WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     ||
|

Для количественного определения трития в пробах воды проводили предварительное обогащение методом одноступенчатого электролиза с одним или двумя доливами (Чиркова, 1974). 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 (рис. 1). Длительность одного электролиза – от 8 до 12 суток. Просчет проб осуществляли на американской установке «Дельта-300». Определение концентрации трития проводили относительным методом, путем сравнения со стандартным раствором. Для этого в процесс электролиза включали контрольный электролизер с известным содержанием трития в воде. Такой раствор предварительно готовили на основе стандартного раствора, полученного от фирмы «Изотоп». Ошибка счета не превышает 5 %, чувствительность метода составляет 3 Бк/л.

Для оценки надежности метода была произведена сверка методик количественного определения трития, принятых в Институте экологии растений и животных УрО РАН и во ВСЕГИНГЕО Министерства природных ресурсов (пос. Зеленый Московской области). Для этой цели в двух пробах воды был определен тритий указанными выше организациями. Результаты определения свидетельствуют о достаточно хорошей сходимости методов.

Рисунок 1. Общий вид установки для электролитического обогащения водных проб тритием:1 – плексигласовая ванна; 2 – змеевик (холодильник); 3 – электролизеры; 4 – электроды; 5 – блок питания; 6 – регулятор тока; 7 – вытяжной компрессор; 8 – вывод; 9 – конденсор; 10 – газовыводящие трубки; 11 – манометр; 12 – соединительные провода; 13 – кран для подачи холодной воды; 14 – исследуемый раствор.

Раздел 1. Тритий в водных экосистемах контрольного региона

В качестве контрольного региона был выбран район на севере Свердловской области, достаточно удаленный от крупных промышленных объектов, где отсутствуют предприятия ядерно-топливного цикла (города Кытлым, Краснотурьинск). Концентрация трития в водных экосистемах этого региона (водоемы, реки, дождевые осадки, вода из снега, колодцы) колеблется вокруг средней величины 5 Бк/л. Этот показатель хорошо согласуется с литературными данными и принят нами в качестве величины техногенного фона по тритию для Уральского региона.

Раздел 2. Мониторинг трития в водных экосистемах района Белоярской АЭС им. И.В. Курчатова

Белоярская атомная электростанция – первая крупная промышленная АЭС и первый крупный гражданский объект ядерной энергетики в мире – расположена на Среднем Урале в Свердловской области, в 60 км к востоку от г. Екатеринбурга. Она была пущена в эксплуатацию в 1964 г. Мониторинговые работы по тритию в районе АЭС проводятся с 1980 г. Диссертант включился в работу и стал продолжать ее с 1996 г., когда два первых блока были уже остановлены. В настоящее время находится в эксплуатации только третий энергоблок.

2.1. Водоем-охладитель

Характеристика района исследований. В качестве водоема-охладителя Белоярской АЭС служит Белоярское водохранилище. В разделе приводятся данные о происхождении водохранилища, дана его краткая гидробиологическая характеристика, описаны пути поступления радионуклидов в водоем от БАЭС.

Постоянные точки наблюдений (ПТН). В качестве постоянных точек наблюдения были выбраны районы верховья (ПТН-1), плотины (ПТН-2), Теплого залива (ПТН-3), Биофизической станции (ПТН-4), а также обводной (ПТН-5) и промливневый (ПТН-6) каналы.

Верховье водоема. Содержание радионуклида в воде указанного региона за время наблюдений варьировало от уровня техногенного фона (5 Бк/л) до

67 Бк/л. Средняя концентрация трития в период с 1996 по 2003 г. составила 11±3 Бк/л, что примерно в два раза превышало уровень техногенного фона (рис. 2). В целом, концентрации радионуклида в этот период снизились примерно в два раза по сравнению с периодом 1980-1989 гг., когда функционировали первый и второй эгергоблоки БАЭС. Особенно заметно это снижение проявилось после 2000 г., когда концентрация трития в воде установилась на среднем уровне 8±1 Бк/л, что незначительно превышает уровень техногенного фона.

Рис. 2. Концентрация трития в верховье Белоярского водохранилища, Бк/л

Район плотины. В районе плотины (ПТН-2) вода из Белоярского водохранилища вытекает в реку Пышму. Согласно ранее проведенным исследованиям, в период с 1980 по 1989 гг. средняя концентрация трития в воде в этом регионе была достоверно выше, чем в верховье водоема, что свидетельствует о вкладе Белоярской АЭС в загрязнение водоема (соответственно 58 и 34 Бк/л). Было установлено, что в период с 1996 по 2003 гг. концентрация радионуклида на выходе из Белоярского водохранилища варьировала в пределах от 11 до 93 Бк/л при среднем значении 28±7 Бк/л (рис. 3). После вывода из эксплуатации второго энергоблока на фоне общего снижения содержания изотопа в воде обоих обследованных регионов достоверные различия между ними сохранились. Все значения концентраций трития для воды приплотинной части водоема оказались выше уровня техногенного фона (5 Бк/л), а среднее значение (28 Бк/л) превышает этот показатель примерно в 5-6 раз.

Рис. 3. Концентрация трития в районе плотины Белоярского водохранилища, Бк/л

Район Биофизической станции. В районе, примыкающем к Биофизической станции Института экологии растений и животных УрО РАН (ПТН-4), в водоем поступают воды из обводного канала, дренирующего территорию вокруг БАЭС. Хотя сам канал маловоден, он несет повышенные количества трития. Поскольку выше этой точки наблюдений предполагается сброс в водоем стоков от строящегося 4-го энергоблока, мы исследовали этот район достаточно подробно. Средняя концентрация радионуклида в исследуемом регионе находилась на уровне 14±1 Бк/л, что составляет примерно три уровня техногенного фона. Однако в отдельные интервалы времени отмечались повышенные концентрации трития в воде (декабрь 1996 г. – 137 Бк/л; февраль 1997 г. – 145 Бк/л; январь и февраль 1998 г. – 114 и 409 Бк/л; август 1999 г. – 294 Бк/л; октябрь и ноябрь 2000 г. – 129 и 119 Бк/л) (рис. 4). Очевидно, это связано с поступлением нуклида в залив через обводной канал.

Рис. 4. Концентрация трития в воде района Биофизической станции, Бк/л

Сопоставление наших данных с результатами, полученными в Отделе ранее, показало, что в районе Биофизической станции Белоярского водохранилища в 1981-1982 гг. средняя концентрация трития в воде залива составляла 90-95 Бк/л; в 1983-1982 гг. – 66 Бк/л, а в 1996-2003 гг. – 14 Бк/л. Таким образом, после вывода из эксплуатации 2-го энергоблока наблюдалось явное снижение концентрации радионуклида в воде. Различие в концентрациях трития между указанными временными интервалами статистически достоверно при уровне значимости р<0,05.

Район Теплого залива. Этот район (ПТН-3) весьма важен в плане радиоэкологического мониторинга в связи с тем, что здесь долгое время функционирует садковое рыбное хозяйство по выращиванию карпа. В Теплый залив сбрасывается подогретая вода, прошедшая через системы охлаждения БАЭС. В свою очередь в эти системы через заборный канал закачивается вода из расположенной выше части водоема, от которого залив изолирован дамбой, так что вода непосредственно из водоема в него не поступает. Как видно из рисунка 5, концентрация трития в воде Теплого залива в период исследований изменялась от 13 до 81 Бк/л. Показатель 81 Бк/л зарегистрирован в 1996 г. С тех пор, по моим данным, уровень содержания радионуклида в воде обследованной акватории водоема варьировал вокруг средней величины 19±3 Бк/л. Этот показатель превышал уровень техногенного фона в 4 раза.

Рис. 5. Динамика концентраций трития в воде Теплого залива, Бк/л

Ранее было установлено, что период совместной работы энергоблоков (1980-1989 гг.) характеризовался повышенным содержанием трития в воде (в среднем 65 Бк/л) по сравнению с последующим периодом, когда работал только 3-й блок. В настоящее время количество трития в воде зоны подогрева снизилось в среднем в три раза.

В целом, результаты мониторинга трития на акватории Белоярского водохранилища показали, что в воде наблюдаемой зоны, где размещались постоянные точки наблюдений ПТН-2, ПТН-3, ПТН-4, содержание трития было достоверно выше, чем в верховье водоема (ПТН-1), расположенном примерно в 15 км вверх по течению. Последнее связано с дополнительным поступлением трития в водоем в результате работы БАЭС. Концентрация радионуклида в воде Белоярского водохранилища не превышала допустимых уровней для питьевой воды, однако она практически во всех случаях была выше уровня техногенного фона (5 Бк/л).

Пути поступления трития в водоем. Слаборадиоактивные стоки поступают от БАЭС в Белоярское водохранилище двумя путями – через промливневый и обводной каналы.

А) Промливневый канал (ПЛК). В этот канал поступают стоки с территории станции и соседнего предприятия СФНИКИЭТ, где функционирует экспериментальный реактор. В течение всего периода наблюдений содержание радионуклида в канале от БАЭС изменялось в пределах от 5 до 94 Бк/л при среднем значении 25±5 Бк/л (рис. 6). Небольшие превышения среднего значения наблюдались в феврале и июле 1996 г., в июне 1998 г. и мае 1999 г. Эти превышения были значительно ниже, чем в более ранний период исследований, когда, например, в июне 1987 г. была зарегистрирована концентрация трития в воде 1516 Бк/л (Чеботина, 2005).

Рис. 6. Динамика концентраций трития в воде промливневого канала БАЭС, Бк/л

Сравнение этих данных с результатами, полученными в Отделе для более ранних периодов работы БАЭС, позволило заключить, что после снятия с эксплуатации 1-го и 2-го энергоблоков средние показатели концентраций радионуклида в воде канала заметно снизились. Если в 1981-1989 гг. концентрация составляла в среднем 120 Бк/л, то в 1989-1996 гг. – ~ 50 Бк/л, а в 1996-2003 гг. – 25 Бк/л. Содержание трития в воде канала СФНИКИЭТ, впадающего в ПЛК, выше уровня техногенного фона и в течение периода наблюдений незначительно отличалось от соответствующих показателей для канала БАЭС (рис. 7).

Рис. 7. Концентрации трития в воде канала СФНИКИЭТ, Бк/л

Б) Обводной канал. Этот канал дренирует территорию вокруг БАЭС. Ответвление канала идет вдоль водоочистных сооружений БАЭС мимо котельной, затем впадает в водоем в районе Биофизической станции. Мониторинг трития в обводном канале проводили в пяти точках наблюдений (ниже очистных сооружений и выше них, в районе котельной, пересечения дорог и в устье канала). Отбор проб воды производили случайным образом и не привязывали его к технологическим мероприятиям БАЭС.

Концентрация трития в воде исследуемого канала в разные сроки наблюдений варьировала в широких пределах: в верхней его части – от 6 до 2108 Бк/л, в средней – от 7 до 623 Бк/л, а в нижней – от 11 до 4540 Бк/л. Такой широкий разброс данных свидетельствует о неравномерном поступлении радионуклида во времени через исследуемый канал в прилегающий к нему залив в районе Биофизической станции. В отдельные временные точки наблюдалось залповое поступление трития в воду. В частности, в верхней части канала в марте 1996 г. была зарегистрирована концентрация нуклида 2108 Бк/л, в октябре 1996 г. – 558 Бк/л, в феврале 1996 г. – 544 Бк/л, в декабре 1998 г. – 340 Бк/л. В воде средней части канала аналогичные повышения были отмечены нами в марте 1996 г. (490 Бк/л), октябре 1996 г. (609 Бк/л), июне 1996 г. (264 Бк/л), сентябре 2000 г. (553 Бк/л), июле 2001 г. (623 Бк/л). В устье канала в марте 1996 г. зарегистрирован сброс трития, который поднял концентрацию его в воде до 2110 Бк/л, а в январе 2002 г. в средней части канала наблюдался еще больший сброс (4540 Бк/л). Очевидно, повышенное поступление трития в обводной канал связано с неисправностью трубопровода, отводящего радиоактивные стоки в Ольховское болото.

Показано, что в 2000-2001 гг. содержание трития в воде обводного канала снизилось по сравнению с 1996-1998 гг. в среднем примерно в 10 раз, что связано, с одной стороны, с остановкой второго энергоблока, а с другой – с технологическими мероприятиями, проводимыми БАЭС с целью снижения поступления трития в водные экосистемы. Несмотря на эти мероприятия, в настоящее время не исключены случаи повышенного поступления радионуклида в водоем через обводной канал. Об этом свидетельствуют результаты измерений концентраций трития в средней его части в 2002 г., когда было обнаружено содержание трития в воде 4540 Бк/л. Очевидно, проводимые БАЭС мероприятия недостаточны для предотвращения поступления радионуклида в водоем-охладитель.

Таким образом, проведенные исследования показали, что промливневый и обводной каналы являются поставщиками техногенного трития в Белоярское водохранилище от Белоярской АЭС.

2.2. Ольховское болото

Другой водной экосистемой, испытывающей на себе влияние БАЭС, является Ольховское болото.

Характеристика района исследований. Ольховское болото находится примерно в 5 км к юго-востоку от Белоярской АЭС. В разделе дается краткая характеристика Ольховского болота как объекта исследований. Приводится схема болота, его размеры, месторасположение, размер и направление стока сбросных вод, описана растительность и грунты, приводится краткая радиоэкологическая характеристика экосистемы. Сообщается, что за время существования болота как приемника слаборадиоактивных стоков БАЭС можно выделить два периода его функционирования. Первый продолжался с момента пуска первого энергоблока примерно до 1998 г.; за это время в болото через сбросной канал производился контролируемый сброс дебалансных вод и хозфекальных стоков БАЭС. Второй период наступил после изменения технологического режима сбросов в 1998-1999 гг., в результате чего дебалансные воды через специальный трубопровод были выведены в нижнюю часть болота. Предполагалось, что это предотвратит вымывание в речную сеть радионуклидов из верхней и средней частей болота. Несмотря на то, что в настоящее время хозфекальные стоки, как и прежде, выводятся в верхнюю часть болота, содержание воды в болоте резко сократилось, вода протекает по болоту через одно русло, которое переходит в речку Ольховку.

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.