Jegyzőkönyv. Savoya Park. Környezeti sugárzások felmérése. Környezeti mintavételezés III március 6. D csoport

Átírás

1 Jegyzőkönyv Savoya Park Környezeti sugárzások felmérése Környezeti mintavételezés III március 6. D csoport Böde Nóra Anita Czinder Anita Mácsai Cecília Ringer Marianna

2 Tartalomjegyzék 1. Elektroszmog mérések (Czinder Anita) Gamma-dózisintenzitás mérések (Mácsai Cecília, Böde Nóra) Zajmérések (Ringer Marianna) Irodalomjegyzék

3 1. Elektroszmog mérések (Czinder Anita) A mérés célja az elektromos vezetékek felderítése volt, a Savoya Park egy folyosórészén, 11 mérési pont segítségével (1.ábra). 1.ábra.Mérési pontok A méréshez egy ME 3030B típusú digitális multimétert használtunk (gy. sz.: ; S-Nr. ME3XXX, 16 Hz-2000 Hz GigaHertz Solutions). A detektálás alapja röviden, a váltakozó feszültségű elektromos vezeték által létrehozott váltakozó mágneses mező feszültséget indukáló hatása a műszerben található tekercsben. Az elektromos áram által keltett mágneses teret a Biot-Savart törvény vezetékre való átírásával számolhatjuk: B = μ 0I, ahol B a mágneses tér [T], μ 2πr 0 a vákuum mágneses permeabilitása ( 4π10 7 Ns 2 /C 2 ), I az áramerősség [A], r a vezető távolsága [m]. A keletkezett mágneses tér mindenhol a vezeték körül a ponton átmenő kör érintőjének irányába mutat, a jobbkéz-szabály (2.ábra) szerint. Az épületben található nagyfeszültségű, 50 Hz frekvenciájú vezetékekben váltakozó áram folyik. Váltakozó áram esetén az áramerősség szinuszosan változik, azaz I=I0sin(2πft), ahol I0 a maximális amplitúdónál vett áramerősség [A], f a frekvencia 2.ábra.Jobbkéz-szabály [ 1 ], t pedig az idő [s]. A váltakozó áram önmagához hasonlóan s váltakozó mágneses mezőt kelt. Váltakozó áram esetében a Biot-Savart törvény tehát az amplitúdókra lesz érvényes, így B 0 = μ 0I 0, ahol B0 maximális amplitúdóhoz tartozó 2πr mágneses erő. A mérőműszerbe beépített tekercs hurkai által kijelölt körlapon (A) mágneses 2

4 erővonalak áthaladását fluxusnak és a következő egyenlettel számolható: Φ = A B nevezzük. Váltakozó mágneses tér esetén a fluxus időben változik, így feszültség jön létre és Faraday-féle indukciós törvénynek nevezzük (U ind = δφ ). Mivel a tekercs nem egy hurokból áll, a mágneses tér kiszámolására használható képlet a B 0 = hurkok száma a tekercsben. δt U 0 2πNfA, ahol N a A mérési pontokat 5 méterenként jelöltük ki, a 8. ponttól 90 szögben balra haladva tovább. Minden pontnál 130 cm magasságban mértünk, majd a feltűnően nagy értékeknél (1., 8., 9. pontok) 0 és 200 cm magasságban is, hogy beazonosítsuk a forrás magasságát. Az adatok leolvasását a műszer három független irányba való forgatása után is megtettük. Mivel nem tudtam, hogy egy adatot mennyi vezeték határoz meg és egyetlen vezeték biztos helyét se ismertem, nem volt támpontom a vezetékhálózat felrajzolásához. Áramerősség ismeretének hiányában a mágneses tér vezetéktől való négyzetes lecsengésével se tudtam számolni. Az adatok alapján azonban meg tudtam határozni, hogy a mérési pontok egymáshoz képest mennyire vannak közel vezetékekhez, vagy mennyire vannak közel nagy áramerősségű vezetékekhez. A forrás távolságának és a mágneses tér nagyságának szemléltetésére a három különböző irányban mért adatokat egy vektor három komponenseként értelmeztem. Az így kapott vektorok hossza megmutatja, hogy mennyire van közel egy vezeték, vagy mennyire nagy az áramerőssége az őt meghatározó vezetéknek. A vektorok iránya a forrás helyzetét szemlélteti, ami a vektorokra merőleges síkban található. A mérési eredmények a 1. és 2. táblázatban láthatóak. 1.táblázat. Vektor és komponensei 130 cm magasságban 3

5 2.táblázat. Három szinten mért komponensek és vektoraik Mivel a műszer 2% mérési hibával dolgozik és a vektorok a komponensek négyzetösszegének gyökéből adódnak, a relatív hiba a komponensen hibájának a négyzetösszegének a fele. A vektorok hosszának hibáját Gnuplot program segítségével ábrázoltam (3.ábra). 3.ábra.A vektorok és hibáik (0 cm=130 cm, -130 cm=0 cm, 70 cm= 200 cm) Az 1. táblázat alapján látszik, hogy a mérési pontok közül az és 9. pontoknál álltunk legközelebb egy vezetékhez, vagy ezeken a pontokon álltunk nagy áramerősségű vezetékhez a legközelebb. A mért értékek alapján meghatározható, hogy az 1. pontnál 130 cm, a 8. pontnál 0 m és 2 m, a 9. pontnál pedig mindhárom magasságban közel helyezkedett el, vagy nagy áramerősségű vezeték húzódott a közelünkben. A 2. táblázat segítségével látható, hogy az 1. pontnál 130 cm magasságban vagyunk az említett vezetékektől, de a 8. és 9. pontokban inkább 0 méternél, vagy az alatt húzódnak. 4

6 Magyarországon a 63/2004. (VII. 26.) ESZCSM rendelet 1. melléklete alapján az 50 Hz frekvenciáház határérték nem tartozik. Az International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection ajánlása alapján meghatározott határértékeknek még a legmagasabb mért értékünk is megfelel (3.táblázat). 3.táblázat. Ajánlott határértékek A mért értékek alapján megállapítható, hogy körülöttünk több vezetékből álló hálózat húzódott, ami helyenként összekapcsolódott. A helyszínen mért mágneses térerősség a ajánlott határérték alatt van. 2. Gamma-dózisintenzitás mérések (Mácsai Cecília, Böde Nóra) A gamma sugárzás ionizáló sugárzás. Az ionizáló sugárzás semleges közegben elektromos töltésű részecskéket (ionokat) hoz létre. Minden sugárzás ide sorolható, amely az anyag (mellyel a sugárzás kölcsönhatásba lép) atomjait, molekuláit ionizálja. Ez az ionizáció a biológiai rendszerekben (élőlényekben) kémiai folyamatokat indukálhat, melynek biológiai hatásai is lehetnek. A sugárforrás eredete szerint lehet természetes, vagy mesterséges. A szervezethez viszonyított helyzete alapján beszélhetünk külső, vagy belső sugárforrásról. A Földet érő természetes eredetű ionizáló sugárzás (kozmikus sugárzás, mely eredete lehet galaktikus, vagy szoláris) mindennapjaink része, az emberi tevékenység nem tudja befolyásolni, így a kozmikus sugárzást és a természetes radioaktív izotópok sugárzását (melyek földi eredetűek) háttérsugárzásnak nevezzük. A sugárzés lehet α-sugárzás, β-sugárzás és γ-sugárzás. Ezek radioaktív elemek bomlása során jönnek létre. α-sugárzás: He ionok (benne 2 p + és 2n o ) távoznak a radioaktív atommagból, áthatoló képessége kicsi (már gy papírlap is elnyeli) β-sugárzás: e - -ok, vagy e + -okból áll, vékonyabb műanyag/fém réteg megállítja γ-sugárzás: Elektromágneses sugárzás, nagy áthatoló képesség (vastag ólom, vagy nagy rendszámú anyaggal állítható meg); ionizáló képessége kicsi n o -sugárzás: atomok magjából kilökődő n o -ok; nagy áthatoló képesség (vastag betonréteg, H-ben gazdag anyag állítja meg). A radioaktív bomlási sor úgy jön létre, hogy a keletkezett új elem is radioaktív és tovább fog bomlani. 4 db ilyen radioaktív bonlási sor van: 1. Neptúnium-sor, 2. Tórium-sor, 3. Urán 238-sor, 4. Urán 235-5

7 sor. A Neptúnium-sor utolsó eleme a Pb-208, melynek felezési ideje 2,14 millió év, így ez már elbomlott. Ezek mellett még számos radioaktív elem hozzájárul a természetes földi eredetű háttérsugárzáshoz (pl. 40 K, 87 Rb), valamint a kozmikus sugárzás során létrejött,majd talajba került radioaktív izitópok is megemlítendők (pl. 3 H, 7 Be, 22 Na). A földi eredetű sugárzások közül a radon ( 222 Rn) mind a három bomlási sorban megtalálható (legnagyobb mennyiségben az 238 U bomlása során keletkező 226 Ra-ból α-sugárzással keletkezik) és ez az izotóp adja a természetes sugárterhelés több mint felét (1,2 msv/év). A radon gáz felhalmozódik a talaj apró üregeiben, majd folyamatosan áramlik, ha elég laza a talaj, 1-2m mélységből is történhet ez az áramlás. A szabadba kerülve gyorsan felhígul, de zárt térben felhalmozódik. Így egy lakótérben a talajból, építőelemekből, diffúzióval a helység levegőjébe kerül. Itt a levegő aeroszol részecskéire tapadva, majd belégzéssel a tüdőbe jutva és itt elbomolva (a Rn felezési ideje 3,82 nap) okozhat egészségkárosodást. 4.táblázat. A lakosság természetes sugárzástól származó évi átlagos dózisterhelése Határértékek: 16/2000 rendelet 2. sz melléklete alapján: A természetes sugárterhelés világátlaga 2,4 msv/év (UNSCEAR)- Magyarországon az átlagérték 3,1 msv/év. A dóziskorlát értékei ezen értéken felül értendők. Munkavállalók estén ez 20 msv/év effektív dózis, 5 évre átlagolva, vagyis 100 msv/5 év, de egyik évben sem haladhatja meg az 50 msv értéket. Lakosságra vonatkozó határértékek a következők: 1 msv/ év effektív dózis, különleges esetben 5 msv/év, de ekkor az egymás utáni 5 év átlaga nem haladhatja meg az 1 msv/év értéket. Kapcsolódó fogalmak: A természetes sugárzás forrása Átlag évi effektív dózis [msv] Kozmikus eredetű sugárzás 0,39 Természetes izotópok külső sugárzása 0,48 Természetes izotópok belégzése 1,26 (1, Rn) Természetes izotópok fogyasztása 0,29 Összesen 2,4 - Elnyelt dózis: Valamely homogén anyag egységnyi tömegben elnyelt sugérzási energia. (jele: D, mértékegysége: Gray=Gy) - Egyenérték dózis: A különböző sugárzás biológiai hatását figyelembe vevő érték-súlyzótényező (jele:w r), mely függ a szövettől, a sugárzás fajtájától. (jele: H T, R R-típusú sugárzás esetén) - Teljes egyenérték dózis: Egy szövetre tekintve az összes rá ható különböző típusú, súlyzótényezőjű sugárzások. (jele: H T, mértékegysége: Sievert=Sv=J/kg) Mérés Ismertetése: A mérés során a FH40 G-L10 gamma dozimétert használtuk. 6

8 4.ábra: A mérés során használt műszer A műszer termolumineszcens doziméter (szilárdtest doziméter), működése szerint az ionizáló sugárzás hatására a műszerben levő kristályok elektronjai gerjesztett állapotba kerülnek és befogódnak a kristályba beépült szennyező atomok helyére, mely helyről csak felemelegítés hatására lépnek ki és térnek vissza alapállapotba. Az alapállapotba való visszatéréskor látható fényt, vagy ahhoz közeli hullámhosszú fényt bocsátanak ki. Ezt a fényt detektáljuk fotoelektron-sokszorozóval és a kibocsátott fotonok száma a kristályban elnyelt sugárdózissal arányos,így kapunk a sugárdózissal arányos értéket. Mérések kiértékelése: 1. feladat: Két kézi műszer méréseinek összevetése A gyakorlat során a Savoya parki Auchan előtt a szabadban összehasonlítottuk a 2 kézi műszer (Ép és Törött) által mért adatokat. Ugyanaz a gyártmányú és típusú a két műszer, mégis eltérő eredményeket kaptunk. A mérést négyszer ismételtük meg és egyenként fél percig tartottak, valamint az egyes mérések közötti távolság 8-10 méter volt. A mérést úgy végeztük, hogy a fél perc során mért maximum és minimum értéket feljegyeztük és ezeknek vettük az átlagát. A kiszámolt átlagokból látható, hogy az Ép típusú műszer nagyobb értékeket mért, mint a Törött műszer. Az eltérő eredmények hátterében állhat az, hogy a két műszer eltérően átlagolhat vagy eltérő az érzékenysége, de az is lehet, hogy abban a pillanatban nagyobb/kisebb sugárzás érte az egyik műszert. A mért értékeket nsv/h-ban mértük, a műszer statisztikus hibája +/- 1 nsv/h. Mért érték (nsv/h) Átlag érték Átlag érték Mérés száma Műszer típusa Statisztikus hiba min max (nsv/h) (msv/év) Ép 73,3 87,5 80,40 0,71 +/- 1 nsv/h 1 Törött 45,2 52,7 48,95 0,43 +/- 1 nsv/h Ép 52,3 60,5 56,40 0,49 +/- 1 nsv/h 2 Törött 38,8 45,4 42,10 0,37 +/- 1 nsv/h Ép 62,7 72,2 67,45 0,59 +/- 1 nsv/h 3 Törött 49,7 69,2 59,45 0,52 +/- 1 nsv/h Ép 62,8 76,2 69,50 0,61 +/- 1 nsv/h 4 Törött 33,7 67,6 50,65 0,44 +/- 1 nsv/h 5. táblázat Az Ép és Törött mérőműszerek összehasonlításának eredményei 7

9 2. feladat: Utcai gamma-dózisintenzitás térkép készítése az épületek körül kb. 5 méterenkénti mintavételi sűrűséggel Két féle mérést végeztünk el. Az egyik esetben a Feltáró út menti Auchan parkoló közvetlen közelében, a másik esetben pedig az utcafronton végeztük el a gamma-dózisintenzitás megmérését. A mintavételek között kb. 5 méter volt a távolság. A műszert 1 méter magasan tartottuk, majd fél és 1 percnél rögzítettük a műszer által mért értékeket. A mért adatokat a feldolgozás során átlagoltuk. A mi csoportunk a Törött műszerrel mért. 5. ábra: Készített gamma-dózisintenzitás térkép. Parkoló előtt: 1-10-ig, utcafronton: A-B-ig. Mérési pont Mérés helye Megtett út (m) Mért érték (nsv/h) Átlag érték Átlag érték 0,5 perc 1 perc (nsv/h) (msv/év) Statisztikus hiba Megjegyzés 1 parkoló előtt 0 66,6 62,9 64,75 0,57 +/- 1 nsv/h 2 parkoló előtt 5 52,9 61,1 57,00 0,50 +/- 1 nsv/h 3 parkoló előtt 10 60,9 54,6 57,75 0,51 +/- 1 nsv/h 4 parkoló előtt 15 49,1 48,5 48,80 0,43 +/- 1 nsv/h 5 parkoló előtt 20 44,1 49,4 46,75 0,41 +/- 1 nsv/h 6 parkoló előtt 25 45,3 44,5 44,90 0,39 +/- 1 nsv/h 7 parkoló előtt 30 48,3 42,2 45,25 0,40 +/- 1 nsv/h 8 parkoló előtt 35 42,6 45,4 44,00 0,39 +/- 1 nsv/h 9 parkoló előtt 40 57,6 59,4 58,50 0,51 +/- 1 nsv/h 10 parkoló előtt 45 66,1 62,4 64,25 0,56 +/- 1 nsv/h A utcafront 50 57,4 78,1 67,75 0,59 +/- 1 nsv/h B utcafront 55 71,1 68,0 69,55 0,61 +/- 1 nsv/h kő C utcafront 60 60,6 63,1 61,85 0,54 +/- 1 nsv/h kő D utcafront 65 53,3 55,0 54,15 0,47 +/- 1 nsv/h kisebb kő E utcafront 70 59,1 63,1 61,10 0,54 +/- 1 nsv/h nincs kő F utcafront 75 72,2 71,8 72,00 0,63 +/- 1 nsv/h kő G utcafront 80 70,3 59,7 65,00 0,57 +/- 1 nsv/h kő H utcafront 85 57,2 57,3 57,25 0,50 +/- 1 nsv/h oszlop I utcafront 90 51,7 46,8 49,25 0,43 +/- 1 nsv/h oszlop J utcafront 95 57,7 52,7 55,20 0,48 +/- 1 nsv/h oszlop 6. táblázat: Mért gamma-dózisintenzitások 8

10 1. diagram A parkoló előtt mért dózisteljesítmények 2.diagram Az utcafronton mért dózisteljesítmények 9

11 Következtetéseink: Az atomenergiáról szóló évi CXVI. törvény egyes rendelkezésének végrehajtásáról szóló 16/2000. (VI.8.) EüM rendeletben a 2. számú mellékletben foglaltak szerint a két feledat során mért értékeink a lakossági határérték (1 msv/év) alatt vannak, vagyis az előírt éves effektív dóziskorlátot nem haladják meg, a lakosság nincs veszélyben. Ha továbbra is ezek az értékek állnánk fent, akkor sem lépnénk túl a lakossági határértéket, beavatkozó intézkedésekre nincs szükség. Számottevően az utcafronton nagyobb dózisteljesítményeket mértünk, mint a parkoló előtt, amit feltehetően a kozmikus sugárzás és a kövek sugárzása okozza. Véleményünk szerint többféle mérőműszerrel és többször kellene ilyen sugárzási méréseket végezni, akár kihelyezett mérőműszerek által. 3. Zajmérések (Ringer Marianna) Bevezetés, célkitűzés A zajmérési feladat során azt vizsgáltuk, hogy a mintavételi területen tartózkodók milyen hanghatásoknak vannak kitéve, ezek közül is melyek azok, amelyek - túl nagy hangerejük miatt - zavaróak, illetve károsak lehetnek az ember számára. Csoportunk feladata a lehetséges zajforrások vizsgálata, illetve ezek zajkeltés szerinti minősítése volt. Mérési körülmények A feladatot a Savoya Park (1117 Budapest, Hunyadi János út 19.) területén található Auchan áruház parkolójában végeztük. A mérési pontokat a 6.ábra szemlélteti. 6. ábra. Mérési pontok. 1. bejáratnál, két ajtó között (bent), 2. bejárat előtt (kívül), 3. garázsbejáratnál lévő fekvőrendőr, 4. kijáratnál lévő emelkedő, 5. nyitott parkoló, 6. bevásárlókocsival a parkolóban. 10

12 zajszint (db) A mérést egy Hand-held Analyzer Type 2250-L típusú kézi integráló zajmérő műszerrel (gyári szám: ) végeztük db mérési tartományt, gyors (125 µs) idősúlyozást állítottunk be. Mivel a dolgozókat érő zajterhelés vizsgálata volt a feladat, az emberi fül érzékeléséhez hasonló frekvencia szerinti súlyozást, ún. A szűrőt alkalmaztunk. A készülék a mérési időre átlagolt egyenérték zajszintet (Laeq), valamint a legmagasabb és a legalacsonyabb mért értéket (Lmax, Lmin) jelezte ki, decibel (db) egységben. A mérési pontosság 1,5 db ( Ügyeltünk arra, hogy a mérési körülmények az egyes mintavételi pontokon azonosak legyenek. A készüléket kb. 1 méter magasságban tartva, a mikrofont a lehető legkevésbé kitakarva végeztük a mintavételt, melynek időtartama rendszerint 5 perc volt. A mérési időt manuálisan állítottuk be. A mérésre péntek délelőtt óra között került sor. A helyszínen a közepes forgalom miatt szinte folyamatos mozgás volt, de időnként előfordult, hogy akár másodpercig nem jelentkezett a háttérszinten felülemelkedő zaj. Az időjárás a mérésnek kedvező volt: csapadékmentes, a gyenge szél pedig nem volt érzékelhető a mérési pontokon (amsz.hu, met.hu, MSZ ). Megjegyzendő, hogy az autósok lassítottak, amikor észrevették a mérőcsapatot. Emiatt gyakran alacsonyabb értékek adódtak a mérés során, mint természetes körülmények között. Eredmények A mérési eredményeket a 7. ábra mutatja be Zajszint értékek mérési pontok Laeq Lmin Lmax 7. ábra. A kijelzett átlagos, maximális és minimális zajszint értékek a mérési pontok szerint. 11

13 A 27/2008. (XII. 3.) KvVM-EüM együttes rendeletben foglalt határérték nappali időszakban, gazdasági területen 60 db. Az itt feltüntetett érték kialakításában azonban egyéb súlyozási tényezőket is figyelembe vesznek, így az általunk mért zajszintek csak tájékozódásra adnak lehetőséget. A mérésünk során kapott értékek a nyitott parkoló (5) kivételével mind határérték felettinek bizonyultak. A legzajosabb helyszínek az épületen belül, illetve a garázs belső részén találhatók, ahol a falakról történő hangvisszaverődés is hozzájárul a zajszint emelkedéséhez. A nyílt területen határérték alatti, megfelelő zajszintet állapítottunk meg. A legmagasabb értéket közvetlenül egy mozgásban lévő bevásárlókocsi közelében mértük. Ennél a mérésnél azonban csak a mozgatás idejére korlátoztuk a mérési időt, így nem kerültek alacsonyabb értékek az átlagszámításba. A vizsgálat során a legfontosabb zajforrásoknak a bevásárlókocsik, az autók, valamint a csatornafedelek bizonyultak. Kevésbé jelentősek az automata ajtók, szellőző ventilátor és az egyéb emberi tevékenységek (beszélgetés, pakolás) zajai. Következtetések A zajforrások közül a leghangosabbnak az autók (motor- és menetzaj) és egyéb fémtárgyak adódtak. A hatást fokozta a falak közelsége, melyek visszhangot okoztak. A legmagasabb zajszintet okozó források tehát kemény, hangvisszaverő tárgyak. A mért zajszinteknek egészségügyi kockázata is lehet, melyek leginkább hosszú idejű kitettség esetén realizálódhatnak. HATTA L. (2000) szerint a 65 db fölötti zajszint kedvezőtlen vegetatív idegrendszeri hatások, a 85 db fölötti pedig hosszútávon halláscsökkenés veszélyét hordozza. Az utóbbi hatás kockázatot jelenthet a parkolóban dolgozók esetében, akik például gyakran nagyszámú bevásárlókocsi mozgatását végzik. Azok az autók, amelyek csökkentett sebességgel közlekedtek, mérhetően kisebb zajt okoztak. Mérésünkkel, jelenlétünkkel tehát befolyásoltuk az eredményeket. Ennek elkerülése érdekében jobban kellett volna törekednünk az észrevétlenségre. A vizsgálat időpontja kedvezőnek mondható, mivel átlagos forgalom volt jellemző. Feltehetően nagyobb forgalom esetén (pl. ünnepek közeledtével) jelentősebb zajterhelés is előfordulhat, holtidőben pedig jóval alacsonyabb lehet a zajszint. Vizsgálatunkból levonható következtetés, hogy ilyen nem folyamatos, rendszertelenül jelentkező zajok esetében érdemes tenne hosszabb mérési időt választani. Ez összhangban van az MSZ szabvánnyal is, ami 10 perces mérési időt ír elő. Ez esetben a kapott átlagértékek alacsonyabbnak, várhatóan határérték alattinak adódnának. 12

14 4. Irodalomjegyzék - Pesznyák Csilla, Sáfrány Géza: Sugárbiológia, atomfizika.elte.hu - Az atomenergiáról szóló évi CXVI. törvény egyes rendelkezésének végrehajtásáról szóló 16/2000. (VI.8.) EüM rendelet - 63/2004. (VII. 26.) ESZCSM rendelet 1. melléklet - HATTA L. (2000): A környezeti zaj hatása az emberre OMIKK Környezetvédelmi füzetek, 27 p. - MSZ /2008. (XII. 3.) KvVM-EüM együttes rendelet a környezeti zaj- és rezgésterhelési határértékek megállapításáról