ДОКЛАДЫ АКАДЕМИИ НАУК, 2011, том 438, № 5, с. 675-677
= ГЕОХИМИЯ =
УДК 574:539.16.047+556.18
ПОСТУПЛЕНИЕ ТРИТИЯ ИЗ ВОДОЕМА-ОХЛАДИТЕЛЯ В ИСТОЧНИКИ ПИТЬЕВОГО ВОДОСНАБЖЕНИЯ ПУТЕМ ФИЛЬТРАЦИИ ЧЕРЕЗ ГЛУБИННЫЕ СЛОИ ПОДСТИЛАЮЩИХ ПОРОД
© 2011 г. М. Я. Чеботина
Представлено академиком Г.П. Швейкиным 23.12.2010 г. Поступило 25.01.2011 г.
В работе изложены результаты оценки качества питьевой воды по содержанию трития, поступающего в природную среду в результате длительной работы Белоярской АЭС им. Курчатова (БАЭС). Атомная станция пущена в эксплуатацию в 1964 г. Первая очередь состояла из двух энергоблоков, которые к настоящему времени выработали свой ресурс. Третий энергоблок на быстрых нейтронах был пущен в 1980 г. и работает в настоящее время.
Тритий — радиоактивный изотоп водорода с периодом полураспада ~12.3 года — является одним из основных радиоактивных загрязнителей водных сред в районах размещения предприятий ядерно-топливного цикла. Он наиболее опасен как источник внутреннего облучения организма. Имея малый пробег Р-частиц, тритий создает высокую плотность ионизации, облучая те структуры клеток, которые содержат этот радионуклид или находятся в близком соседстве с атомами трития [1]. В организме человека, состоящего на 70% из воды, всегда содержится тритий. Питьевая вода является одним из важных источников его поступления в организм. В работе впервые дается оценка концентраций трития в источниках питьевого водоснабжения на территории радиусом около 30 км вокруг Белоярской АЭС.
Для количественного определения трития в пробах воды проводили предварительное обогащение методом одноступенчатого электролиза. Метод основан на значительной разнице в скорости выделения легкого (протия) и тяжелых (дейтерия и трития) изотопов водорода при разрядке ионов на катоде в ходе электролитического разложения воды. Обогащение производили с помощью специально сконструированной электролитической установки. Детальная информация о ее устройстве, методике работы и расчетах концентраций трития приведена в монографии [2]. Про-
Институт экологии растений и животных Уральского отделения Российской Академии наук, Екатеринбург
бы просчитывали на американской установке "Делкга-300". Концентрацию трития определяли относительным методом путем сравнения со стандартным раствором. Ошибка ß-счета на счетной установке не превышала 5%, чувствительность метода составляет 3 Бк/л.
Согласно проведенным оценкам, современное содержание трития в питьевой воде колодцев в исследуемом регионе изменяется от 2 до 25 Бк/л, а скважин — от 1 до 22 Бк/л (рис. 1, 2). Графическая обработка данных в программе Surfer выявила наличие зоны более высоких концентраций радионуклида в воде указанных питьевых источников в пунктах наблюдений, расположенных в южном и юго-восточном направлениях от нижней оконечности Белоярского водохранилища. Под влиянием рельефа именно в эту часть водоема и далее в р. Пышма в конечном итоге мигрируют слаборадиоактивные стоки АЭС. Динамика поступления трития в водоем-охладитель от БАЭС через обводной, промливневый и теплый каналы была детально изучена начиная с 1981 г. [3]. При этом было установлено, что в прилегающей к атомной станции акватории водоема в результате систематического повышенного сброса трития сформировалась зона загрязнения, в которой поддерживаются повышенные концентрации радионуклида в течение длительного периода времени.
Учитывая то обстоятельство, что глубина обследуемых колодцев изменялась от 3 до 11 м, а скважин от 2 до 70 м, можно предположить, что радионуклид поступает в источники питьевого водоснабжения путем миграции из водоема-охладителя через глубинные слои подстилающих пород. В связи с этим все данные концентраций трития в воде колодцев и скважин были подвергнуты корреляционному анализу в зависимости от расстояния от Белоярской АЭС (рис. 3). Расстояние до пунктов наблюдений измеряли при помощи компьютерной программы Google Earth (версия 5.2.1.1588). Статистическую обработку данных производили с использованием программы Statistica (бутстреп-анализ с 29 репликами). Ана-
675
7*
676
ЧЕБОТИНА
Сарапулка
Швш
Бк/л
№ _23
Верх. Дуброво_
• 1
Косулино
Рис. 1. Концентрации трития (Бк/л) в воде колодцев района БАЭС.
21 19 17 15 13 11 9 7 5 3 1
Бк/л 22
20 18 16 14 12 10 8 6 4 2
Рис. 2. Концентрации трития (Бк/л) в воде скважин района БАЭС.
ПОСТУПЛЕНИЕ ТРИТИЯ ИЗ ВОДОЕМА-ОХЛАДИТЕЛЯ
677
Концентрация, Бк/л 18
16
14
12
10
8
6
4
2
0 3 6 9 12 15 18 21 24 27
Расстояние, км
Рис. 3. Зависимость содержания трития в воде колодцев (1) и скважин (2) от расстояния до БАЭС.
страняется в окружающей среде не только через поверхностный сток и путем испарения с зеркала водоема, как принято считать, но и путем диффузии в глубинные слои подстилающих пород с последующей пространственной миграцией на прилегающие территории, в том числе в источники питьевого водоснабжения. Установлено, что весь тритий в питьевой воде исследуемого региона имеет антропогенное происхождение, так как практически все проанализированные пробы по содержанию радионуклида превышают уровень глобального фона (1 Бк/л). Примерно 30% проб находится на уровне техногенного фона (5 Бк/л), остальные 70% проб превышают этот показатель. В то же время во всех случаях концентрация трития в воде колодцев и скважин не достигает уровня вмешательства, регламентирующего содержание радионуклида в питьевой воде [4].
лиз показал наличие достоверной обратной корреляционной связи между концентрациями трития в питьевой воде и расстоянием до АЭС (коэффициент корреляции г = —0.39, уровень значимости р = 0.037). Зависимость между изученными параметрами выражается в виде формулы: у = 11.29 — — 0.2396х. Установленный научный факт подтверждает возможность проникновения трития из мест первичного загрязнения открытых водоемов в питьевые источники региона через внутри-грунтовый сток.
Итак, при систематическом сбросе трития в континентальные водоемы радионуклид распро-
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Окись трития / Под ред. Ю.И. Москалева. М.: Атомиздат, 1968. 395 с.
2. Чеботина М.Я., Николин О.А. Радиоэкологические исследования трития в Уральском регионе. Екатеринбург: УрО РАН, 2005. 90 с.
3. Чеботина М.Я. // Водное хоз-во России. 2010. № 4. С. 58-73.
4. Санитарные правила проектирования и экплуата-ции атомных станций (СП АЭС-88): Сборник правил и норм по радиационной безопасности в атомной энергетике. М.: Минздав СССР, 1989. Т. 1. С. 3-131.
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.