Радиоэкологические исследования территорий некоторых поселков Акмолинской области

Размещено на http://www.allbest.ru/

Радиоэкологические исследования территорий некоторых поселков Акмолинской области

Б.С. Имашева

В работе приведены результаты радиоэкологических исследований территорий некоторых поселков Зерендинского района Акмолинской области. Представлена концентрация радионуклидов в пробах почвы, растений и пищевых продуктов (молоко, мясо, картофель) и результаты измерений радона в жилых помещениях. Определены природно-аномальные участки с превышением мощности эквивалентной дозы по сравнению с контрольным участком. радионуклид почва радон доза

В районах, где проводится добыча и переработка урановой руды, актуальным является исследование концентрации естественных радионуклидов в объектах окружающей среды и пищевых продуктах. Самыми распространенными естественными радиоактивными элементами в почве, как и в природе, являются калий и тяжелые элементы -- уран, торий, полоний, радий, свинец.

Большое влияние на уровни загрязнения почвы оказывают выбросы в атмосферный воздух вредных веществ, которые осаждаются вблизи источников загрязнения и накапливаются в поверхностных горизонтах почвенного покрова, они обусловливают его быструю антропогенную трансформацию [1-6].

Радиоактивность почв обусловлена присутствием в них широкого набора радиоактивных элементов естественного и техногенного происхождения. Через почву они могут поступать в воздух, воду, растительные и животные организмы и по пищевым цепям -- в организм человека. Это делает актуальными анализ и изучение путей поступления радионуклидов в почву, основных закономерностей их поведения, накопления и миграции по трофическим цепям [1-5].

Целью исследования являлось изучение концентрации радионуклидов в почве, растительности, пищевых продуктах и измерение эквивалентной равновесной объемной активности радона (ЭРОА) в некоторых населенных пунктах Зерендинского района Акмолинской области.

Материал и методы

Объектами исследования явились: почва, растения, пищевые продукты, ЭРОА радона в жилых помещениях поселков Васильковка, Гранитный, Ондирис и Приречный Зерендинского района Акмолинской области.

Гамма-съемка производилась площадная -- по сети. Разбивка сети проводилась предварительно с учетом особенностей застройки территории площадок. Сеть площадной гамма-съемки слагалась из профилей и точек измерения гамма-фона. Сеть закреплялась по ориентирам местности, расстояние между профилями на территории не превышало 5 м. Фиксированные измерения гамма-фона по профилю производились через каждые 10 м -- по территории. Время измерения гамма-фона в фиксированной точке составляло не менее 10 с. При интенсивности излучения более 2-кратного фона время измерения увеличивали до 25-30 с, а расстояние между точками уменьшали до 1 м. Расстояние детектора «РКС-01-Соло» от измеряемой поверхности на фиксированной точке не превышало 1-2 см, при движении 5-10 см. Перед отбором проб проводилось измерение мощности эквивалентной дозы (МЭД) ?-излучений на высоте 1 м и на поверхности земли, плотности потока альфа- и бета-частиц. С помощью навигатора GPS «Garmin» снимались географические координаты.

Поверхностные пробы почвы отбирались внутри населенных пунктов, а также с мест выпаса домашних животных методом конверта. С мест отбора проб почвы была собрана пастбищная растительность. В лабораторных условиях проводилась пробоподготовка почвы: высушивание, измельчение, просеивание, отделение инородных частиц. Пробы растительности высушивались, измельчались, обугливались в сухожаровом шкафу при 105 °С, озолялись в муфельной печи при 400-450 °С. Был проведен расчет коэффициента биологического накопления (КБП) радионуклидов в растениях.

Измерение эквивалентной равновесной объемной активности изотопов радона (ЭРОА) проводилось радоновым монитором «Рамон-02». С помощью воздухозаборного устройства производился отбор аэрозолей альфа-излучающих дочерних продуктов радона и торона, на аэрозольные фильтры, измерение активности а-излучателей (RaA, RaC¹) и (ThC¹), где RaA -- дочерний продукт радона ²¹⁸Ро, RaC¹ -- дочерний продукт радона ²¹⁴Ро, ThC¹ -- дочерний продукт торона ²¹²Ро. Захват дисперсной фазы аэрозолей выполнялся фильтрами типа АФА-РСП-20. Регистрация импульсов альфа-частиц от дочерних продуктов, содержащихся на фильтре, осуществлялся с помощью полупроводникового детектора альфа-частиц площадью 20 см². Радоновое обследование населенных пунктов Зе-рендинского района Акмолинской области было проведено методом случайного выбора домов. Доля домовладельцев, отказавшихся от сотрудничества, была незначительна (менее 2 %).

Вовлечение организованных групп населения. Измерения ЭРОА радона проводились в квартирах учителей и школьников, а также в общеобразовательных учреждениях. При этом школа и класс выбирались случайным образом.

Мясо, молоко, картофель для проб закупались у населения, проживающего в поселках, где проводились исследования. Все пробы взвешивались непосредственно в момент после отбора. К таре прикрепляли этикетку с указанием названия пробы, места и даты взятия, ее массу. Мышцы отделяли от костей, измельчали, высушивали. После высушивания указывали массу сырой и высушенной пробы. Затем высушенные кусочки мяса озоляли в муфельной печи до золы белого цвета. Каждая проба молока отдельно упаривалась и озолялась. Пробы картофеля очищались от кожуры, затем измельчались, высушивались и озолялись.

Расчет КБП радионуклидов и коэффициента накопления (К_н) тяжелых металлов растениями проводили по следующей формуле [6]:

Результаты и обсуждение

Поселок Приречный определен в качестве контрольного населённого пункта, где МЭД гамма-излучения (на уровне 1 м над почвой) колеблется от 0,17 до 0,43 мкЗв/час. Измерение ЭРОА в жилых и административных помещениях пос. Приречный в пределах, за исключением одного дома, где наблюдалось превышение ПДК в 2,5 раза.

Расчет КБП радионуклидов растениями составил для ¹³⁷Cs 0,43; ⁴⁰K 0,8; ²²⁶Ra 0,11.

Поселок Ондирис расположен в 15 км от районного центра (Зеренды) и насчитывает 13 дворов, 90 % домов построены из дерева. Измерение МЭД территории поселка показало, что она находится в пределах 0,14-0,34 мкЗв/ч.

Исследование ЭРОА радона в жилых помещениях пос. Ондирис показало его увеличение в 1,5 раза по сравнению с ПДК только в одном.

С мест выпаса домашних животных были отобраны пробы почвы и собрана пастбищная растительность для лабораторного анализа. Из пищевых продуктов отобраны пробы молока, мяса и картофеля. В местах отбора проб почвы МЭД гамма-излучения составила 0,33 мкЗв/ч.

Содержание ⁴⁰K превышает в пробах молока в 1,5 раза, а суммарная альфа-активность в 6,5 раза по сравнению с контрольной пробой (табл. 2).

Проведенный расчет КБП радионуклидов растениями находится в пределах 0,08-0,52. Измерение МЭД гамма-излучения в жилых помещениях пос. Васильковка показало, что она варьирует от 0,11 мкЗв/ч до 0,58 мкЗв/ч, при фоновом уровне МЭД 0,11-0,13 мкЗв/ч. В пос. Васильковка было проведено 175 измерений ЭРОА радона, из них:

· в восьми жилых домах превышение ПДК (200 Бк/м³) от 1,5 до 3-х раз;

· в средней школе в двух кабинетах первого этажа превышение ПДК в 1,5 раза;

· в погребе в двух случаях ЭРОА радона превышает ПДК в 11 раз.

Результаты радиоспектрометрических исследований отобранных проб представлены в таблице 3.

Проведенные лабораторные исследования поверхностных проб почвы показали, что в аномальных участках удельная активность ²³²Th до 4 раз, ²²⁶Ra и суммарная альфа-активность до 2-х раз превышает фоновый уровень. В пробах растений отмечается тенденция к увеличению удельной активности ⁴⁰K (табл. 3). Расчет КБП радионуклидов растениями для ¹³⁷Cs составил 2, а для ⁴⁰K -- 0,8, что выше контрольного уровня соответственно в 5 раз и в 1,5 раза.

В пробе молока № 1 пос. Васильковка выявлено увеличение концентрации ⁴⁰K в 2 раза по сравнению с контролем. Во 2-й пробе молока удельная активность ¹³⁷Cs в 3 раза, ⁴⁰K в 2 раза выше контрольного уровня.

Гамма-спектрометрические исследования картофеля пробы № 2 показали, что содержание ¹³⁷Cs превышало контрольный уровень в 2 раза.

Исследование МЭД гамма-излучения пос. Гранитный находится в пределах от 0,22 мкЗв/ч до 0,39 мкЗв/ч. Измерение ЭРОА радона в жилых помещениях пос. Гранитный показало, что только в одном случае концентрация радона превышает в 2 раза ПДК, при МЭД 0,23 мкЗв/ч.

Результаты лабораторных исследований отобранных проб пос. Гранитный представлены в таблице 4.

Гамма-спектрометрические исследования проб почвы, отобранных в местах выпаса домашних животных, показали, что удельная активность ¹³⁷Cs в 8 раз выше контрольного уровня. В пробах почвы, отобранных на территории школы поселка, суммарная альфа-активность в 1,5 раза выше контрольного уровня. В пробах растений пос. Гранитный отмечается тенденция к увеличению концентрации ¹³⁷Cs, ⁴⁰K, ²²⁶Ra по сравнению с контрольным значением. Проведенный расчет КБП радионуклидов растениями для ⁴⁰K составил 1,2, что до 1,5 раза, ²²⁶Ra -- 0,16, что в 2 раза превышает контрольный уровень.

Общеизвестно, что радиоактивные элементы, находясь в почвенной системе, способны мигрировать с почвенными растворами через корневую систему в ткани растений и накапливаться в них. Кроме того, при ветровом переносе загрязненных частиц почвы в виде аэрозолей происходит поверхностное загрязнение растений. При миграции через корневую систему размеры поступления радиоактивных веществ в растения и их накопление зависят от химических свойств радионуклидов, удельной активности почвы, видовых особенностей растений. Полученные данные свидетельствуют о значительном выносе растениями радионуклидов из почвы, что согласуется с известными данными литературы [7]. Аналогичная направленность описана для Ро и Pb, содержание которых в травянистых дикорастущих растениях на территориях с техногенно-повышенным содержанием ТЕРН в ряде случаев более чем в 100 раз превышает концентрации этих ТЕРН в тех же видах растений, собранных на контрольных участках [8].

В пробах молока № 1 и № 2 суммарная альфа-активность в 9 раз и в 33 раза выше контрольного уровня. В пробе молока № 1 концентрация ⁴⁰K в 2 раза, в пробе № 2 содержание ¹³⁷Cs в 4 раза, ⁴⁰K в 2 раза, ²²⁶Ra в 30 раз выше по сравнению с контролем.

Таким образом, в ходе проведенных исследований установлено повышенное значение МЭД гамма-излучения до 0,58 мкЗв/ч в аномальных участках общей площадью около 239м² в пос. Василь-ковка. В дальнейшем необходимо комплексное проведение детальных исследований этих территорий.

Список литературы

1. Алексахин Р.М. Ядерная энергия и биосфера. М.: Энергоиздат, 1982. 215 с.

2. Ромоновский А.В. Трансформация почвенного покрова под воздействием кислотных аэротехногенных загрязнений // Структура почвенного покрова: Сб. докл. к междунар. симпозиуму. М., 1993. С. 287-290.

3. De Vries W., Kros J., Voogd C.H. Assessment of critical loads and their exceedance on Dutch forests using a mutli-layer steady-state model // Water, Air, and Soil Pollut. 1994. 76. № 3-4. Р. 407-448.

4. Пархоменко Н.А., Ермохин Ю.И. Научно-методические аспекты прогнозирования загрязнения почвы и растений тяжелыми металлами в придорожных полосах автомагистралей Омской области // Тяжелые металлы, радионуклиды и элементы-биофилы в окружающей среде: МатериалыIII междунар. науч.-практ. конф. Семипалатинск, 2004. С. 430-435.

5. Казачёнок Н.Н. Имитационная модель вертикальной миграции радионуклидов в почве // МатериалыV междунар. науч.-практ. конф., посвящ. 10-летию создания Северского биофизич. науч. центра ФМБА России. Северск-Томск, 2010. С. 127-128.

6. Новиков Ю.В. Гигиенические вопросы изучения содержания урана во внешней среде и его влияние на организм. М.: Медицина, 1974. 231 с.

7. Носкова Л.М., Шуктомова И.И., Рачкова Н.Г. Миграция естественных радионуклидов в системе почва-растение на территории радиевого промысла. Сыктывкар, 2006. С. 25-26.

8. Попова О.Н., Таскаев А.И. Пути поступления ²¹⁰Ро и ²¹⁰Pb в растения // Миграция и биологическое действие естественных радионуклидов в условиях северных биогеоценозов. Сыктывкар: Коми филиал АН СССР, 1980. С. 43-51.

Размещено на Allbest.ru