Scientific journal

International Journal of Applied and fundamental research

ISSN 1996-3955

ИФ РИНЦ = 0,593

В почвах присутствуют почти все известные в природе химические элементы, в том числе и радионуклиды. Содержание радионуклидов в почве определяет ее радиоактивность. Обычно вероятность загрязнения почвы радионуклидами больше в районе ядерных аварий или производства урановой промышленности. В связи с этим на территориях урановой промышленности проводятся периодические исследования радиоактивности объектов окружающей среды, в том числе важную роль играет проверка состава почвы на радионуклиды [1, 2].

Материалы и методы исследования

В данной работе приведены материалы по исследованию радиоактивности почвы на территории урановой промышленности, на примере ТОО «РУ-6». ТОО «РУ-6» находится в Шиелийском районе Кызылординской области Республики Казахстан, в 130 км к юго-востоку от областного центра города Кызылорда. Производительная деятельность ТОО «РУ-6» – добыча и переработка урансодержащих продуктов с получением химического концентрата природного урана.

Добыча урансодержащих руд производится методом подземного скважинного выщелачивания (ПСВ), выщелачиваемым раствором является серная кислота. Этот метод рассматривается как единственный эффективный метод в Казахстане. Метод подземного выщелачивания имеет существенные преимущества перед традиционным горным способом добычи руд и переработкой их на заводах, так как позволяет снизить себестоимость урановых руд и более полно использовать урановое сырье [3-5].

В пределах района выделены сероземы (светлые, обыкновенные, темные), серобурые почвы, такыры и такыровидные почвы, аллювиально-луговые, лугово-болотные почвы, солончаки. Сельскохозяйственные угодья подходят вплотную к промышленным объектам, в районе полигонов производится выпас скота. Поэтому исследование объектов окружающей среды, в частности, состава почвы на радиоактивность является особо важным.

Для отбора проб были выбраны следующие объекты:

– территория пункта могильника захоронения радиоактивных отходов (ПМЗРО);

– территория пункта захоронения радиоактивных отходов (ПЗРО);

– санитарная зона могильника захоронения радиоактивных отходов;

– участок геотехнического поля (УГТП);

– путь транспортировки твердых низкорадиоактивных отходов (трасса Шымкент-Самара, т.е. улица Султан Бейбарыс);

– путь транспортировки на ПМЗРО.

Отбор проб почвы проводили обычным методом с глубины 0-15 см, методом «конверта». Полученные пробы из 5 точек объединялись, удалялись инородные вещества (растение, металл, бетон и др.), после чего пробы тщательно перемешивались и герметизировались в полиэтиленовых пакетах с приготовленной маркировкой.

Физико-химические свойства почвы определялись общепринятыми в почвоведении методами. В рамках настоящего исследования проанализированы пробы почвы отобранных в 20-25 точках из каждого объекта исследования. Исследования образцов проводились в соответствий НД [1, 2].

В пробах почвы определяли удельную активность естественных радионуклидов, т.к. Th-232, Ra-226, K-40 и Сs-137.

Проведен расчет эффективной удельной активности (Аэфф) для природных радионуклидов в соответствии с формулой

Aэфф = АRa + 1,31ATh + 0,085Ak,

где ARa, АTh, Аk – удельные активности радий, калий и торий соответственно, Бк/кг.

Исследования состава почвы на радиоактивность проводили гамма-спектрометрическим методом на приборе спектрометрическая установка «Прогресс» Г № 06141 и «Прогресс» Г № 9758, которые проходили поверку. Гамма-спектрометрический анализ относится к одному из наиболее чувствительных и селективных методов современных анализов. Спектрометры полностью управляются от компьютера. Програмное обеспечение работает на платформе Windows.

Был проведен сравнительный анализ удельной активности радионуклидов в зависимости от выбора объекта исследования.

Результаты исследования и их обсуждение

В ходе исследования обнаружено неравномерное содержание радионуклидов в образцах почвы в зависимости от расположения выбранного объекта исследования.

Во всех проанализированных образцах было обнаружено загрязнение искусственным радионуклидом Сs-137. Гаммаспектрометрический анализ показал, что содержание Сs-137 – наибольшее на образцах почвы территорий ПМЗРО с максимальной активной концентрацией от 0,79 до 22, 1 Бк/кг, что не превышает норму для данного региона.

Результаты, полученные ранее местными учеными, показывают, что величина радионуклида Сs-137 колебалась от 7,6 до 8,6 Бк/кг, что нынешнее содержание Сs-137 превышает в 2,6 раз. Это сравнение означает, что загрязнение радионуклидом техногенного происхождения имеется, и главным источником загрязнения является могильник РАО [6].

Такие данные являются результатом того, что на территории могильника захоронения РАО практически не происходит вынос радионуклида Сs-137 в окружающую среду, а незначительное количество радионуклида попадает из блоков с РАО в грунт и локализуется в поверхностном слое грунта в виде точечных скоплений.

Обычно радионуклид Сs-137 удерживается в верхнем слое почвы толщиной до 5 см и лишь малая его доля проникает глубже 15 см.

Территория могильника окружена изгородью на расстоянии 60 м от краев котлована. По периметру ограждения установлены предупредительные знаки, что целями этих мероприятий явлеяется ограничение доступа посторонних лиц на территории могильника. Весь участок могильника находится под охраной.

Наличие дозиметрического контроля и удаленность предприятия от ближайшего населенного пункта ограничивают возможность вывоза радиоактивных отходов за пределы территории могильника.

По результатом исследования удельная активность Th-232 в почве колеблется от 9,74 до 59,42 Бк/кг. Максимальная величина Th-232 была определена в пробах почвы, отобранных из территории ПЗРО. ПДК для данного радионуклида не должна превышать 78 Бк/кг для исследуемого региона, поэтому можно считать, что по величине Th-232 превышение не имеется. Из полученных результатов можно судить, что источником загрязнения радионуклидом Th-232 является пункт захоронения РАО.

Активная концентрация Ra-226 варьирует в пределах от 11,8 до 70,5. Такое колебание величины радиоактивности Ra-226 зависит от места отбора проб. Максимальное число было определено из образцов почвы, отобранных из участка ГТП и по путям транспортировки на ПМЗРО.

Почвы на территорий УГТП и по путям транспортировки на ПМЗРО являются песчаными, песчано-глинистыми, суглинки, глины пылеватые, а растительность состоит из ассоциации серополынной формации. Имеется растительный покров песчаных равнин, который можно разделить на три группы: кустарниковые, полукустарниковые и эркековые пастбища. Поглотительная способность песчаных почв на радионуклиды гораздо меньше.

Рядом с УГТП течет река Сырдарья. Аллювиально-луговые почвы находятся в условиях постоянного увлажнения со стороны русла реки. Растительность состоит из тополя, лоха, гребенщика, пырея, солодки, ажрека, тростника, ломоноса и др. Мощность почвенно-растительного слоя до 0,5 м.

Все это может быть причиной удержания радионуклидов на территории геотехнического поля. Максимальная величина радионуклида Ra-226 была определена именно на песчано-глинистых окрестностях.

Показано, что преобладающим радионуклидом на всех площадках является K-40. Активная концентрация K-40 в почве варьирует от 255 до 378 Бк/кг в образцах, отобранных по путям транспортировки на ПМЗРО, от 438 до 948 Бк/кг в образцах, отобранных из территории ПЗРО. Активная концентрация К-40 в составе образцов почвы, отобранных из других объектов, оставалась в середине указанных величин, что отвечает значениям регионального радиационного фона.

Проведен сравнительный анализ полученных результатов с ранее проведенными исследованиями. Оказалось, что в работе [1] величина К-40 варьировалась от 190 до 210 Бк/кг. В связи с этим можно сделать следующий вывод: величина К-40 в почве не превышает ПДК, но превышает нынешнее содержание в 4,5 раз. А такое изменение содержания К-40 дает возможность утверждать, что накопление имеется в связи с добычей урана на данной территории.

Возможными путями распространения радиоактивного загрязнения почвы радионуклидами Ra-226 K-40 при транспортировке отходов являются:

– поверхностное загрязнение спецавтотранспорта во время погрузки и выгрузки отходов, а также движения по радиоактивным отходам;

– рассеивание из кузовов автотранспорта.

Объекты, с которыми контактирует персонал и население, должны соответствовать требованиям НРБ-99 [1, 2].

Для этого транспорт, перевозящий радиоактивные материалы, в объязательном порядке проходит очистку от загрязнений перед выходом на дороги общего пользования. Оборудование и механизмы, передаваемые другому владельцу, также подлежат дезактивации с последующим выходным контролем и, кроме того, снабжаются соответствующей справкой.

Радионуклиды в образцах почвы, отобранных из санитарной зоны захоронения радиоактивных отходов, немного превышают величину радиактивного загрязнения территории ПЗРО, например, величина максимальной активной концентрации Сs-137 превышает в 2,7, Th-232 в 1,5, Ra-226 в 1,5, K-40 в 1,2 раза. Данный результат еще раз подтверждает, что основным источником загрязнения почвы радионуклидами территорий уранового предприятия является ПЗРО.

Результаты измерений представлены в таблице.

Удельная активность естественных радионуклидов в почвах

Анализ полученных данных выявил некоторые закономерности: содержание радионуклидов в основном зависит от глинистого состава почвы, так же как приведено в работе [7].

Выводы

В результате проведенных исследований были определены концентрации радионуклидов, таких как Сs-137, Th-232, Ra-226, K-40, гамма-спектрометрическим методом анализа и выявлены участки, загрязненные радионуклидами, что является одним из основных условий при решении вопросов необходимости очистки и рекультивации территорий, подверженных загрязнениям.

Гамма-спектрометрический анализ показал, что загрязненность грунта радионуклидами территории, где расположена урановая промышленность, зависит от поведения радионуклидов, и процессы их накопления и миграции значительно варьируют в зависимости от особенностей окружающей среды, таких как метеорологические и гидрологические условия основных параметров и характеристик почв.