Задание 6.2. Определение загрязненности почвы
Сельхозугодий цезием-137
Загрязнение почвы радионуклидами характеризуется поверхностной активностью As, которая представляет собой активность, отнесенную к единице площади поверхности:
,
где S – площадь поверхности, м 2 или км 2 .
Данная величина встречается и под другими названиями – плотность загрязнения поверхности радионуклидами или поверхностная концентрация. Основная единица измерения –килобеккерель на квадратный метр кБк/м 2 , внесистемная – кюри на квадратный метр Ки/м 2 ).
Определение запаса цезия-137 и стронция90 в почвах окультуренных сельхозугодий проводится в соответствии с «Методикой крупномасштабного агрохимического и радиологического обследования почв сельскохозяйственных угодий Республики Беларусь». В почвах естественных сельхозугодий указанная работа проводится по методике Гомельской ОПИСХ. При радиологическом контроле естественных лугов и пастбищ проводится раздельное определение содержание радионуклидов в дернине и находящейся ниже нее почве.
Почвенные образцы на сельскохозяйственных угодьях рекомендуется отбирать до начала весенних полевых работ и непосредственно перед уборкой урожая. При плотности загрязнения стронцием-90 до 11,1 кБк/м 2 (0,3 Ки/км 2 ) отбирается 5 смешанных образцов на одно сельскохозяйственное предприятие, при плотности 11,1–37,0 кБк/м 2 (0,3–1 Ки/км 2 ) – один смешанный образец на элементарный участок (отдельно обрабатываемый участок поля, занятый одной культурой, с типичными для данного района типами почв, элементами рельефа, сельскохозяйственного пользования), при плотности 37,0–111,0 кБк/м 2 (1–3 Ки/км 2 ) – один смешанный образец на 100 га площади, свыше 111,0 кБк/м 2 (3 Ки/км 2 ) – один смешанный образец на 50 га площади.
Отбор проб на пашне. Перед отбором проб проводится измерение мощности эквивалентной дозы дозиметром типа ДРГ в 5–6 точках, равномерно распределенных по площади элементарного участка на высоте 3–4 см над поверхностью почвы. На элементарном участке отбирается 10 индивидуальных проб почвы (в некоторых случаях и большего числа) из точек, равномерно распределенных по площади участка с наиболее часто встречаемыми значениями мощности дозы. Отбор проб проводят с помощью стандартного металлического кольца диаметром 140 мм и высотой 50 мм, осторожно забивая его в почву молотком до тех пор, пока верхняя кромка кольца не окажется на одном уровне с поверхностью почвы. Кольцо с почвой подкапывают лопатой, подрезают по нижней кромке пробоотборника и помещают в полиэтиленовый мешок или пленку. При отборе проб буром число уколов будет зависеть от диаметра его рабочей части. После смешивания индивидуальных проб и получения объединенной пробы из нее методом квартования составляют пробу почвы с массой не менее 2 кг. Такая проба помещается в полиэтиленовый мешок, который кладут во второй такой же мешок и заворачивают в плотную бумагу. Между пакетами вкладывается паспорт с номером пробы и указанием места отбора пробы.
На непахотных сельскохозяйственных угодьях (естественные луга и пастбища) по периметру обследуемого участка и его двум диагоналям на высоте 1 м и 3–4 см над поверхностью почвы проводится измерение мощности эквивалентной дозы дозиметром. При выборе места отбора пробы учитывается наличие травянистой растительности, отсутствие смыва или намыва почвы в месте отбора почвы, однородность, открытость и ровность поверхности, расстояние от дорог, деревьев и строений. На обследуемом участке выбирают 5 мест с наиболее часто наблюдаемыми значениями мощности дозы. Одно из них должно быть близко к центру участка, а остальные четыре – на периферии участка. Из этих мест проводится отбор проб с помощью стандартного металлического кольца (или бура), их последующая упаковка и маркировка аналогично вышеприведенной методике.
Цель работы: определить плотность загрязнения сельхозугодий цезием-137.
Материалы и оборудование: гамма-радиометр РКГ-АТ 1320А (РКГ-01); пробы почвы, отобранные в полях севооборотов на территории радиоактивного загрязнения и в Горецком районе; весы лабораторные; карта радиационного загрязнения территории Могилевской и Гомельской областей.
Выполнение работы
1. Подготовьте гамма-радиометр к работе.
2. Определите содержание цезия-137 пробах почвы (Ауд.почвы).
3. Определите плотность почвенных проб.
4. Рассчитайте поверхностную активность почвы (As).
Пример расчета.
Объем 1 м 2 пахотного слоя почвы V = 20×100×100 = 2×10 5 см. При плотности почвы ρ = 1,3 г/см 3 масса этой почвы M = ρ×V= 1,3×2×10 5
= 2,6×10 5 г = 260 кг.
Тогда поверхностная активность почвы Аs = Ауд.почвы×M.
Источник
Раздел 4. Радиационная экология экосистем
Ю.А. Александров
Основы радиационной экологии
Учебное пособие. – Йошкар-Ола: Мар. гос. ун-т, 2007. – 268 с.
Раздел 4. Радиационная экология экосистем
4.2. Радионуклиды в искусственных агробиогеоценозах
4.2.5. Прогнозирование поступления радионуклидов в сельскохозяйственную продукцию
В период поверхностного загрязнения почвы и корневого поступления радионуклидов в растения необходимо прогнозирование поступления радионуклидов в растениеводческую и животноводческую продукцию.
4.2.5.1. Прогноз загрязнения растениеводческой продукции
Прогноз загрязнения растениеводческой продукции позволяет заблаговременно планировать набор культур для возделывания на загрязненных радионуклидами угодьях, их размещение по полям севооборотов и отдельным участкам с учетом плотности загрязнения почв и возможности использования получаемой продукции.
Для прогнозирования поступления радионуклидов в корма и продукцию животноводства необходимо прежде всего установить, какими радионуклидами загрязнены воздух и территории сельскохозяйственных угодий и каковы плотность и равномерность этих загрязнений. Другие важнейшие показатели – биологическая доступность и способность радионуклидов мигрировать по пищевым цепочкам.
Содержание радионуклидов в сельскохозяйственной продукции зависит как от плотности загрязнений, так и от типа почв, от их гранулометрического состава и агрохимических свойств. При повышении содержания в почве физической глины от 5 до 30%, гумуса от 1 до 3,5% переход радионуклидов в растения снижается в 1,5-2 раза, по мере содержания в почве подвижных форм калия и фосфора от низкого (К2О менее 100 мг/кг почвы) до оптимального (200-300 мг/кг) и изменения реакции почвы от кислой (рН 4,5-5,0) к нейтральной (рН 6,5-7,0) – в 2-3 раза (см. приложения).
Еще в большей степени на накопление радионуклидов влияет режим увлажнения почвы. Минимальное накопление 137 Cs в многолетних травах обеспечивается при поддержании уровня грунтовых вод на глубине 90-120 см от поверхности осушенных торфяных и торфяно-глеевых почв. На переувлажненных песчаных и торфяных почвах высокая степень загрязнения кормов и молока наблюдается даже при относительно низких плотностях загрязнения 137 Cs (2-5 Ки/км 2 ) и 90 Sr (0,3-1 Ки/км 2 ). В то же время на окультуренных участках дерново-подзолистых суглинистых почв продукция с допустимым содержанием радионуклидов была получена при плотности загрязнения 137 Cs до 20-30 Ки/км 2 , существенно, на переход 137 Cs из почвы в растение влияет содержание в ней органического вещества. Поступление этого радионуклида в растения из торфяных почв превышает его поглощение из минеральных почв в несколько раз.
Сортовые различия в накоплении радионуклидов значительно меньше (до 1,5-3 раз).
Для прогноза накопления радионуклидов в продукцию растениеводства используются:
а) коэффициенты перехода из почвы в урожай в расчете на 1 Ки/км 2 , которые дифференцированы в зависимости от типа и гранулометрического состава почв, содержания обменного калия и реакции почвенной среды (см. прил. 7 и 8);
б) результаты агрохимического и радиологического обследований почв.
Определение уровня содержания радионуклидов с использованием коэффициента пропорциональности накопления в растениеводческой продукции. Для прогноза уровня загрязнения конкретной культуры радионуклидами 137 Cs или 90 Sr необходимо коэффициенты, рассчитанные для плотности загрязнения почв 1 Ки/км 2 (37 кБк/м 2 ) умножить на величину плотности фактической загрязненности почвы:
где A – уровень загрязненности растениеводческой продукции, Бк/кг;
B – плотность загрязнения почвы, Ки/км 2 ;
K – коэффициент пропорциональности (удельная радиоактивность 1 кг продукции при плотности загрязнения почв 1 Ки/км 2 , данные приложении ), нКи/кг;
37 – коэффициент для перевода нКи в Бк.
Сопоставляя полученную величину с нормативной величиной, определяем возможность использования корма.
Например: необходимо определить уровень радиоактивной загрязненности сена многолетнего злаково-бобового (по 137 Cs) на дерново-подзолистой суглинистой почве. Плотность загрязнения почвы по данным радиохимических исследований равна 15 Ки/км 2 при содержании обменного калия 150 мг/кг почвы.
По данным приложения 6 коэффициент пропорциональности равен 0,57 нКи/кг.
Решение: A = 15 Ки/км 2 × 0,57 × 37 = 316 Бк/кг.
Аналогично делают расчеты для прогноза содержания 90 Sr в сельскохозяйственных культурах с учетом уровня кислотности почв (приложение).
Метод определения накопления 90 Sr в растениях с помощью комплексного показателя (КП) В.М. Клечковского. Для определения содержания 90 Sr в растениях пользуются формулой:
где A – содержание 90 Sr в почве, с. ед. (стронциевые единицы);
с – содержание Ca на 100 г почвы, мг-экв.;
а – плотность загрязнения почвы радионуклидом 90 Sr, мКи/км 2 или Бк/м 2 ;
КП – комплексный показатель по В.М. Клечковскому (табл. 59).
Таблица 64 – Величина комплексного показателя (КП)
для сельскохозяйственной продукции
Источник
Плотность поверхностного загрязнения почвы
Министерство природных ресурсов и экологии Российской Федерации
ФЕДЕРАЛЬНАЯ СЛУЖБА ПО ГИДРОМЕТЕОРОЛОГИИ И МОНИТОРИНГУ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
от 31 октября 2018 года N 460
В соответствии со статьёй 7 Закона Российской Федерации от 15 мая 1991 г. N 1244-1 «О социальной защите граждан, подвергшихся воздействию радиации вследствие катастрофы на Чернобыльской АЭС» (Ведомости Съезда народных депутатов РСФСР и Верховного Совета РСФСР, 1991, N 21, ст.699; Ведомости Съезда народных депутатов Российской Федерации и Верховного Совета Российской Федерации, 1992, N 32, ст.1861; Собрание законодательства Российской Федерации, 1995, N 48, ст.4561; 1996, N 51, ст.5680; 1997, N 47, ст.5341; 1999, N 16, ст.1937; N 28, ст.3460; 2000, N 33, ст.3348; 2001, N 7, ст.610; N 33, ст.3413; 2002, N 30, ст.3033; N 50, ст.4929; 2003, N 43, ст.4108; 2004, N 18, ст.1689; N 35, ст.3607; 2006, N 6, ст.637; N 30, ст.3288; N 50, ст.5285; 2007, N 45, ст.5421; N 46, ст.5554; 2008, N 9, ст.817; N 29, ст.3410; N 30, ст.3616; N 52, ст.6224, ст.6236; 2009, N 18, ст.2152; N 30, ст.3739; 2011, N 23, ст.3270; N 29, ст.4297; N 47, ст.6608; N 49, ст.7024; 2012, N 26, ст.3446; N 53, ст.7654; 2013, N 19, ст.2331; N 27, ст.3443, ст.3446, ст.3477; N 51, ст.6693; 2014, N 26, ст.3406; N 30, ст.4217; N 40, ст.5322; N 52, ст.7539; 2015, N 27, ст.3967; N 48, ст.6724; 2016, N 1, ст.8; N 27, ст.4238; N 52, ст.7493, ст.7510; 2017, N 1, ст.50; N 45, ст.6581; 2018, N 11, ст.1582, ст.1591; N 24, ст.3411, N 31, ст.4861)
2. Контроль за исполнением настоящего приказа оставляю за собой.
в Министерстве юстиции
14 января 2019 года,
регистрационный N 53344
УТВЕРЖДЕН
приказом Росгидромета
от 31 октября 2018 года N 460
Порядок определения плотности радиоактивного загрязнения почв территорий населённых пунктов вследствие катастрофы на Чернобыльской АЭС
I. Общие положения
1. Настоящий Порядок разработан в целях установления метода определения плотности радиоактивного загрязнения почв территорий населённых пунктов вследствие катастрофы на Чернобыльской АЭС.
2. Настоящий Порядок применяется для определения плотности радиоактивного загрязнения почв территорий населённых пунктов вследствие катастрофы на Чернобыльской АЭС цезием-137.
3. Настоящий Порядок устанавливает для населённых пунктов, расположенных на территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению вследствие катастрофы на Чернобыльской АЭС (далее — населенный пункт):
— состав и последовательность действий при осуществлении обследования радиоактивного загрязнения почв территории населённого пункта;
— состав и последовательность действий при осуществлении расчёта плотности радиоактивного загрязнения почв территории населенного пункта;
— дополнительные меры по обеспечению достоверности данных, полученных при определении плотности радиоактивного загрязнения почв территории населённого пункта, и случаи их применения.
4. Работы по определению плотности радиоактивного загрязнения почв территорий населённых пунктов выполняются организациями, осуществляющими деятельность в области гидрометеорологии и в смежных с ней областях.
II. Состав и последовательность действий при осуществлении обследования радиоактивного загрязнения почв территории населённого пункта
5. Обследование радиоактивного загрязнения почв территории населённого пункта включает:
— комплекс мероприятий по определению мощности амбиентного эквивалента дозы гамма-излучения (далее — дозиметрическое обследование населённого пункта);
— отбор проб почвы на территории населённого пункта и его ареала;
— подготовку проб почвы к гамма-спектрометрическому анализу;
— измерение активности цезия-137 в пробах почвы методом гамма-спектрометрического анализа.
5.1. Дозиметрическое обследование населённого пункта проводится на пробных площадках.
5.1.1. Репрезентативная часть исследуемой территории населённого пункта, предназначенная для отбора проб почвы (далее — пробная площадка), выбирается на месте, где не проводилось работ, связанных с перемещением или досыпкой грунта за время, прошедшее после аварии на Чернобыльской АЭС. Пробная площадка не должна располагаться под водостоками.
5.1.2. Количество пробных площадок в населённом пункте должно быть не менее 10, и может быть увеличено в зависимости от размера населённого пункта и степени неоднородности загрязнения.
5.1.3. Реальный размер пробной площадки определяется на месте в виде квадрата или прямоугольника с размером сторон от 1 м до 3 м.
5.1.4. На каждой пробной площадке выбираются пять контрольных точек — областей или участков обследуемой территории населённого пункта, предназначенных для измерений контролируемых радиационных величин (непосредственно или через отбор проб почвы). Одна контрольная точка должна располагаться ближе к центру, а остальные четыре по углам пробной площадки.
5.1.5. В контрольных точках предварительно производится измерение мощности амбиентного эквивалента дозы (МАЭД), Зв/ч, мЗв/ч, мкЗв/ч — отношения приращения амбиентного эквивалента дозы dH*(d) за интервал времени dt к величине этого интервала МАЭД на двух высотах: на высоте от 2 см до 4 см и на высоте (1±0,1) м от поверхности почвы.
5.1.6. Измерение МАЭД должно проводиться при отсутствии атмосферных осадков.
5.2. Проба почвы определённого объёма, взятая однократно из почвенного горизонта (единичная проба почвы) отбирается в той контрольной точке, где результаты измерений МАЭД для заданных высот отличаются не более чем в 1,5 раза и наиболее близки к среднему значению МАЭД по результатам пяти измерений.
5.2.1. Проба почвы отбирается на глубине не менее 30 см на участке, предварительно очищенном от растительности.
5.2.2. Пробоотборник забивают в почву, подкапывают лопатой, аккуратно подрезают по нижней кромке цилиндра. Затем пробу почвы извлекают из цилиндра.
5.2.3. Для каждой единичной пробы почвы заполняется сопроводительный талон, в котором указываются:
— наименование организации, проводившей отбор пробы почвы;
— наименование места отбора проб почв (название населённого пункта, включая код ОКТМО, его местонахождение (район, область));
— координаты точки отбора пробы почвы;
— дата отбора пробы почвы;
— глубина отбора пробы почвы;
— МАЭД на высоте 1 м;
— МАЭД на высоте 0,04 м;
— состояние поверхности почвы;
— механический состав почвы;
— тип пробоотборника (диаметр основания, глубина пробоотбора).
5.3. Подготовка проб почвы к гамма-спектрометрическому анализу включает:
— удаление из пробы почвы крупных камней и корней, высушивание пробы почвы до воздушно-сухого состояния;
— гомогенизацию и взвешивание пробы почвы;
— приготовление счётного образца (далее — СОБ) — пробы почвы или части пробы почвы, подготовленной в установленном порядке и предназначенной для проведения измерения активности радионуклида, путём помещения части пробы почвы в измерительную кювету (форма контейнера Маринелли или форма цилиндра) стандартного объёма (100, 250 или 500 см ) и взвешивание СОБ;
— маркировку СОБ, внесение в рабочий журнал шифра СОБ, номера единичной пробы почвы, информации о форме и объёме кюветы, массе СОБ (нетто), массе пробы.
5.4. Измерение активности цезия-137 в СОБ проводится методом гамма-спектрометрического анализа.
5.4.1. Результаты гамма-спектрометрических измерений регистрируются в журнале измерений и должны включать в себя следующую информацию:
— активность цезия-137 в СОБ , Бк;
— относительную расширенную неопределённость результата измерения для уровня доверия Р=0,95, %, (0,95);
— относительную стандартную статистическую неопределённость результата измерения , %.
5.4.2. Предельная допустимая погрешность гамма-спектрометрического анализа проб почвы должна быть не более 40%.
III. Состав и последовательность действий при осуществлении расчёта плотности радиоактивного загрязнения почв территории населённого пункта
6. Для расчёта средней плотности радиоактивного загрязнения почвы территории населённого пункта используются данные проведённых обследований радиоактивного загрязнения почв территорий населённых пунктов, а также информация Единого государственного фонда данных о состоянии окружающей среды, её загрязнении (далее — ЕГФД) о содержании радиоактивных веществ в почве на территории населённых пунктов Российской Федерации, загрязнённых в результате аварий на радиационно опасных объектах.
7. Если в населённом пункте не было дополнительных обследований радиоактивного загрязнения почвы в текущем году, то среднюю плотность загрязнения почвы цезием-137, , Ки/км , рассчитывают по формуле (1):
, (1)
где n — количество обследований радиоактивного загрязнения почвы территории населённого пункта до настоящего времени;
— период времени между -м обследованием радиоактивного загрязнения почвы территории населенного пункта цезием-137 и настоящим временем, лет;
— количество проб почвы при -м обследовании радиоактивного загрязнения почвы территории населенного пункта;
T — период полураспада цезия-137, лет;
— плотность загрязнения почвы цезием-137 в точке при -м обследовании радиоактивного загрязнения почвы территории населенного пункта, Ки/км .
8. В случае, если в населённом пункте проводились обследования радиоактивного загрязнения почвы в текущем году, то среднюю плотность загрязнения почвы цезием-137 рассчитывают по формуле (2):
, (2)
— плотность загрязнения почвы территории населённого пункта цезием-137 в текущем году, Ки/км ;
— количество проб почвы, полученных в текущем году.
9. Расчёт минимального и максимального значений плотности загрязнения почвы территории населенного пункта осуществляется путём выборки минимальных и максимальных значений плотности загрязнения из всей совокупности имеющихся данных, при этом:
— если на территории населённого пункта не было измерений плотности загрязнения почвы цезием-137 в текущем году, то максимальная и минимальная плотность загрязнения почвы цезием-137 выбирается из всех значений, имеющихся в ЕГФД по конкретному населённому пункту, и рассчитываются по формуле (3):
; (3)
Источник