CC BY
79
УДК 550.835
В.П. Молев, Т.Н. Елисафенко
МОЛЕВ Виктор Прокопьевич - кандидат геолого-минералогических наук, доцент кафедры геологии, геофизики и геоэкологии Инженерной школы (Дальневосточный федеральный университет, Владивосток), ЕЛИСАФЕНКО Татьяна Николаевна - кандидат геолого-минералогических наук (Дальневосточный научно-проектный институт, Владивосток). E-mail: vmolev@mail.ru © Молев В.П., Елисафенко Т.Н., 2012
Радиоэкологический мониторинг территории города Партизанска
Излагаются результаты опытно-методических радиометрических исследований, проведенных на объектах г. Партизанска (Приморский край), с целью оценки уровня гамма-фона и выявления разломов и зон трещиноватости. Измерения проводились радиометрами СРП-68-01 и СРП-88Н в режиме повышенной точности, позволяющей выявлять гамма-аномалии интенсивностью более 0.5-0.7 мкР/ч. Ключевые слова: радиометрическая съемка, радиометр, радиационная безопасность, гамма-аномалия.
Radioekological monitoring the territory of Partizansk. Viktor P. Molev (Far Eastern Federal University, Vladivostok), Tatyana N. Elisafenko (Far Eastern Scientifically-design Institute, Vladivostok). They are stated results experienced-methodical radiometric of the studies, called on objects of the city Partizansk, for the reason estimations its level and discovery break zones. The measurements were conducted radiometry SRP-68-01 and SRP-88N in mode raised to accuracy, allowing reveal the gamma-anomalies by intensity more 0.5-0.7 mkR/h.
Key words: radiometric removal, radiometer, radiation safety, gamma-anomaly.
Сотрудниками кафедры геофизики, геоэкологии и земельного кадастра ДВГТУ (Инженерная школа ДВФУ) в составе группы экологического мониторинга «ДальвостНИИпроекта» проводились опытно-методические радиометрические исследования на соответствующих объектах г. Партизанска. Постановка метода объяснялась необходимостью решения следующих экологических задач, связанных с последствиями закрытия и затопления угольных шахт района:
- оценка эффективности радиометрической съемки при геологическом картировании горных пород, интрузивных образований и особенно трещиноватых зон и тектонических нарушений, являющихся потенциальными каналами миграции загрязняющих веществ;
- выявление разломов и зон трещиноватости в гранитном массиве в районе Южного водозабора г. Партизанка, представляющего надежный барьер от загрязнения бассейна р. Партизанской со стороны долины р. Сица;
- определение уровня радиационного фона г. Партизанска, объектов закрытых угольных шахт и рекультивируемых территорий.
Основной геологической предпосылкой проведения радиометрической съемки являлась малая мощность рыхлых отложений, что при глубинности метода 50-70 см создавало благоприятные условия для эффективного решения поставленных задач. Опытно-методические работы проводились в три этапа. Сначала в процессе маршрутных работ изучалась общая характеристика радиоактивности горных пород, слагающих территорию. Затем были проведены исследования на относительно хорошо изученном в геологическом отношении участке (эталонном участке). Это позволило определить оптимальную методику измерений. На завершающем этапе системой широтных и меридиональных маршрутов изучался гранитный массив Южного водозабора.
Измерения гамма-активности горных пород и гамма-фона городской территории производились сцин-тилляционными радиометрами СРП-68-01 и СРП-88Н по общепринятой методике [1]. Привязка пунктов наблюдения осуществлялась по топокартам масштаба 1:10 000. Разбивка сети наблюдений производилась буссолью с одновременным провешиванием профилей по азимуту с помощью мерной ленты 20 м. Шаг съемки составлял от 10 до 20 м, а в пределах г. Партизанска определялся расположением объектов исследования. Общий объем радиометрических работ, без учета радиометрического контроля гамма-фона г. Партизанска, составил 10,2 пог. км.
Известно, что геологическая эффективность радиометрической съемки определяется мощностью перекрывающих неактивных наносов, уровнем и степенью дифференциации горных пород по естественной радиоактивности и точностью измерений. Что касается мощности рыхлых отложений, то, как уже указывалось, она не оказывала сильного экранирующего влияния и позволила надежно фиксировать гамма-излучение коренных пород. Гамма-фон имеет следующие статистические параметры: минимальное значение 4,9 мкР/ч, максимальное - 11,3 мкР/ч, среднее - 7 мкР/ч, стандартное отклонение равно 1,5 мкР/ч.
Учитывая требования математической статистики, следует признать, что радиационное поле исследуемой территории является слабоаномальным, так как в качестве минимальной аномалии можно считать значение, превышающее средний уровень на два стандартных отклонения, т.е. 11,8 мкР/ч. Учитывая этот факт, а также слабую дифференцированность горных пород по естественной радиоактивности, для дальнейших исследований была рекомендована методика полевых наблюдений и обработки малоинтенсивных радиометрических аномалий [1]. Более рациональным является шаг съемки, равный 10 м. Измерения на точке наблюдения производились в режиме повышенной точности: время визуального осреднения показаний радиометра СРП-68-01 составляло не менее 30-40 с, радиометром СРП-88Н производилось не менее трех измерений на одной точке. Такая методика снизила производительность, но позволила существенно повысить точность измерений. По результатам контрольных работ полевая точность съемки составила 2,5%, что дало возможность надежно выделять гамма-аномалии интенсивностью более 0,5-0,7 мкР/ч.
При обработке малоинтенсивных радиометрических аномалий производилось дополнительное осреднение гамма-поля по трем-пяти точкам с последующим расчетом горизонтального градиента поля [1]. Участки повышенного градиента отождествлялись с литологическими, стратиграфическими или тектоническими границами пород. Наиболее уверенно однородным гамма-фоном 6-7 мкР/ч картируется осадочная толща и следующая за ней интрузия кислого состава (9-10 мкР/ч). В пределах интрузии можно предположительно выделить два разлома. Деление исследуемой площади на три аномальных участка подтверждается различной изрезанностью и уровнем графика горизонтального градиента гамма-поля.
По изложенной технологии были обработаны результаты радиометрической съемки на эталонном участке «Центральном». Он расположен в северо-западной части г. Партизанска и захватывает крыло синклинальной складки в районе шахты «Глубокая». Складка сложена песчаниками, алевролитами и аргиллитами северосучанской свиты и разбита серией сближенных разломов субширотного направления. По морфологии гамма-поля вдоль профилей пять границ. На профиле 2 прослеживаются те же границы. Предположительно можно выделить ряд границ в районе пикетов 30-45, которые более отчетливо проявляются на профиле 2 в районе пикетов 22-43.
Участок «Южный водозабор» расположен в юго-восточной части г. Партизанска и представляет собой гранитный массив, разделяющий долины рек Партизанская и Сица. Водозабор, снабжающий г. Партизанск питьевой водой, находится на р. Партизанская, севернее устья р. Сица. Таким образом, гранитный массив является естественным барьером, препятствующим попаданию загрязненных вод р. Сица в систему водоснабжения города. Но это при условии, что сквозь гранитный массив не происходит дренирования загрязненных вод по разломам субширотного простирания. В противном случае возникает потенциальная опасность попадания загрязненных вод, в том числе шахтного происхождения, в южный водозабор. Наличие таких разломов по геологическим данным неизвестно, массив представляется монолитным, осложненным двумя разломами субмеридионального направления.
Таким образом, вопрос наличия или отсутствия системы субширотных разломов в пределах гранитного массива представляет собой актуальную задачу не только теоретического, но большого практического значения в системе горно-экологического мониторинга. С целью картирования разрывных нарушений была проведена радиометрическая съемка в виде профилей широтного и меридионального простирания.
На профилях широтного направления отчетливо проявляется неоднородность гранитного массива как по уровню гамма-поля, так и по его изрезанности. Интерпретация графиков показывает, что в радиометрических полях находят отражение известные разломы субмеридионального простирания.
Для обнаружения широтных разломов проведены измерения по профилю «Продольному» вдоль гранитного массива с юга на север. Анализ изменения гамма-поля по профилю показывает, что уровень его существенно меняется, от 8 до 13,5 мкР/ч, что указывает на неоднородность гранитного массива в этом направлении. По графику в первую очередь можно выделить шесть тектонических границ, из которых одна является контрастной, а остальные для своего подтверждения требуют дополнительных геолого-геофизических исследований.
В связи с ликвидацией угольных шахт г. Партизанска и проведением в больших масштабах рекультива-ционных работ представляет интерес исследование уровеня радиационного фона городской территории.
Известно, что торф, лигниты, уголь и другая органика являются хорошими адсорбентами для радиоактивных элементов, в первую очередь урана. При сжигании топлива происходит концентрация радиоактивных элементов в золе и шлаке, которые широко используются наравне с отвалами пород из горных выработок для отсыпки дорог и других хозяйственных нужд города.
Исследованные радиометрической съемкой объекты имеют следующие характеристики: ствол шахты № 5 - 10,6-13,7 мкР/ч, территория шахты «Глубокая» - 14,4-15,0 мкР/ч, терриконы - 14,3-18,2 мкР/ч. В черте г. Партизанска исследовались улицы: Ватрушева, Заводская, Замараева, Заовражная, а также выбросы золы и шлака. Мощность экспозиционной дозы изменялась незначительно, от 11,5 до 14,2 мкР/ч.
Анализ показывает, что уровень гамма-фона как на территориях города и объектов угольной энергетики меняется незначительно, от 12 до 14 мкР/ч. Уголь, зола, шлак и породы терриконов отмечаются гамма-полем до 18 мкР/ч. Максимальный уровень радиационного фона был зафиксирован над выходом пород кислого состава по ул. Замараева, в пределах домов № 35-39. Здесь мощность дозы равнялась 20-22 мкР/ч.
Результаты проведенных опытно-методических радиометрических работ на объектах горно-экологического мониторинга с целью решения геолого-радиоэкологических задач позволяют сделать следующие выводы:
- радиометрическая съемка повышенной точности в состоянии выделять границы слабоконтрастных по радиоактивности горных пород и картировать зоны тектонических нарушений;
- на изученных участках выявлены новые, ранее неизвестные границы, в то же время ряд известных тектонических нарушений не нашли отражения в гамма-полях;
- на участке Южного водозабора в пределах ранее предполагаемого однородного гранитного массива выявлен ряд геологических границ, предположительно имеющих тектоническую природу;
- участки рекультивации закрытых угольных шахт, а также отвалы терриконов не представляют радиационной опасности и могут быть использованы в дорожном строительстве;
- гамма-фон изученных объектов г. Партизанска в настоящее время не превышает нормативные цифры по уровню мощности дозы естественного гамма-излучения.
Таким образом, проведенный выборочный радиометрический контроль уровня гамма-фона горных пород и техногенных отложений свидетельствует о радиоэкологической безопасности использования перечисленных материалов в дорожном и рекультивационном строительстве. По существующим нормативным материалам для предгорных и горных районов России гамма-фон на открытой местности может изменяться в естественных границах от 20 до 30 мкР/ч [2, 3].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Абрамов В.А., Молев В.П. Эколого-радиометрический мониторинг Южного Приморья. Владивосток: Дальнаука, 2005. 325 с.
2. Ионизирующее излучение: источники и биологические эффекты. Доклад НКДАР ООН. Нью-Йорк, 1982. 325 с.
3. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99): гигиенические нормативы. М.: Центр санитарно-эпидемиологического нормирования, гигиенической сертификации и экспертизы Минздрава России, 1999. 116 с.
X
