РАДІОАКТИВНІСТЬ ВІДХОДІВ МЕТАЛУРГІЙНИХ ПІДПРИЄМСТВ
DOI:
https://doi.org/10.30977/BUL.2219-5548.2023.100.0.63Ключові слова:
радіонуклід, доменний шлак, індекс радіаційної небезпеки, доза радіації, кислотність, сорбціяАнотація
У складі доменних шлаків виявлено природні радіонукліди: 226Ra, 232Th і 40K. Вміст радіонуклідів варіює за фракціями відходів. За вкладом у величину сумарної активності ПРН можна розташувати в ряд: 40К > 226Ra > 232Th. Найбільш радіаційно-чистою є фракція >20 мм відвального шлаку «Запоріжсталь», підвищено радіоактивність фракцій 1,25‒2.5 мм ДМК, 5‒10 і 0,63‒1,25 мм ММК та гранульованого шлаку «АрселорМіттал». Усі досліджені шлаки відносяться до першого класу радіаційної небезпеки (Сеф 370 Бк/кг) та можуть використовуватись у будівництві без обмежень. Усі досліджені шлаки відповідають міжнародним радіологічним показникам: Raeq 370 Бк/кг, індекси радіаційної небезпеки Iγ, Iex, Iin і Iα 1, що свідчить про відсутність небезпеки підвищеного гамма-випромінювання та еманації радону та дочірніх продуктів його розпаду у повітря приміщення. Концентрація радону, що надходить у повітря приміщення, не перевищує 200 Бк/м3. Для середньої проби та фракцій шлаку <2,5 мм "АрселорМіттал" завищено значення індексу використання активності, що визначає безпеку практичного використання відходів; потужність поглиненої дози на відкритому повітрі та річна ефективна еквівалентна доза вище середньосвітових значень, вони становлять відповідно 58 нГр/год і 0,07 мЗв, але при цьому нижче значення, що рекомендується МАГАТЕ для населення 1 мЗв/рік. Надлишковий довічний канцерогенний ризик для дисперсних фракцій шлаку «АрселорМіттал» вищий за середньосвітове значення: 0,29·10–3, але нижче межі 0,05, встановленої Міжнародною комісією з радіаційного захисту. Визначено пряму кореляцію між кислотністю фракцій шлаків та збільшенням радіологічних показників. Зроблено спробу зв'язати радіоактивність доменних шлаків із сорбцією ПРН на негативно зарядженій поверхні шлакових частинок, що більш достовірно для аморфного сорбційно-активного гранульованого шлаку.
Посилання
Billa, J., Han, F.X., Didla, S., Ankrah, M., Yu, H., Dimpah, J., Brempong, O., Adzanu, S. (2015) Evaluation of Radioactivity Levels in Fertilizers Commonly Used in the Southern USA. J Radio-anal Nucl. DOI: 10.1007/s10967-015-4071-z.
Cinelli, G., Tollefsen, T., Bossew, P., Gruber, V., Bogucarskis, K., De Felice, L., De Cort, V. (2019) Digital version of the European Atlas of natural radiation. J Environ Radioact. DOI: 10.1016/j.jenvrad.2018.02.008.
Żak, A., Isajenko, K., Piotrowska, B., Kuczbajska, M., Ząbek, A., Szczygielski, T. (2008) Natural radioactivity of wastes. Nukleonika, no. 55(3), pp. 387−391.
Louw, I. (2020). Potential radiological impact of the phosphate industry in South Africa on the public and the environment (Paper 1). J Environ Radioact. DOI: 10.1016/j.jenvrad.2020.106214.
Khobotova, E., Ignatenko, M., Kaliuzhna, Iu., Hra-ivoronska, I. (2021) Evaluation of Radiation Se-curity of Coal-Mining and Thermal Power Waste Products. Petroleum and Coal, no. 63(2), pp. 517−524.
Skoko, B., Babić, D., Marović, G., Papić, S. (2019) Environmental radiological risk assess-ment of a coal ash and slag disposal site with the use of the ERICA Tool. J Environ Radioact. DOI: 10.1016/j.jenvrad.2019.106018.
Ene, А., Pantelică, А. (2011) Characterization of metallurgical slags using low-level gamma-ray spectrometry and neutron activation analysis. Rom J Phys, no. 56(7–8), pp. 1011–1018.
Sofilic´, T., Barisˇic´, D., Rastovcˇan Miocˇ, F., Sofilic, U. (2010) Radionuclides in steel slag in-tended for road construction. J Radioanal Nucl Chem. DOI: 10.1007/s10967-009-0431-x.
Uğur, F., Turhan, Ş., Sahan, H., Sahan, M., Gören, E., Gezer, F., Yegingil, Z. (2013) Investigation of the activity level and radiological impacts of nat-urally occurring radionuclides in blast furnace slag. Radiation Protection Dosimetry. DOI: 10.1093/rpd/ncs131. 10. Mahmoud, K.R. (2007) Radionuclide content of local and imported cements used in Egypt. J Ra-diolog Protect. DOI: 10.1088/0952-4746/27/1/004.
Gijbels, K., Landsberger, S., Samyn, P., Iacobes-cu, R.I., Pontikes, Y., Schreurs, S., Schroeyers, W. (2019) Radiological and non-radiological leaching assessment of alkaliactivated materials containing ground granulated blast furnace slag and phosphogypsum. Sci Total Environ. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2019.01.089.
Radiation Safety Standards of Ukraine (NRBU-97) (1998) State hygienic standards GGN 6.6.1.-6.5.001.98. Official publication, Kiev.
JCPDS PDF-1 File (1994) Intern. Committee for Diffraction Data, release 1994 PA, USA. www.ICDD.com.
Rodriguez-Carvajal, J., Roisnel, T. (1998) Full-Prof. 98 and WinPLOTR: New Windows 95 / NT Applications for Diffraction. Commission for Powder Diffraction, Intern. Union of Crystallog-raphy, Newsletter, no. 20.
Khobotova, E.B., Hraivoronska, I.V. Mekhanizm adsorbtsii aromatychnykh spoluk metalurhiinym shlakom. Ekolohiia ta promyslovist. 2018, no. 1, pp. 63–67.
Office European Commission report on radiolog-ical protection principles concerning the natural radioactivity building materials radiation protec-tion 112 (EC 1999) (1999) Directorate General Environment, Nuclear Safety and Civil Protec-tion, Luxembourg.
Hrytsenko, A.V., Kovalenko, H.D. (2003) Radyoekolohiia rehioniv Ukrainy: Kharkivska oblast: monohrafiia. Kharkiv, 128 s.
Sources and effects of ionizing radiation. UN-SCEAR 2000 Report to General Assembly, with scientific annexes (2000) Vol. 1: Sources. United Nations, New York.
Tufail, M. (2012) Radium equivalent activity in the light of UNSCEAR report. Environ Monitor Assessm, no. 184(9), pp. 5663‒5667.
Exposure to radiation from natural radioactivity in building materials. Report by group of experts of the OECD (NEA–OECD 1979) (1979) Nuclear Energy Agency (NEA), Paris.
Effects of ionizing radiation: report to the Gen-eral Assembly, with scientific annexes (UNSCEAR (2008)) (2010) United Nations, New York.
Recommendations of the International Commis-sion on radiological protection (1991) Publication 60: 1990. Annals of the ICRP: Pergamon Press, no. 21 (1‒3).
Kolo, M.T., Amin, Y.M., Khandaker, M.U., Ab-dullah, W.H.B. (2017) Radionuclide concentrations and excess lifetime cancer risk due to gam-ma radioactivity in tailing enriched soil around Maiganga coal mine, Northeast Nigeria. Вісник ХНАДУ, вип. 100, 2023 71 Internat J Radiat Research. DOI: 10.18869/acadpub.ijrr.15.1.71.
Radiation protection and safety of radiation sources: International main safety norms (2010) MAGATE, Vienna.
Khobotova E.B., Hraivoronska I.V., Kiriienko M.M. (2020) Radioaktyvnist betoniv yak bahatokomponentnykh budivelnykh materialiv. Inzheneriia pryrodokorystuvannia, no. 1(15), pp. 117–124.
Khobotova E., Kaliuzhna I.U., Ihnatenko M., Hraivoronska I., Khodyrev S. (2021) Radioactivity of blast furnace slags from metallurgical enterprises of Ukraine. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry 327:279‒286 doi.org/10.1007/s10967-020-07505-x
Konstantinov M.P., Zhurbenko O.A. (2003) Radiatsiina bezpeka. Sumy, 151 s.
Hraivoronska I.V., Khobotova E.B., Datsenko V.V. (2020) Hranulovanyi domennyi shlak yak sorbent orhanichnykh barvnykiv. Inzheneriia pryrodokorystuvannia, no. 4(18), pp. 53–59.
