radhydРадиационная гигиенаRadiatsionnaya Gygiena = Radiation Hygiene1998-426X2409-9082NIIRG10.21514/1998-426X-2020-13-3-51-67radhyd-731Research ArticleНаучные статьиScientific articlesРадоновое обследование в Челябинской области в 2008–2011 гг. Анализ территориальной вариабельности объемной активности радонаRadon survey in Chelyabinsk Oblast, Russia, in 2008–2011. Analysis of spatial variability of indoor radon concentrationhttps://orcid.org/0000-0001-6142-0234МаренныйА. М.MarennyyA. M.

Маренный Альберт Михайлович – доктор физико-математических наук, заведующий лабораторией природных источников ионизирующих излучений

Москва

Albert M. Marennyy – PhD, Head of Laboratory of Natural Sources of Ionizing Radiation

Moscow

https://orcid.org/0000-0002-1392-1226КононенкоД. В.KononenkoD. V.

Кононенко Дмитрий Викторович – научный сотрудник лаборатории дозиметрии природных источников

197101, Россия, Санкт-Петербург, ул. Мира, д. 8

Dmitry V. Kononenko – Researcher

Mira Str., 8, Saint-Petersburg, 197101, Russia

d.kononenko@niirg.ruТруфановаА. Е.TrufanovaA. E.

Труфанова Асима Ербулатовна – младший научный сотрудник лаборатории природных источников ионизирующих излучений

Москва

Asima E. Trufanova – Junior researcher

Moscow

Научно-технический центр радиационно-химической безопасности и гигиены Федерального медико-биологического агентстваРоссияResearch and Technical Center of Radiation-Chemical Safety and Hygiene, Federal Medical-Biological AgencyRussian FederationСанкт-Петербургский научно-исследовательский институт радиационной гигиены имени профессора П.В. Рамзаева, Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человекаРоссияSaint-Petersburg Research Institute of Radiation Hygiene after Professor P.V. Ramzaev, Federal Service for Surveillance on Consumer Rights Protection and Human Well-BeingRussian Federation2020031020201335167Copyright © Маренный А.М., Кононенко Д.В., Труфанова А.Е., 20202020Маренный А.М., Кононенко Д.В., Труфанова А.Е.Marennyy A.M., Kononenko D.V., Trufanova A.E.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.radhyg.ru/jour/article/view/731

В период 2008–2011 гг. в рамках федеральной целевой программы «Обеспечение ядерной и радиационной безопасности на 2008 год и на период до 2015 года» было проведено масштабное радоновое обследование на территории 29 муниципальных районов и городских округов Челябинской области. Результаты интегральных измерений объемной активности радона в воздухе помещений зданий различного назначения получены с помощью твердотельных трековых детекторов и аккумулированы в базе данных «Радон» Научно-технического центра радиационно-химической безопасности и гигиены Федерального медико-биологического агентства России. В статье представлены результаты анализа полученных данных с точки зрения территориальной вариабельности объемной активности радона и результаты исследования связи этой величины с комплексом предикторов потенциальной радоноопасности. Результаты анализа данных показывают, что на всех изученных территориях (районы, городские округа и область в целом) распределение значений объемной активности радона в воздухе помещений соответствует логнормальному закону. Несмотря на то, что на десяти из них распределение лог-логистическим законом описывается несколько лучше, чем логнормальным, в среднем значения медиан для двух законов распределения не отличаются. Использование среднего арифметического значения объемной активности радона вместо медианы для расчета дозы внутреннего облучения приведет к необоснованному ее завышению в 1,4 раза. Ни на одной из изученных территорий медианное значение объемной активности радона не превышает 400 Бк/м3, при этом значение 0,95-квантиля распределения лежит в диапазоне от 96 до 1274 Бк/м3. Ожидаемая доля значений выше 400 Бк/м3 на разных территориях составляет от менее чем 0,1 до 26,8%. Наибольшие значения этого показателя получены для Сосновского, Каслинского и Брединского районов и Миасского г.о. (кроме г. Миасс). В работе проанализировано соответствие полученных результатов и карты эколого-радиогеохимического зонирования территории Челябинской области, составленной в 1993–1995 гг. на основе комплекса геологических предикторов потенциальной радоноопасности. Установлено, что медианные значения объемной активности радона в помещениях подвального, цокольного и первого этажей зданий, расположенных на территории трех из четырех эколого-радиогеохимических зон, достоверно не отличаются от медианного значения объемной активности радона в помещениях тех же этажей зданий, расположенных за пределами таких зон. Полученные результаты приводят к выводу, что возможность использования данной карты в качестве карты потенциальной радоноопасности представляется весьма сомнительной. Использованный в работе массив данных по Челябинской области содержит также обширный набор дополнительных характеристик каждой точки измерений, что дает возможность проанализировать и ряд других аспектов, связанных с изменчивостью объемной активности радона, например, сезонную и поэтажную вариабельность. В дальнейшем данный массив вполне может стать основой для расчетов региональных сезонных корректирующих коэффициентов, что позволит повысить достоверность оценки среднегодового значения ЭРОА изотопов радона по результатам измерений ограниченной длительности.

An extensive radon survey was conducted in 2008-2011 in the framework of the Federal target program on the territory of 29 districts of Chelyabinsk Oblast. SSNTDs were used to measure indoor radon concentrations in public buildings, dwellings and industrial buildings. The results are stored in the database “Radon” owned by Research and Technical Center of Radiation-Chemical Safety and Hygiene of Federal Medical-Biological Agency. The paper presents the results of the analysis of spatial variability of indoor radon concentration and the relationship of this value with a set of geological predictors of radon potential of the territory integrated into a map of ecological and radiogeochemical zones. The results show that in all districts and the whole Chelyabinsk Oblast radon concentrations conform to a lognormal distribution, but in ten districts log-logistic distribution fits the data slightly better. Nevertheless, relative difference between the median values of indoor radon concentration calculated from the two fitted distributions yields zero. The results show that dose assessment based on the arithmetic means could lead to an overestimation of the doses from radon in 1.4 times on average compared to that based on the medians. The median value does not exceed 400 Bq/m3 in any of the surveyed territories and the 95th percentile lies between 96 and 1274 Bq/m3. The fraction of indoor radon concentrations above 400 Bq/m3 expected from the fitted distribution lies between less than 0.1 and 26.8%. The highest values of this fraction were obtained for the Sosnovsky, Kaslinsky, Bredinsky districts and the Miassky urban district (except for the city of Miass). A map of ecological and radiogeochemical zones in Chelyabinsk Oblast was released in 1993-1995 and it was based on a set of geological predictors of radon potential of the territory. We analyzed the relationship of these zones with the results of the radon survey. One-way ANOVA on ranks with the Bonferroni correction showed that there is no statistically significant difference at the 95% confidence level amongst the medians of indoor radon concentration on basement, ground and first floors in settlements, which are located on the territory of three of four of these zones and outside of the territory of all zones. In the fourth zone the median was even two times lower than outside of the zones. These results lead to the conclusion that the possibility of using this map as a map of radon-prone areas is very doubtful. Each datapoint stored in the “Radon” database has a number of additional properties, which allows analyzing other types of indoor radon concentration variability such as seasonal or floor-to-floor. It is expected that later this dataset could be used for estimating regional seasonal correction factors.

радонобъемная активностьрадоновое обследованиетрековый детекторанализ данныхлогнормальное распределениегеогенный радоновый потенциалэколого-радиогеохимическая зонаЧелябинская областьradonconcentrationradon surveySSNTDdata analysislognormal distributiongeogenic radon potentialecological and radiogeochemical zoneChelyabinsk OblastReferencesКиселев С.М., Жуковский М.В., Стамат И.П., Ярмошенко И.В. Радон: От фундаментальных исследований к практике регулирования. М.: Изд-во «ФГБУ ГНЦ ФМБЦ им. А.И. Бурназяна ФМБА России», 2016. 432 с.Kiselev SM, Zhukovsky MV, Stamat IP, Yarmoshenko IV. Radon: From fundamental research to regulatory practice. Moscow: Russian State Research Center – Burnasyan Federal Medical Biophysical Center of Federal Medical-Biological Agency; 2016: 432. (In Russian)Маренный А.М., Цапалов А.А., Микляев П.С., Петрова Т.Б. Закономерности формирования радонового поля в геологической среде. М.: Перо, 2016. 394 с.Marennyy AM, Tsapalov AA, Miklyaev PS, Petrova TB. Regularities of radon field formation in the geological environment. Moscow: Pero; 2016: 394. (In Russian)Микляев П.С. Что делать? Или «радоновый» кризис в радиационных изысканиях // АНРИ. 2005. № 3. С. 60–64.Miklyaev PS. What to do? Or the “radon” crisis in radiation research. ANRI = ANRI. 2005;3: 60–4. (In Russian)Павлов И.В., Гулабянц Л.А., Маренный А.М., Охрименко С.Е. Задачи и методы радиационного контроля при строительстве зданий // АНРИ. 2003. № 3. С. 2–12.Pavlov IV, Gulabyants LA, Marennyy AM, Okhrimenko SE. Tasks and methods of radiation control while constructing the buildings. ANRI = ANRI. 2003;3: 2–12. (In Russian)Микляев П.С., Петрова Т.Б., Охрименко С.Е. Новые аспекты оценки радоноопасности территорий городской застройки // АНРИ. 2003. № 4. С. 63–71.Miklyaev PS, Petrova TB, Okhrimenko SE. New aspects of assessing the radon potential of urban areas. ANRI = ANRI. 2003;4: 63–71. (In Russian)Маренный А.М., Охрименко С.Е., Павлов И.В. Задачи и методы оценки потенциальной радоноопасности селитебных территорий // АНРИ. 2006. № 2. С. 25–30.Marennyy AM, Okhrimenko SE, Pavlov IV. Tasks and methods for assessing the radon potential of residential areas. ANRI = ANRI. 2006;2: 25–30. (In Russian)Микляев П.С., Петрова Т.Б. Механизмы формирования потока радона с поверхности почв и подходы к оценке радоноопасности селитебных территорий // АНРИ. 2007. № 2. С. 2–16.Miklyaev PS, Petrova TB. Mechanisms of radon flow formation from the soil surface and approaches to the assessment of the radon potential of residential areas. ANRI = ANRI. 2007;2: 2–16. (In Russian)Маренный А.М. Радон в инженерно-экологических изысканиях для строительства // АНРИ. 2008. № 2. С. 21–28.Marennyy AM. Radon in engineering and environmental research for construction. ANRI = ANRI. 2008;2: 21–8. (In Russian)Dubois G., Bossew P., Tollefsen T., De Cort M. First steps towards a European atlas of natural radiation: status of the European indoor radon map // J. Environ. Radioact. 2010. Vol. 101, No 10. P. 786–798.Dubois G, Bossew P, Tollefsen T, De Cort M. First steps towards a European atlas of natural radiation: status of the European indoor radon map. J. Environ. Radioact. 2010;101(10): 786–98.Tollefsen T., Cinelli G., Bossew P., et al. From the European Indoor Radon Map Towards an Atlas of Natural Radiation // Radiat. Prot. Dosimetry. 2014. Vol. 162, No 1-2. P. 129–134.Tollefsen T, Cinelli G, Bossew P, Gruber V, De Cort M. From the European Indoor Radon Map Towards an Atlas of Natural Radiation. Radiat. Prot. Dosimetry. 2014;162(1-2): 129–34.Микляев П.С., Петрова Т.Б., Маренный А.М. Европейский атлас природной радиации – современное состояние, проблемы, перспективы // АНРИ. 2019. № 2 (97). С. 27–42.Miklyaev PS, Petrova TB, Marennyy AM. European Atlas of Natural Radiation – the Current Status, Problems, Prospects. ANRI = ANRI. 2019;2(97): 27–42. (In Russian)European Indoor Radon Map: https://remon.jrc.ec.europa.eu/About/Atlas-of-Natural-Radiation/Digital-Atlas/Indoorradon-AM/Indoor-radon-concentration (дата обращения: 20.07.2020).European Indoor Radon Map. – Available from: https://remon.jrc.ec.europa.eu/About/Atlas-of-Natural-Radiation/Digital-Atlas/Indoor-radon-AM/Indoor-radon-concentration (Accessed: 20 July 2020)Романович И.К., Стамат И.П., Кормановская Т.А., Кононенко Д.В. Природные источники ионизирующего излучения: дозы облучения, радиационные риски, профилактические мероприятия / под ред. акад. РАН Г.Г. Онищенко и проф. А.Ю. Поповой. СПб.: ФБУН НИИРГ им. П.В. Рамзаева, 2018. 432 с.Romanovich IK, Stamat IP, Kormanovskaya TA, Kononenko DV. Natural sources of ionizing radiation: radiation doses, radiation risks, preventive measures. Saint- Petersburg: FBUN NIIRG im. P.V. Ramzaeva; 2018: 432. (In Russian)Максимовский В.А., Харламов М.Г., Мальцев А.В., Лучин И.А., Смыслов А.А. Районирование территории России по степени радоноопасности // АНРИ. 1996/97. № 3 (9). С. 66–73.Maksimovskiy VA, Kharlamov MG, Maltsev AV, Luchin IA, Smyslov AA. Zoning of the territory of Russia according to the radon potential. ANRI = ANRI. 1996/97;3(9): 66–73. (In Russian)Маренный А.М., Андреев Н.М., Астафуров В.И., и др. Интегральные измерения средней объемной активности радона в помещениях населенных пунктов Челябинской области // Сб. тез. науч.-практ. конф. с междунар. уч. «Актуальные вопросы радиационной гигиены», Санкт-Петербург, 7-9 июня 2010 г. СПб., 2010. С. 98–99.Marennyy AM, Andreev NM, Astafurov VI, Gubin AT, Dmitriev VA, Marennyy MA, et al. Long-term measurements of indoor radon concentration in the settlements of Chelyabinks Oblast, Russia. In: Scientific and practical conference with international participation “Current issues of radiation hygiene”; 2010 Jun 7-9; Saint-Petersburg; 2010: 98–9. (In Russian)Кононенко Д.В. Анализ распределений значений объем- ной активности радона в воздухе помещений в субъектах Российской Федерации // Радиационная гигиена. 2019. Т. 12, № 1. С. 85–103.Kononenko DV. Analysis of distributions of indoor radon concentrations in the regions of the Russian Federation. Radiatsionnaya Gygiena = Radiation Hygiene. 2019;12(1): 85–103. (In Russian)Daraktchieva Z., Miles J.C., McColl N. Radon, the lognormal distribution and deviation from it // J. Radiol. Prot. 2014. Vol. 34, No 1. P. 183–190.Daraktchieva Z, Miles JC, McColl N. Radon, the lognormal distribution and deviation from it. J. Radiol. Prot. 2014;34(1): 183–90.Murphy P., Organo C. A comparative study of lognormal, gamma and beta modelling in radon mapping with recommendations regarding bias, sample sizes and the treatment of outliers // J. Radiol. Prot. 2008. Vol. 28, No 3. P. 293–302.Murphy P, Organo C. A comparative study of lognormal, gamma and beta modelling in radon mapping with recommendations regarding bias, sample sizes and the treatment of outliers. J. Radiol. Prot. 2008;28(3): 293–302.Jimenez R., Hidalgo M., Klimek P. Supplementary Materials for Testing for voter rigging in small polling stations // Sci. Adv. 2017. No 3. P. e1602363: https://advances.sciencemag.org/content/suppl/2017/06/26/3.6.e1602363.DC1 (дата обращения: 20.07.2020)Jimenez R, Hidalgo M, Klimek P. Supplementary Materials for Testing for voter rigging in small polling stations. Sci. Adv. 2017;3: e1602363. – Available from: https://advances.sciencemag.org/content/suppl/2017/06/26/3.6.e1602363.DC1 (Accessed: 20 July 2020)Cimbala J.M. Outliers: https://www.me.psu.edu/cimbala/me345/Lectures/Outliers.pdf (дата обращения: 20.07.2020)Cimbala JM. Outliers. – Available from: https://www.me.psu.edu/cimbala/me345/Lectures/Outliers.pdf (Accessed: 20 July 2020)An American National Standard. Test Uncertainty. ASME PTC 19.1-2005 (Revision of ASME PTC 19.1-1998). New York: The American Society of Mechanical Engineers; 2006. 92 p.An American National Standard. Test Uncertainty. ASME PTC 19.1-2005 (Revision of ASME PTC 19.1-1998). New York: The American Society of Mechanical Engineers; 2006: 92.Hoaglin D.C., Iglewicz B. Fine-Tuning Some Resistant Rules for Outlier Labeling // J. Am. Stat. Assoc. 1987. Vol. 82, No 400. P. 1147–1149.Hoaglin DC, Iglewicz B. Fine-Tuning Some Resistant Rules for Outlier Labeling. J. Am. Stat. Assoc. 1987;82(400): 1147–9.Tukey J.W. Exploratory Data Analysis. Addison-Wesley Pub. Co.; 1977. 688 p.Tukey JW. Exploratory Data Analysis. Addison-Wesley Pub. Co.; 1977: 688.Hoaglin D.C., Iglewicz B., Tukey J.W. Performance of Some Resistant Rules for Outlier Labeling // J. Am. Stat. Assoc. 1986. Vol. 81, No 396. P. 991–999.Hoaglin DC, Iglewicz B, Tukey JW. Performance of Some Resistant Rules for Outlier Labeling. J. Am. Stat. Assoc. 1986;81(396): 991–9.McLaughlin M.P. Compendium of Common Probability Distributions. Second Edition, v2.7. 2016. 128 p.: https://www.causascientia.org/math_stat/Dists/Compendium.pdf (дата обращения: 20.07.2020)McLaughlin MP. Compendium of Common Probability Distributions. 2016; Second Edition, 2.7: 128. – Available from: https://www.causascientia.org/math_stat/Dists/Compendium.pdf (Accessed: 20 July 2020)Романович И.К., Стамат И.П., Кормановская Т.А., и др. Результаты выборочного исследования содержания радона в помещениях детских дошкольных и школьных организаций Ленинградской области // Здоровье населения и среда обитания. 2017. № 10 (295). С. 46–49.Romanovich IK, Stamat IP, Kormanovskaya TA, Balabina TA, Koroleva NA, Istorik OA, et al. Results of sampling analysis of radon content in preschool and school organizations in the Leningrad region. Zdorovie naseleniya i sreda obitaniya = Public Health and Life Environment. 2017;10(295): 46–9. (In Russian)Киселев С.М., Жуковский М.В. Современные под- ходы к обеспечению защиты населения от радона. Международный опыт регулирования // Радиационная гигиена. 2014. Т. 7, № 4. С. 48–52.Kiselev SM, Zhukovsky MV. Modern approaches to public protection against indoor radon. International regulatory experience. Radiatsionnaya Gygiena = Radiation Hygiene. 2014;7(4): 52–5.Киселев С.М. Эволюция подходов МКРЗ к регулированию защиты населения от радона // Медицинская радиология и радиационная безопасность. 2016. Т. 61, № 2. С. 70–74.Kiselev SM. Evolution of Approaches of ICRP to the Regulations of Protection of the Population from Radon. Meditsinskaya radiologiya i radiatsionnaya bezopasnost’ = Medical Radiology and Radiation Safety. 2016;61(2): 70–4. (In Russian)Киселев С.М. Формирование современной методологии регулирования защиты населения от облучения радоном // Гигиена и санитария. 2017. Т. 96, № 1. С. 52–56.Kiselev SM. Formation of modern methodology of the regulation of protection population from radiation with radon. Gigiena i Sanitaria = Hygiene and Sanitation. 2017;96(1): 52–6. (In Russian)Киселев С.М., Стамат И.П., Маренный А.М., Ильин Л.А. Обеспечение защиты населения от облучения радоном. Проблемы и пути решения // Гигиена и санитария. 2018. Т. 97, № 2. С. 101–110.Kiselev SM, Stamat IP, Marenny AM, Ilyin LA. Provision of the public radiological protection against radon exposure. Challenges and resolutions. Gigiena i Sanitaria = Hygiene and Sanitation. 2018;97(2): 101–10. (In Russian)Киселев С.М., Маренный А.М., Романов В.В. Радон. Современные подходы к регулированию радиационной безопасности населения // Радиационная гигиена. 2019. Т. 12, № 2. С. 94–102.Kiselev SM, Marennyy AM, Romanov VV. Radon. Advanced regulatory approaches to public radiation protection. Radiatsionnaya Gygiena = Radiation Hygiene. 2019;12(2): 94–102. (In Russian)Световидов А.В., Венков В.А., Стамат И.П., Горский Г.А. Защита зданий от радона: первые опыты по разработке и осуществлению защитных мероприятий // Матер. науч.- практ. конф. «Современные проблемы обеспечения радиационной безопасности населения». СПб., 2006. С. 41–44.Svetovidov AV, Venkov VA, Stamat IP, Gorsky GA. Protection of buildings from radon: first experiments on the development and implementation of protective measures. In: Scientific and practical conference “Modern problems of radiation safety of the population”. St. Petersburg; 2006: 41–4. (In Russian)Световидов А.В., Венков В.А., Горский Г.А. Опыт проведения радонозащитных мероприятий в эксплуатируемых зданиях // Радиационная гигиена. 2009. Т. 2, № 4. С. 35–39.Svetovidov AV, Venkov VA, Gorsky GA. Experience in radon mitigation in the operating buildings. Radiatsionnaya Gygiena = Radiation Hygiene. 2009;2(4): 35–9. (In Russian)European Atlas of Natural Radiation: https://remon.jrc.ec.europa.eu/About/Atlas-of-Natural-Radiation/Digital-Atlas (дата обращения: 20.07.2020)European Atlas of Natural Radiation: https://remon.jrc.ec.europa.eu/About/Atlas-of-Natural-Radiation/Digital-Atlas (Accessed: 20 July 2020)European Geogenic Radon Map: https://remon.jrc.ec.europa.eu/About/Atlas-of-Natural-Radiation/Digital-Atlas/Geogenic-radon/Geogenic-radon (дата обращения: 20.07.2020)European Geogenic Radon Map: https://remon.jrc.ec.europa.eu/About/Atlas-of-Natural-Radiation/Digital-Atlas/Geogenic-radon/Geogenic-radon Accessed: 20 July 2020)Жуковский М.В., Ярмошенко И.В. Радон: измерение, дозы, оценка риска. Екатеринбург: УрО РАН, Институт промышленной экологии, 1997. 231 с.Zhukovsky MV, Yarmoshenko IV. Radon: measurements, doses, risk assessment. Ekaterinburg: UB RAS, Institute of Industrial Ecology; 1997: 231. (In Russian)Уткин В.И., Чеботина М.Я., Евстигнеев А.В., и др. Радиоактивные беды Урала. Екатеринбург: УрО РАН, 2000. 93 с.Utkin VI, Chebotina MYa, Evstigneev AV, Ekidin AA, Rybakov EN, Trapeznikov AV, et al. Radioactive troubles of the Urals. Ekaterinburg: UB RAS; 2000: 93. (In Russian)Burke O., Long S., Murphy P., et al. Estimation of seasonal correction factors through Fourier decomposition analysis – a new model for indoor radon levels in Irish homes //J. Radiol. Prot. 2010. Vol. 3. No 3, P. 433–443.Burke O, Long S, Murphy P, Organo C, Fenton D, Colgan PA. Estimation of seasonal correction factors through Fourier decomposition analysis – a new model for indoor radon levels in Irish homes. J Radiol Prot. 2010 Sep;30(3): 433–43.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.