Содержание к диссертации
Введение
1 . Теоретические основы оценки качества земель, загрязнённых радионуклидами 8
1.1 Общая характеристика свойств и особенностей поведения радионуклидов в почвах 8
1.2 Воздействие АЭС на окружающую среду и мероприятия по преодолению последствий радиоактивных аварий 19
1.3 Радиационное воздействие АЭС на окружающую среду в регионе с близкими природными условиями 33
1.4 Мониторинг и особенности использования загрязненных земель... 41
Выводы по 1 главе 48
2. Влияние природных и антропогенных факторов на характер миграции радионуклидов в почвенном покрове Воронежской области 49
2.1 Климат 49
2.2 Геологическое строение 49
2.3 Рельеф 50
2.4 Гидролого-гидрогеологические условия 54
2.5 Ландшафтная структура 57
2.6 Почвы и особенности их хозяйственного использования 58
2.7 Последствия антропогенного воздействия на почвенный покров 63
Выводы по 2 главе 66
3. Оценка загрязнения земель радионуклидами в Воронежской области ... 68
3.1 Природный радиационный фон и техногенные источники поступления радионуклидов в почву 68
3.2 Воздействие Нововоронежской АЭС на природную среду
3.3 Социальные аспекты загрязнения почвенного покрова радионуклидами 109
3.4. Мониторинг радиоактивного загрязнения земель Воронежской области и содержание в них цезия-137 и цезия-90 Ш
Выводы по 3 главе 116
4. Сельскохозяйственное использование земель, загрязнённых радионук лидами
4.1 Оптимизация сельскохозяйственного производства с учетом уров ня загрязнения земель радионуклидами
4.2. Обследование земель, загрязненных радионуклидами в Острогожском и Бобровском районах Воронежской области
4.3 Обеспечение радиационной безопасности атомных станций 126
4.4 Организация радиационного контроля окружающей среды на Нововоронежской АЭС 131
4.5. Уточнение кадастровой стоимости земель с учетом их загрязнения радионуклидами 1
Выводы по 4 главе 135
Заключение 137
Литература 139
Приложения 151
- Воздействие АЭС на окружающую среду и мероприятия по преодолению последствий радиоактивных аварий
- Геологическое строение
- Воздействие Нововоронежской АЭС на природную среду
- Обследование земель, загрязненных радионуклидами в Острогожском и Бобровском районах Воронежской области
Введение к работе
Актуальность исследования. В результате интенсивной хозяйственной деятельности человека во многих регионах Российской Федерации к настоящему времени произошло ухудшение состояния земельных ресурсов, что связано с развитием ряда негативных процессов, главными из которых являются почвенная эрозия и техногенное загрязнение земель. Значительную опасность при этом представляет атомная энергетика, с которой связано высвобождение огромных количеств радиоактивных продуктов деления атомов, часть которых может попадать в почву и продукты сельскохозяйственного производства. Доля АЭС в общем производстве энергии составляет для России в целом около 12 %; в Сибири и на Дальнем Востоке - менее 1 %; в центре Европейской части - до 25 % , а на северо-западе России - до 65 %.
Радиоактивное загрязнение почвенного покрова представляет большую опасность, так как человек в результате этого подвергается воздействию излучений радионуклидов в процессе производства и потребления сельскохозяйственной продукции. Миграция радионуклидов по пищевой цепи: почва - растения -животные - продукты животноводства, обусловливает поступление в организм человека как искусственных, так и естественных радионуклидов.
Проблема загрязненности земель радиоизотопами в Воронежской области резко обострилось после аварии на Чернобыльской АЭС, когда радиоактивное облако несколько раз прошло над её территорией. В результате были загрязнены значительные площади земель как короткоживущими (йод-131), так и долго-живущими изотопами (цезий-137, церий-144, стронций-90). Как установлено, имеется зависимость увеличения заболеваемости населения от аккумуляции радионуклидов в почве. При недостаточной изученности особенностей такого загрязнения и существующей потенциальной возможностью возникновения аварий на Нововоронежской АЭС, остаётся актуальной проблема использования земель, загрязненных радионуклидами, в сельскохозяйственном производстве.
В этих условиях необходима новая методология оценки радиоактивно загрязнения земель, которая предусматривает проведение кадастровых работ с
4 выявлением загрязненных территорий; определением эффективных мероприятий, обеспечивающих снижение уровня радиоактивного загрязнения сельскохозяйственной продукции до допустимого уровня и уточнением кадастровой стоимости земель в районах загрязнения земель радионуклидами.
Целью исследования является изучение сельскохозяйственного землепользования в регионах с радиоактивным загрязнением земель на основе проведения почвенного мониторинга для их кадастровой оценки и разработки комплекса мероприятий, обеспечивающих получение сельскохозяйственной продукции, отвечающей радиологическим стандартам.
Для достижения этой цели необходимо решить следующие задачи:
Дать общую характеристику свойств основных радионуклидов и условий их миграции в почвах.
Определить основные воздействия АЭС на природную среду и мероприятия по преодолению последствий радиоактивных аварий.
Установить особенности мониторинга радиоактивно-загрязнённых земель в регионах с интенсивной хозяйственной деятельностью человека и выявить возможность их использования в сельскохозяйственном производстве.
Изучить влияние природных и антропогенных факторов на характер миграции радионуклидов в почвенном покрове Воронежской области.
Провести оценку радиоактивного загрязнения земель Воронежской области на основе изучения содержание цезия-137.
Дать рекомендации по проведению землепользования в районах загрязнения земель радионуклидами.
7. Уточнить кадастровую стоимость радиоактивно загрязненных земель
Объектом исследования являются земли сельскохозяйственного назна
чения Воронежской области.
Предметом исследования являются природные и антропогенные процессы, которые необходимо учитывать при оценке радиационного загрязнения земель, проведении мониторинга и составлении кадастра земель, а также при
5 организации рационального землепользования в регионах с загрязнением почв радионуклидами.
Теоретической основой наших исследований являются труды отечественных ученых: А.Д. Арманда, М.А. Глазовской, А.И. Перельмана, Милькова, В.Б. Михно, СП. В.И. Булатова, В.Д. Постолова, Н.А. Кузнецова, С.А. Курола-па и др., которыми разработаны геоморфологические, геосистемные, ландшафтные, экологические и природоохранные аспекты землеустройства в регионах со значительной антропогенной нагрузкой на природную среду.
Методологической основой исследований является ландшафтный подход. Исследования проводились с использованием методов: картографического, сравнительно-географического, компьютерного моделирования, статистического, кластерного и факторного анализа.
Исходные материалы. В основу диссертационной работы положены результаты полевых и камеральных исследований, проведенных автором на территории Воронежской области в 2005 - 2007 гг. Использованы также фондовые материалы Федерального агентства кадастра объектов недвижимости Воронежской области, Главного управления природных ресурсов и охраны окружающей среды и ФГУ земельных кадастровых палат, Комитетов земельных ресурсов и землеустройства Бобровского и Острогожского районов, Нововоронежской и Воронежской областной ЦГСЭН.
Научная новизна и теоретическая значимость. Предлагается методологический подход, предусматривающий оценку радиоактивного загрязнения земель сельскохозяйственного назначения в регионах с интенсивным антропогенным воздействием на природную среду в результате проведения почвенного мониторинга. Получены результаты апробации предлагаемой методики при оценке земель Воронежской области. Разработаны рекомендации по совершенствованию существующей системы мероприятий, позволяющих использовать земли с различной величиной радиоактивного загрязнения.
Достоверность результатов обеспечивается системным подходом к изучению земель и современными методами исследования; репрезентативным
массивом собранной достоверной структурированной и систематизированной информации; картографическим материалом. Компьютерная математическая и статистическая обработка и картографирование проводилась с помощью компьютерных программ: CorelDRAW, Maplnfo Professional 7.8, Adobe Photoshop CS и программы статистического анализа STATISTIKA 6.0.
Практическая значимость. Результаты исследований могут представлять интерес для Федеральных агентств кадастра объектов недвижимости Воронежской области. Методические разработки можно использованы при оценке радиоактивного загрязнения земель сельскохозяйственного назначения в регионах со значительной антропогенной нагрузкой на природную среду. В настоящее время эти разработки используются в Воронежском государственном педагогическом университете в учебном курсе «Основы общего землеведения» и Воронежском техническом университетах по дисциплинам «Опасные природные процессы»», «Зашита при чрезвычайных ситуациях» и «Безопасность жизнедеятельности» (справки о внедрении имеются).
Защищаемые положения:
1. Результаты изучения радиоактивного загрязнения земель в Воро
нежской области, возникшего при аварии на Чернобыльской АЭС и воздейст
вии Нововоронежской АЭС.
Рекомендации по использованию земель, загрязненных радионуклидами, в сельскохозяйственном производстве.
Уточнение кадастровой стоимости земель с учетом их радиационного загрязнения.
Апробация работы. Основные результаты исследований были представлены автором на: XI Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы гражданской защиты» проводимые МЧС России, Москва 2006 г., Международной научно-практической конференции «Обеспечение экологической безопасности в чрезвычайных ситуациях», ВГТУ, Воронеж, 2006 г; Второй научно-практической конференции «Технические и социально-гуманитарные аспекты профессиональной деятельности ГПС МЧС России:
7 проблемы и перспективы», ВПТУ, Воронеж 2007 г.; на VI региональной научно-практической конференции студентов и аспирантов «Проблемы регионального природопользования и методика преподавания естественных наук в школе», Воронеж, 2007. По результатам проведенного исследования опубликовано 11 работ общим объемом 2,0 печатных листа, в том числе одна работа - в периодическом издании, соответствующем списку ВАК.
Личный вклад автора заключается в сборе, обработке и анализе данных, использовавшихся при написании диссертационной работы; в проведении полевых исследований; в разработке методологии оценки земель сельскохозяйственного назначения, загрязнённых радионуклидами; в изучении воздействия радионуклидов на почвенный покров и продукты сельскохозяйственного производства в сельскохозяйственных предприятиях Воронежской области, в разработке рекомендаций по проведению мероприятий, улучшающих состояние земель загрязнённых радионуклидами, в разработке методики проведения уточнения кадастровой стоимости земель, загрязненных радионуклидами.
Структура и объем работы. Диссертация изложена на 153 страницах машинописного текста и состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованных литературных источников, включающего 148 наименований и одного приложения. Основной текст диссертации содержит 48 таблиц и 18 рисунков.
Воздействие АЭС на окружающую среду и мероприятия по преодолению последствий радиоактивных аварий
Атомная станция (АС) - это электростанция, на которой ядерная энергия преобразуется в электрическую и тепловую. На АС тепло, выделяющееся в ядерном реакторе, используется для получения водяного пара, вращающего турбогенератор (АЭС), и для подогрева теплоносителя (ACT, АТЭЦ).
АС включают в себя: ядерные энергетические реакторы, паровые турбины, системы трубопроводов, конденсаторы, системы вывода генерируемой мощности и тепла. В зависимости от используемого топлива, типа ядерной реакции и способа снятия тепла имеется семь типов ядерных энергетических реакторов. В России из их используются четыре: 1) реакторы кипящего типа, на тепловых нейтронах с двухконтурным охлаждением реактора и съемом тепла водой - ВВЭР; 2) реакторы с водой под давлением - ВВЭР-1000; реакторы на быстрых нейтронах с охлаждением жидким натрием или магнием - (БН); графитовые реакторы кипящего типа - РБМК. С точки зрения безопасности предпочтение имеют легко-водные реакторы типа ВВЭР-440 и ВВЭР-1000 [14, 86].
Особенности загрязнения окружающей среды при авариях на радиационно-опасных объектах. Под аварией на радиационно-опасном объекте понимается выход из строя или повреждение отдельных узлов и механизмов объекта во время его эксплуатации, приводящий к радиоактивному загрязнению объектов внешней среды [87].
В зависимости от границ зон распространения радиоактивных веществ и радиационных последствий, аварии делятся на семь типов: локальные, муниципальные, межмуниципальные, региональные, межрегиональные, федеральные, трансграничные. По видам аварии на АС делятся на: максимально-проектные аварии {МПА); гипотетические аварии (ГА).
Под МПА понимается авария без оплавления топлива, но с частичной разгерметизацией оболочек ТВЭЛОВ. При нормальном срабатывании систем аварийного охлаждения активной зоны для ее локализации предусматривают проектные решения.
Под ГА понимается авария общего типа, при которой защита АС не обеспечивается штатными системами. Она сопровождается частичным или полным расплавлением активной зоны. К этому виду относятся также аварии, вызванные частичным или полным разрушением реактора вследствие преднамеренных действий (диверсий) или внешнего взрывного воздействия.
Выбросы радиоактивных веществ из реактора АЭС характеризуются многими радиационными поражающими факторами. Газо-аэрозольная смесь радионуклидов распространяется в виде облака на сотни километров и испускает мощный поток ионизирующих излучений. Радиоактивное загрязнение местности; имеет длительный характер в результате разброса высокоактивных осколков ядерного топлива на территории АС и осаждения радиоактивных частиц из газо-аэрозольного облака [88, 95]. Радиоактивное загрязнение окружающей среды - это присутствие радиоактивных веществ на поверхности земли, в воздухе, в теле человека или в другом месте, в количестве, превышающем уровни, установленные нормами радиационной безопасности. При авариях на АЭС радиоактивное загрязнение характеризуется следующими особенностями: 1. Радиоактивное загрязнение земель и атмосферы имеет сложную зависимость от типа и мощности реактора, времени его работы, характера аварии и метеоусловий, вследствие чего его прогнозирование весьма затруднено и носит ориентировочный характер. 2. Смесь выбрасываемых из реактора радиоактивных веществ обогащена долгоживущими радионуклидами, то есть плутонием-239, стронцием-90, цези-ем-137 и др.; при этом относительный вклад в общую активность излучающих изотопов с течением времени увеличивается. В результате большие площади земель на длительное время оказываются загрязненными биологически опасными радионуклидами, которые в последующем могут быть вовлечены в миграционные процессы. 3. Естественный спад активности радионуклидов более длителен, чем распад продуктов ядерных взрывов. 4. Пылеобразование приводит к поступлению в организм человека через органы дыхания мелкодисперсных продуктов деления и, прежде всего, биологически опасных частиц. 5. В атмосфере образуются облака газо-аэрозольной смеси радионуклидов, испускающих мощный поток ионизирующих излучений. 6. Происходит осаждение высокоактивных осколков конструкций реактора и графита, как на территории АС, так и в виде пятен по следу облака. 7. Стационарный характер, источника загрязнения, продолжительность выбросов во времени на высоту до 2 км. и частые изменения метеоусловий приводят к неравномерности загрязнения земель, изменению уровней радиации в отдельных районах во времени и образованию радиоактивных зон загрязнения в виде пятен. 8. При аварии на АС спад мощности дозы облучения происходит значительно медленнее, чем при ядерном взрыве. 9. Малые размеры радиоактивных частиц (около 2 мкм) способствуют их глубокому проникновению в микротрещины и краску, что затрудняет проведение работ по дезактивации. Последствия аварий на радиационно-опасных объектах характеризуются: загрязнением окружающей среды осколками деления урана, плутония, а также диспергированным топливом; выбросом газо-аэрозольной смеси и радиоактивных отходов технологических процессов при возникновении пожаров [56].
Среди поражающих факторов ядерного взрыва, а также авариях на радиационно-опасном объекте, особое место занимают проникающее излучение и радиоактивное заражение. Проникающее излучение представляет собой поток всех видов излучения и нейтронов, время действия которого не превышает 15 мин с момента взрыва. Ионизирующая способность проникающего излучения характеризуется экспозиционной дозой излучения, измеряемой в кулонах на килограмм (Кл/кг). На практике в качестве единицы экспозиционной дозы часто применяют внесистемную единицу рентген (Р) - количество у излучения, при поглощении которого в 1 см3 сухого воздуха при температуре 50С и давлении 760 мм рт. ст. образуется 2,083 10 пар ионов с зарядом, равным заряду электрона (1 Кл/кг = 3876 Р). Мощность экспозиционной дозы выражается в амперах на килограмм (1 А/кг = 3876 Р/с).
Степень тяжести радиационного поражения главным образом зависит от поглощенной дозы, выражаемой в Греях (Гр), соответствующих энергии 1 Дж ионизирующего излучения любого вида, поглощенного облучаемым веществом массой 1 кг [56, 148].
Выбрасываемая при аварии на АЭС смесь радиоактивных веществ обогащена долгоживущими изотопами цезия-137, стронция-90, плутония-239 и т.д., что способствует их длительной последующей миграции. С разрушением активной зоны реактора на территорию, непосредственно прилегающую к реактору, выбрасывается большое количество разрушенных конструкций реактора и кусков облученного графита, которые являются источником мощного ионизирующего излучения [111, 119].
Доля АЭС в общем производстве энергии составляет для России в целом около 12 %; в Сибири и на Дальнем Востоке - менее 1 %; в центре Европейской части - до 25 % , а на северо-западе России - до 65 %. На Украине АЭС дают до 40 % электрической энергии. В России официально функционируют 9 АЭС с 29-ю энергоблоками, общей мощностью 21,2 ГВт. Как видно, атомные станции на территории Российской Федерации размещены крайне неравномерно и, как правило, - в густонаселенных районах.
Воздействие на природную среду АЭС многоплановое, как по видам -радиационное, химическое, тепловое, связанное с урбанизацией, так и по масштабам - локальное тепловое, региональное и глобальное. При эксплуатации АЭС большое значение имеет существование в зоне воздействия уязвимых объектов, то есть естественных и антропогенных ландшафтов, биоценозов и экосистем, которые имеют различнуюрадио-устойчивость[ 14, 109, 125].
Геологическое строение
Изменение климатических условий в пределах области происходит с северо-северо-запада на юго-юго-восток. Городовой при ход суммарной солнечной радиации колеблется от 90 до 96 ккал/см . Среднего довые температуры воздуха варьируют от 4,5 до 6,9 С (рис.2.1). Отклонение изменений термических показателей от широтного направления вызвано влиянием основного циркуляционного потока умеренного пояса, то есть западно-восточного переноса, а так же вторжением зимой холодных воздушных масс севера, а летом - тёплых воздушных масс с юга. Усиление степени континентальное климата в рассматриваемом направлении выражается в изменении годового количества осадков: от 600-650 до 450 мм В летний период на территории области чувствуется недостаток влаги, что объясняется значительным испарением. Показатели увлажненности в вегетационный период составляют 1,1-1,0 в подзоне типичных черноземов, 0,9-0,8 -обыкновенных черноземов и 0,7 - южных черноземов [80].
Таким образом, климат на территории области неоднороден и закономерно изменяется с севера на юг в сторону повышения температур, уменьшения осадков, увеличения испаряемости, изменения увлажнения, что является немаловажным фактором изменения миграции РН в почвах [123]. Самые древние породы в Воронежской об ласти представлены докембрийскими гранитами и гнейсами фундамента, выхо дящими на дневную поверхность в районе г. Павловска, и у села .Русская Буй ловка и у хутора Свинюхи Богучарского района. На остальной территории фун дамент перекрыт толщами девонских глин, известняков, песчаников и песков, общая мощность которых возрастает в северо-восточном направлении, а также каменноугольных известняков, глин, глинистых сланцев, песчаников, песков; и юрских темноцветных глин и песков, которые не имеют выхода на дневную поверхность [132].
Мело-мергельные отложения верхнемелового возраста получили широкое распространение к югу от линии Голословка- Семилуки - Лиски- Таловая -Новохоперск. Их мощность возрастает от нескольких метров на север до 100-150 м на юге и юго-западе области. Они часто выходят на дневную поверхность. Верхнемеловые породы на водоразделах перекрываются палеогеновыми глинами и песками. На Окско-Донской низменности наибольшее развитие получили неогеновые отложения. Это мощные толщи глин и песков.
Четвертичные отложения представлены разнообразными по составу и генезису породами: 1) флювиогляциальными; 2) ледниковыми; 3) аллювиальными; 4) эоловыми; 5) аллювиально-делювиальными; 6) пролювиальными. Покровное четвертичное оледенение способствовало образованию на территории области красно-бурых и темно-серых глин, светло-серых среднезернистых песков, суглинков и валунов кристаллических пород. Моренные отложения сохранились на возвышенных междуречьях севернее границы Старая Криуша - Русская Журавка- Русская Буйловка - Подгоренский - Юрасовка. К числу наиболее распространенных сравнительно молодых отложений принадлежат покровные суглинки. В отличие от моренных, они светлее, обогащены известью и не содержат валунов. Их мощность невелика - до 3 м, по склонам долин и балок она возрастает до 10-15 м. Отличительная черта покровных суглинков - отсутствие слоистости в структуре и лессовидность в верхней части.
Таким образом, литологический состав рельефообразующих пород на территории Воронежской области неоднороден, что влечет за собой неравномерность накопления РН в различных типах почв и существенно влияет на характер миграции изотопов [45,46, 80]. Климатическая карта [9] Правобережье Дона, расположенное на восточных отрогах Среднерусской возвышенности, представляет собой сильно расчлененную долинами, балками и оврагами возвышенную волнистую равнину со средними высотами 200-220 м. (рис.8). Характер рельефа Калачской возвышенности весьма близко к рельефу Среднерусской равнины. Густота овражно-балочной сети на обеих орографических единицах составляет (по С.С. Соболеву) 0,6-0,8 км/км2.
Левобережная часть области, находится в пределах Окско-Донской низменности к северу от Калачской возвышенности, является низменной полоской слабо эродированной равниной с высотами до 150 м. Густота овражно-балочной сети составляет 0,3-0,4 км/км [80].
К основным формам рельефа на территории области можно отнести междуречные плато, речные долины, балки, овраги, ложбины, а также суффози-онные, оползневые, карстовые и антропогенные формы [123].
Междуречные плато - это наиболее возвышенные водораздельные пространства с ровной или волнистой слаборасчлененной поверхностью; обычно окаймлены балками и речными долинами. Речные долины - самые крупные отрицательные формы рельефа. Они характеризуются глубиной вреза до 120 м, большой шириной пойм, наличием террас и асимметричностью склонов.
Воронежская область по характеру растительного покрова делится на лесостепную и степную зоны. В подзоне типичной лесостепи лесные массивы занимают междуречное плато, склоны водоразделов, балок, речных долин. Представлены они дубравами с лишенной мохового покрова почвой, покрытой толстой лесной подстилкой; сосновыми борами на песчаных почвах; осинниками по понижениям и в поймах рек; березняками: и тополевыми лесами. В распределении лесных массивов на территории области наблюдается уменьшение площадей с севера на юг.
К югу от линии: Острогожск - Лиски - Павловск - Новохоперск - Борнсо-глебск господствуют распаханные ковыльные степи с измененным травостоем, содержащим множество сорно-полевых видов на фоне главенствующей роли дер-новинных злаков. Интразональными типами растительных формаций являются луга, которые представлены двумя типами: поименными и низинно-водораздельными лугами. Различия в растительном покрове области влияют на скорость миграции радионуклидов по профилю почв, в зависимости от степени задернованности поверхности, на характер поглощения изотопов ПИК почвы, на поведение РН в зависимости от структуры, связанности и рН почвы [61, 80].
Таким образом, неоднородность природных условий на территории Воронежской области обусловило пестроту почвенного покрова и оказало существенное влияние на характер загрязнения радионуклидами. Климатические особенности, характер увлажнения почв, их промывной режим, а так же качественный и количественный показатели поверхностных и подземных вод определяют тип и степень миграции радиоизотопов, характер их сорбции твердой фазой, насыщение микро-и макрокомпонентами, обменными основаниями.
Воздействие Нововоронежской АЭС на природную среду
Нововоронежская АЭС (НВАЭС) расположена в лесостепной местности на левом берегу р. Дон, в 45 км к югу от г. Воронежа и 50 км к северо-востоку от г. Лиски (рис.3.5). В административном отношении она находится в Каширском районе Воронежской области. Географические координаты АЭС: 5118 северной широты и 3913 восточной долготы. Абсолютная отметка площадки размещения главного корпуса энергоблоков 3 и 4 составляет + 96,3 м. В пяти километрах, к северу от промышленной площадки расположен г. Нововоронеж, градообразующим предприятием которого является Нововоронежская АЭС.
Район АЭС является зоной интенсивного земледелия, мясомолочного животноводства и птицеводства. Здесь хорошо развита транспортная сеть, водные, железнодорожные и автомобильные дороги [3, 80, 92].
Рельеф района НВАЭС представляет собой пологоволнистую равнину. Площадь леса составляет около 20 %. Здесь проходит граница двух геоморфологических областей: Среднерусской возвышенности и Тамбовской низменности. Левобережная часть р. Дон, на которой расположена площадка АЭС, — низменная равнина, правобережная - возвышенная, изрезанная глубокими извилистыми балками и многочисленными ложбинами, которые придают местности «волнистый» характер [121, 122].
Площадка НВАЭС имеет общий наклон к западу, то есть в сторону долины р. Дон. Общий уклон её составляет 3 %. Водораздельная линия расположена восточнее площадки и имеет абсолютные отметки 140-150 м над уровнем моря.
В естественных условиях абсолютные отметки поверхности площадки изменялись от 96,2 м до 100 м. В процессе строительства поверхность была спланирована до отметка - 96,3 м. Главный корпус энергоблоковЗ и 4 находится на расстоянии порядка 700 м от уреза р. Дон [125,138]. Климат в районе НВАЭС умеренно-континентальный с хорошо выраженными сезонами года. Здесь возможно присутствие различных по происхождению воздушных масс: холодных из Арктики, влажных - из Атлантики и сухих - из Казахстана. В течение года АЭС находится вблизи климатического гребня высокого давления, ось которого проходит, примерно, по линии Кишинев-Саратов [ 104, 110].
Влажность воздуха. Относительная влажность воздуха за период 1937-1941 гг., 1949 - 1994 гг. составляет в среднем за год 74 %. Наибольшая среднемесячная относительная влажность 86 % отмечается в холодный период года (декабрь), 59 % — в теплый период (май). Суточная амплитуда колебания относительной влажности летом достигает 20 - 25 % при минимуме в 15 - 16 часов и максимуме в 4 - 6 часа утра перед восходом солнца. С ноября по февраль относительная влажность, как правило, превышает 80 % (табл.3.2). Средняя относительная влажность в 15 часов в июле — 50 %, в январе - 76 %. Сухих дней с относительной влажностью до 30 % в исследуемом районе в среднем 34 за год.
Норма атмосферных осадков, в районе исследований, равна 554 мм за год, из них 378 мм приходится на теплый период, то есть с апреля по октябрь (табл. 3.3). Наибольшее количество осадков 845 мм отмечалось в 1980 г., наименьшее 332 мм - в 1949 г. [97, 107].
Суточные максимумы осадков сравнительно невелики и составляют в среднем 32 - 33 мм. Наибольший суточный максимум, равный 100 мм, зарегистрирован 20 мая 1929 г. Интенсивность дождя продолжительностью 20 мин., повторяемостью 1 раз в год составляет 80 л/с на 104 м .
Ветровой режим и атмосферное давление. Повторяемость направлений ветра в течение года определяется как преимущественным западным переносом в нижней тропосфере, так и сезонными изменениями барических образований.
По многолетним данным, преобладающими в году и во все сезоны года, кроме лета, являются ветры западные и юго-восточные (14-19 %). Летом, кроме северо-западных и западных (16 %), преобладают северные ветры (18 %). По многолетним данным ближайших к АЭС метеорологических станций максимальная скорость ветра (порыв) достигала 28 - 34 м/с. Среднее число дней в году с сильным ветром (более 15 м/с) - 14, наибольшее - 33 дня [100].
Основные характеристики почв района Нововоронежской АЭС. Район исследований расположен в лесостепной почвенно-климатической зоне с преобладанием черноземов, которые могут быть отнесены преимущественно к категории 1 -го класса и частично - 2-го класса. Биогеохимические барьеры на пути распространения загрязнения радионуклидами определяются мощностью гумусовых горизонтов, мощность которых достигает 20 см, и содержанием органического вещества в верхних горизонтах почв.
Латеральная миграция вещества. На геохимических барьерах, часто комплексных, происходит осаждение тех или иных элементов: на щелочном карбонатном барьере накапливаются Ва, Sr, Pb, Zn, Cd, Co, Си и др.; сорбцион-ном барьере, в частности на свежеосажденных гидроксидах железа, скапливаются V, Со, Cr, Ni, F, Р и др.; восстановительном (нейтральном и щелочном) барьерах активно накапливаются Pb, Cd, Си, Zn, Со. На щелочном барьере наиболее вероятно накопление Cs [96].
Основными источниками водопользования в районе характеризуемой АЭС являются: р. Дон, пруд-охладитель; пруды рыборазводного хозяйства «Нововоронежский»; артезианские водозаборы подземных вод. По содержанию главных ионов вода в поверхностных водоемах классифицируется как гидро 2+ 2+ карбонатно-кальциевая: НСОэ Са + Mg НС0з" + SO4, со средней минерализацией 500 мг/л. Питание подземных вод происходит за счет инфильтрации атмосферных осадков. Воды пресные гидрокарбонатно-калыдиевые. Коэффициент фильтрации водовмещающих пород от 1 до 18 м/сут.
Средняя глубина реки в межень составляет 2,0 - 3,5 м; скорость течения -от 0,3 до 0,5 м/с. В паводковый период её глубина достигает 8,0 - 9,5 м, скорость течения - от 1,0 до 1,3 м/с. Весеннее половодье начинается в конце марта, интенсивность подъема уровня воды составляет 0,5 - 0,7 м/сут., в отдельные годы - до 3 м/сут. Зимняя межень устанавливается в первой декаде декабря. Минимальные зимние уровни воды обычно выше летних [100].
Пруд-охладитель пятого блока. Наливной пруд-охладитель, расположенный в пойме р. Дон и является источником технического водоснабжения 5-го блока. Пруд был заполнен донской водой в 1978 г. и используется не только для нужд АЭС, но и для населением города Нововоронежа для рыбохозяйственных, рекреационных и других целей. Объем пруда 32 млн. м3, максимальная ширина 1,9 км, длина 3,5 км. Площадь активной зоны пруда 3,89 км2. Средняя глубина 6,8 м, максимальная 16 м.
Артезианские водозаборы подземных вод. Отбор подземных вод для нужд промышленной зоны АЭС осуществляется из артезианского водозабора №1, расположенного в 1,5 км юго-восточнее промышленной площадки. Абсолютные отметки естественного уровня подземных вод равны 85 - 88 м, амплитуда сезонных колебаний уровня составляет 0,5 м. Качество воды соответствует требованиям СанПиН 2.1.4.1074-01 «Питьевая вода» [98].
Население. Численность населения, проживающего на территории радиусом 50 км вокруг Нововоронежской АЭС, составляет около 1196 тыс. человек. Из них городское население - 85,1 %, сельское - 14,9 %. (табл. 3.9.). Возрастная структура населения, проживающего вокруг НВАЭС, особенно сельского, относится к ярко выраженному регрессивному типу [35, 36, 37].
Обследование земель, загрязненных радионуклидами в Острогожском и Бобровском районах Воронежской области
Для оценки состояния сельскохозяйственных угодий, загрязненных радионуклидами, степени их использования в сельскохозяйственном производстве и полноты проведения на них мероприятий, обеспечивающих получение не загрязненной продукции растениеводства и животноводства, летом 2006 года нами проводилось обследование земель в хозяйствах Острогожского и Бобровского районов Воронежской области.
Как установлено, особенности использования земель, загрязненных радионуклидами в сельскохозяйственном производстве практически во всех сельскохозяйственных предприятиях обследованных районов не учитываются. При этом отсутствуют не только наблюдения за изменением радиационного загрязнения сельскохозяйственных угодий, но и контроль загрязнения продуктов земледелия и животноводства, поступающих на рынок.
В хозяйствах обследованных районов обычно отсутствует научно-обоснованная структура посевных площадей, учитывающая не только оптимальную структуру производства, качество почв и соблюдение севооборотов, но и мероприятия, предусматривающие, в первую очередь, внесения мелиоран-тов в почву при содержание цезия-137 более 1 Ки/км .
Так при обследовании ТОО «Россия» Бобровского района, которое нахо-дится в зоне радиоактивного загрязнения до 2 Ки/км установлено, что минимальные объемы продажи сельскохозяйственной продукции находятся на уровне 2001 года. По оптимальному решению реализация озимой ржи к настоящему времени увеличилась в 2,1 раза и составила 7405 центнеров. Реализуемая сельскохозяйственная продукция не подвергается контролю на содержание радионуклидов. Мероприятия, предотвращающие поступление радионуклидов в овощи, зерновые и молоко в хозяйстве, к сожалению, не проводятся.
Основные принципы обеспечения радиационной безопасности. Атомная станция удовлетворяет требованиям безопасности, если ее радиационное воздействие на население и окружающую среду при нормальной эксплуатации не приводит к превышению дозовых пределов облучения населения, нормативов по выбросам и сбросам, содержанию радиоактивных веществ в окружающей среде, а при запроектированных авариях соответствует установленным ограничениям. Уровни облучения населения в результате выброса в атмосферу и сброса в водоемы радиоактивных веществ должны быть ниже установленных дозовых пределов и на разумно достижимом низком уровне. Допустимые пределы доз облучения населения обеспечиваются не превышением контрольных и допустимых уровней газо-аэрозольных выбросов, жидких сбросов АС и содержания радиоактивных веществ в окружающей среде [116, 119].
Для предупреждения использования, установленного для населения предела дозы только на один техногенный источник излучения или на ограниченное их количество, применяются квоты на основные техногенные источники облучения. Целью установления квот является: недопущение превышения предела дозы техногенного облучения населения - 1 мЗв/год, установленного НРБ-99 для населения, подвергающегося облучению от нескольких источников; снижение облучения населения от техногенных источников с учётом неравномерности радиационного воздействия во времени и эффективности мероприятий по улучшению радиационной обстановки [118, 125].
Размер квоты характеризует верхнюю границу возможного уровня облучения критических групп населения при нормальной эксплуатации источников ионизирующих излучений с учетом достигнутого уровня радиационной безопасности населения. Разность между пределом дозы для населения и суммой квот является резервом, значение которого характеризует степень радиационной безопасности населения от техногенных источников излучения [126].
Значения квот используются для расчета допустимых уровней отдельных радиационных факторов, то есть мощности дозы излучения на границе сани-тарно-защитной зоны, активности выбросов и сбросов, содержащих радионуклиды в объектах окружающей среды и др. [127].
Нижней границы дозы облучения населения от отдельного радиационного фактора в режиме нормальной эксплуатации АС принимается минимально-значимая доза 10 мкЗ в/год. В этом случае радиационный риск для населения 1-10 6гол \ что считается приемлемым. Поэтому значения допустимых выбросов и сбросов рассчитываются, исходя из дозы облучения населения 10 мкЗ в/год по каждому фактору воздействия.
Значения допустимых и контрольных уровней выбросов для Нововоронежской АЭС установлены СанПиН 2.6.1.24-03 «Санитарные правила проектирования и эксплуатации атомных станций». При расчете допустимых выбросов учтено, что на АЭС с реакторами типа ВВЭР основной вклад (свыше 98%) в дозу облучения населения вносят инертные радиоактивные газы: аргон, криптон, ксенон), газо-аэрозольные формы 1311 и радио-аэрозоли б0Со и 137Cs. Вклад в активность суммарного выброса в атмосферу других радионуклидов находится на постоянном уровне, не превышает нескольких процентов и не нормируется.
Допустимые сбросы радионуклидов в открытые водоемы устанавливаются для каждой АС на основе «Методических указаний по расчету допустимых сбросов радиоактивных веществ АЭС в поверхностные воды»[138].
Поступление радиоактивности в окружающую среду со сбросными водами регламентируется для НВАЭС нормативными документами «Допустимые сбросы радиоактивных веществ НВАЭС в поверхностные воды» и «Допустимые сбросы радиоактивных веществ НВАЭС на поля фильтрации». Содержание техногенных радионуклидов в подземных непитьевых водах на территории промышленной зоны АЭС регламентируется «Контрольными уровнями радиационных параметров объектов НВАЭС и окружающей среды» № 56-ОРБ. Соблюдение ДВ и ДС обеспечивает непревышение минимально-значимой дозы облучения населения (10 мк37год) от каждого из факторов воздействия [133, 129].
Эффективная доза облучения.населения, обусловленная радиоактивными отходами, включая этапы их хранения и захоронения, также не должна превышать 10 мк37год По результатам радиационного контроля за 2003 г. рассчитан вклад вент-выбросов и сбросов НВАЭС в минимально-значимую дозу (МЗД) облучения населения. С учетом достигнутого уровня радиационной безопасности и дозы облучения населения ниже 10 мкЗв/год, администрация АЭС установила «Контрольные уровни радиационных параметров объектов АС и окружающей среды» [138, 139].
Энергетические блоки АС оборудованы системами, обеспечивающими радиационную безопасность персонала и населения. Безопасность АС обеспечивается за счет последовательной реализации концепции глубоко эшелонированной защиты, основанной на применении: системы физических защитных барьеров на пути распространения радиоактивных веществ в окружающую среду; системы технических и организационных мер по защите барьеров и сохранению их эффективности; системы технических и организационных мер по защите персонала, населения и окружающей среды.
