ГЕОЭКОЛОГИЯ. ИНЖЕНЕРНАЯ ГЕОЛОГИЯ. ГИДРОГЕОЛОГИЯ. ГЕОКРИОЛОГИЯ, 2013, № 5, с. 429-433
УДК 551.521:550.378(47+57-25)
РАДИАЦИОННАЯ ОЦЕНКА ПОЧВ В ПРЕДЕЛАХ УРБАНИЗИРОВАННЫХ ТЕРРИТОРИЙ
© 2013 г. В. А. Габлин
ГУПМосНПО "Радон", 7-й Ростовский пер., д. 2/14, Москва, 119121 Россия. E-mail: vgablin@gmail.com
Поступила в редакцию 23.05.2012 г.
Отмечено, что условиями достоверной радиационной оценки почв являются правильность выполнения радиационных измерений и обоснованность нормативных значений радиоактивности почв. На основании установленного факта радиационной гетерогенности почв разработан подход к выполнению обоих условий и показаны его преимущества перед применяемыми в настоящее время.
Ключевые слова: радиоэкологический мониторинг, радиационная оценка почв, радиационное нормирование, критерий нормирования, компонентный состав почвы, представительный счетный образец, гомогенизация, воспроизводимость измерений, фоновая и аномальная радиоактивность, контрольные уровни, аналитический цикл, радиогеохимические особенности.
ВВЕДЕНИЕ
На обеспечение радиационной безопасности населения направлен радиоэкологический мониторинг - система регулярных наблюдений, оценки и прогноза радиационного воздействия на человека [17].
Радиационная оценка как один из элементов мониторинга является базовой информацией для принятия решения, поскольку заниженная оценка радиационной опасности создает угрозу здоровью и жизни людей, а завышенная - ведет к неоправданным расходам на мероприятия по радиационной защите и на освоение альтернативных источников энергии [1, 10]. Величина этих расходов будет определяться степенью расхождения завышенной и достоверной оценок.
Результат оценки объекта - суждение о его состоянии, сделанное на основании сравнения некой его измеренной характеристики с допустимыми ее значениями. Результат радиационной оценки объекта (в том числе почвы) - это суждение о его радиационном состоянии, основанное на сравнении измеренной его радиоактивности с установленными нормативными (допустимыми) значениями. Вот почему радиационная оценка как основание для принятия решения может считаться достоверной лишь при двух условиях: а) правильность выполнения радиационных измерений и б) обоснованность существующих нормативов.
При существующей практике радиационной оценки почв (а излучение от почвы составляет около 20% дозы, обусловленной естественными излучателями [18]) указанные условия не выполняются, так как радиационные измерения не обеспечивают получения достоверных результатов, поскольку не учитывают гетерогенности (неоднородности) почв [9], а радиоактивность почвы федеральными документами до сих пор не нормируется [12].
Изложенное выше убеждает, с одной стороны, в крайней сложности расчета эффективности радиационной оценки, а с другой - в актуальности разработки любых аргументированных подходов к радиационной оценке и радиационному нормированию.
Настоящая работа рассматривает такой подход.
РАДИАЦИОННЫЕ ИЗМЕРЕНИЯ И КРИТЕРИИ РАДИАЦИОННОЙ ОЦЕНКИ
Подход к выполнению обоих условий - корректному проведению радиационных измерений в аналитическом цикле и разработке критерия нормирования радиоактивности почв - основан на установленном факте их радиационной гетерогенности (неоднородности), т.е. различии уровней радиоактивности компонентов почвы (в
Таблица 1. Удельная суммарная активность альфа- (£а) и бета-излучающих (£3) радионуклидов, Бк/кг, в четырех пробах московских почв, подготовленных к радиометрическим измерениям с учетом (А) и без учета (Б) радиационной гетерогенности (средние значения по трем измерениям)
Способ подготовки проба Л-1-5 проба Л-4-5 проба Л-11-5 проба С-10-5
2a 2b 2a 2b 2a 2b 2a 2b
А 460±120 390±40 260±80 610±60 340±100 540±50 380±110 370±40
Б 1 380±110 190±30 250±80 210±30 310±90 320±40 130±40 200±30
Б 2 310±90 220±30 130±40 190±30 380±110 230±30 190±60 170±20
Б 3 310±90 210±30 250±80 230±30 250±80 210±30 190±60 210±30
простейшем случае - ее песчаной, глинистой и органической составляющих) [3].
Под корректным радиационным измерением почвы понимается такое измерение, результат которого максимально точно характеризует радиационное состояние почвы на момент отбора ее пробы, т.е. влияние известных факторов трансформации измеряемой пробы (счетного образца) сведено к минимуму [13]. Таким измерением является измерение представительного счетного образца, в котором доли радиационно различающихся компонентов соответствуют таковым в отобранной пробе [2]. Подготовка к измерениям счетного образца должна предусматривать операции по определению компонентного состава при исключении операций, могущих вызывать трансформации [4].
Одна из таких операций при подготовке пробы почвы к радиометрическим измерениям - ее измельчение с целью гомогенизации материала, обеспечивающей воспроизводимость измерений.
Результаты радиометрических измерений представительных счетных образцов (подготовленных с учетом радиационной неоднородности почвы) и гомогенных образцов (подготовленных без учета ее радиационной неоднородности) приведены в табл. 1. Отклики радиометра значимо различаются (выделено шрифтом). Принципиально важен тот факт, что радиационная оценка по результатам измерений гомогенизированной пробы, т.е. без учета радиационной неоднородности почвы, является в общем случае смещенной.
В аналитическом цикле радиоэкологического мониторинга измерения обычно включают радиометрический и гамма-спектрометрический методы, каждому из которых присущи определенные ограничения. Задача радиометрических измерений - предварительная оценка радиационного состояния природных объектов. Это массовые недорогие экспрессные измерения, предваряющие другие виды измерений, в том числе гамма-спектрометрические, которые выполняются в случае
превышения результатом некоего выбранного порогового значения. Ограничения метода не позволяют считать его количественным. Соответственно, измеряемые величины 2а и - условные, оценочные, не физические [17]. Поэтому радиометрические измерения являются оценочными в смысле их отличия от количественных, но именно по ним дается первичная "разбраковоч-ная" радиационная оценка, хотя единого подхода к определению порогового значения как критерия оценки не существует.
Задача более дорогостоящего гамма-спектрометрического метода - определение радионук-лидного состава. Это количественный метод, главный недостаток которого состоит в том, что он не регистрирует чистые альфа- и бета-излучатели.
Широкое использование радиометрических методов в радиоэкологическом мониторинге восходит к практике Гидрометцентра СССР, когда начинала создаваться база данных, основанная главным образом на результатах радиометрических измерений. До сих пор некоторые аккредитованные лаборатории радиационного контроля оснащены лишь радиометрическими установками, но эта практика позволяет прослеживать динамику изменения радиационной ситуации за многолетний период.
Повышенные значения 2р нередко обусловлены чистыми бета-излучателями 90Sr, а также 210Bi, образующимися при распаде низкоэнергетического изотопа 210Pb, который не регистрируется гамма-спектрометрическим методом. Между тем 210Pb, существующий в почве как радионуклид ряда 238U и дополнительно поступающий в нее с атмосферными осадками, относится к группе А радиационной опасности. К этой же группе относится 210Ро - чистый альфа-излучатель, продукт распада находящегося в почве 222Rn.
Один из ведущих производителей аппаратуры для радиационных измерений, фирма CANBERRA,
РАДИАЦИОННАЯ ОЦЕНКА ПОЧВ
431
Таблица 2.Радиационные параметры (Бк/кг) проб почвы (аномальные значения, превышающие сумму среднего А и 2а, выделены жирным шрифтом)
Радиационные параметры
проб 137С8 40К 226КЕ 232ТЪ 2а 23
0202 4.9 570 27.4 40.5 499 395
0207 < МДА* 597 24.6 42.6 687 496
0309 6.7 514 20.8 35.9 936 963
0508 16.8 550 21.3 38.1 687 1017
0509 6.1 504 23.0 40.2 811 908
0710 17.2 415 15.6 23.5 562 600
0712 17.0 344 13.4 18.6 437 590
1114 17.3 290 12.4 13.2 312 506
1213 16.8 271 13.4 13.1 687 501
1310 9.6 628 29.1 43.2 375 625
1311 16.6 370 21.4 20.5 437 447
1315 19.4 263 8.1 12.4 624 491
1514 < МДА* 575 21.3 48.0 499 418
1610 10.8 525 26.0 46.0 562 447
1611 20.4 529 22.7 37.0 562 556
1909 4.8 614 26.8 42.1 499 640
А 6.9 373 15.4 21.8 613.0 463.2
а 4.7 104 5.2 10.0 611.2 197.6
А +2а 16.4 581 25.9 41.8 1835.4 858.4
* Здесь и далее - минимальная детектируемая активность.
продолжает разработку и выпуск новых моделей низкофоновых альфа-бета-счетчиков.
Кроме того, величины удельной суммарной активности бета-излучателей нормируются на региональном уровне [12].
Таким образом, комплекс требований к аналитическому циклу радиоэкологического мониторинга, обеспечивающих достоверную радиационную оценку почв, включает: а) сохранение представительности посредством разделения пробы нарадиационноразличные компоненты при исключении операций, влияющих на определяемые параметры; б) повышение представительности посредством подготовки к измерениям счетного образца, в котором доли этих компонентов соответствуют долям в отобранной пробе.
Нормирование радиоактивности почв должно основываться на критерии отнесения пробы по результату ее измерения к фоновой или аномальной. В последнем случае должно приниматься решение о вмешательстве (защитных мероприя-
тиях) с целью ограничения облучения вплоть до реабилитации почвы.
В настоящее время используют три критерия радиационной оценки почв.
1. Проба почвы является аномальной, если измеренное значение ее радиационного параметра статистически достоверно превышает верхний предел природного фона или в 2-3 раза превышает типичные значения среднего фона [17].
2. В работе по методикам радиационного контроля этим критерием является превышение суммы среднего значения и удвоенного [15] среднеквадратичного отклонения СКО (о).
3. Контрольные уровни (КУ), гарантирующие непревышение основных пределов доз [12].
В ряде последних работ в качестве критерия радиационной оценки природных объектов предлагаются контрольные уровни, рассчитанные как сумма среднего фонового содержания радионукл
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.