руководство пользователя, «ДОЗА». М: 1997. 20 С.

60. Рихванов Л.П. Радиоактивные элементы в окружающей среде и проблемы радиоэкологии. Учебное пособие, Томск, Томский политехнический университет, 2009. 430 с.

61. Руководство по методам контроля за радиоактивностью окружающей среды/ Под ред. И.А. Соболева, E.H. Беляева. М.: Медицина, 2002. -432 с.

62. Руководство по оценке риска для здоровья населения при воздействии химических веществ, загрязняющих окружающих окружающую среду. Р 2.1.10.1920-04. М. Федеральный центр Госсанэпиднадзора Минздрава России, 2004. - 143 с.

63. Сироткин Л.А., Шурыгин Б.Л. и др. Геологические, гидрогеологические и инженерно-геологические условия территории листов №-48-137-А,Б (Иркутск). Отчет. Иркутск 1964. - 500 С.

64. Старик И.Е. Форма нахождения и условия первичной миграции радиоэлементов в природе.// Успехи химии, т. 7, вып. 4, 1943. С. 287294

65. Титаева H.A. Ядерная геохимия. М.: Изд-во МГУ, 2000. 272 с.

66. Титов В.К., Лашков Б.П., Лучин И.А. Экспрессное определение радона в почвах и зданиях. СПб., 1992. 36 с.

67. Токарев А.Н., Щербаков A.B. Радиогидрогеология. Госгеолтехиздат, М.- 1956. 261 с.

68. Турлапов В.Е. Геоинформационные системы в экономике: Учебно-методическое пособие. Нижний Новгород: НФ ГУ-ВШЭ, 2007. - 118 с.

69. Уткин В.И. Газовое дыхание Земли.//Соросовский образовательный журнал. 1997, № 1. с. 57-64.

70. Цапалов А.А, Интегральные свойства сорбционной колонки СК-13 с активированным углем.//АНРИ №3. М. 1999. С.21-24.

71. Ципилева Т.А. Геоинформационные системы. Учебное пособие. -Томск: Томский межвузовский центр дистанционного образования, 2004.-162 с.

72. Чернов Ю.А., Лобацкая P.M., Кононов Е.Е. и др. Отчет по НИР «Методика геолого-тектонического районирования для оценки сейсмоустойчивости зданий в г.Иркутске». 1993. 92 С.

73. Яковлева B.C., Каратаев В.Д. Оценка доз облучения взрослого населения Томска от радона-222 и продуктов его распада// Безопасность жизнедеятельности, № 3, М 2005, 31-32 с.

74. Ярмошенко И.В., Жуковский М.В., Екидин А.А. Моделирование поступления радона в жилища.// АНРИ № 4. М., 1999. 17-26 с.

75. AutoCAD Map 3D Services & Support Electronic resource./ Documetation// Autodesk.- USA.- 2012 Режим доступа: http://usa.autodesk.com/adsk/servlet. - Загл. с экрана.

76. GRASS: Introduction Electronic resource./ About GRASS// GRASS. -Italy. 2011. - Режим доступа : http://grass.fbk.eu/intro. - Загл. с экрана.

77. Gunby J.A., Darby S. С., Miles J. C. /h. et 2X.II Hlth Phys. 1993 - Vol. 64, Nl.-P. 2-12.

78. Huijbregts Ch. J., Journel A. G. Mining geostatistics. London ; New York : Academic Press, 1978. 600 p.

79. Maplnfo Professional v. 9.0.: User Guide. Maplnfo Corporation, 2007. -560p.

80. Miles J.C.H.// Hlth Phys. 1998. Vol.74, N3 - P. 370-378.

81. Moore I.D., Grayson R.B., Ladson A.R. Digital terrain modeling a review of hydrological, geomorphological and biological applications // Hydrol. Proc. 1991. N5, P. 3-30.

82. Pike R.J. Geomorphometry-progress, practice, and prospect // Z. Geomorph. Suppl. 1995. Vol. 101. P. 221-238.

83. QGIS User Guide Electronic resource./ /Documantation// Quantum GIS. -2012. Режим доступа: http://www.qgis.org/en/documentation. - Загл. с экрана.

84. Report of the United Nations Scientific Committee on the effects of atomic radiation. General Assembly. Official records: thirty-second sessions. Supplement No 40(A/32/40). United Nations. NY 1977. P. 44.

85. SAGA: Introduction// System for Automated Geoscientific Analyses. -2012. Режим доступа: http://www.saga-gis.org. - Загл. с экрана.

86. Teach yourself user-friendly gis Electronic resource.// ilwis. 2012. . -Режим доступа: http://www.ilwis.org/userfriendlygisteachyourself. -Загл. с экрана

87. User-friendly Desktop Internet GIS Electronic resource.// miles virtual seminar nov 2005. - Режим доступа: http://udig.refractions.net. - Загл. с экрана.