Миграция радионуклидов стронция-90 в почвах различных типов Павлодарской области (стр. 13 из 20)
В настоящее время обследовано около 40% территории полигона с достоверностью при площадном обследовании – 25%, при местном (локальном) обследовании – 90%.
В связи с ограниченным финансированием площадные обследования проводятся по мелкомасштабной сетке. При обнаружении участков с повышенным радиационным фоном осуществляется локальное обследование по крупномасштабной сетке.
При решении проблем СИП, необходимо также учитывать, что 3 из 4-х имеющихся в Казахстане исследовательских ядерных реакторов расположены на данной территории. Ядерные реакторы размещены на двух экспериментальных комплексах (площадках) Национального ядерного центра Республики Казахстан, на одном из которых также находится пункт долговременного хранения отработанных ампульных источников ионизирующих излучений, имеющий республиканское значение.
3. Объект и методы исследования
Земля – это национальное богатство Казахстана, от эффективности использования и охраны которой во многом зависит экономическая, социальная и экологическая ситуация в стране, благополучие каждого человека.
В последние годы антропогенная нагрузка на природные комплексы в мире значительно возросла. В Казахстане давление на окружающую среду ниже среднемирового. Однако в последние годы вызывает беспокойство загрязнение земель, водных ресурсов и атмосферного воздуха радионуклидами. Система «человек – окружающая среда» стала настолько сложной, что внутреннее и внешнее влияние на эту систему может привести к самым неожиданным последствиям.
Радиоактивное загрязнение представляет собой опасность для человека и среды его обитания. Отрицательное воздействие ионизирующей радиации на живые организмы стало известно с момента открытия радиоактивности.
В настоящее время одной из наиболее актуальных задач в области радиоэкологии является проблема трансграничного переноса техногенных радионуклидов за пределы границ источников радиоактивного загрязнения, таких как бывший Семипалатинский ядерный полигон (СИП). Наибольшую опасность здесь представляют участки локального радиоактивного загрязнения, расположенные в местах проведения ядерных испытаний и по следам радиоактивных выпадений.
Находящиеся на поверхности земли радионуклиды, могут перераспределяться и мигрировать в результате ветрового переноса и пожаров. Очевидно, что скорость миграции радионуклидов, их проникновение в биологические цепочки и, в конечном счете, в организм человека зависят, в первую очередь, от характеристик процессов образования радиоактивных частиц и их атмосферного переноса.
Нормами Закона Республики Казахстан от 18 декабря 1992 года «О социальной защите граждан, пострадавших вследствие ядерных испытаний на Семипалатинском испытательном ядерном полигоне» классифицированы территории соседней Павлодарской области, подвергшиеся воздействию ядерных испытаний. К ним отнесены Баянаульский, Майский, Лебяжинский районы Павлодарской области.
Поэтому изучение данной проблемы, выработка рекомендации по устранению негативного воздействия радионуклидов на почву и растения является весьма актуальной задачей.
Для проведения исследований были проведены анализы по изучению радиационной обстановки на территории Семипалатинского полигона, находящегося на землях Павлодарской области.
Определяли стронции–90 радиохимическим методом по дочернему продукту иттрий–90. Содержание цезия–137 сурьмяно-диодным методом. Измерения активности конечных продуктов химического анализа проводим на молофоновой устанофке УМФ–1500 со счётчиком СБТ–13.
было выполнено радиологическое обследование территории сосновых боров Прииртышья. Объектами исследований являлись почвенно-растительный покров, а также древесный материал на территории произрастания соснового бора. Часть территории, через которую, в основном, проходили облака ядерных взрывов, была обследована вдоль 6 профилей с интервалом 2 км между точками обследования. Остальная территория лесов была обследована по мелкомасштабной сети с интервалом 10х20 км.
В результате обследования повышенное содержание радионуклидов в объектах природной среды выявлено на территории
Исследования показали, что содержание цезия-137, плутония-239/240, стронция-90, амерция-241 меняется в широких пределах, превышая в ряде случаев на несколько порядков фон глобальных выпадений
Для оценки радиоактивного загрязнения территории необходимо провести также комплексные полевые радиологические и лабораторные исследования образцов объектов окружающей среды. Полученные результаты позволят оценить радиационную ситуацию на территории Павлодарской области в пределах бывшего Семипалатинского ядерного полигона, а также определить дозы техногенного радиационного облучения населения в этом регионе.
Важной задачей растениеводства на загрязненных радионуклидами территориях является получение максимального урожая соответствующего по радиологическому фактору республиканским допустимым уровням.
Основным источником поступления радионуклидов в растение является почва. В ней содержится весь запас выпавших радионуклидов.
Для установления размеров перехода стронция-90 в сельскохозяйственную продукцию используются коэффициенты перехода (Кп).
Коэффициент перехода определяются как отношение содержания радионуклида в единице массы растений к плотности загрязнения единицы площади почвы.
(3)Предложенная формула предполагает прямую зависимость т.е. концентрация радионуклидов в растении линейно возрастает с увеличением концентрации их в почве. Но такое утверждение справедливо далеко не всегда.
Экспериментальные измерения по накоплению радионуклидов в зеленой массе растений показывают, что содержание радионуклидов в растениях могут значительно превышать содержание радионуклидов в почве.
Следовательно, на процесс перехода радионуклидов из почвы в растения оказывают воздействие и другие факторы.
Так, рекомендации рассматривают влияние гранулометрического состава почв, содержание обменного кальция в почве, реакцию почвенной среды на процесс перехода радионуклидов в растение. Поэтому рекомендуемыекоэффициенты перехода дифференцируются в зависимости от гранулометрического состава почв и содержания обменного калия при определении реакции почвенной среды для стронция-90. На несовершенство предложенной формулы обращали внимание многие ученые. Так в работе Коноплевой И.В. и др. предложен метод расчета коэффициента перехода, учитывающий площадь корневой поверхности.
где [137Cs].раст -–удельная активность радионуклида в растении;
[137Cs].i -–запас радионуклида в i-слое почвенного профиля;
f i -–относительная площадь корневой поверхности в i-слое.
Однако, такой метод расчета Кп трудоемок и требует специального оборудования для измерения площади поверхности корня.
В процессе роста и развития растение не может поглощать питательные вещества и радионуклиды из сухой почвы, даже при оптимальном удовлетворении в питательном и воздушном режиме. Для этого необходим водный раствор из которого бы корневая система поглощала питательные вещества и попутно радионуклиды. Вопросом накопления радионуклидов в зелёной массе растений занимались многие ученные исследуя различные факторы этого процесса.
В отличие от минеральных почв, на торфяных почвах складываются особые специфические условия, обеспечивающие аномально высокую подвижность и переход радионуклидов в растения при относительно невысоких уровнях загрязнения этих почв.
Перепелятников Г.П. и др. установили, что величина коэффициента перехода радионуклидов в растительность зависит от типа луга (может изменяться в 5-8 раз), от типа почвы (в 5-23 раза). При этом, минимальные значения Кп наблюдались на нормально суходольных лугах дерново–одзолистой почвы, а максимальные -–на торфянистых пойменных лугах с торфяно-глеевыми почвами. В зависимости от физико-химических свойств почв и видовых особенностей луговых растений коэффициенты перехода радионуклидов в травостой могут варьировать в широких пределах (от 0,03 до 79,9). Из вышеизложенного можно сделать вывод, что накопление радионуклидов величина многофакторная и определять её только по плотности загрязнения почвы не совсем правильно. Поэтому был выполнен анализ зависимости накопления радионуклидов от основных, наиболее значимых факторов: активности почвы, содержания влаги в почве.
4. Результаты исследования
4.1 Радиационные последствия атмосферных ядерных испытаний на территории Семипалатинского ядерного полигона, находящегося на землях Павлодарской области
Ядерный взрыв – это совокупность и последовательность грандиозных процессов, обусловленных переносом из зарядного устройства в окружающую среду колоссального количества энергии, которая выделяется менее чем за миллионную долю секунды. Ее плотность в начальный момент после взрыва превышает значения, характерные для Солнца. Выделившаяся при ядерном взрыве энергия превращает вещество заряда, конструкции ядерного устройства и объекты природной среды в сильно разогретую плазму, давление которой превосходит прочность межатомных связей в веществах.
Ядерные заряды могут быть двух типов:
- основанные на реакции деления тяжелых ядер, в которых критическая масса 235U или Ри создается в результате подрыва обычного взрывчатого вещества и основное энерговыделение обусловлено делением части исходной ядерной массы на легкие осколки;