Миграция радионуклеидов в почвах

     В 1991-1992 гг. было выполнено аэро-гамма-спектрометрическое обследование территории полигона и прилегающих к нему районов. В результате были определены мощности экспозиционных доз гамма-излучения на высоте одного метра от поверхности земли, плотности загрязнения местности цезием-137, а также поверхностные концентрации в почве урана, тория и калия-40. Съемка территории проводилась в масштабе 1:300000 при расстоянии между профилями съемки, равном 3 км, и при ширине поля регистрации детектором около 300м. На большей части территории полигона плотность загрязнения цезием-137 находится в пределах от уровня глобальных выпадений (0,05 Ки/км2 до 0,5 Ки/км2. Плотности загрязнения цезием-137 более 1 Ки/км2 были зафиксированы только на испытательных площадках Опытного поля и на очень небольших участках радиоактивного следа, который образовался после взрыва, осуществленного 12.08.1953г [67 , 44].

     Таким образом, можно сделать вывод, что  радиологическое состояние поверхностного слоя почвы СИП определяется в  основном такими долгоживущими продуктами, как стронций-90 и цезий-147 с их дочерними радионуклидами, а также изотопами плутония. Определяющее значение указанных радионуклидов обусловлено их значительно большей наработкой в ядерных взрывах, значительным промежутком времени с момента проведения взрывов и их высоким биологическим действием, при этом активность более короткоживущих радионуклидов снизилась из-за их естественного распада.

     За  время, прошедшее после взрывов, активность стронция-90 и цезия-137 уменьшилась, а альфа-активность плутония практически не изменилась, поэтому абсолютные значения активностей стронция-90 + цезия-137 и плутония стали примерно одинаковыми. С учетом того, что радиотоксичность плутония почти на два порядка выше, чем стронция-90 и цезия-137, можно предположить, что проблема радиоактивного загрязнения территории полигона – это проблема загрязнения ее плутонием [68,33].

     Акиматом  Павлодарской области по договоренности с Национальным ядерным центром, были произведены захоронения высокотоксичных  химических отходов (трихлордифенил) в  штольнях подземных сооружений бывшей испытательной площадки СИЯП, при этом не была проведена обязательная государственная экологическая экспертиза. Министерство охраны окружающей среды и Министерство энергетики и минеральных ресурсов не располагают информацией о проведенных захоронениях.

      Разрабатываемая в настоящее время  госпрограмма социальной и экономической  реабилитации региона не содержит никакой  связи с реальным положением дел  на местах. Содержащиеся в ней мероприятия  механически перенесены из ранее  существовавших инвестиционных проектов, не связанных с Семипалатинским полигоном, а, следовательно, предлагаемые меры не увязаны с фактической ситуацией и не направлены на реабилитацию региона.

      Сложившаяся ситуация в целом по СИЯП и проведенный анализ показал, что несмотря на повышенный интерес мирового сообщества, государственная политика направленная на реабилитацию граждан, пострадавших вследствие ядерных испытаний и социально–экономическое развитие территории не является системной. Отсутствие консолидированных действий государственных органов, нарушение ими законодательства, отсутствие точных данных, половинчатый подход к реализации законодательства по СИЯП и Программ разработанных и принятых Правительством Республики Казахстан говорят сами за себя.

     При наличии фактов, не соблюдения законодательства Республики Казахстан (Генеральной прокуратурой и ее территориальными органами) не было произведено ни одной проверки в порядке надзора, следовательно, виновные не были привлечены к ответственности».

     Характер радиоактивного загрязнения почвенного покрова СИП зависит от природных условий территории, где произошло загрязнение и его источника. Исследования были проведены на испытательных площадках: «Опытное поле», БРВ, «Балапан», «Сары-Узень», «Дегелен», объектах «Атомное озеро» и «Телькем-1», «Телькем-2», а также на следах выпадений радиоактивных облаков.

     Вышеперечисленные объекты обследований, кроме площадки «Дегелен», находятся в зональных  природных условиях, где источником увлажнения почв являются только атмосферные осадки. Атмосферные ядерные испытания, проведенные на площадке «Опытное поле», участке БРВ привели к выпадению техногенных радионуклидов на поверхность почвы. Исследования показывают, что максимальное содержание долгоживущих радионуклидов ¹³⁷Cs, ⁹⁰Sr и ^239+240Pu находится в почвах в горизонте 0-5, 5-10см. В условиях недостаточного увлажнения аридной зоны указанное распределение радионуклидов не претерпело каких-либо изменений, несмотря на срок взаимодействия радионуклидов с природной средой более 40-50 лет. Такое распределение радионуклидов в почвах исследуемой территории является закономерностью, которая может быть изменена техногенными нарушениями, как спекание минеральных частиц почвы на площадке «Опытное поле», образование воронок при испытании БРВ.

     В условиях сильного техногенного нарушения  почв-грунтов, какое имело место  при экскавационных ядерных взрывах  на объектах «Атомное озеро» и «Телькем-1», «Телькем -2», распределение радионуклидов  в таком грунте (отвалы водоемов) не подчиняется какой-либо закономерности.

     При подземных ядерных испытаниях (площадки «Балапан», «Дегелен») радиоактивное  загрязнение почвенного покрова  имеет свои особенности. Так, на площадке «Балапан» при испытаниях в скважинах  только в случае аварийных ситуаций происходило местами и незначительное загрязнение почвенного покрова вблизи оголовка скважин. Распределение радионуклидов при этом отвечает выявленным закономерностям.

     На  площадке «Дегелен» (это низкогорный  массив) проведенные подземные испытания  в штольнях вызвали разрушения верхних ярусов горных ландшафтов, а подготовка и проведение взрывов нарушили естественное сложение луговых почв долин ручьев. Было оказано и радиоактивное воздействие на компоненты природной среды, которое продолжается и в настоящее время, так как подземные воды выносят из штолен техногенные радионуклиды. Их сорбируют и накапливают луговые почвы долин ручьев. Максимальное содержание ¹³⁷Cs, ⁹⁰Sr в таких почвах приурочено к поверхностному горизонту (0-8см), представленному дерниной, но распределение радионуклидов в почвенном профиле значительно растянуто, иногда до почвообразующих пород, и, прежде всего, радионуклида ⁹⁰Sr, что обусловлено значительными уклонами местности, наличием склонового и грунтового потока.

     Таким образом, на большей части радиоактивно-загрязненных участков СИП основное количество техногенных радионуклидов в почвах сосредоточено в горизонте 0-5, 5-10см, а в условиях изрезанного рельефа, обусловливающего дополнительное увлажнение склоновым стоком и грунтовыми водами возможна их пространственная миграция. Техногенное нарушение изменяет выявленные закономерности распределения радионуклидов в почвах.

     Результаты  радиоэкологических исследований, проведенных  на территории СИП в последние  годы, выявили участки значительного  радиоактивного загрязнения, включая и загрязнения ядерными материалами. В первую очередь, эти загрязнения связаны с испытательными площадками и следами облаков ядерных взрывов.

     На  территориях, считавшихся ранее  относительно благополучными в радиационном отношении (северная и западная части СИП), обнаружены участки, которые идентифицированы как места проведения испытаний боевых радиоактивных веществ. Имеются места, загрязненные компонентами ракетного топлива. Выявляются участки со значительным радиоактивным загрязнением, которые имеют относительно небольшие размеры, носят локальный характер и связаны, по мнению специалистов, с результатами несанкционированной деятельности. Как правило, это поиск добычи лома черных и цветных металлов.

     В настоящее время обследовано  около 40% территории полигона с достоверностью при площадном обследовании – 25%, при местном (локальном) обследовании – 90%.

     В связи с ограниченным финансированием  площадные обследования проводятся по мелкомасштабной сетке. При обнаружении  участков с повышенным радиационным фоном осуществляется локальное обследование по крупномасштабной сетке.

     При решении проблем СИП, необходимо также учитывать, что 3 из 4-х имеющихся  в Казахстане исследовательских  ядерных реакторов расположены  на данной территории. Ядерные реакторы размещены на двух экспериментальных комплексах (площадках) Национального ядерного центра Республики Казахстан, на одном из которых также находится пункт долговременного хранения отработанных ампульных источников ионизирующих излучений, имеющий республиканское значение.

      3. Объект и методы исследования 

     Земля – это национальное богатство  Казахстана, от эффективности использования и охраны которой во многом зависит экономическая, социальная и экологическая ситуация в стране, благополучие каждого человека.

     В последние годы антропогенная нагрузка на природные комплексы в мире значительно возросла. В Казахстане давление на окружающую среду ниже среднемирового. Однако в последние годы вызывает беспокойство загрязнение земель, водных ресурсов и атмосферного воздуха радионуклидами. Система «человек – окружающая среда» стала настолько сложной, что внутреннее и внешнее влияние на эту систему может привести к самым неожиданным последствиям.

     Радиоактивное загрязнение представляет собой  опасность для человека и среды  его обитания. Отрицательное воздействие ионизирующей радиации на живые организмы стало известно с момента открытия радиоактивности.

     В настоящее время одной из наиболее актуальных задач в области радиоэкологии является проблема трансграничного переноса техногенных радионуклидов за пределы границ источников радиоактивного загрязнения, таких как бывший Семипалатинский ядерный полигон (СИП). Наибольшую опасность здесь представляют участки локального радиоактивного загрязнения, расположенные в местах проведения ядерных испытаний и по следам радиоактивных выпадений.

     Находящиеся на поверхности земли радионуклиды, могут перераспределяться и мигрировать в результате ветрового переноса и пожаров. Очевидно, что скорость миграции радионуклидов, их проникновение в биологические цепочки и, в конечном счете, в организм человека зависят, в первую очередь, от характеристик процессов образования радиоактивных частиц и их атмосферного переноса.

     Нормами Закона Республики Казахстан от 18 декабря 1992 года «О социальной защите граждан, пострадавших вследствие ядерных испытаний на Семипалатинском испытательном ядерном полигоне» классифицированы территории соседней Павлодарской области, подвергшиеся воздействию ядерных испытаний. К ним отнесены Баянаульский, Майский, Лебяжинский районы Павлодарской области.

     Поэтому изучение данной проблемы, выработка  рекомендации по устранению негативного воздействия радионуклидов на почву и растения является весьма актуальной задачей.

     Для проведения исследований были проведены  анализы по изучению радиационной обстановки на территории Семипалатинского полигона, находящегося на землях Павлодарской области.

     Определяли  стронции–90 радиохимическим методом  по дочернему продукту иттрий–90. Содержание цезия–137 сурьмяно-диодным методом. Измерения активности конечных продуктов химического анализа проводим на молофоновой устанофке УМФ–1500 со счётчиком СБТ–13.

     было  выполнено радиологическое обследование территории сосновых боров Прииртышья. Объектами исследований являлись почвенно-растительный покров, а также древесный материал на территории произрастания соснового бора. Часть территории, через которую, в основном, проходили облака ядерных взрывов, была обследована вдоль 6 профилей с интервалом 2 км между точками обследования. Остальная территория лесов была обследована по мелкомасштабной сети с интервалом 10х20 км.

     В результате обследования повышенное содержание радионуклидов в объектах природной  среды выявлено на территории

     Исследования  показали, что содержание цезия-137, плутония-239/240, стронция-90, амерция-241 меняется в широких пределах, превышая в ряде случаев на несколько порядков фон глобальных выпадений

     Для оценки радиоактивного загрязнения  территории необходимо провести также  комплексные полевые радиологические  и лабораторные исследования образцов объектов окружающей среды. Полученные результаты позволят оценить радиационную ситуацию на территории Павлодарской области в пределах бывшего Семипалатинского ядерного полигона, а также определить дозы техногенного радиационного облучения населения в этом регионе.

     Важной задачей растениеводства на загрязненных радионуклидами территориях является получение максимального урожая соответствующего по радиологическому фактору республиканским допустимым уровням.

     Основным  источником поступления радионуклидов  в растение является почва. В ней содержится весь запас выпавших радионуклидов.

     Для установления размеров перехода стронция-90 в сельскохозяйственную продукцию  используются коэффициенты перехода (Кп).