Введение к работе
Актуальность работы:
Территория Краснодарского края находится под постоянным воздействием различных экологических факторов, в том числе связанных с радиоактивностью. На поверхность земли и в гидросферу постоянно поступают радионуклиды, имеющие как техногенное, так и природное происхождение. Отдельные радионуклиды, находящиеся в разных агрегатных состояниях и в химических соединениях, взаимодействуют друг с другом и с окружающей средой. Необходимо целенаправленное изучение поведения таких изотопов в разных средах. Одним из экологически значимых изотопов является 85Кг -изотоп инертного газа, не вступающий в обычных условиях в химические реакции. При накоплении он может изменять электрическое состояние атмосферы, вызывая ряд негативных геофизических процессов (грозы, смерчи и проч.). Источниками 85Кг является ряд искусственных и естественных процессов в окружающей среде. К природным источникам относятся рождение 85Кг в земной коре при делении урана-238, тория и трансурановых элементов. К искусственным - испытание атомного оружия, получение оружейного плутония, а также выделение 85Кг в результате работы АЭС. Так как наблюдается тенденция роста ядерной энергетики, бесконтрольное поступление 85Кг в атмосферу приведёт к увеличению концентрации ионов в приземной атмосфере. В результате этого может увеличиться концентрация аэрозолей в атмосфере, грозовых осадках и радиоактивных выпадениях. Для Краснодарского края в связи с пуском Ростовской АЭС накопление 5Кг становится крайне актуальным. Так как деятельность любой АЭС сопровождается различными выбросами и сбросами, 85Кг может служить прекрасным индикатором трансграничного переноса радионуклидов.
В связи с угрозой ядерного терроризма контроль за нераспространением
делящихся материалов также является весьма актуальным. Создание
дополнительного пункта мониторинга 85Кг на юге России, может служить
весомым вкладом в общую систему контроля за производством делящихся материалов.
Многие питьевые водозаборы Краснодарского края расположены под теми или иными поверхностно загрязнёнными территориями. Так, групповой Троицкий водозабор находится под Троицким йодным заводом, территория которого загрязнена радиобромидом. Для выяснения реальной угрозы поступления поверхностных вод в нижние питьевые горизонты необходимо проводить датирование подземных вод. Классические методы изотопного датирования по тритию и радиоуглероду имеют в некотором интервале возрастов неопределённость. Применение 85Кг позволяет улучшить методы изотопного датирования природных вод.
Мониторинг 85Кг в подземных водах позволяет развивать и другие направления фундаментальной и прикладной науки, шире использовать изотопные методы в практике гидрогеологических и экологических работ Необходимо отметить, что исследования содержания 85Кг в разных средах очень важны, поскольку до сих пор сведения о содержании 85Кг в атмосфере крайне скудны и противоречивы; неизвестны величины его вымывания из атмосферы осадками; неизвестна эсхаляция 83Кг в космическое пространство.
Цель работы:
Основной целью диссертационной работы являлась организация мониторинга полей 85Кг и изучение его распространения в разных объектах окружающей среды Краснодарского края. В частности, рассмотрен вопрос об использовании 85Кг для контроля трансграничного переноса радионуклидов, поступления аэрозолей в атмосферу, разработки методики датирования подземных вод с целью их охраны.
При этом решались следующие задачи:
1. Организация экологического мониторинга 85Кг в водных объектах, включающих радиохимическую подготовку проб на месте отбора, глубокою
очистку образцов криогенным способом в лаборатории и низкофоновый счёт бета-активности образцов на сверхчувствительной аналитической аппаратуре. 2. Мониторинг 5Кг в гидрологических образцах на территории Краснодарского края; мониторинг 83Кг в осадках, а также в глубоких подземных водах питьевых и промышленных водозаборов.
Научная новизна:
Предложена схема извлечения одиночных атомов 85Кг из водных образцов, которая может быть реализована, как в неспециализированных геологических и экологических организациях, так и при решении ряда фундаментальных и прикладных научных задач.
Впервые в России проведён широкомасштабный мониторинг 85Кг в гидрологических объектах окружающей среды и получены результаты по его распространённости.
Впервые в России проведено измерение 85Кг в глубоких подземных водах и опробована методика датирования вод с быстрым водообменом.
Впервые в мировой практике получены результаты по содержанию 85Кг в осадках, что позволит предложить методику расчета величины канала "осадки - поверхностные воды" при поступлении 85Кг в окружающую среду.
Практическая ценность:
Результаты мониторинга 85Кг используются для контроля трансграничного переноса радионуклидов от РостАЭС, прогнозирования глобального состояния атмосферы (грозы, смерчи и др.), датирования различных вод с целью их охраны.
Апробация работы:
Основные результаты работы докладывались на Пятой краевой научно-практической конференции молодых учёных, Анапа, 10-12 июня 1999 г, международном рабочем совещании Advanced Research Workshop "Monitoring of
natural and man-made radionuclides and heavy metal waste in environment", Дубна, в октябре 2000 года; межрегиональной научно-практической конференции "Экология. Медицина. Образование", 28-29 октября 2000, на 1-ой Всероссийской конференции "Аналитические приборы", 18-21 июня 2002 г, Санкт-Петербург, шестой Международной конференции "Экология и здоровье человека. Экологическое образование. Математические модели и информационные технологии", Краснодар, 7-12 сентября 2001 г., II - П Международной конференции по новым технологиям и применению современных физико-химических методов (ядерный магнитный резонанс, хромотография/масспектрометрия, ИК Фурье-спектроскопия и их комбинации) для изучения окружающей среды, Ростов н/Д 2003г.
На защиту выносятся:
Система экологического мониторинга путём радиохимического отбора проб, криогенной очистки и радиоактивного счёта с применением сверхчувствительного детектора на основе пропорциональной камеры.
Мониторинг 85Кг в гидрологических объектах Краснодарского края; мониторинг 83Кгв осадках на территории края; измерение 85Кг в подземных водах и датирование их по результатам комплексных измерений.
Публикации:
По материалам диссертации опубликовано 9 печатных работ.
Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, 3 глав,
выводов и списка литературы, включающего 80 наименований. Общий объём работы составляет 121 страницу текста, в том числе 10 рисунков и 14 таблиц.
