WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

загрузка...
   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 ||

в в в C = C exp + K C - ( (- t, (t < ); (25) (-t 1-exp ) )) Rn Rn0 Rn Rn* в в в C = C 1-exp ) (- t + C exp exp ( ( ) (-) - Rn Rn0 Rnн в -K C - ( ( )) (-t, (t ). (26) 1-exp exp ) Rn Rn* Зависимость (26) описывает нестационарное одномерное поле концентраций радона в потоке воды при условии активного перемешивания, которое позволяет считать концентрацию в живом сечении потока зависящей лишь от фактора времени. Вид зависимости (26) свидетельствует о том, что термодинамическая система «Rn – H2O» при больших значениях t стремится к стационарному состоянию, характеризующемуся продольным профилем концентраций радона:

вв C = lim C. В состоянии динамического равновесия продольный профиль Rn Rn t концентраций радона в воде определяется по следующей зависимости:

в в -C = C exp -( ) K + U. (27) ( ) Rn Rn0 Rn Rn в Зависимость (27) использована в качестве базовой математической модели для расчета радоновыделений в шахтный воздух из подземных вод. Из уравнения в (26) при условии C t 0 и с учетом зависимости (27) получено соотношение, Rn позволяющее рассчитать массу радона, выделяющегося в воздух из единичного объема воды j в точке :

Rn вв j =-U C - C, (28) Rn в Rn Rn Rn вв -K + U.

где -U C = K + C exp -() {()} () в Rn Rn Rn Rn0 Rn Rn в Скорость выделения радона в воздух IвRn определяем по формуле в I = j - j L, (29) Rn ( Rn Rn )Sk k =0 = Lk где Lk - длина дренажного канала.

Представленные модели радоновыделений позволили разработать методику оценки распределения концентрации радона шахтных выбросов в приземном слое атмосферы и обусловленных этим дополнительных дозовых нагрузок населения.

у Для определения скорости радоновыделения I с поверхности обнажения Rn угольного пласта в момент времени ( ) (при расчете СНЭД для радона интенсивj ность средняя для календарного года (j) ) использовали зависимость Iу (j) = D Rn -1 2 IRn (j) -CRn* D, (30) () Rn Rn где I ( ) – интенсивность источника радоновыделения; C – концентрация раRn j Rn* дона на поверхности угольного пласта; D – коэффициент диффузии радона в породоугольном массиве; Rn – постоянная радиоактивного распада.

Расчет проводили отдельно для каждого года j периода наблюдения.

Суммарная скорость радоновыделения из породоугольного массива у Iу (j) = IRn (j )S(j), (31) S где S (j) – площадь обнажения угольного пласта в момент времени.

j Интенсивность выделения радона в воздух из подземных вод определяли по формуле Iв (j) =, (32) (j - jRn )S LK Rn Rn =0 =LK K где LK – длина канала; SK – сечение канала; jRn =0 – скорость выделения радона из единичного объема воды:

вв j =-U С - C ; (33) ( ) Rn в Rn R n Rn =l =l где Uв – скорость течения воды:

вв --U С = (K + )С exp -() K + l U ; (34) ( ) () в R n Rn Rn R n 0 Rn Rn в =l где l – расстояние от начала канала; KRn – коэффициент массообмена для радона;

Св – концентрация радона в воде на входе в дренажный канал.

RnСуммарную интенсивность радоновыделения в воздух рассчитывали по выражению у I (j) = IS(j) + Iв (j).

Rn Rn С помощью программы «Эколог-ПРО» было рассчитано рассеивание радона шахтных выбросов в приземном слое атмосферы и концентрация радона в контрольных точкахСRn (x, y,j).

Удельную активность радона в приземном слое воздуха определяли по выражению aRn (x, y, j ) = 4,831018 CRn (x, y,j) A T1 /2 -(), (35) где A – атомная масса радона; T1/2 – период полураспада радона.

Оценка дозы внешнего облучения, обусловленная излучением радона (мЗв) Eext (j ) = 2 a (x,y, )0-, (36) Rn Rn j где Г=59,18 10-18, Гр м2/(с Бк), 0 = 0,11 10-3 м-1 – линейный коэффициент ослабления -излучения радона в воздухе для энергии 0,510 МэВ.

Оценку среднегодовой эффективной дозы (СГЭД) внутреннего облучения, обусловленной излучением радона, определили следующим образом:

Eint (j) = k aRn (x, y, j), (37) Rn где k - дозовый коэффициент для -излучения радона, равный 0,3 мЗв м /Бк.

Суммарная СГЭД внутреннего и внешнего облучения определяется ERn(j ) = Eext (j) + Eint (j). (38) Rn Rn Накопленная доза, обусловленная радоновыделением, определяется по следующему соотношению n E = ( ), (39) Rn ERn j j= где n – количество лет наблюдения.

Суммарное значение СНЭД, обусловленной всеми радионуклидами, определяли как сумму значений СНЭД радионуклидов аварии на ЧАЭС и СНЭД, обусловленной шахтным радоновыделением:

E = E + E. (40) ЧАЭС Rn Алгоритм разработанной методики прогнозной оценки СНЭД приведен на рисунке 5.

Прогнозные оценки СНЭД и прогнозные значения плотности загрязнения радионуклидами, определенные на основе предложенных математических моделей, являясь нормативными показателями, могут быть использованы для разработки эффективных природоохранных мероприятий, проводимых на загрязненных территориях вследствие повышения уровня их соответствия действующим факторам формирования экологической обстановки на этих территориях.

Рисунок 5 – Алгоритм методики прогнозной оценки СНЭД для территории горно-промышленного региона ЗАКЛЮЧЕНИЕ Таким образом, в диссертационной работе на основе экспериментальных и теоретических исследований установлены новые и уточнены существующие закономерности техногенного загрязнения окружающей среды аварийными и шахтными выбросами радионуклидов, что позволяет решить актуальную научную задачу совершенствования методики оценки суммарных дозовых нагрузок радиоактивного облучения населения, проживающего на территории Подмосковного угольного бассейна, в целях повышения эффективности радиоэкологического мониторинга перспективных угленосных регионов Центрального Федерального округа РФ.

Основные научные и практические результаты работы заключаются в следующем:

1. На основании данных натурных наблюдений динамики радиоактивного загрязнения в контрольных точках сформирована база данных показателей загрязнения ряда районов горно-промышленного региона, расположенного на территории радиоактивного следа аварии на ЧАЭС. Анализ полученной информации о динамике аварии показал, что радиоактивное загрязнение данной территории происходило вследствие конвективно-диффузионного переноса радионуклидов с аэрозолями выбросов в атмосферном воздухе.

2. Предложена прогнозная модель динамики формирования радиоактивного загрязнения исследуемой территории, отличающаяся тем, что показатели радиоактивного загрязнения предполагаются пропорциональными распределениям концентраций радионуклидов в аэрозоли приземного слоя воздуха, сформировавшейся вследствие конвективно-диффузионного переноса радионуклидов в атмосфере с аварийными выбросами точечного источника. В ходе вычислительного эксперимента получены оценки параметров математической модели, адекватные данным натурных наблюдений в контрольных точках загрязненных территорий в контрольных точках участка территории Подмосковного угольного бассейна.

3. На основании математической модели и данных наблюдений разработана методика оценки масштабов загрязнения территории и величины дополнительных дозовых нагрузок населения вследствие техногенной аварии, позволяющая рассчитывать прогнозные оценки последствий радиоактивного загрязнения, необходимые для разработки и планирования природоохранных мероприятий.

4. Определены значения дозовых коэффициентов КХ и К, учитывающих изменение характера загрязнения вследствие миграции радионуклидов для трех временных интервалов послеаварийного периода и установлена экспоненциальная зависимость значений дозовых коэффициентов от времени.

5. Предложена математическая модель диффузии радона в угольном пласте, аналитическое решение которой позволяет получить значение равновесной скорости радоновыделения.

6. Предложена математическая модель динамики концентрации радона в водном потоке, в результате решения которой получена зависимость для определения скорости выделения радона из подземных шахтных вод.

7. Разработанная математическая модель переноса радона в шахтных выработках позволила получить зависимость для определения равновесной концентрации радона в вентиляционном выбросе шахт, интенсивность и валовые выбросы радона в приземный слой атмосферы.

8. На основе предложенных математических моделей процессов радоновыделения разработаны усовершенствованные методические рекомендации по оценке распределения радона шахтных вентиляционных выбросов в приземном слое атмосферы прилегающих территорий и оценке, на их основе, дополнительных дозовых нагрузок населения, обусловленных излучением радона.

9. Предложена методика оценки радиоактивного облучения населения, проживающего на территории горно-промышленного региона, дополненная оценками дозовых нагрузок, обусловленных различными радионуклидами аварийных выбросов ЧАЭС и получаемых на основе установленных закономерностей распределения этих радионуклидов на загрязненной территории, и оценками дополнительных дозовых нагрузок, связанных с излучением радона шахтных вентиляционных выбросов.

10. Разработан алгоритм методики прогнозной оценки СНЭД для территории горно-промышленного региона.

11. Результаты исследований использованы в Центре «Тулагрохимрадиология», в Тульском государственном университете при выполнении хоздоговорных и госбюджетных НИР.

Основные научные и практические результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Соколов Э.М., Кузнецов А.А., Лебедев А.М., Сугако Е.А. Оценивание влияния экологического состояния при использовании комплексного критерия оценки качества окружающей среды // Известия ТулГУ. Сер. Экономические и социально-экологические проблемы природопользования. Вып. 5. – Тула: ТулГУ, 2000. – С. 172-178.

2. Качурин Н.М., Сугако Е.А. Проблемы формирования дозовых нагрузок населения в первые недели аварии на Чернобыльской АЭС // Сборник трудов молодых ученых. – Тула: ТулГУ, 2001. – С. 51-54.

3. Качурин Н.М., Сугако Е.А. Влияние элементов распада радионуклидов при аварии на Чернобыльской АЭС на формирование дозовых нагрузок // Международная молодежная научная конференция. «XXVII Гагаринские чтения»:

Сборник тезисов докладов. – М., 2001. – С. 163-167.

4. Кузнецов А.А., Лебедев А.М., Сугако Е.А. Оценивание влияния отдельных показателей загрязнения при использовании комплексного критерия оценки качества окружающей среды // Известия ТулГУ. Сер. Экономические и социальноэкологические проблемы природопользования. Вып. 1. – Тула: ТулГУ, 2000. – С. 124-127.

5. Свиридова Т.С., Сугако Е.А., Гучек Н.Е. Анализ зависимости заболеваемости населения от полученных дозовых нагрузок на примере Плавского района Тульской области // Социально-экономические и экологические проблемы горной промышленности, строительства и энергетики / 2-я Международная конференция по проблемам горной промышленности, строительства и энергетики. – М.; Тула, 2005. – С. 173-175.

6. Качурин Н.М., Грязев М.В., Сугако Е.А. Оценка экологических последствий для населения загрязнения территории атмосферными выбросами техногенной аварии (на примере аварии на Чернобыльской АЭС) // Геотехнологии и защита окружающей среды – Академия горных наук. №2, 2006 – С.11-31.

7. Сугако Е.А., Лебедев А.М., Гучек Н.Е. Оценка дополнительного экологического риска при загрязнении окружающей среды выбросами техногенной аварии. // Экология и жизнь / XI Международная научно-практическая конференция. – Пенза, 2006. – С.125-127.

Pages:     | 1 | 2 ||






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