"Р 52.18.913-2021. Рекомендации. Порядок расчета контрольных уровней содержания радионуклидов в атмосферном воздухе"
(утв. и введены в действие Приказом Росгидромета от 23.08.2021 N 273)

1 РАЗРАБОТАНЫ Федеральным государственным бюджетным учреждением "Научно-производственное объединение "Тайфун" (ФГБУ "НПО "Тайфун")

2 РАЗРАБОТЧИКИ Т.Г. Сазыкина, д-р физ.-мат. наук, И.И. Крышев, д-р физ.-мат. наук, А.И. Крышев, д-р биол. наук, И.В. Косых, И.Я. Газиев, А.А. Бурякова

3 СОГЛАСОВАНЫ с Управлением мониторинга загрязнения окружающей среды, полярных и морских работ (УМЗА) Росгидромета 18.08.2021

4 УТВЕРЖДЕНЫ и ВВЕДЕНЫ В ДЕЙСТВИЕ приказом Росгидромета от 23.08.2021 N 273

5 ЗАРЕГИСТРИРОВАНЫ головной организацией по стандартизации Росгидромета ФГБУ "НПО "Тайфун" 16.07.2021

ОБОЗНАЧЕНИЕ РЕКОМЕНДАЦИЙ Р 52.18.913-2021

6 ВВЕДЕНЫ ВПЕРВЫЕ

7 СРОК ПРОВЕРКИ 2026 год

В соответствии с Федеральным законом "Об охране окружающей среды" (статья 1, пункты 18, 19, 22; статья 19, пункт 1; статья 23, пункт 1) [1] при соблюдении природоохранных нормативов должны обеспечиваться условия сохранения благоприятной окружающей среды и экологической безопасности, достаточные для устойчивого функционирования естественных экологических систем, природных и природно-антропогенных объектов, а также сохранения биологического разнообразия.

В современных международных основных нормах безопасности [2], являющихся базовым документом для обновления и переработки национальных норм радиационной безопасности, сформулирован принцип защиты нынешних и будущих поколений и окружающей среды от радиационных рисков, а также выдвинуто требование о необходимости подтверждения (а не гипотетического предположения) о защите окружающей среды от воздействия радиоактивного загрязнения.

Настоящие рекомендации содержат основные положения, принципы и методы расчета контрольных уровней содержания радионуклидов в приземном слое атмосферного воздуха, при соблюдении которых обеспечивается радиационная безопасность окружающей среды в части атмосферного воздуха с учетом требований отечественных нормативных документов и публикаций международных организаций [1] - [6].

Настоящие рекомендации разработаны в соответствии с Федеральным законом [1], постановлением Правительства Российской Федерации [7] и другими нормативными правовыми документами в области радиационной безопасности и охраны окружающей среды.

1.1 Настоящие рекомендации предлагают порядок расчета контрольных уровней содержания радионуклидов в атмосферном воздухе, непревышение которых обеспечивает радиационную безопасность окружающей среды в части атмосферного воздуха.

1.2 Настоящие рекомендации могут быть использованы для:

- анализа и интерпретации информации о радиоактивности приземного атмосферного воздуха на территории России по данным мониторинга радиационной обстановки на основе природоохранных критериев;

- оценки состояния и изменений радиационной обстановки под воздействием природных и антропогенных факторов, в т.ч. в районах расположения радиационно опасных объектов;

- обоснования приоритетных мероприятий в планах действий по охране окружающей среды в части атмосферного воздуха и оценки их эффективности.

1.3 Настоящие рекомендации не распространяются на:

- оценку радиационного воздействия в целях охраны редких и находящихся под угрозой исчезновения видов наземных организмов;

- гарантийные, страховые, правовые и финансовые аспекты анализа радиационного воздействия на население и объекты биоты.

1.4 Настоящие рекомендации предназначены для управлений по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды и их филиалов, научно-исследовательских учреждений Росгидромета и других подведомственных Росгидромету организаций, а также могут быть применены другими физическими и юридическими лицами, выполняющими работы в области мониторинга радиационной обстановки и охраны окружающей среды.

В настоящих рекомендациях применены следующие термины с соответствующими определениями:

2.1 активность А, Бк: Мера радиоактивности какого-либо количества радионуклида, находящегося в данном энергетическом состоянии в данный момент времени.

Примечание - Использовавшаяся ранее внесистемная единица активности кюри, Ки, составляет 3,7·10¹⁰ Бк.

2.2 активность объемная, Бк/м³ (Бк/л): Отношение активности радионуклида в веществе к объему вещества.

2.3 активность удельная, Бк/кг: Отношение активности радионуклида в веществе к массе.

2.4 биота: Совокупность живых организмов, обитающих в природных условиях.

2.5 благоприятная окружающая среда: Окружающая среда, качество которой обеспечивает устойчивое функционирование естественных экологических систем, природных и природно-антропогенных объектов [1].

2.6 вещество радиоактивное: Вещество в любом агрегатном состоянии, содержащее радионуклиды с активностью, на которые распространяются требования норм радиационной безопасности.

2.7 внешнее облучение: Облучение организма от находящихся вне его источников ионизирующего излучения.

2.8 внутреннее облучение: Облучение организма от находящихся внутри него источников ионизирующего облучения.

2.9 дозовая нагрузка: Мощность дозы (в мкГр/ч или мГр/сут) хронического облучения организмов референтного объекта биоты.

2.10 дочерний радионуклид: Радиоактивный продукт распада исходного (материнского) радионуклида.

2.11 естественный радиационный фон: Содержание природных радионуклидов в объектах природной среды, а также мощность дозы излучения, создаваемой космическим излучением и излучением природных радионуклидов, естественно распределенных в объектах окружающей среды.

2.12 индекс суммарного загрязнения (ИСЗ) радионуклидами атмосферного воздуха: Сумма отношений наблюдаемых концентраций радионуклидов в атмосферном воздухе к их контрольным уровням.

2.13 контрольный уровень содержания радионуклидов в атмосферном воздухе: Критерий оценки радиационной обстановки для оперативного мониторинга, анализа и интерпретации информации о радиоактивности приземного атмосферного воздуха в целях выявления ее изменений под воздействием природных и антропогенных факторов, обеспечения экологической безопасности и сохранения благоприятной окружающей среды.

2.14 коэффициент распределения радионуклида между атмосферным воздухом и почвой: Отношение удельной активности воздуха к удельной активности почвы в равновесном состоянии.

2.15 критерий предельно допустимого радиационного воздействия на объекты биоты P_max, мГр/сут: Максимально допустимая мощность поглощенной дозы, не приводящая к появлению радиационного воздействия на заболеваемость, размножение и продолжительность жизни объектов биоты.

2.16 критическая группа биоты: Группа представительных организмов, для которых расчетные контрольные уровни содержания радионуклидов в приземном атмосферном воздухе являются наименьшими.

2.17 мониторинг радиационной обстановки: Система длительных регулярных наблюдений с целью оценки радиационной обстановки, а также прогноза ее изменений в будущем.

Примечание - Мониторингу радиационной обстановки подлежат: атмосферный воздух, почва, поверхностные воды, донные отложения, биота.

2.18 облучение: Воздействие на организмы ионизирующего излучения.

2.19 окружающая среда: Совокупность компонентов природной среды, природных и природно-антропогенных объектов, а также антропогенных объектов [1].

2.20 приземный воздух: прилегающий к земной поверхности слой атмосферного воздуха в зоне обитания наземных организмов.

2.21 природная среда: Совокупность компонентов природной среды, природных и природно-антропогенных объектов [1].

2.22 радиационная обстановка: Совокупность показателей состояния окружающей среды на конкретной территории в определенное время, характеризующих естественный и техногенно измененный радиационный фон, радиоактивное загрязнение атмосферного воздуха, поверхностных и подземных вод, а также почвы.

2.23 радиационно опасные объекты: Научные, промышленные или оборонные объекты, при разрушении которых могут произойти массовые радиационные поражения людей, животных и растений, а также заражение среды.

2.24 радионуклиды: Нуклиды, ядра которых нестабильны и испытывают радиоактивный распад.

Примечание - Нуклиды - вид атомов, характеризующийся определенным массовым числом, атомным номером и энергетическим состоянием ядер и имеющий время жизни, достаточное для наблюдения.

2.25 радиочувствительность: Чувствительность биологических объектов к действию ионизирующего излучения.

2.26 скрининговая оценка: Тип анализа, предназначенного для исключения из дальнейшего рассмотрения факторов, которые являются менее значимыми для защиты или безопасности, с тем, чтобы сосредоточиться на более существенных факторах.

Примечание - Обычно для такого анализа рассматривают консервативные (пессимистические) гипотетические сценарии.

2.27 экологическая безопасность: Состояние защищенности граждан, животного и растительного мира, государства или региона в целом от последствий антропогенного воздействия на окружающую среду, а также стихийных бедствий и катастроф.

Примечание - Под радиоэкологической безопасностью понимается состояние защищенности граждан, животного и растительного мира, материальных ценностей от радиоактивного загрязнения окружающей среды, радиационных аварий и катастроф.

2.28 экосистема: Сообщество живых организмов вместе со средой их обитания.

3.1 Контрольные уровни содержания радионуклидов в атмосферном воздухе предусматривают ограничение присутствия в воздухе радионуклидов техногенного происхождения.

3.2 Задачей установления контрольных уровней содержания радионуклидов в атмосферном воздухе является обеспечение радиационной безопасности окружающей среды в части атмосферного воздуха при постоянном содержании радионуклидов техногенного происхождения в воздухе.

3.3 В рекомендациях используется комплексный подход, учитывающий не только активности радионуклидов в атмосферном воздухе, но также и их накопление в окружающей среде, включая выпадения на почву и растительность, а также поступление в живые организмы.

3.4 При расчете контрольных уровней содержания радионуклидов в атмосферном воздухе предполагается наличие равновесного распределения между удельными активностями радионуклидов в воздухе и почве.

3.5 При разработке контрольных уровней содержания радионуклидов в атмосферном воздухе используется метод многокритериального анализа с выбором наиболее консервативного варианта из нескольких ограничивающих критериев.

3.6 В задаче расчета контрольных уровней радиоактивности в атмосферном воздухе учитываются следующие ограничивающие критерии:

- дозовые критерии, обеспечивающие радиационную безопасность биоты;

- радиационные критерии отнесения материалов и сред к радиоактивным отходам;

- для отдельных тяжелых радионуклидов естественного происхождения (уран, торий), с низкой активностью на единицу массы вещества, ограничения на содержание в атмосферном воздухе устанавливаются на основе химической токсичности этих элементов.

3.7 Влияние ионизации и образования продуктов радиолиза в атмосферном воздухе на безопасность окружающей среды в настоящих методических рекомендациях не рассматривается.

4.1 Контрольные уровни содержания радионуклидов в атмосферном воздухе рассчитываются с учетом природоохранных и радиационных критериев, обеспечивающих сохранение благоприятной окружающей среды в части атмосферного воздуха [5] - [7].

4.2 В качестве природоохранного критерия при расчете контрольных уровней содержания радионуклидов в атмосферном воздухе наземных территорий принимаются значения предельно допустимых дозовых нагрузок хронического радиационного воздействия на представительные объекты наземной биоты (животные и растения) [5], [6], [8].

4.3 В связи с большим биоразнообразием наземных экосистем оценки радиационного воздействия от присутствия радионуклидов в атмосферном воздухе и сопутствующего выпадения радионуклидов на почву и биоту проводятся для ограниченного набора представительных типов наземной биоты, имеющих наибольший контакт с радионуклидами в атмосферном воздухе и выпадениях.

4.4 При расчете контрольных уровней содержания радионуклидов в атмосферном воздухе в качестве радиационного критерия используется ограничение содержания радионуклидов в воздухе и почве уровнями, при которых происходит переход воздуха или почвы в категорию радиоактивных отходов [7]. В качестве радиационного критерия ограничения содержания радионуклидов в атмосферном воздухе используются предельные значения удельных активностей радионуклидов, соответствующие переходу в категорию газообразных или твердых радиоактивных отходов, приведенные в [7].

Вследствие больших различий в радиочувствительности разных групп биоты и с учетом [5] были приняты разные пороговые уровни хронического облучения для отдельных групп биологических объектов, непревышение которых обеспечивает отсутствие достоверного увеличения радиационных эффектов на заболеваемость, репродукцию и продолжительность жизни в популяциях этих групп организмов.

В качестве границ допустимого радиационного воздействия на объекты наземной биоты с учетом рекомендаций [5], [6], [8] и оценок [4] принимаются следующие значения критерия предельно допустимого радиационного воздействия на объекты биоты:

- P_max = 1,0 мГр/сут - для млекопитающих, позвоночных животных и сосны обыкновенной;

- P_max = 10 мГр/сут - для растений (кроме сосны обыкновенной) и беспозвоночных животных.

Указанные уровни облучения соответствуют пороговым значениям появления статистически значимых детерминированных эффектов радиации на заболеваемость, репродукцию и продолжительность жизни наземной биоты. При превышении уровней P_max необходимо проведение природоохранных мероприятий, направленных на сохранение благоприятной окружающей среды.

Для целей скрининга рекомендуется использовать коэффициент запаса 10 по дозовой нагрузке на биоту; при непревышении скрининговых уровней облучения, безусловно, выполняется требование обеспечения радиационной безопасности объектов биоты.

В связи с большим количеством видов организмов, обитающих в наземных экосистемах, оценки дозовых нагрузок производятся для небольшого типового набора представительных объектов наземной биоты [5], [8]. Согласно [3], представительные животные и растения следует рассматривать как гипотетические объекты с определенными базовыми биологическими характеристиками конкретного типа. Следовательно, представительные биологические объекты не обязательно напрямую являются защищаемыми существами; они служат реперными точками для создания основы, на которой могут быть приняты управленческие решения.

Типовой набор представительных объектов наземной биоты, характерный для средней полосы России, включает;

- два типа наземных млекопитающих - крыса/мышь и олень/лось;

- два типа холоднокровных позвоночных - лягушка и змея (уж);

- из почвенных беспозвоночных - дождевой червь;

- из летающих насекомых - пчела;

- из птиц - утка;

- из растений - сосна и трава.

Критерии, по которым именно перечисленные группы организмов выбраны в качестве представительных, приведены в таблице 5.1; в этой же таблице приведены характерные массы организмов и их размеры при аппроксимации эллипсоидами для дозиметрических расчетов.

При расчетах дозовых нагрузок предполагается хроническое пожизненное облучение представителей биоты по множественным путям, прямо или опосредованно связанным с постоянным содержанием радионуклидов в атмосферном воздухе, включая непосредственное внешнее облучение от облака, ингаляцию загрязненного воздуха, облучение от радиоактивных выпадений на почву, облучение от инкорпорированных радионуклидов, попавших в организмы из выпадений, почвы и загрязненной пищи.

Характеристики путей облучения для представительных объектов биоты приведены в таблице 5.2.

При расчете контрольных уровней содержания радионуклидов в атмосферном воздухе над наземными экосистемами предполагается наличие процесса постоянных атмосферных выпадений радионуклидов на подстилающие почвы. Концентрация радионуклидов в атмосферном воздухе предполагается постоянной за счет внешних источников.

Величина поверхностной активности почвы , Бк/м², при постоянных выпадениях из атмосферного воздуха радионуклида r определяется формулой

где - сухое годовое осаждение радионуклида r на подстилающую поверхность, Бк/(м²·год) при постоянной активности , Бк/м³, в атмосферном воздухе

где величина принимается равной 0,008 м/с, за исключением инертных газов, для которых осаждение принимается равным нулю;

k_T - переводной коэффициент, равный числу секунд в году, k_T = 3,1536·10⁷ с/год;

- влажное выпадение радионуклида r на подстилающую поверхность, Бк/(м²·год); при расчете контрольных концентраций в атмосферном воздухе этот фактор не учитывается в связи с его значительной зависимостью от местных условий;

- постоянная радиоактивного распада радионуклида r, год^-1;

- постоянная спада мощности дозы от загрязненной поверхности земли за счет экранирования верхними слоями почвы, диффузии вглубь и выведения радионуклида r из нее за счет различных процессов, кроме радиоактивного распада, год^-1 (принимается равной 0,04 год^-1) [9];

T - время (годы), прошедшее с начала радиоактивных выпадений из воздуха.

Удельная активность почвы , Бк/кг, рассчитывается путем деления активности почвы в Бк/м² на массу m активного слоя почвы

где - плотность почвы, зависящая от типа почвы (по умолчанию принимается 1600 кг/м³);

h - толщина активного слоя почвы (по умолчанию принимается 0,1 м);

S - единичная площадь поверхности почвы (равная 1 м²).

Радиоактивные выпадения из атмосферного воздуха являются источником загрязнения почвы и внутреннего загрязнения биоты за счет аккумуляции радионуклидов в почве и переноса по пищевым цепочкам. Кроме того, почва, загрязненная радиоактивными выпадениями, является источником внешнего облучения организмов биоты. Коэффициенты накопления радионуклидов из почвы представлены в таблицах А.1 - А.2.

Следует учитывать, что для радионуклидов с большими периодами полураспада (более 100 лет), равновесная концентрация радионуклида в почве достигается только через 50 - 60 лет выпадений.

7.1 Контрольный уровень содержания r-го радионуклида в атмосферном воздухе, рассчитанный по критерию непревышения безопасных уровней облучения биоты, определяется как верхняя граница активности r-го радионуклида в атмосферном воздухе, постоянный уровень которой, поддерживаемый неограниченно долго, соответствует получению представительными видами наземной биоты суммарных мощностей дозы от внутреннего и внешнего облучения, не превышающих установленных пороговых значений облучения.

7.2 Контрольные уровни содержания радионуклидов в атмосферном воздухе рассчитываются для каждого представительного вида биоты, после чего производится выбор значения, обеспечивающего безопасность всех видов.

7.3 Контрольный уровень содержания r-го радионуклида в атмосферном воздухе наземной территории для n-го представительного вида биоты , Бк/м³, который не должен превышаться для обеспечения радиационной безопасности по природоохранному критерию, рассчитывается по формуле

где P_max,n - критерий предельно допустимого радиационного воздействия для n-го представительного объекта биоты;

P_r,n - суммарная мощность дозы облучения n-го представительного объекта биоты при единичном загрязнении атмосферного воздуха r-м радионуклидом (1 Бк/м³).

7.4 Суммарная мощность дозы облучения P_r,n n-го представительного объекта биоты при единичном загрязнении атмосферного воздуха (1 Бк/м³) r-м радионуклидом определяется как сумма дозовых нагрузок, получаемых представительным объектом биоты по всем путям облучения, прямо или опосредованно связанным с радиоактивным загрязнением атмосферного воздуха

где P_r,n,i - вклады отдельных путей облучения в суммарную дозовую нагрузку, включая следующие пути:

- внешнее облучение от атмосферного воздуха, содержащего r-й радионуклид (i = 1, P_r,n,1);

- внешнее облучение от почвы, загрязненной выпадениями r-го радионуклида из атмосферного воздуха (i = 2, P_r,n,2);

- внутреннее облучение организма при обитании на загрязненной почве (i = 3, P_r,n,3);

- внутреннее облучение организма при ингаляции r-го радионуклида из атмосферного воздуха (i = 4, P_r,n,4).

7.5 Порядок расчета дозовых нагрузок от отдельных путей облучения биоты приведен в разделе 8.

7.6 Итоговый контрольный уровень содержания r-го радионуклида в атмосферном воздухе, обеспечивающий непревышение предельно допустимых уровней облучения всей биоты, определяется как наименьший из рассчитанных предельно допустимых контрольных уровней содержания r-го радионуклида в атмосферном воздухе

где N - число выбранных представительных видов наземной биоты.

Таким образом, на основе предельно допустимого хронического радиационного воздействия на объекты наземной биоты (по всем путям облучения) рассчитываются контрольные уровни содержания радионуклидов в атмосферном воздухе наземных территорий по природоохранному критерию.

7.7 Контрольные уровни содержания радионуклидов в атмосферном воздухе при хроническом воздействии и в равновесии с загрязнением почв от выпадений из атмосферного воздуха, по природоохранному критерию соответствуют пороговым значениям дозовых нагрузок на биоту, ниже которых радиационные эффекты на наиболее чувствительных представителей наземной биоты не приводят к повреждению популяций и экосистем, хотя могут вызвать незначительные эффекты на отдельных наиболее чувствительных особей биоты.

При оценке величины дозовых нагрузок на наземную биоту при постоянном содержании радионуклидов техногенного происхождения в атмосферном воздухе и радиоактивных выпадениях на почву и растительность учитываются множественные пути облучения: внешнее облучение организмов от радиоактивного атмосферного воздуха (облучение от облака), внешнее облучение от радионуклидов, осевших на почву, ингаляция радионуклидов, внутреннее облучение организмов от радионуклидов, поступивших по пищевым цепочкам от загрязненной почвы.

Методы оценки мощности дозы облучения объектов биоты представлены в [5], [8], [10].

Методы расчета доз облучения при загрязнении атмосферного воздуха менее разработаны по сравнению с методами расчета доз от загрязнения воды и почвы и в основном относятся к расчету внешнего облучения от почвы, загрязненной радиоактивными выпадениями.

Оценка радиационного воздействия на наземную биоту при радиоактивном загрязнении атмосферного воздуха производится на основе расчета суточной мощности дозы облучения для представительных объектов наземной биоты. Суммарную мощность дозы облучения n-го представительного объекта наземной биоты от r-го радионуклида определяют путем суммирования мощностей доз облучения этого объекта биоты: внешнего облучения от облака, ингаляции загрязненного атмосферного воздуха, внешнего облучения от почвы, загрязненной радиоактивными выпадениями из атмосферного воздуха, внутреннего облучения от радионуклида, инкорпорированного в организме по формуле (7.2). При расчетах дозовых нагрузок для некоторых радионуклидов в дозовые коэффициенты входят дочерние продукты распада (таблица 8.1) в соответствии с [8]. При расчетах контрольных уровней содержания радионуклидов по природоохранному критерию для альфа-излучателей принят коэффициент качества излучения, равный 20.

Внешнее облучение наземной биоты от радиоактивных газов и аэрозолей в атмосферном воздухе происходит по пути "внешнее облучение от погружения в облако". Мощность дозы P_r,n,1 от r-го радионуклида на n-й представительный организм, мкГр/ч, рассчитывается по формуле

где - дозовый коэффициент (мкГр/ч)/(Бк/м³) для внешнего облучения n-го представительного объекта наземной биоты от r-го радионуклида в атмосферном воздухе;

- объемная активность r-го радионуклида в атмосферном воздухе, Бк/м³;

- доля времени, проводимого представительным объектом биоты на открытом воздухе ;

- переводной коэффициент, равный 2,4·10^-2 (мГр/сут)/(мкГр/ч).

Таблицы значений дозовых коэффициентов для расчета внешнего облучения представительных объектов наземной биоты от радиоактивных газов/аэрозолей в атмосферном воздухе приведены в таблице Б.1, значения были рассчитаны в соответствии с [8].

Мощность дозы внешнего облучения n-го представительного объекта наземной биоты от r-го радионуклида, содержащегося в почве, P_r,n,2, мГр/сут, согласно [8], оценивают по формуле

где - дозовый коэффициент для внешнего облучения n-го представительного объекта наземной биоты от r-го радионуклида в почве от радиоактивных выпадений из атмосферного воздуха (мкГр/ч)/(Бк/кг сырого веса);

- удельная активность r-го радионуклида в верхнем 10-сантиметровом слое почвы для объектов биоты, обитающих на поверхности, либо в верхнем 50-сантиметровом слое почвы для объектов биоты, обитающих внутри почвы. Рассчитывается по формуле (6.3), Бк/кг сырого веса.

Численные значения дозовых коэффициентов приведены в таблицах Б.2 - Б.3; значения были рассчитаны в соответствии с [8].

При расчете величины внутреннего радиационного воздействия на наземную биоту содержание радионуклидов в организмах определяется равновесными коэффициентами накопления по отношению к почве, специфичными для каждого радионуклида и каждого типа биоты.

Мощность дозы внутреннего облучения n-го представительного объекта наземной биоты от инкорпорированного r-го радионуклида P_r,n,3, мГр/сут, согласно [8], рассчитывают по упрощенной формуле на основе использования коэффициента накопления радионуклида в организме биоты по отношению к загрязнению почвы

где - дозовый коэффициент внутреннего облучения n-го представительного объекта наземной биоты от r-го радионуклида (мкГр/ч)/(Бк/кг сырого веса);

- коэффициент накопления r-го элемента в n-м представительном объекте наземной биоты (Бк/кг сырой массы)/(Бк/кг почвы);

- удельная активность i-го радионуклида в почве, рассчитывается по формуле (6.3), Бк/кг сырого веса.

Численные значения дозовых коэффициентов представлены в таблицах Б.4 - Б.5.

Численные значения рекомендуется выбирать на основе данных наблюдений для исследуемой территории; в случае отсутствия таких данных можно использовать значения, приведенные в таблицах А.1, А.2.

Расчет внутреннего облучения от ингаляции радионуклидов из атмосферного воздуха проводится только для животных организмов биоты.

При ингаляции радиоактивных газов и аэрозолей из атмосферного воздуха происходит осаждение радионуклидов в легких, а также всасывание ряда радионуклидов в кровь и лимфу с последующим загрязнением всего тела.

Методы расчета доз на биоту от ингаляции радионуклидов из атмосферного воздуха в настоящее время разработаны только для человека, в связи с этим в настоящих рекомендациях упрощенная дозиметрическая модель респираторного тракта адаптирована к размерам представительных объектов биоты.

В упрощенной модели респираторной системы выделяются две связанные камеры - наружная часть (воздуховод) и внутренняя часть, представляющая сами легкие. Аналогично упрощенной модели дыхательной системы человека [11], распределение ингалированных радионуклидов в животных предполагается происходящим по следующей схеме: при дыхании 25% ингалированных радионуклидов сразу выводится при выдохе; 50% аэрозолей осаждается в воздуховодной части, эта часть выводится наружу или проглатывается; 25% ингалированных радионуклидов поступает непосредственно в легкие; радиоактивные газы не осаждаются в воздуховодах и полностью поступают в легкие (75%). Из радионуклидов, поступивших при ингаляции в легкие, растворимые радионуклиды быстро всасываются в кровь и разносятся по всему телу; нерастворимые радионуклиды частично (12,5%) выводятся из легких, остальная часть (12,5%) задерживается в легких на длительное время (биологический период полувыведения - 120 дней, для нерастворимых фракций плутония и тория - 1 и 4 года).

Параметры дыхания представительных типов биоты наземных территорий, рассчитанные с помощью аллометрических уравнений, представлены в таблице 8.2. Данные параметры используются при расчете дозовых нагрузок на легкие и все тело при постоянной ингаляции радионуклидов из атмосферного воздуха.

Радиоактивное загрязнение легких , Бк/кг, n-го представительного вида наземной биоты при постоянной ингаляции радионуклида r из атмосферного воздуха определяется формулой

где V_n - скорость дыхания, м³/ч;

Z_r - доля радионуклида, поступающего в легкие (Z_r = 0,75 - для газов; Z_r = 0,25 - для умеренно растворимых аэрозолей; Z_r = 0,125 - для слаборастворимых аэрозолей);

- активность r-го радионуклида в атмосферном воздухе, Бк/м³;

- масса легких, кг;

- постоянная радиоактивного распада;

- постоянная выведения радионуклида из легких (значение равно 100 ч^-1 - для легко растворимых газов и аэрозолей; 0,005 ч^-1 - для умеренно растворимых аэрозолей; 0,0005 ч^-1 - для малорастворимых аэрозолей);

T_жиз - время с начала ингаляции, по умолчанию принимается равным продолжительности жизни организма, ч.

Радиоактивное загрязнение всего тела , Бк/кг, n-го представительного объекта наземной биоты при постоянной ингаляции радионуклида r из атмосферного воздуха, происходящее за счет всасывания в кровь радионуклидов из легких, определяется формулой (равновесное состояние)

где M_n - масса тела, кг;

- интенсивность метаболизма, 1/ч; значения приведены в таблице 8.2.

Мощность дозы внутреннего облучения n-го представительного объекта наземной биоты от ингаляции радионуклида r из атмосферного воздуха с учетом радиоактивного загрязнения легких и всего тела рассчитывается по формуле

где - дозовый коэффициент внутреннего облучения n-го представительного объекта наземной биоты от ингаляции r-го радионуклида в атмосферном воздухе (мкГр/ч)/(Бк/кг сырого веса).

Численные значения приведены в таблице Б.6.

Значения , рассчитанные по природоохранному критерию для каждого представительного объекта наземной биоты, представлены в таблицах В.1 - В.2.

Значения итоговых контрольных уровней содержания радионуклидов в атмосферном воздухе , при непревышении которых обеспечивается радиационная безопасность наземной биоты по природоохранному критерию при постоянном содержании радионуклидов техногенного происхождения в атмосферном воздухе, представлены в таблице В.3.

Радионуклиды тритий (³H) и углерод-14 (¹⁴C) являются радиоактивными аналогами химических элементов водорода и углерода, составляющих основу тканей биологических организмов и их генетических структур. В природных условиях равновесное содержание ¹⁴C составляет 0,233 Бк на грамм стабильного углерода [12], естественное содержание ¹⁴C в атмосферном воздухе составляет 0,042 Бк/м³. Радиоактивный ¹⁴C техногенного происхождения и природный ¹⁴C быстро приходят в равновесие со стабильным углеродом во всех биологических объектах таким образом, что удельная доля радиоактивного углерода по отношению к стабильному становится постоянной величиной, равной отношению радиоактивного и стабильного углерода в атмосферном воздухе. Аналогичным образом устанавливается равновесие между тритием и стабильным водородом в окружающей среде и биологических объектах. Контрольные уровни содержания в атмосферном воздухе, Бк/м³, по природоохранному критерию для важнейших в биологическом отношении радионуклидов тритий и углерод-14 устанавливаются в предположении наличия изотопного равновесия со стабильными элементами-аналогами в биомассе организмов и окружающей среде [13]. Рассчитанные по природоохранному критерию значения контрольных уровней содержания трития и углерода-14 в атмосферном воздухе для каждого из представительных объектов наземной биоты, соответствующие рекомендованным пороговым уровням P_max, приведены в таблице 9.1. Расчет контрольных уровней по ³H и ¹⁴C проводился без учета генетической мутагенности данных радионуклидов, т.к. пороговые уровни P_max относятся только к детерминированным эффектам радиации. В настоящее время для биоты отсутствуют рекомендованные уровни пороговых дозовых нагрузок, ограничивающие мутагенные эффекты.

Для радионуклидов природного происхождения (уран, торий), имеющих низкую активность на единицу массы вещества, ограничения на содержание в атмосферном воздухе и почве устанавливаются на основе химической токсичности этих элементов, более значимой для биоты, чем облучение [14] - [16].

Природная радиоактивность урана (²³⁸U более 99%) составляет 24,8 Бк/мг. В связи с низкой удельной активностью природного урана его химическая токсичность для наземных организмов превосходит радиационную токсичность. По химической токсичности уран является общеклеточным ядом, сравнимым по токсичности с мышьяком или ртутью [14]. Природное среднее содержание урана в почвах составляет 2 мг/кг, содержание в атмосферном воздухе в среднем составляет 0,1 нанограмм/м³.

В отечественных нормативных документах содержание урана в почвах до сих пор не нормируется. В России для элементов без ПДК/ОДК используют эмпирический критерий ПДК = 4*Фон [15], т.е. предельно допустимой концентрацией вещества может быть принято значение, равное 4-кратному фоновому содержанию в компоненте природной среды.

Для почв может быть использован контрольный уровень содержания урана, равный 23 мг/кг, установленный в Канадском руководстве по защите окружающей среды и здоровья человека на основе анализа токсикологических тестов с наземными организмами [16].

Контрольный уровень содержания урана в почвах от выпадений из атмосферного воздуха, обеспечивающий радиационную и химическую безопасность наземной биоты, рекомендуется принять равным 23 мг/кг.

В НРБ-96 [17] установлено значение допустимой объемной активности (ДОА) урана в атмосферном воздухе для населения, равное 0,04 Бк/м³, что соответствует 1,6 мкгU/м³ воздуха. Для персонала ДОА урана в атмосферном воздухе составляло 0,015 мгU/м³ (растворимые соединения) и 0,075 мгU/м³ (нерастворимые соединения). Значения ДОА были установлены исходя из химической токсичности урана. В ныне действующем НРБ 99/2009 [18] значения ДОА урана представлены только для персонала, исходя из радиационного критерия без учета химической токсичности. В опытах на животных (собаках) при постоянном ингаляционном воздействии соединений урана появление негативных эффектов на почки наблюдалось при содержании 0,04 мгU/м³ в атмосферном воздухе; в опытах с обезьянами при 0,82 мгU/м³ в атмосферном воздухе (нерастворимые формы) обнаружено развитие фиброза и метаплазии легких [19]. Контрольный уровень содержания урана в атмосферном воздухе, обеспечивающий радиационную и химическую безопасность наземной биоты с учетом выпадений на почву, рекомендуется принять равным 0,03 Бк/м³.

Природная радиоактивность тория составляет 4,07 Бк/мг и практически полностью определяется ²³²Th [14], [20]. Фоновые уровни содержания тория в почвах находятся в пределах 3,4 - 10,5 мг/кг [21]. Контрольный уровень содержания тория определен на уровне 4-кратного превышения фонового значения. Контрольный уровень содержания тория в почвах рекомендуется принять равным 20 мгTh/кг (80 Бк/кг). Контрольный уровень содержания ²³²Th в атмосферном воздухе, обеспечивающий радиационную и химическую безопасность наземной биоты с учетом выпадений на почву, рекомендуется принять равным 2,7·10^-4 Бк/м³.

В целях обеспечения радиационной безопасности рекомендуется в качестве контрольного уровня содержания r-го радионуклида в атмосферном воздухе наземных территорий брать минимальное из имеющихся значений по природоохранному и радиационному критериям. Таким образом, значение , Бк/м³, определяется по формуле

где - контрольный уровень содержания r-го радионуклида в атмосферном воздухе по радиационному критерию, Бк/м³.

Значения , полученные по формуле (10.1) и удовлетворяющие природоохранному и радиационному критериям, приведены в таблице Г.1.

При наличии в атмосферном воздухе рассматриваемой территории смеси радионуклидов должно выполняться условие для индекса суммарного загрязнения (ИСЗ) радионуклидами атмосферного воздуха

где - удельная активность r-го радионуклида в атмосферном воздухе, Бк/м³.

Рекомендуется использовать значения контрольных уровней содержания радионуклидов в атмосферном воздухе наземных территорий, указанных в таблице Г.1, в качестве контрольных уровней, обеспечивающих сохранение благоприятной окружающей среды в части атмосферного воздуха.