CC BY
211
ЗАГРЯЗНЕННОСТЬ ПОЧВЫ ИСКУССТВЕННЫМИ РАДИОНУКЛИДАМИ НА ТЕРРИТОРИЯХ, ПРИЛЕГАЮЩИХ К СЕМИПАЛАТИНСКОМУ ИСПЫТАТЕЛЬНОМУ ЯДЕРНОМУ ПОЛИГОНУ
Болат Жумагалиевич Ахметов
Семипалатинский Государственный университет им. Шакарима, 071411, Республика Казахстан, г. Семипалатинск, ул. Глинки 20а, старший преподаватель кафедры геодезии и строительства, тел. 8(7222)63-83-49, e-mail: [email protected]
Елена Григорьевна Чалдаева
Семипалатинский Государственный университет им. Шакарима, 071411, Республика Казахстан, г. Семипалатинск, ул. Глинки 20а, старший преподаватель кафедры геодезии и строительства, тел.8(7773)99-40-21, e-mail: [email protected]
Cbшбат Муратовна Аубакирова
Семипалатинский Государственный университет им. Шакарима, 071411, Республика Казахстан, г. Семипалатинск, ул. Глинки 20а, старший преподаватель кафедры геодезии и строительства, тел. 8(7759)08-56-86, e-mail: [email protected].
В статье рассмотрен процесс загрязнения почв радионуклидами особенности межевания земель, а также предложена схема расположения земельных участков со значительным загрязнением верхнего слоя почвы
В статье рассматривается влияние розы ветров на характер и уровень загрязнения радионуклидами земель, прилегающих к территории, которые ранее занимал Семипалатинский испытательный полигон. Эти данные необходимы для проведения межевания земель сельскохозяйственного назначения.
Ключевые слова: Техногенные выбросы радионуклидов в природную среду, загрязнение системы «почва-растения-вода».
NUCLEAR EXPLOSITION CONSEQUENCES AND SOIL CONTAMINATION BY ARTIFICIAL RADIONUCLIDES OF SEMIPALATINSK NUCLEAR POLYGON REGIONS
Bolat Zh. Akhmetov
Shakarim Semey state university,071411, Republic of Kazakhstan, Semipalatinsk city, Glinka street 20a, senior teacher of the desighn and geodesy department, tel. 8(7222)63-83-49, e-mail: [email protected].
Yelena G. Chaldaeva
Shakarim Semey state university,071411, Republic of Kazakhstan, Semipalatinsk city, Glinka street 20a, senior teacher of the desighn and geodesy department, tel. 8(7222)35-08-10, 8 (777)399-40-21, e-mail: [email protected]
Symbat M. Aubakirova
Shakarim Semey state university,071411, Republic of Kazakhstan, Semipalatinsk city, Glinka street 20a, senior teacher of the desighn and geodesy department, tel. 8(775)908-56-86, e-mail: [email protected].
The aticle shows the soil contamination process by radionuclides, features of landsurveying of the lands and it gives the soil contamination scheme.
Key words: man-made emissions of radionuclidesin the environment, pollution of the system “soil-plants-water”.
Семипалатинский испытательный ядерный полигон (СИП) был одним из основных полигонов, который использовался для испытаний ядерного оружия на протяжении 40-ка лет[1]. Решение о его создании было принято ЦК КПСС и СМ СССР 21 августа 1947г. На площади в 18500 кв. км (площадь полигона) с 1949 по 1989 год на полигоне было проведено 456 ядерных испытаний. Общая площадь территории, подвергшейся влиянию испытаний на полигоне, составляет около 304000 кв.км. Территориально полигон расположен на территории трех областей (рис.1): Восточно-Казахстанской, Павлодарской и Карагандинской. На территории полигона выделено 8 основных участков, на которых непосредственно проводились испытания.
Испытания ядерных зарядов и боеприпасов проводились в воздухе, на поверхности земли и под землей. Испытания в воздухе и на поверхности земли проводились только в военных целях, а подземные ядерные взрывы проводились как в военных, так и в мирных целях. Взрывы в мирных целях проводились с целью разработки технологии создания искусственных водоемов и подземных резервуаров для засушливых районов страны, а также каналов для переброски вод северных рек в южные районы, тушения факелов горящих газов и фонтанов нефти, сейсмического зондирования земной коры при поиске полезных ископаемых. Значительная часть подземных ядерных взрывов проводилась в штольнях, а также в скважинах, пробуренных в горных породах. Территория полигона и прилегающие к нему районы подвергались многократному радиоактивному загрязнению, которое происходило, в основном, в результате атмосферных и наземных испытаний. При проведении испытаний в скважинах и штольнях загрязнение окружающей среды на дневной поверхности, как правило, не происходило.
Последнее испытание было проведено 19 октября 1989 г. Полигон был закрыт указом президента Казахской ССР 29 августа 1991 г. После закрытия полигона прекратилась охрана его границ, что привело к свободному доступу населения практически на всю территорию полигона и она начала использоваться для хозяйственной деятельности, в том числе и несанкционированной на радиационно - опасных участках (в основном выпас скота и заготовка кормов). Это обстоятельство явилось причиной проведения интенсивных исследований характера и уровня загрязнения территории полигона с целью определения последствий ядерных взрывов и проведения мониторинга радиационно-опасных объектов. Этим же указом было принято решение о создании на базе полигона научно-исследовательского центра, который приступил к изучению последствий ядерных испытаний на СИП. Кроме того, началась проводиться работа по предотвращению вторичного
переноса радионуклидов с загрязненных участков на чистые территории, а также ограничению доступа к радиационно-опасным объектам.
Основным реальным источником радиоактивного загрязнения почвеннорастительного комплекса являются глобальные радиоактивные выпадения из атмосферы долгоживущих радионуклидов после ядерных испытаний, а также выбросы техногенных радионуклидов, связанные с работой предприятий ядерного топливного цикла. Основным источником поступления радионуклидов в наземные пищевые цепи является почва. В результате выпадений радионуклиды поступают на земную поверхность, аккумулируются в почве, включаются в биогеохимические циклы миграции и становятся новыми компонентами почвы. Почва является наиболее важным инерционным звеном, и от скорости миграции радионуклидов в почве во многом зависят темпы их распространения по всей цепочке. В результате перемещения в почве и последующего корневого поглощения радиоактивные вещества поступают в части растений, представляющие пищевую или кормовую ценность.
Sr-90 является ведущим с точки зрения радиационной опасности нуклидом на территории, подвергшейся радиоактивному загрязнению с периодом полураспада 28,6 года. Имеются сведения, что миграционные свойства Sr-90 в почвенно-растительных комплексах существенно отличаются в зависимости от типа почв, механического состава и видовых различий растений. В связи с этим является актуальным вопрос выявления закономерностей миграции радионуклидов Sr-90 в биогеоценозах степной зоны, а также изучение влияния физико-химических свойств почв на поступление Sr-90 в растения.
В настоящее время и в перспективе особо остро встаёт проблема экологической безопасности окружающей среды, экологически безопасного природопользования при возрастающих антропогенных нагрузках.
Загрязнение системы «почва-растения-вода» различными химическими веществами, а главным образом твердыми, жидкими и газообразными отходами промышленности, продуктами топлива и т.д. приводит к изменению химического состава почв.
Техногенные выбросы радионуклидов в природную среду в ряде районов земного шара значительно превышают природные нормы. До недавнего времени в качестве важнейших загрязняющих веществ рассматривались, главным образом, пыль, угарный и углекислый газы, оксиды серы и азота, углеводороды. Радионуклиды рассматривались в меньшей степени. В настоящее время интерес к загрязнению радиоактивными веществами вырос, в связи с факторами появления острых токсичных эффектов, вызванных загрязнением стронцием и цезием. Радионуклиды по цепочке «почва - растение - животное» попадают в организм человека, накапливаются и оказывают не благоприятное воздействие на здоровье. Поэтому одной из задач современности является производство экологически «чистой» продукции.
Важнейшая проблема сельского хозяйства в условиях загрязнения почвы радиоактивными элементами - максимально возможное снижение поступления этих веществ в растениеводческую продукцию и предотвращение накопление их в организмах сельскохозяйственных животных. Решение этой задачи связано с комплексом мероприятий, которые необходимо проводить в сельском хозяйстве. Основание для проведения данных мероприятий является увеличение заболеваемости и смертности, врожденных уродств и населения, проживающего на загрязнённых территориях.
Вопрос об изменении ведения сельского хозяйства должен решаться в каждом конкретном случае с учётом всех обстоятельств на основе точной и достоверной информации в зависимости от типа почвы, её механического состава, водно-физических и агрохимических свойств и от степени загрязнённости территории.
Юго-восточная часть территории бывшего Семипалатинского испытательного полигона активно используется для сельскохозяйственной деятельности: выпаса скота, заготовки сена, производства зерновых культур и т.д. Вблизи этой местности проводили испытания боевых радиоактивных веществ, влияние которых на окружающую среду и людей, занимающихся трудовой деятельностью на данном и прилегающем к нему участках мало исследованы. Объектом исследования являются почвенно-растительные комплексы степной зоны, подверженные глобальным выпадениям радионуклидов. Изучалась миграция радионуклидов стронция-90 в почвах различных типов и накопление радионуклидов растениями степной зоны.
На исследуемой территории СИП загрязнение поверхностного горизонта почв радионуклидами 137Сs и 90Sr отмечается, в основном, в пределах 1020 Бк/кг (раздел 4.2.2). Отдельные точки наблюдения с содержанием 137Сsбо-лее 15-20 Бк/кг встречены на землях некоторых зимовок. Содержание 137Сs и 90Sr в пределах 50-60 Бк/кг и более имеет единичное распространение. Так, высокие концентрации отмечены на южной границе участка, и эти территории отнесены к зоне воздействия площадки "4а" (БРВ). Наиболее высокие значения 241 Ат встречены на южной границе в восточной части исследуемой территории. В отдельных точках они достигают 5,0- 8,5 Бк/кг при средних значениях около 1,0 Бк/кг.
Распределение техногенных радионуклидов в почвенном покрове юговосточной части прилегающие к СИЯП мало зависит от элемента рельефа, типа и подтипа почв. Для детального изучения поведения радионуклидов в почвенном профиле были выбраны точки с наиболее высокими значениями активности, а также с учетом необходимости получения характеристик для разных типов почв.
Вследствие низкого уровня радиоактивной загрязненности исследуемых почв, данные, по которым можно было бы сделать вывод о профильном распределении радионуклида 90Sr, получены не были. Однако возможно сделать
На рис. 1 видно, что основное содержание (60 — 80;4) 137Cs отмечается в верхнем слое, представленном поверхностной корочкой. Вниз по профилю значения резко падают. До глубины 15 см в значительных количествах (8 — 10о4) проникает 137Cs лишь в солончаках, что связано с рыхлым сложением поверхностных горизонтов.
зональные почвы
I 5-10
ГЗ
X
І 0-2 е;
3
1 1
0 20 40
% содержание Ат241
60
га
X
5
5-10
солонцы
Из
0 20 40 60
% содержание Ат241
80
5-10
& 0-2
0
солончаки
і
ї ■
р ,
и_І
20 40
% содержание Ат241
60
Рис. 1. Распределение радионуклида 137Cs по горизонтам почв
Рис. 2 показывает, что максимальные значения радионуклида 241 Ат не всегда приурочены к поверхностному слою 0-2 см, и отсутствует картина постоянного снижения концентраций с глубиной, что характерно для 137Cs.
На рис. 3 приведена схема распределения раднонуклида239-240 Ри по горизонтам почв.
Таким образом, в настоящее время в РК на достаточно высоком уровне производится оценка возможного загрязнения почв различными радионуклидами.
зональные почвы
5
о
гз
X
£
е;
5-10
0-2
3
-4 1 р-и
0 20 40
% содержание Р42Н
60
Рис. 2. Распределение радионуклида 241 Ат по горизонтам почв
зональные почвы
% содержание С3137
солончаки
% содержание С3 237
Рис. 3. Распределение раднонуклида239-240 Ри по горизонтам почв
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Лукашенко С. Н. Семипалатинский испытательный полигон / С. Н. Лукашенко, Ю. Г. Стрильчук, С. Б. Субботин и [др.]. - Курчатов.:« Дом печати», 2011 г.
2. Оценка возможностей протекания процессов катастрофического характера на площадке/ С. Б. Субботин, С. Н. Лукашенко, С. В. Генова, Л. А. Русинова, А. В. Дроздов, Л. М. Чернова // «Балапан». : сб. трудов Института радиационной безопасности и экологии за 2007-2009 гг. Актуальные вопросы радиоэкологии Казахстана. Выпуск 2.
3. Комбинированный способ создания инженерно-топографических планов масштаба 1:500 промышленных территорий и отдельных промплощадок / Г. А. Уставич, В. А. Середович, Я. Г. Пошивайло, А. В. Середович, А. В. Иванов // Геодезия и картография. - 2009. - №1. - С. 31-37.
4. Уставич Г. А., Пошивайло Я. Г., Каретина И. П. Реконструкция почвенной карты антропогенно преобразованных ландшафтов // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. -
2012. - № 2/1. - С. 72-76.
5. Состав геодезических и картографических работ при изучении мест проведения ядерных взрывов на Семипалатинском испытательном полигоне / Г. А. Уставич, Ю. Ю. Яковенко, А. М. Яковенко, Я. Г. Пошивайло // Геодезия и картография . - 2013. - № 4. - С. 2-6.
6. Вопросы межевания земель Семипалатинского испытательного полигона и прилегающих к нему территорий / Г. А. Уставич, Я. Г. Пошивайло, А. М. Яковенко, Б. Ж.. Ахметов // Геодезия и картография . - 2013. - № 9. - С. 59-64.
7. Разработка метода ретроспективного картографирования почвенного покрова земель населенных пунктов / Г. А. Уставич, Л. А. Пластинин, Я. Г. Пошивайло, И. П. Каретина // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2013. - № 4/С. - С. 99-103.
8. Учет влияния розы ветров при картографировании и межевании земель, прилегающих к семипалатинскому испытательному полигону / Г. А. Уставич, А. Р. Батуев, Я. Г. Пошивайло, Б. Ж. Ахметов // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. -
2013. - № 4/С. - С. 123-126.
9. Жарников В. Б., Бочарова А. А. Основные показатели рационального использования земель лесного фонда // Вестник СГГА. - 2012. - Вып. 4 (20). - С. 80-86.
10. Киселева А. О., Клюшниченко В. Н. Разработка информационных форм ведения баз данных о недвижимом имуществе для целей кадастра // Вестник СГГА. - 2012. - Вып. 4 (20). - С. 87-92.
© Б. Ж. Ахметов, Е. Г. Чалдаева, С. М. Аубакирова, 2014
