Содержание к диссертации
ВВЕДЕНИЕ 4
ГЛАВА 1. РАДИОЭКОЛОГИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ В
УСЛОВИЯХ ЗОНЫ МНОГОЛЕТНЕЙ МЕРЗЛОТЫ 8
1.1. Источники радиоактивного загрязнения 9
1.1.1. Оценка уровней глобальных радиоактивных выпадений 10
1.1.2. Мирные подземные ядерные взрывы в Якутии 14
1.2. Радиоэкологические исследования в Якутии 18
1.3. Ландшафтно-геохимические аспекты в радиоэкологических исследованиях 19
ГЛАВА 2 МЕТОДОЛОГИЯ И МЕТОДИКА ФИЗИКО-
ЭКОЛОГИЧЕСКОГО ИССЛЕДОВАНИЯ МЕРЗЛОТНЫХ
ЛАНДШАФТОВ КРИОЛИТОЗОНЫ 26
2.1. Методология исследования по изучению поведения радионуклидов в природных биогеоценозах 26
2.2. Методики определения техногенных радионуклидов в образцах почвы и растительности 29
ГЛАВА 3. ГЛОБАЛЬНЫЕ РАДИОАКТИВНЫЕ ВЫПАДЕНИЯ В ПОЧВЕННО-РАСТИТЕЛЬНОМ ПОКРОВЕ ТИПИЧНЫХ
ЛАНДШАФТОВ КРИОЛИТОЗОНЫ 37
3.1. Цезий-137 и америций-241 в почвенно-растительном покрове таежно-аласных ландшафтов 38
3.2. Цезий-137 и америций-241 в пойменных ландшафтах 44
3.3 Цезий-137 и америций-241 в таежно-луговых ландшафтах... 45
ГЛАВА 4. РАДИОНУКЛИДЫ В ПОЧВЕННО-РАСТИТЕЛЬНОМ ПОКРОВЕ АВАРИЙНЫХ ЗОН ПОДЗЕМНЫХ ЯДЕРНЫХ ВЗРЫВОВ 51
4.1. Радиоэкологическое зонирование окрестности подземных ядерных взрывов 51
4.2. Влияние аварийных подземных ядерных взрывов «Кристалл» и «Кратон-3» на таежные ландшафты в условиях криолитозоны 52
ГЛАВА 5 КАМУФЛЕТНЫЕ ПОДЗЕМНЫЕ ЯДЕРНЫЕ ВЗРЫВЫ
НА СРЕДНЕБОТУОБИНСКОМ НЕФТЕГАЗОВОМ МЕСТОРОЖДЕНИИ В ЯКУТИИ 73
5.1. Камуфлетные подземные ядерные взрывы 73
5.2. Зонирование окрестностей скважин подземных ядерных взрывов 76
5.3. Оценка радиоэкологических показателей окрестностей скважин камуфлетных подземных ядерных взрывов 89
ВЫВОДЫ 94
ЛИТЕРАТУРА 97
Введение к работе
Большие территории на Земле заняты многолетнемерзлыми породами. Площадь криолитозоны России составляет более 10 млн. кв. км и охватывает около 60 % территории страны (Кудрявцев и др., 1978; Некрасов, 1991). Вся территория Якутии входит в зону сплошного распространения мерзлых пород и исследование влияния подземных ядерных взрывов на окружающую среду в условиях криолитозоны особенна тем, что природа таких зон характеризуется малым разнообразием растительности, крайне низкой продуктивностью, биосистемы легко подвергаются разрушению и деградации, их способность к восстановлению сильно ограничена.
На территории Республики Саха (Якутия) в течение 1974-1987 гг. было произведено 12 подземных ядерных взрывов (ПЯВ). На двух из них, осуществленных на расстояниях 2,5 и 50 км от г. Удачный под кодовыми названиями "Кристалл" и "Кратон-3", произошли радиоактивные выбросы на дневную поверхность с видимыми радиационными изменениями ландшафта, возникли участки с повышенными уровнями мощности экспозиционной дозы. В целях повышения дебитов нефти и газа на Среднеботуобинском нефтегазовом месторождении, расположенном на Лено-Вилюйском междуречье, где в настоящее время добываются нефть и газ для снабжения Мирнинского и Ленского районов, было произведено 7 ПЯВ. Следовательно, тема исследования по системной радиоэкологической оценке показателей воздействия ПЯВ на окружающую среду актуальна для выработки практических рекомендаций, адекватных объективным масштабам ущерба окружающей среде, угрозе здоровью населения, выявлению возможных источников радиационной опасности для человека, в целях обеспечения устойчивости работы действующих нефтегазовых промыслов, имеющих важнейшее значение для экономики Российской Федерации.
Однако, решение поставленной задачи затрудняется тем, что со времен интенсивных ядерных испытаний 60-х годов прошедшего столетия показатели уровня искусственных радионуклидов в биосфере существенно изменились, практически стало невозможным инструментальное обнаружение короткоживущих, а долгоживущие, из-за миграционных явлений сильно разубожились в окружающей среде и значимые показатели достигаются только методами полупроводниковой гамма-спектрометрии, даже при этом успех возможен только при использовании геоботанических особенностей ценозов с целью достижения радиоэкологической представительности отбора проб. Для решения этой трудной задачи - определения показателей радиоактивного загрязнения в компонентах окружающей среды, близких к минимально детектируемым активностям полупроводникового гамма-спектрометра, данная работа проведена по системной методологии, учитывающей радиоэкологически значимые геоботанические, почвенные особенности мерзлотных ландшафтов, а также высокий уровень точности измерений содержаний искусственных радионуклидов, достигаемый использованием аппаратурных возможностей и лабораторных методов полупроводниковой гамма-спектрометрии.
С другой стороны, выводы о масштабах экологического ущерба могут быть сделаны только на основе действующего российского экологического законодательства по реабилитации радиоактивно загрязненных территорий. При этом недопустимы преувеличения реального ущерба, поскольку они приведут к крупным бесполезным неоправданным финансовым затратам и постановке практически нерешаемых задач.
Цель и задачи исследований. Целью работы является установление показателей радиоактивного загрязнения окружающей среды вблизи скважин аварийных ПЯВ «Кристалл» и «Кратон-3», 7 ПЯВ на Среднеботуобинском нефтегазовом месторождении и разработка практических рекомендаций по
контролю за радиационной обстановкой, основанных на действующем экологическом законодательстве Российской Федерации.
Для достижения поставленной цели потребовалось решить следующие задачи:
1. Определить современные уровни содержания искусственных радионуклидов, обусловленных глобальными радиоактивными выпадениями в компонентах окружающей среды и использование как фоновых параметров при изучении окрестностей аварийных и камуфлетных ПЯВ.
1.1. Выявить закономерности распределения радиоцезия в типичных ландшафтах среднетаежной зоны в зависимости от морфологических параметров таежно-аласных и таежно-луговых экологических подсистем (лес-опушка леса-луг-берег озера).
1.2. Разработать системный физико-экологический метод изучения таежно-аласных экологических подсистем (ТАЭП) и таежно-луговых экологических подсистем (ТЛЭП) на примере Лено-Амгинского междуречья, где имели место глобальные радиоактивные выпадения, и бассейна реки Вилюй, где возможны проявления воздействий 9 ПЯВ.
2. Разработать метод радиоэкологического зонирования окрестностей аварийных и камуфлетных ПЯВ на импактную, буферную и фоновую области посредством экологических и инструментальных изысканий.
3. Составить научно-обоснованный вывод о радиационной обстановке на аварийных ПЯВ "Кратон-3", "Кристалл", 7 камуфлетных ПЯВ Среднеботуобинского нефтегазового месторождения.
Научная новизна и значимость. Впервые разработаны: 1)
представительный системный физико-экологический подход исследования аварийных и камуфлетных подземных ядерных взрывов в условиях зоны многолетней мерзлоты; 2) экологические и инструментальные критерии выделения импактных, буферных и фоновых зон окрестностей аварийных и камуфлетных ПЯВ в условиях криолитозоны.
Практическая значимость. Радиоэкологическое зонирование радиоактивных загрязнений территорий применяется для выработки практических рекомендаций, адекватных объективным масштабам ущерба окружающей среде, угрозе здоровью населения, а также применимо для обеспечения устойчивости работы действующей алмазодобывающей промышленности, имеющей важнейшее значение для экономики России.
Положения, выносимые на защиту:
1. Учет геоботанических и ландшафтных особенностей для выбора точек пробоотбора позволяет сформулировать критерии для радиоэкологического зонирования окрестностей аварийных и камуфлетных ПЯВ.
2. Проблему получения количественных характеристик содержаний искусственных радионуклидов в условиях близких к минимально детектируемым активностям полупроводниковой гамма-спектрометрии в компонентах окружающей среды мерзлотных ландшафтов решает системный физико-экологический подход, обеспечивающий радиоэкологическую представительность полевых исследований.
3. Радиоэкологическое зонирование радиоактивных загрязнений природной среды на окрестностях ПЯВ составляет 3 зоны с различными уровнями: фоновая (глобальные радиоактивные выпадения), буферная, импактная.
4. На 7 ПЯВ Среднеботуобинского месторождения импактные зоны ограничены пределами рекультивированных участков, которые возникли в результате плановых технологических испытаний. В буферных зонах ПЯВ разработана начальная база данных для мониторинговых радиоэкологических исследований.
Личный вклад. Автору принадлежит общая идея, написание, формулировка положений работы. Отбор и предварительная подготовка проб, анализы по определению удельной активности радионуклидов в образцах выполнены автором.
