научная статья по теме СОДЕРЖАНИЕ В ПОЧВЕ И ПОДВИЖНОСТЬ ТЕХНОГЕННЫХ РАДИОНУКЛИДОВ В РАЙОНЕ РАЗМЕЩЕНИЯ РЕГИОНАЛЬНОГО ХРАНИЛИЩА РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ Биология

Текст научной статьи на тему «СОДЕРЖАНИЕ В ПОЧВЕ И ПОДВИЖНОСТЬ ТЕХНОГЕННЫХ РАДИОНУКЛИДОВ В РАЙОНЕ РАЗМЕЩЕНИЯ РЕГИОНАЛЬНОГО ХРАНИЛИЩА РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ»

РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ. РАДИОЭКОЛОГИЯ, 2008, том 48, № 1, с. 102-109

^=РАДИОЭКОЛОГИЯ

УДК 574.41.5:539.163

СОДЕРЖАНИЕ В ПОЧВЕ И ПОДВИЖНОСТЬ ТЕХНОГЕННЫХ РАДИОНУКЛИДОВ В РАЙОНЕ РАЗМЕЩЕНИЯ РЕГИОНАЛЬНОГО ХРАНИЛИЩА РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ

© 2008 г. А. Н. Васильева1*, С. В. Круглов2, Г. В. Козьмин2, Н. Е. Латынова2, Ю. В. Квасникова2, В. И. Вайзер1, О. В. Старков1

1 Государственный научный центр РФ - "Физико-энергетический институт", Обнинск

2 Обнинский государственный технический университет атомной энергетики, Обнинск

Объекты настоящих исследований - почва (грунт) и дикорастущая растительность в районе размещения хранилища радиоактивных отходов. В ходе мониторинга обнаружено, что 137Cs, в отличие от 90Sr, не распространился за пределы территории хранилища в результате нарушения герметичности сооружений и миграции радионуклидов с поверхностными и грунтовыми водами. Определены формы нахождения Cs и 90Sr, а также естественного радионуклида 226Ra в почвах точек пробоотбора и коэффициенты накопления 90Sr для различных видов растений, произрастающих на территории хранилища и в радиусе 50 м от него. Отмечены весьма высокие удельные активности подвижных форм 90Sr в почвах притеррасного понижения. Наблюдаются значительные различия в распределении радионуклидов в почве по глубине, а также существенная неравномерность загрязнения почвенного покрова и растительности в точках, расположенных на незначительном расстоянии друг от друга. Представлена интерпретация полученных результатов.

Хранилище радиоактивных отходов, емкость для хранения РАО, притеррасное понижение, радиоактивное загрязнение, 90Sr, 137Cs, 226Ra, формы нахождения радионуклидов в почве, подвижность радионуклидов, коэффициенты накопления, геохимический барьер.

Актуальность исследований определяется выбором стратегии обращения со старым хранилищем РАО: полная или частичная ликвидация объекта, сохранение на прежнем месте расположения с осуществлением радиационного мониторинга прилегающей территории.

В октябре 1998 г. было обнаружено значительное увеличение активности радионуклидов (от десятых долей Бк/л до ~43 Бк/л) в воде, отобранной из наблюдательной скважины № 4 регионального хранилища РАО. Проведенные у- и Р-спектрометрические измерения показали, что это обусловлено в основном 90Бг. В мае 1999 г. также было отмечено повышение активности данного радионуклида в воде ручья (13.7 Бк/л), протекающего в районе заболоченного притеррасного понижения с внешней стороны забора нижней части хранилища.

В июне 1999 г. проведено частичное вскрытие емкостей для хранения РАО с целью выяснения причин увеличения удельной активности 90Бг в воде наблюдательной скважины № 4 и близлежащих водоемов.

* Адресат для корреспонденции: 249033 Обнинск, Калужская обл., пл. Бондаренко, 1, ГНЦ РФ-ФЭИ; тел.: (48439) 9-83-70, 9-85-10, 7-84-10; факс: (48439) 6-82-25, 5-84-77; e-mail: bogdanovich@ippe.ru.

В результате при вскрытии отсеков емкости № 4 было установлено следующее:

• отсеки 1-3 заполнены водой до уровня защитных плит (4 м);

• четные отсеки правой части емкости заполнены водой примерно на 2 м;

• уровень воды в двух половинах емкости (четная и нечетная) различается примерно на 1 м;

• отсеки емкости заполнены различными ТРО: средства индивидуальной защиты (перчатки, пневмомаски, пластикатовая одежда), металлоконструкции, строительный мусор, упаковки в полиэтиленовой пленке и пр.

В пробах воды из нескольких ячеек емкости обнаружены радионуклиды:

90Бг - с удельной активностью 5.44 х 106 Бк/м3;

137Св - с удельной активностью 4.5 х 105 Бк/м3.

Для уточнения вероятной причины утечки воды, содержащей 90Бг, был выполнен ряд дополнительных мероприятий на емкости № 4, а именно:

• откопана торцевая стенка отсека № 1 емкости на глубину 3 м;

• отобраны пробы грунта с глубины 3 м;

• отобраны повторные пробы воды для анализа из наблюдательных скважин;

• отобраны пробы грунта из-под защитных плит отсеков № 1, 2 и внешней стороны отсека № 1.

Проведенные мероприятия показали, что поступление радионуклидов за пределы емкости происходило как из-под верхних защитных плит за счет переполнения емкости поверхностными и грунтовыми водами, так и через течь, обнаруженную у дна в торцевой стене.

Удельная активность 908г в почве из-под защитных плит загрузочных люков и у стены траншеи составляла 6 х 102-1.2 х 105 Бк/кг. Измерение отобранных проб грунта с глубины 3 м у отсека № 1 показало наличие следов 90Бг с активностью <0.1 Бк/кг и 137Св с активностью 2.0 Бк/кг.

В 1999 г. проведен комплекс защитных инженерных мероприятий по снижению экологической нагрузки на окружающую среду.

В частности, из аварийной емкости № 4 с помощью специальной техники была осуществлена откачка воды до уровня дна.

Для изоляции емкости № 4 были проведены следующие работы:

• выполнены цементная стяжка, гидроизоляция и бетонное покрытие верхнего перекрытия емкости и боковой стенки в соответствии с проектом;

• затампонирована течь в торцевой стене емкости и сооружена бетонная "заплата" в соответствии с проектом;

• проведена гидроизоляция верхнего периметра и торцевой стены емкости с использованием герметика;

• вдоль торцевой стены емкости создан дополнительный противомиграционный барьер из природного глинистого сорбента трепела размером 10.0 х 1.0 х 1.0 м.

По результатам дальнейших исследований было обнаружено загрязнение водных объектов и почвенного покрова 90Бг (до уровней 53 Бк/л и 23238 Бк/кг соответственно) на территории заболоченного притеррасного понижения [2, 3].

На данный момент доступ людей в район притеррасного понижения не ограничен. В связи с этим хранилище представляет потенциальную опасность для населения и природной среды.

Ранее для исследования условий миграции и аккумуляции радионуклидов в районе размещения регионального хранилища РАО были проведены комплексные радиоэкологические исследования [1-3]:

1) описаны природные геосистемы, подвергшиеся радиоактивному загрязнению;

2) определены геолого-гидрологические и геолого-геоморфологические характеристики, влияющие на процессы миграции радионуклидов в природных водах;

3) выявлены места локализации радионуклидов;

4) определен химический состав подземных вод в пределах территории хранилища и поверхностных вод в радиусе 50 м от объекта.

Цель данной работы, являющейся продолжением ранее начатых комплексных исследований, -определение степени подвижности техногенных радионуклидов и тем самым их потенциальной биологической доступности, возможности дальнейшего распространения радионуклидов во внешней среде, а также выбор стратегии обращения со старым хранилищем РАО. В ходе работы были изучены:

- переход техногенных радионуклидов в биомассу различных растений, отобранных на исследуемой территории;

- формы нахождения радионуклидов в исследуемых почвах.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА

Объектами исследования являлись почва и грунт, отобранные на территории хранилища и за периметром ограждения, и естественная растительность в радиусе 50 м. Отбор проб грунта проводили послойно через каждые 5 или 10 см с учетом расположения генетических горизонтов с помощью бура с использованием рулетки. Из верхнего слоя глубиной 5 см отбирали среднюю пробу.

Травянистую растительность скашивали с площади 1 м2 и при необходимости разбирали по видам.

Измерения активности 908г и 137С$, а также естественного радионуклида 226Яа в пробах проводили с использованием аттестованных методик и спектрометрических установок [4, 5]: 137С$ и 226Яа - методом полупроводниковой у-спектро-метрии с использованием ве(Ы) детектора; 908г -на сцинтилляционном спектрометре Р-излучения "БЕТА-01С" (НПЦ "Аспект", г. Дубна, Россия) после радиохимического выделения экстракционным концентрированием и последующей очисткой стронция из азотнокислой вытяжки хлороформным раствором краун-эфира ДЦГ18К6 с последующим измерением Р-активности дочернего продукта - иттрия.

Для определения удельной активности 908г в растениях использовали их вегетативные органы. Перед анализом свежие сырые пробы промывали от пыли и почвы сначала водопроводной водой, затем дистиллированной. Затем растительную массу сушили в сушильных шкафах при температуре 80-85°С. Сухие образцы взвешивали, записывали их вес. Высушенный растительный образец измельчали электромеханическим измельчителем. Минерализацию растений проводили методом сухого озоления. Вначале пробы обугли-

Таблица 1. Схема обработки образцов почв для определения форм нахождения радионуклидов

Форма нахождения Экстрагент Условия

Водорастворимая Дистиллированная вода Ткомн; периодическое перемешивание

Обменная Для 90Sr и 226Ra: CaCl2 (1н) для 137Cs и 40K: CH3COONH4 (1н) 1 ч; Ткомн; периодическое перемешивание 2 ч; Ткомн; перемешивание

Кислоторастворимая HCl (1 н.) 5 ч; Ткомн; периодическое перемешивание

"Органическая" H2O2 (30%) 3 ч; Т = 80°С; периодическое перемешивание

Прочно связанная HNO3 (9 н.) >5 ч; Т = 80°С; периодическое перемешивание

Примечание. Соотношение почва : раствор 1 : 10.

вали при температуре 150-300°С порциями по 20 г в закрытом фарфоровом стакане. После обугливания крышку снимали и увеличивали температуру печи до 450-500°С. После озоления пробу подвергали кислотной обработке в соответствии с методикой радиохимического выделения стронция.

Для определения форм нахождения радионуклидов в почвах из образцов грунта были сделаны вытяжки различными экстрагентами (табл. 1) [6-9].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Данные радиационного мониторинга

Результаты измерений с описанием геосистем в точках пробоотбора представлены в табл. 2.

Необходимо отметить весьма значительную неравномерность загрязнения территории притеррасного понижения 90Бг (точки 6, 6а, 76 и 7в [2]), в сторону которого направлен основной сток поверхностных и грунтовых вод с территории хранилища. Различия в активностях данного радионуклида в образцах почв, отобранных на близлежащих участках, порой достигают 240 раз (точка 76). Пробы грунта в точках 6, 6а и 7в представляют собой иловатый суглинок. В поверхностном слое в основном преобладает ил. В связи с наличием такой неоднородности были проведены измерен

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.

Показать целиком