WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     |
|

На правах рукописи

Николин Олег Анатольевич

Тритий в водных экосистемах Уральского региона

Специальность 03.00.16 – экология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени

кандидата биологических наук

Пермь2008

Работа выполнена в Институте экологии растений и животных Уральского отделения Российской Академии Наук

Научный руководитель: доктор технических наук

Чеботина Маргарита Яковлевна

Научный консультант: доктор биологических наук,

заслуженный эколог РФ

Трапезников Александр Викторович

Официальные оппоненты: доктор биологических наук, профессор

Аксенова Вера Михайловна

доктор биологических наук

Пряхин Евгений Александрович

Ведущая организация: Московский государственный университет

имени М.В.Ломоносова

Защита диссертации состоится 18 сентября 2008 г. в 16 часов 30 минут на заседании диссертационного совета Д 212. 189. 02 при Пермском государственном университете по адресу: 614990, г. Пермь, ГСП, ул. Букирева,15. Факс (342)2371611

E-mail: novoselova@psu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пермского государственного университета.

Автореферат разослан 16 августа 2008 г.

Ученый секретарь диссертационного

совета доктор биологических наук, доцент Л.В. Новоселова

Общая характеристика работы

Актуальность проблемы. В настоящее время проблему тритиевого загрязнения водных экосистем в районах размещения предприятий ЯТЦ можно считать одной из ключевых в радиоэкологии. Это обусловлено, с одной стороны, его относительно высокими концентрациями в природных водах, на несколько порядков величин превышающих таковые по 90Sr, 137Cs и другим антропогенным радионуклидам, высокой миграционной способностью трития, а с другой – отсутствием надежных систем локализации и удержания этого радионуклида. В результате указанных причин тритий становится глобальным загрязнителем природных водных экосистем Земли.

При работе АЭС и других предприятий ядерно-топливного цикла тритий поступает в окружающую природную среду нерегулярно и быстро мигрирует из мест первичного загрязнения, поэтому единичные и несистематические измерения его не позволяют выявить реальных масштабов загрязнения водных систем. В связи с этим необходимо проводить регулярный мониторинг трития. Данная работа служит в качестве примера такого мониторинга радионуклида в районе функционирования Белоярской АЭС на Урале, где в настоящее время работает третий энергоблок и ведется строительство четвертого блока.

Исследуемая проблема весьма актуальна для Уральского региона, т.к. здесь воздействие радиационного фактора на природные экосистемы происходит на фоне сильного загрязнения региона тяжелыми металлами и другими химическими веществами антропогенного характера. Давление радиационного фактора в целом сравнительно велико. Северная часть региона находится в зоне влияния Новоземельского полигона ядерных испытаний, средняя – Белоярской АЭС им. Курчатова, а южная часть – Производственного объединения «Маяк», где в 1957 г. произошла тяжелейшая радиационная катастрофа, оставившая после себя Восточно-Уральский радиоактивный след. На территории региона проводились массовые подземные технологические взрывы, испытания ядерного оружия, сосредоточено производство и хранение ядерных боеприпасов, производится переработка ядерного горючего, ведется добыча и первичная переработка урана и тория. Кроме того, район испытывает загрязнение от природных источников. В настоящее время в регионе функционирует 8 ядерных реакторов, 6 мощных центров по переработке радиоактивных материалов, 6 центров по захоронению ядерных отходов. Кроме того, в пределах Уральского региона было произведено 38 технологических ядерных взрывов, из них 5 – с выбросом на поверхность (Радиоактивные беды Урала, 2000). В Уральском регионе размещены и долгое время функционируют два крупнейших предприятия, являющиеся мощными источниками антропогенного трития – Белоярская АЭС им. И.В. Курчатова и Производственное объединение «Маяк». На Белоярской АЭС ведется строительство четвертого энергоблока БН-800 и планируется строительство пятого энергоблока с реакторной установкой Брест-ОД-300. Все сказанное выше говорит об актуальности проблемы исследования тритиевого загрязнения Уральского региона. Недаром Государственной Думой РФ от 5 декабря 1995 г. был принят, а Президентом России от 9 января 1996 г. утвержден закон РФ «О радиационной безопасности населения России», который направлен на защиту населения России от негативного воздействия радиации.

В связи с тем, что водоемы, реки, родники, колодцы в районах расположения предприятий ядерно-топливного цикла, как правило, широко используются для народно-хозяйственных целей, в том числе как источники питьевого водоснабжения, а также в сельском хозяйстве для полива сельско-хозяйственных угодий, водопоя скота и т.д., контроль за радиационной чистотой воды, особенно по тритию, необходим. Необходимы также знания об особенностях поведения радионуклидов в той или иной экологической обстановке, чтобы прогнозировать последствия влияния малых доз радиации при поступлении радионуклидов в организм животных и человека.

Цель исследований – оценить масштабы тритиевого загрязнения водных экосистем Уральского региона в результате работы предприятий ядерно-топливного цикла.

Основные задачи исследования:

1. Проведение мониторинга трития на Белоярском водохранилище с целью выявления уровней тритиевого загрязнения в различных районах водоема-охладителя и выявление путей поступления радионуклида от БАЭС в водоем;

2. Проведение мониторинга трития в различных звеньях болотно-речной экосистемы для оценки ее загрязнения радионуклидом до и после изменения технологического режима сбросов БАЭС.

3. Выявить масштабы тритиевого загрязнения водных экосистем на территории Челябинской области в результате работы Производственного объединения «Маяк».

4. Оценить загрязнение тритием питьевой воды в крупных городах, расположенных в зоне воздействия предприятий атомной промышленности.

Научная новизна. Впервые проведен многолетний мониторинг трития в водоеме-охладителе Белоярской АЭС им. Курчатова, позволивший оценить масштабы тритиевого загрязнения одного из самых крупных искусственных водоемов Свердловской области, который длительное время находится под воздействием атомного предприятия. Впервые выявлены пути поступления радионуклида от атомной станции в водоем-охладитель. Впервые оценено влияние различных блоков Белоярской АЭС в процессе их функционирования на поступление трития в водные экосистемы. Новыми являются данные о загрязнении радионуклидом дождевой и снеговой воды в районе БАЭС.

Теоретическая и практическая значимость работы. В настоящее время проблема тритиевого загрязнения водных экосистем – одна из главных в радиоэкологии. Это обусловлено отсутствием надежных систем локализации радионуклида в системах водоочистки. Высокая миграционная способность делает этот радионуклид глобальным загрязнителем водных экосистем Земли. В диссертации на примере Белоярской АЭС предложен подход к оценке масштабов загрязнения водных экосистем в районах размещения подобных предприятий путем проведения систематического мониторинга этого радионуклида в течение продолжительного периода времени. Мониторинг позволил оценить динамику изменения концентраций радиоактивного загрязнителя в процессе работы различных энергоблоков и установить пути его поступления в окружающую природную среду. Проведенная работа выявила картину надфоновых загрязнений водной среды тритием в масштабах значительной части Уральского региона, охватывающей 36 водоемов и 8 рек, а также снеговые и дождевые выпадения. Основное внимание в работе уделено таким мощным источникам антропогенного трития, как Белоярская АЭС и производственное объединение «Маяк». Результаты работы могут быть использованы при разработке мероприятий по охране окружающей среды от радиоактивного загрязнения и расчете доз облучения населения в районах предприятий ЯТЦ. Практическая значимость работы заключается еще и в том, что вода многих из исследуемых озер, рек, колодцев, скважин используется для питьевых целей, полива сельскохозяйственных угодий и водопоя скота, водоемы широко используются для купания, разведения и отлова рыбы, поэтому информация о радиационной чистоте воды исследуемого региона весьма важна для правильной организации сельскохозяйственного производства.

Основные положения, выносимые на защиту:

  1. Мониторинг трития в различных районах Белоярского водохранилища выявил систематическое превышение уровня глобального и техногенного фона по данному радионуклиду в воде водоема-охладителя, включая его верховье, что свидетельствует о БАЭС как источнике поступления радионуклида в окружающую природную среду.
  2. Мониторинг трития в воде Ольховской болотно-речной экосистемы, принимающей стоки БАЭС после прохождения их через систему водоочистки, установил что загрязнение тритием водной артерии от сбросного канала до устья р. Ольховки значительно снизилось после изменения технологического режима сбросов станции.
  3. Исследование дождевых и снеговых выпадений в районе Белоярской АЭС позволило квалифицировать их в качестве биоиндикаторов загрязнения воздушного пространства вокруг БАЭС.
  4. Оценка современных уровней содержания трития в воде озер и в снежном покрове вокруг Производственного объединения «Маяк» свидетельствует о техногенном загрязнении водных экосистем тритием вокруг этого предприятия.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на конференции молодых ученых в Институте экологии растений и животных УрО РАН (Екатеринбург, 1998 г.); на семинаре «Проблемы развития атомной энергетики и радиационной безопасности населения регионов Урала и Западной Сибири» (Тюмень, 1998); на 5-й Международной конференции «Environmental Pollution ICEP» (Волгоград-Пермь, 2001); на 1Х Международном экологическом симпозиуме «Урал атомный, Урал промышленный» (Екатеринбург,2001); на Вторых научных чтениях Ю.П. Булашевича «Ядерная геофизика. Геофизические исследования литосферы. Геотермия» (Екатеринбург, 2003); на 2-й Международной конференции «Окружающая среда и экология Сибири, Дальнего Востока и Арктики» (Северск-Томск, 2003); на 2-й Международной конференции «Радиоактивность и радиоактивные элементы в среде обитания человека» (Томск, 2004); на Международной конференции «Современные проблемы генетики, радиобиологии, радиоэкологии и эволюции» (Ереван, 2005); на Международной конференции «Семипалатинский испытательный полигон. Радиационное наследие и проблемы нераспространения» (Курчатов, 2005). Работа также представлена на 15 Международный симпозиум «Экология 2006» в Болгарии (5-9 июля 2006 г.).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 23 статьи и монография.

Структура и объем работы. Общий объем диссертации составляет 108 стр., 31 рисунок и 12 таблиц. Диссертация содержит «Введение», «Литературный обзор», методическую часть, шесть разделов, излагающих экспериментальные данные, заключительную часть, выводы, список используемой литературы, включающий 126 источников.

Содержание работы

Введение

В этом разделе рассматривается проблема трития как одного из основных широкораспространенных антропогенных радиоактивных загрязнителей природных водных экосистем. Дается краткая отличительная характеристика миграционных особенностей этого радионуклида и путей поступления его в организм человека и животных.

Литературный обзор

В разделе «Литературный обзор» дается анализ основных отечественных и зарубежных источников по проблеме тритиевого загрязнения различных водных экосистем земного шара. Обсуждается вопрос о способах образования трития в естественных условиях и при работе предприятий ядерно-топливного цикла. Приводятся данные о концентрациях радионуклида в атмосферных выпадениях в период испытаний ядерного оружия в атмосфере и после их прекращения. Рассматривается вопрос о локальном повышении содержания трития в отдельных районах, подвергшихся загрязнению в результате выбросов в окружающую среду радионуклидов предприятиями атомной промышленности. Обсуждается проблема воздействия трития на организм животных и человека и выведения его из организма. Приводятся данные о допустимых концентрациях трития в питьевой воде в различных странах мира.

Материал и методика исследований

Объектами исследований служили различные водные экосистемы в Уральском регионе (водоемы, реки, родники, скважины, колодцы,снеговые и дождевые осадки). При этом особое внимание уделялось району Белоярской АЭС (Средний Урал, Свердловская область), где Отделом континентальной радиоэкологии проводится систематический мониторинг трития в различных водных экосистемах, находящихся в зоне влияния станции (водоем-охладитель, Ольховское болото, р. Ольховка и Пышма). Значительная часть исследований проводилась в районе ПО «Маяк», где объектом исследования служила вода озер, рек, колодцев, скважин, снеговых выпадений. Эпизодические работы проводились на территории Курганской области, а также в Западной Сибири. В качестве контрольных служили более удаленные от источников загрязнения тритием территории, в том числе расположенные на севере Свердловской области (г. Кытлым, г. Краснотурьинск). В процессе работы было проанализировано более 1000 проб воды с использованием метода электролитического обогащения.

Ниже в кратком виде приведена методика работ. Воду для определения содержания в ней трития отбирали по 0,5-1 л на повторность в 3-х повторностях. Пробы снега брали в конце периода снеготаяния (марте) на всю глубину снежного покрова с площади 15х15 см в трех повторностях. Дождевые осадки собирали с мая по октябрь в стеклянные емкости во время дождя. Из емкостей для анализа отбирали среднюю пробу воды в количестве 1 л. Все пробы, в том числе из растаявшего снега, фильтровали через бумажный фильтр, дистиллировали и хранили в холодильнике в плотно закрытых сосудах.

Pages:     |
|



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.