Радиационный контроль загрязнения почвы

Контроль радиоактивного загрязнения почв

Почва как продукт выветривания литосферы и ее взаимодействия с атмосферой имеет определенную фоно­вую радиоактивность. Искусственно повышенная радио­активность почв может быть связана с различными ви­дами использования радиоизотопов, включая их добычу и переработку, в том числе производство и использование ядерного оружия.

Загрязнение почв радиоактивными элементами проис­ходит в основном в результате их выпадений из атмосфе­ры. Наибольшая доля в радиоактивных выпадениях при­ходится на стронций-90, йод-131, цезий-137, которые обнаруживаются в тканях человека. Вред, связанный с накоплением в организме радиоактивных элементов, мо­жет быть индивидуальным (например, развитие рака) или генетическим, когда возрастает частота мутаций и появ­ляется потомство с врожденными патологиями. Опас­ность возрастает еще и потому, что радиоактивные эле­менты, подобно пестицидам, концентрируются в трофи­ческих цепях.

Радионуклиды с большим периодом полураспада на­капливаются в поверхностном слое почвы. Это позволяет определить суммарное значение радиоактивных выпаде­ний из атмосферы за продолжительный период времени.

.В результате миграции радионуклиды способны про­никать в глубь почвы. Скорость такого проникновения зависит от состояния поверхности почвы и ее влажности. Глубина проникновения в легких почвах для цезия-137 может достигать 50 см, а для стронция-90 — 90—100 см.

Однако основное количество радионуклидов сосредоточе­но в верхнем 10-сантиметровом слое почвы. Исследова­ние вертикального распределения радионуклидов по про­филю почвы позволяет:

— оценить мощность дозы гамма-излучения того или
иного радионуклида и скорость миграции радионуклидов
в почве;

— выявить промышленное загрязнение на фоне гло­
бального или «свежие» радиоактивные выпадения на фо­
не «старых»;

— определить количество радионуклидов в почве.

Одним из методов контроля радиоактивного загрязне­ния почв является метод отбора проб почв с последую­щим их гамма-спектрометрическим анализом в лабора­торных условиях. На обследуемом участке желательно также выполнить предварительную (полевую) гамма-ра­диометрическую съемку с использованием, например, до­зиметра СРП-88. Измерения рекомендуется проводить на высоте 1 м от поверхности и не ближе 2—5 м от стен строений.

Для того чтобы результаты анализа почв могли быть распространены на всю исследуемую территорию, а не характеризовали бы только место отбора пробы, послед­няя должна быть представительной. Представительность отобранной пробы может быть обеспечена в том случае, если поверхность почвы в месте пробоотбора не подвер­гается смыву во время ливней или паводковыми водами, а также не подвержена смещению сильными ветрами в результате эрозии. В месте отбора проб также не дол­жно быть наносов почвы. Отбор проб следует проводить на открытых горизонтальных участках с ненарушенной структурой.

В зависимости от уровня загрязнения выделяют два случая отбора проб почвы:

— при невысокой дозе гамма-излучения;

— если мощность дозы на поверхности почвы обус­
ловлена выпавшими загрязнениями.

В первом случае используют специальные пробоот­борники цилиндрической формы диаметром 26 см. Для исследования вертикального распределения загрязне­ния отобранный монолит почвы делят на слои. Тол­щина первых четырех слоев должна составлять 0,5 см, следующих четырех — 1 см и последних двух слоев — 2 см.

Поскольку радионуклиды могут проникать в почву и на глубину более 10 см, для исследования их вертикаль­ного распределения используют другой пробоотборник, позволяющий отбирать пробы на глубине 40—50 см и на пахотных участках. Площадь такого пробоотборника со­ставляет 100 см 2 , а высота — 70 см. Уменьшенный диа­метр этого пробоотборника объясняется тем, что для па­хотных почв и глубин более 10 см изменение содержания радионуклидов в почве с глубиной значительно меньше, чем для поверхностного слоя почвы; это позволяет прово­дить исследование более толстых слоев, и, следовательно, отбираемые пробы могут быть меньшего объема.

Кроме того, уменьшение диаметра пробоотборника позволяет с меньшими усилиями исключить попадание почвы из верхних слоев в нижние. Забив пробоотборник в почву, его выкапывают, разбирают на две половинки, а отобранную пробу делят на слои высотой 5 см. Пробы упаковывают в полиэтиленовые мешки и заворачивают в бумагу, снабжая этикетками с подробным описанием места отбора пробы и состояния поверхности почвы.

Для отбора образцов почв при изучении миграции ра­дионуклидов в наземных экосистемах можно также закла­дывать разрезы размером 70 х 150 см и глубиной 1—2 м (в зависимости от типа почв) и отбирать пробы по гори­зонтали непрерывно по всему разрезу. Толщина отбирае­мых для радиометрических анализов слоев не должна превышать 2—5 см.

Одновременно с радиоактивными образцами почвы отбирают и пробы растительности.

Источник

Радиологические исследования почв и грунтов

Вопросы радиологической безопасности в настоящее время стоят достаточно остро, в связи с чем проведение радиологических исследований является обязательным при мониторинге экологического состояния земель сельскохозяйственного назначения, территорий населенных пунктов и промышленных зон, при проведении инженерных изысканий для строительства в целях выявления очагов радиационного загрязнения и предотвращения отрицательного воздействия радиации на здоровье человека.

Специалисты нашего Центра проводят радиологические исследования с использованием современных радиометров и спектрометров.

При радиационном обследовании территории выполняются следующие радиологические исследования:

• дозиметрический контроль, при котором проводится гамма-съемка местности;
• фоновых значений мощности эквивалентной дозы территории;
• выявляются участки радиоактивного загрязнения, их масштабы и состав загрязнения;
• осуществляется отбор образцов проб радиационного контроля с объектов и последующее лабораторное спектрометрическое измерение содержания (удельной активности) радионуклидов в почвах и грунтах;
• измеряется плотность потока радона с поверхности грунтов, в котлованах и в воздухе зданий, находящихся на участке строительства, и оценивается потенциальная радоноопасность обследуемой территории/здания.

На основании полученных данных делаются выводы о соответствии или несоответствии исследованных показателей требованиям нормативных документов (НРБ-99/2009, ОСПОРБ-99/2010 и др.).

Что такое радиологическое загрязнение?

Радиоактивность — это самопроизвольное превращение (распад) атомных ядер некоторых химических элементов, приводящее к изменению их атомного номера и массового числа. Такие химические элементы называют радионуклидами. Атомы одного и того же элемента, имеющие разные массовые числа называют изотопами.

Естественные радиоактивные вещества широко распространены в природе. Их излучение создаёт естественный радиационный фон внешнего облучения. Естественная радиоактивность почв обусловлена в основном содержанием в них урана, радия, тория и изотопа калия-40. Обычно в почвах они находятся в сильно рассеянном состоянии и распределяются относительно равномерно.
Активностью называется мера количества радиоактивного вещества, выражаемая числом радиоактивных превращений в единицу времени. В качестве единицы активности принято одно ядерное превращение в секунду. В системе СИ эта единица называется беккерель (Бк). До последнего времени широко использовалась специальная (внесистемная) единица активности — кюри (Ки): 1 Кu = 3,7•1010 ядерных превращений в секунду. Соотношение между указанными единицами активности: 1 Бк

2,7•1011 Кu. При радиологическом контроле природных объектов определяют удельную активность, которая характеризует активность радионуклида в единице массы или объёма образца.

Развитие жизни на Земле всегда происходило в присутствии естественного радиоактивного фона. Источниками его являются космическое излучение и естественные радионуклиды (ЕРН). почвы В результате деятельности человека в биосфере появились искусственные радионуклиды, увеличилось количество естественных радионуклидов, извлекаемых из недр Земли с нефтью, углем, газом, рудами. Проблема глобального загрязнения почв и грунтов радиоактивными изотопами некоторых элементов возникла с развитием атомной промышленности и испытаниями ядерного и термоядерного оружия.

Особенно значительное радиоактивное загрязнение почв, грунтов и биосферы в целом происходит при аварийных ситуациях.

Радиоактивное загрязнение почв ландшафтов и экосистем в настоящее время обусловливают в основном два радионуклида: цезий-137 и стронций-90. Поэтому в объектах исследований определяют валовое содержание, прежде всего, именно их. В почвах длительных интенсивных агроэкосистем, кроме того, определяют валовое количество калия-40.

Цезий-137 — это бета- и гамма-излучатель с максимальной энергией бета-излучения 1,76 МэВ и Т1/2 = 30,17 года. Большая подвижность цезия-137 определяется тем, что это радиоизотоп щелочного элемента.

Стронций-90 имеет период полураспада 28,1 года и является бета-излучателем с максимальной энергией 0,544 МэВ. Его относят к числу самых биологически подвижных. Закрепление и распределение этого радионуклида в почве в основном определяются закономерностями поведения изотопного носителя — стабильного стронция, а также химического аналога — стабильного кальция.

Калий-40 является бета-излучателем с энергией 1,32 МэВ и Т1/2 = 1,28 •109 лет. В каждом грамме природного калия содержится 27 Бк калия-40. В процессе хозяйственной деятельности человека потоки этого радионуклида в компонентах биосферы возрастают — в естественный круговорот дополнительно вовлекается 6,2•1016 Бк калия-40. При средней норме внесения калийных удобрений 60 кг/га в почву поступает калия-40 1,35•106 Бк/кг (Алексахин и др., 1992).
Особого внимания требуют наиболее опасные загрязнители агроэкосистем — долгоживущие радионуклиды – цезий -137 и стронций-90. Их доля в смеси продуктов деления с течением времени возрастает. Включаясь в биологическую цепочку «почва — растение — животное — человек» они оказывают поражающее влияние на здоровье людей. «Цезиевый период» будет продолжаться около 300 лет.

Основной критерий, характеризующий степень радиоэкологической безопасности человека, проживающего на загрязненной территории, — среднегодовое значение эффективной дозы. Единицей эффективной дозы является зиверт (Зв). Для оценки общих последствий облучения населения в случае проживания на загрязненной территории используется коллективная эффективная доза, которая представляет собой произведение средней эффективной дозы по группе людей на число индивидуумов в этой группе. Международной комиссией по радиологической медицине рекомендована в качестве предела дозы облучения населения — доза, равная 1 мЗв/год (0,1 бэр/год).

К основным путям облучения человека, которые должны учитываться при оценке реальных эффективных доз, относятся: внешнее облучение от гамма-излучающих радионуклидов в радиоактивном облаке, внешнее облучение от аэрозольных и твердых выпадений, внутреннее облучение по пищевым цепочкам и по ингаляционному пути. Наша лаборатория проводит радиологический анализ почвы по современным стандартам, принимаем заявки по телефону и с сайта.

Критерии радиационной безопасности

Как проводятся радиологические исследования

Определение ЕРН в почве территорий, отводимых под строительство, производится путем гамма-спектрометрического анализа проб. Отбор проб почв и грунтов производится специальными пробоотборниками, а также при бурении инженерно-геологических скважин.

Отбор и обработка проб и определение изотопного состава концентраций радионуклидов должны производиться в лабораториях, аккредитованных на производство данного вида работ.

Маршрутную гамма-съемку территории следует проводить с одновременным использованием поисковых дозиметров-радиометров и дозиметров. Дозиметры-радиометры используются в режиме «Поиск» для обнаружения участков (точек) радиационных аномалий. Дозиметры используются для измерения МЭД в контрольных точках (сетка с шагом не более 10х15 м). Измерения проводятся на высоте 0,1 м над поверхностью грунтов, а также в инженерно-геологических скважинах – гамма-каротаж.

Мощность эквивалентной дозы (МЭД) внешнего гамма-излучения не должна превышать 0,3 мкЗв/час. Участки, на которых фактический уровень МЭД превышает обусловленный естественным гамма-фоном, рассматриваются как аномальные. В зонах выявленных аномалий гамма-фона интервалы между контрольными точками должны последовательно сокращаться до размера, необходимого для оконтуривания зон с уровнем МЭД > 0,3 мкЗв/час.

На таких участках с целью оценки величины годовой эффективной дозы должны быть определены удельные активности техногенных радионуклидов в почве и по согласованию с органами государственного санитарно-эпидемиологического надзора решен вопрос о необходимости проведения дополнительных исследований или дезактивационных мероприятий.

При обнаружении радиационной аномалии с МЭД > 0,3мкЗв/ч и выше необходимо проинформировать специальные службы.

Радоноопасность территории определяется по плотности потока радона с поверхности грунта и его концентрации в воздухе близлежащих уже построенных зданий и сооружений. Измерение плотности потока радона проводится в контрольных точках, расположенных в узлах прямоугольной сетки с шагом, определяемым с учетом потенциальной радоноопасности участка (20х10, 10х15, 50х25), но не менее 10 точек на участок.

Измерение плотности потока радона производится на поверхности почвы, дна котлована или на нижней отметке фундамента здания. Не допускается проведение измерений на поверхности льда и на площадках, залитых водой.

Измерение плотности потока радона производится методом экспонирования в контрольных точках накопительных камер с сорбентом радона, с последующим определением величины потока на радиометрических установках по величине активности бета- или гамма-излучения дочерних продуктов радона, поглощенного сорбентом.
По полученным данным рассчитывается класс требуемой противорадоновой защиты здания.
Результаты радиационно-экологических изысканий оформляются в виде технического отчета.

Отчет включает в себя следующие материалы и данные:

• план участка с указанием МЭД в контрольных точках;
• результаты работ по гамма-съемке, по определению ЕРН в почве, оценке радоноопасности участка;
• заключение о радиационной безопасности данного участка, а при необходимости — рекомендации по повышению уровня безопасности.

Источник