CC BY
24
УДК 556.5.072 (470.45)(470.61)
ИССЛЕДОВАНИЕ ВЛИЯНИЯ ВОЛГОДОНСКОЙ АЭС НА ЭКОЛОГИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ ПРИПЛОТИННОГО УЧАСТКА ЦИМЛЯНСКОГО ВОДОХРАНИЛИЩА
© 2010 г. Е.И. Шаврак, В.М. Сапельников, И.А. Генераленко
Волгодонский институт (филиал) Volgodonsk Institute (branch)
Южно-Российского государственного of South-Russian
технического университета (Новочеркасского State Technical University
политехнического института) (Novocherkassk Polytechnic Institute)
Рассмотрены особенности экологического состояния Приплотинного участка (ПУ) Цимлянского водохранилища (ЦВ). Установлено наличие негативной тенденции его защелачивания, способствующей сокращению рыбных запасов ЦВ. Идентифицированы вклады филиала ОАО «Концерн Энергоатом» «УКСС Ростовская АЭС» и филиала ОАО «Концерн Энергоатом» «Волгодонская АЭС» в эту тенденцию. С этой целью проанализированы взаимосвязи между показателями гидрохимических режимов пруда-охладителя ВоАЭС и близлежащего участка ЦВ, проведена сравнительная характеристика токсической опасности организованных источников техногенного загрязнения Приплотинного участка ЦВ, сопоставлены характеристики воды в разных вертикалях Приплотинного участка. Показаны возможности использования современных информационных технологий для реализации прогностических функций гидроэкологического мониторинга на ВоАЭС.
Ключевые слова: экологическое состояние; Цимлянское водохранилище; тенденция защелачивания; вклад; Ростовская АЭС; Волгодонская АЭС; гидрохимический режим; пруд-охладитель; токсическая опасность; антропогенные загрязнения; современные информационные технологии; гидроэкологический мониторинг.
Features of ecological state of appurtenance (reservoired) site (AS) of Tzimlyansk water reservoir (TzWR) are considered. Its negative alkalization tendency, promoting reduction offish reserves in TzWB is determined. Contributions to this tendency of the branch of state joint-stock company «Concern Energoatom» «MOBS Rostov NPP» and the branch of state joint-stock company «Concern Energoatom» «Volgodonsk NPP» are identified. For this purpose interrelations between indices of hydrochemical modes of TzWB water-cooler and TzWB nearby site are analysed, the comparative characteristic of toxic danger of the organized sources of man-caused pollution of TzWB appurtenance site is done, characteristics of water in different verticals of appurtenance site are compared. Scope of modern information technologies application for realization of forecasting functions of hydroecological monitoring at VNPP is shown.
Keywords: ecological state; Tzimlyansk water reservoir; alkalization tendency; contribution; Rostov NPP; Volgodonsk NPP; hidrochemical modes; characteristics of water; toxic danger; man-caused pollution; modern informanion technologies; hidroeco-logical monitoring.
Введение ЦВ, сосредоточены наиболее крупные источники
Цимлянское водохранилище - один из крупней- техногенного загрязнения Ц^ в т°м числе В°лг°д°н-
ших искусственных водоемов степной зоны юга Рос- ская АЭС Данная работа посвящена гоучению неко-
сии, созданный в 1952 г. в русле реки Дон. На базе ЦВ торых аспектов влияния ВоАЭС на экосистему водо-
функционирует сложный водохозяйственный ком- хражмща и состоит из следующих этапов: рассмот-
плекс, основными участниками которого являются рение °собенн°стей экологического состоя-шя, При-
предприятия атомной и гидроэнергетики; орошаемое плотинного участка ЦВ; идентификация вклада АЭС
земледелие; водный транспорт; водоснабжение (про- в антропогенное загрязнение водоема; моделирование
мышленное, коммунально-бытовое, сельскохозяйст- взаимосвязей между показателями сжтсзжш пруда-
венное); рыбное хозяйство. Мониторинг состояния охладитеж ВоАЭС и сопряженного с ним участка ЦВ.
ЦВ осуществляет ФГУ «Управление водными ресур- В качестве исходной информации для исследований
сами Цимлянского водохранилища» (ФГУ «УВРЦВ»). нами использованы сдадующж блоки информации:
Морфологически ЦВ включает три участка, отли- - данные гидрохимической лаборатории фГУ
чающихся формой, боковой приточностью, основны- «УВрЦВ» за 2000 - 2008 гт^ статистически обраб^
ми чертами гидрологического режима и площадью танные с использованием методов, принятых в систе-
водного зеркала: Верхний, Центральный и Припло- ме режимного мониторинга поверхностных вод суши; тинный [1]. По берегам Приплотинного участка (ПУ), - данные ФГУ « АзДонрыбводхоз» об урожайно-
площадь которого составляет 40 % от всей площади сти рыбной молоди в разных плесах ЦВ за 2000-2008 гг;
- формы госстатотчетности 2-ТП (водхоз) за 2006 и 2008 гг. филиала ОАО «Концерн Энергоатом» «УКСС Ростовской АЭС» (выпуск №2 на понижение) и МАУ «ДС и ЖКХ» (ливневая канализация г. Волгодонска);
- отчеты ОКЭБ ВоАЭС о качестве сточных, условно-чистых и поверхностных вод Волгодонской АЭС за 2003, 2005 и 2006 гг.
1. Особенности экологического состояния Приплотинного участка
1.1. Специфика гидрохимического режима ПУ
Гидрохимические режимы отдельных участков ЦВ имеют как общие черты, так и специфические особенности. Общие черты обусловлены тем, что сток ЦВ более чем на 80 % состоит из донской воды, поэтому качество воды ЦВ определяется прежде всего экологическим состоянием Верхнего и Среднего Дона. Для контроля за гидрохимическим режимом на каждом из участков ЦВ создано по два створа, отличающихся количеством вертикалей. Мониторинг качества воды на ПУ осуществляется в 6 вертикалях, включая вертикаль 69 - на расстоянии 200 м от дамбы пруда-охладителя ВоАЭС и вертикаль 20 - район г. Волгодонска, отличающийся наибольшей интенсивностью техногенной нагрузки на ЦВ. На рис. 1 показана динамика изменения индекса загрязненности воды (ИЗВ) для вертикали 20 за 2000 - 2007 гг.
Рис. 1. Динамика изменения показателя ИЗВ в районе г. Волгодонска
Согласно [2, 3], вода в районе г. Волгодонска -умеренно загрязненная (1< ИЗВ < 2,5), класс качества воды - III, качество воды на протяжении последних лет достаточно стабильно. Аналогичные зависимости характерны для всего водохранилища в целом [4, 5].
Специфические особенности гидрохимического режима отдельных участков ЦВ зависят от многих
факторов, в том числе от характеристик боковой при-точности и уровня техногенной нагрузки. Реки боковой приточности (Чир, Аксай Курмоярский, Аксай Есауловский и т.д.), характеризующиеся повышенной минерализацией, вносят свой вклад в изменение соотношения между основными ионами [1, 5] и сосредоточены, главным образом, в Верхнем и Центральном участках ЦВ. Техногенное загрязнение со стороны водопользователей оказывает влияние на процессы жизнедеятельности отдельных живых организмов и на функционирование всей водной экосистемы. Согласно данным ФГУ «УВРЦВ», основные источники техногенного загрязнения сосредоточены по берегам При-плотинного участка. К ним относятся, прежде всего, город Волгодонск и Волгодонская АЭС, представленная филиалами ОАО «Концерн Энергоатом» «УКСС Ростовская АЭС» и «Волгодонская АЭС».
В целях установления специфических особенностей гидрохимического режима ПУ нами проведена сравнительная характеристика усредненных за период 2000 - 2008 гг. показателей состава воды на разных участках ЦВ. Данные, представленные в табл. 1, позволяют сделать вывод, что наиболее значимым отличием ПУ является проявление негативной тенденции смещения кислотно-основного равновесия воды в щелочную область, то есть повышение рН.
1.2. Вероятные причины повышения рН водоема
Согласно [6], значение рН водоема отражает состояние баланса продукционно-деструкционных процессов в гидроэкосистеме. При рН > 8,3 ± 0,3 преобладают продукционные процессы, которые в обобщенном виде могут быть описаны уравнением [7]:
106 СО2 +16 Ш3-+НРО43-+ 18 Н+ +
+ 122 Н2О ^ (СН2О)Ш6(КН3)16 (Н3РО4) + 138О2
Как видно из уравнения, скорость продукционных процессов, то есть фотосинтеза, зависит от концентрации биогенных элементов (азота и фосфора), а также от содержания СО2, поступающего в водоем из атмосферы и образующегося в результате деструкции молекул легкоокисляемых органических загрязнений. Количественной характеристикой их содержания в водоеме является показатель биологического потребления кислорода (БПК). Таким образом, одной из существенных причин защелачивания водоема является техногенное загрязнение, представленное биогенными элементами и легкоокисляемой органикой.
Таблица 1
Показатели гидрохимического режима отдельных участков ЦВ
Участок ЦВ Солевой состав, мг/дм3 Содержание тяжелых металлов, доли ПДК Биогенные элементы, мг/дм3 Окисляемость мг/дм3 Температура, °С рН
сухой остаток сульфаты медь марганец фосфор азот сумм БПК ХПК
Верхний 532 90,9 2,2 4,7 0,21 0,60 2,2 32,7 17,25 8,36
Центральный 489 93,2 2,8 3,3 0,11 0,51 3,4 32,2 16,9 8,39
ПУ 485 92,3 2,3 4,5 0,08 0,34 3,4 32,3 17,36 8,49
Поскольку распределение техногенной нагрузки по акватории Приплотинного участка (ПУ) отличается неравномерностью, нами проверена возможность локализации негативной тенденции защелачивания ПУ в отдельных его участках. Для этого рассмотрена пространственно-временная динамика изменения рН по разным вертикалям ПУ. Графическая интерпретация этой динамики, из которой видно, что в наибольшей степени защелачивание ПУ проявлялось в 2004 -2006 гг. в районе г. Волгодонска, представлена на рис. 2.
1.3. Взаимосвязь между урожайностью рыбной молоди и рН воды
К вероятным последствиям защелачивания водоема можно отнести снижение рыбных запасов в водоеме [8]. Для проверки этого факта нами проведен
регрессионным анализ взаимосвязей между урожайностью рыбной молоди в разных плесах ЦВ и показателями химического состава воды. При этом использовался компьютерный пакет STATISTICA 6 for WINDOWS. Было установлено, что специфической особенностью ПУ является наличие статистически значимых отрицательных корреляционных связей достаточной силы (коэффициент корреляции = 0,69 -- 0,77) между рН и урожайностью судака, сазана, густеры, окуня, карася. Графическая интерпретация установленных связей приведена на рис. 3, из которого видно, что урожайность перечисленных видов рыб уменьшается с ростом рН. Поскольку аналогичных зависимостей в других плесах обнаружено не было, можно сделать вывод, что рН является наиболее существенным химическим фактором, определяющим величину рыбных запасов в Приплотинном участке.
8,2000 8,0000 7,8000
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008
год
□ 69 вертикаль Ш24 вертикаль □ 21 вертикаль ШЗ вертикаль ИВолгодонск ШЦимлянск
Рис. 2. Динамика изменения рН воды в разных вертикалях ПУ
2,0 1,5 1,0
судак = 34,152-3,9332*рН
густера = 794,7871 -89,778*x
1,0
8,8
11
120 100 [•
ь = 1414,5246-162,1779*x
Рис. 3. Зависимость урожайности рыб в ПУ от рН воды
Вывод: В Приплотинном участке наблюдается негативная тенденция защелачивания водоема. Одной из вероятных причин этого является смещение биотического баланса в сторону продукционных фотосинтетических процессов вследствие попадания в воду биогенных элементов и легкоразлагаемой органики. В наибольшей степени эти процессы выражены в районе г. Волгодонска. Последствием защелачивания является уменьшение рыбных запасов водохранилища.
2. Идентификация вклада ВоАЭС в антропогенное загрязнение водоема
2.1. Общая характеристика основных источников
техногенного загрязнения ПУ
По берегам ПУ располагается ряд населенных пунктов, в которых имеются как организованные, так и неорганизованные источники загрязнения ЦВ. Общей чертой для всех поселений является отсутствие очистных сооружений для ливневых сточных вод, в результате чего они поступают в неочищенном виде непосредственно в акваторию ПУ и приносят с собой значительное количество токсичных веществ. Особенно это актуально для города Волгодонска, являющегося одним из крупных промышленных центров Юга России. Высокий уровень техногенной и демографической нагрузки на городскую территорию обусловливает высокую загрязненность ливневых стоков.
На расстоянии 15 км от Волгодонска на берегу Цимлянского водохранилища находится Волгодонская атомная станция, представленная действующим блоком № 1 (филиал ОАО «Концерн Энергоатом» «Волгодонская АЭС») и строящимся блоком № 2 (филиал ОАО «Концерн Энергоатом» «УКСС Ростовская АЭС»). Загрязнение ПУ объектами, находящимися на территории ВоАЭС, происходит, в основном, по двум направлениям: сброс очищенных сточных вод через выпуск № 1 в пруд-охладитель, задействованный в технологическом цикле блока №1 и отделенный от ЦВ дамбой, и сброс нормативно-чистых (без очистки) коллекторно-дренажных вод через выпуск № 2 (понижение грунтовых вод при строительстве блока № 2). Необходимо отметить, что за время существования пруда-охладителя в нем сформировался режим повышенной минерализации, для которого характерны повышенные в несколько раз, по сравнению с ПУ, концентрации растворимых сульфатов и хлоридов. Косвенный контроль общего загрязнения Цимлянского водохранилища атомной станцией проводится путем мониторинга состава воды в вертикали 69, находящейся на расстоянии 200 м от дамбы. На данном этапе исследований нами проанализированы некоторые аспекты возможности загрязнения водохранилища через дамбу, отделяющую пруд от ЦВ, и через выпуск № 2.
2.2. Анализ взаимосвязей между гидрохимическими
показателями пруда-охладителя ВоАЭС и Приплотинного плеса
Согласно [4], из пруда в водохранилище через дамбу фильтруется ежесуточно около 12500 м3 воды,
которая затем распределяется в общем объеме воды в соответствии с гидрологическми особенностями Приплотинного ПУ. Химическая природа возможного загрязнения ЦВ через этот источник зависит от соотношений концентраций потенциальных загрязнителей в пруде, участке ПУ, непосредственного граничащего с дамбой, и в вертикали 69. Для оценки этого соотношения нами введены коэффициенты массопередачи
для ¡-го загрязнителя К| и К1 , определяемые по формулам:
С С
К¡ __^ • К¡ _ 69в
1м c¡ ' 2м c¡ '
п в
где К¡^ - коэффициент массопередачи ¡-го загрязнителя через дамбу в направлении водохранилища; К1 -
коэффициент массопередачи ¡-го загрязнителя от участка ЦВ, непосредственно граничащего с дамбой, в направлении 69 вертикали; С1 - концентрация ¡-го загрязнителя на участке ЦВ, непосредственно граничащем с дамбой, мг/л; С1 - концентрация ¡-го загрязнителя в пруде-охладителе, мг/л; С1 - концентрация
¡-го загрязнителя в 69 вертикали. В зависимости от величины коэффициентов массопередачи можно предполагать вероятную возможность загрязнения ЦВ
¡-м загрязнителем. Если Км <1 - загрязнение возможно, если Км >1 -может наблюдаться обратный процесс - переход токсикантов из водохранилища в пруд. Схематично направления рассматриваемых массооб-менных процессов изображены на рис. 4.
К <
1м
Загрязнение ЦВ
пруд,
С
Участок ЦВ рядом с дамбой
69 вертикаль ЦВ,
С2
69 в
К\ >1
1м
Загрязнение пруда-охладителя >1
Рис. 4. Схематическое изображение массообменных процессов между прудом-охладителем и ЦВ
Коэффициенты массопередачи, рассчитанные для основных компонентов рассматриваемых поверхностных вод, приведены на рис. 5, 6.
На основании проведенного анализа коэффициентов массопередачи можно сделать вывод, что существует возможность загрязнения водохранилища со стороны пруда-охладителя ВоАЭС растворимыми сульфатами, хлоридами, а также тяжелыми металлами цинком и медью. Содержание биогенных элементов, прежде всего, минерального азота, в водохранилище гораздо выше, чем в пруде-охладителе. Это позволяет сделать предположительный вывод о том, что вклад пруда-охладителя в негативную тенденцию защелачивания ПУ практически отсутствует.
в
Рис. 5. Коэффициенты массопередачи К1^
Рис. 6. Коэффициенты массопередачи К1
2.3. Количественная оценка экологической опасности основных источников техногенного загрязнения ПУ
В качестве основных источников загрязнения ПУ нами рассматривались МАУ «ДС и ЖКХ» (ливневая канализация г. Волгодонска), филиал ОАО «Концерн Энергоатом» «УКСС Ростовской АЭС» (выпуск № 2 на понижение) и пруд-охладитель ВоАЭС [9].
Для количественной оценки степени экологической опасности основных источников загрязнения Приплотинного плеса был использован показатель токсической опасности (ТО) стоков, соответствующий сверхнормативному количеству единиц ПДК, содержащихся в сточных водах [10]. Этот показатель отражает объемы сточных вод, токсичность их компонентов и рассчитывается по формулам:
ТО i = (
ПДК i
- 1)V • 106, единиц ПДК,
ТО ^ = £ ТО,, единиц ПДК
/
где ТО/ - токсическая опасность /-го загрязнителя в сбрасываемых водах; с/ - среднегодовая концентра-
ция /-го загрязнителя в сбрасываемых водах, мг/дм ; ПДК/ - ПДКвр для /-го загрязнителя; V - объем сбрасываемых вод, тыс.м3/год; ТОЕ - суммарная ТО
сбрасываемых вод; п- количество загрязнителей, присутствующих в стоках и отраженных в формах госста-тотчетности 2-ТП (водхоз) или в других используемых официальных документах. По знаку ТОг- можно определить наличие факта загрязнения водоема /-м загрязнителем. Если ТОг- < 0 -загрязнение отсутствует, концентрации не превышают предельно допустимых значений. Чем больше величина ТОЬ тем значительнее влияние /-го загрязнителя на экосистему водоема. При определении ТО2 учитываются только положительные значения ТОг.
Количественная оценка ТО проводилась для 2006 и 2008 годов. Этот выбор обусловлен тем, что в 2006 году были замечены наиболее высокие значения рН в районе г. Волгодонска, в 2008 - напротив, минимальные за последние 8 лет (рис. 2). Токсическая опасность воды, фильтрующейся через тело дамбы из пруда-охладителя в ЦВ, определялась только для 2006 года в связи с отсутствием данных за 2008 год. Полученные результаты приведены в табл. 2
c
Таблица 2
Токсическая опасность сточных вод
Загрязнитель ТО-106
2006 год 2008 год
АЭС(выпуск №2 на понижение АЭС (пруд - охладитель) МАУ «ДС и ЖКХ» АЭС(выпуск №2 на понижение МАУ «ДС и ЖКХ»
Взвеш. вещества -510 - - 48 -1297 -526
Сухой остаток 670 - -93 -814 -382
БПК - 1319 -33 993
Сульфаты 6220 -560 1559 379 561
Хлориды -47 -3682 -586 -1215 -582
Нитраты - - -846 - -820
Фосфаты - - 564 - -18
Азот аммон - 1170 - 556
Нитриты - - 803 - 538
Железо -195 - 1403 45 1046
Медь - -900 3982 - 2911
Цинк - -4410 -295 - -350
Нефтепродукты - - 1930 - -781
СПАВ - - 94 - -499
ХПК - - -295 - 41
Всего 6887 - 12735 424 6648
Вклад источника, % 35 - 65 6 94
На основании проведенных исследований можно сделать вывод, что влияние пруда-охладителя на ЦВ в 2006 г. практически отсутствовало (ТО, < 0). Вклад выпуска № 2 (УКСС РоАЭС) в техногенное загрязнение ЦВ состоит из растворимых сульфатов и имеет тенденцию к сокращению. В 2008 г. суммарная токсическая опасность вод, поступивших в ЦВ из выпуска № 2, составила 6 % от ТО всех сточных вод, загрязнивших ПУ. В то же время ТО сточных вод ливневой канализации г. Волгодонска представлено как биогенными элементами, так и тяжелыми металлами, прежде всего, медью. Можно утверждать, что одной из наиболее значимых причин защелачивания ПУ является попадание в водоем сильнозагрязненных ливневых вод г. Волгодонска.
2.4. Сравнительная характеристика состава воды в разных вертикалях ПУ
В результате проведенных исследований было установлено, что практически отсутствует вклад ВоАЭС в защелачивание водоема. Тем не менее имеет место вероятность загрязнения ЦВ растворимыми сульфатами, медью, цинком (рис. 6, табл. 2). Для того, чтобы определить значимость этого загрязнения для ПУ, были проанализированы пространственно-временные тенденции изменения содержания сульфатов и тяжелых металлов в разных вертикалях ПУ по отношению к вертикали 69, находящейся в непосредственной близости от АЭС. Графическая интерпретация результатов представлена на рис. 7.
На основании полученных результатов можно сделать вывод, что химический состав воды в вертикали 69 не имеет существенных отличий от состава воды в других вертикалях. Тем не менее, окончательный вывод о незначимости сульфатного загрязнения ЦВ со стороны АЭС, на наш взгляд, преждевременен, так как в последние годы наметилась тенденция повышения содержания сульфатов в Приплотинном участке по сравнению с прочими участками ЦВ (рис. 8).
3. Моделирование взаимосвязей между показателями состояния пруда-охладителя ВоАЭС и сопряженного с ним участка ЦВ
3.1. Регрессионный анализ совокупности температурных показателей
Наблюдения за термическим режимом водоема-охладителя начаты в 2001 году. С помощью компьютерного пакета STATISTICA 6 for WINDOWS нами, согласно [12], был проведен корреляционно-регрессионный анализ данных ОКЭБ ВоАЭС за 2003, 2005 и 2006 гг., включающих в себя результаты измерений температуры воды в пруде-охладителе и Цимлянском водохранилище в разное время года.
Анализ показал, что существует статистически значимая корреляционная зависимость очень высокого качества между температурой сопряженных участков водоема-охладителя и ЦВ, описываемая уравнением: температура (водоем) = 1,0044-температура (ЦВ) +2,0191°С.
2000
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008 год
□ верт.69 Иверт.24 Шверт.21 Шверт.З ■ Волгодонск ШЦимлянск а)
s
X
СЗ
Я
Q-Щ
О
U
12 10 8 6 4 2
тШ
л!
linmilnfb
2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 год □ верт.69 Иверт.24 Шверт.21 Шверт.З ■ Волгодонск ШЦимлянск б)
Рис. 7. Пространственно-временная динамика изменения содержания: сульфатов (а), меди (б) и цинка (в) в разных вертикалях ПУ
Рис. 8. Пространственно-временная динамика изменения содержания сульфатов в разных плесах ЦВ
Проведенный анализ подтвердил результаты, приведенные в [11], согласно которым температура воды в водоеме-охладителе в среднем выше, чем темпера-
тура воды в ЦВ, на 2 - 3 °С. Это может быть связано не только с поступлением в водоем теплых вод, но и с тем, что он мелководный, поэтому быстрее прогревается.
17488414
Коэффициент детерминации рассматриваемой регрессионной модели равен 0,88, т.е. 88 % всех данных может быть объяснено в рамках данной зависимости. Графическая интерпретация модели представлена на рис. 9.
темп водоем = 2,0191+1,0044*темп ЦВ
Рис. 9. Взаимосвязь между температурой водоема-охладителя и ЦВ
Построенная модель может быть использована для прогнозирования температурных параметров сопряженных участков водоема-охладителя и ЦВ.
3.2. Нейросетевое моделирование взаимосвязей между химическими показателями состояния водоемов
Для моделирования использовали нейропакет NeuroPro 0,25, который является свободно распространяемой альфа-версией нейросетевого программного продукта для работы с искусственными нейронными сетями и извлечения знаний из таблиц данных в среде Windows. С помощью нейроимитатора, входящего в состав компьютерного пакета NeuroPro 0,25 [13], построены и обучены нейронные сети, позволяющие по двум показателям воды в водоеме-охладителе (рН и температура воды) прогнозировать все остальные показатели качества воды в пруде и сопряженном с ним участке ЦВ (23 показателя). На рис. 10 приведена диаграмма рассеяния для одной из моделей, отражающей взаимосвязь между рН и температурой в водоеме, с одной стороны, и содержанием сульфатов в ЦВ, с другой.
160 Т-
00
Рис. 10. Диаграмма рассеяния нейросетевой
модели «сульфаты ЦВ = ХрНпруд, /пруд)»:-♦-- факт;
—■--модель
Можно увидеть, что отличие фактических данных от прогнозируемых в рамках нейронной модели незначительно, что позволяет рассматривать использование нейросетей для прогнозирования показателей качества воды.
Выводы
1. Установлено наличие негативной тенденции защелачивания ПУ ЦВ, являющейся одним из последствий техногенного загрязнения и способствующей сокращению рыбных запасов в водохранилище.
2. Идентифицирован вклад выпуска № 2 (УКСС РоАЭС) (по показателю токсической опасности) в техногенное загрязнение ПУ ЦВ, который составил в 2008 году 6% от токсической опасности всех сточных вод, поступающих в ПУ, и имел тенденцию к сокращению.
3. Установлена вероятность массопереноса сульфатов, хлоридов, меди и цинка из водоема-охладителя в ЦВ. Вместе с тем сравнительный анализ показателей состава воды в разных вертикалях ПУ не выявил сколь-нибудь значимого превышения концентраций соответствующих веществ в ЦВ.
4. Построена регрессионная модель высокого качества, позволяющая прогнозировать температурные параметры сопряженных участков водоема-охладителя и ЦВ
5. Построены и обучены нейронные сети, позволяющие прогнозировать химические показатели качества воды в пруде-охладителе и ЦВ.
Литература
1. Гидрометеорологический режим озер и водохранилищ СССР. Цимлянское, водораздельные и Манычские водохранилища. Гидрометеоиздат, 1977. 204 с.
2. Гидрохимические показатели состояния окружающей среды: справочные материалы /под ред. Т.В. Гусевой. М.: Форум: ИНФРА-М, 2007. 192 с.
3. СанПин 2.1.5.980-00 Гигиенические требования к охране поверхностных вод. Водоотведение населенных мест, санитарная охрана водных объектов. М.: Федеральный центр госсанэпидемнадзора Минздрава России, 2000. 24 с.
4. Оценка воздействия Ростовской АЭС на окружающую среду/ Атомэнергопроект. Н. Новгород, 1999
5. Никаноров А.М., Пирумова Е.И. Оценка тенденций долговременных изменений минерализации и компонентов солевого состава р. Дон в связи с зарегулированием стока // Природные воды: сб. ст. Ростов-на-Дону, 2001.
6. Дмитриев В.В., Фрумин Г.Т. Экологическое нормирование и устойчивость природных систем. СПб. 2004. 294 с.
7. Исидоров В.А. Экологическая химия: учеб. пособие для вузов. СПб: Химиздат, 2001. 304с.
8. Метод поиска сопряженностей между гидробиологическими показателями и абиотическими факторами среды (на примере уловов и урожайности промысловых рыб) / Н.Г. Булгаков, В.Г. Дубинина, А.П. Левич, А.Т. Терехин // www.chronos.msu.ru/RREPORTS/levich_metod_poiska_sopryag
9. Экологический вестник Дона «О состоянии окружающей среды и природных ресурсов Ростовской области в 2006
году». Ростов-на-Дону: Изд-во ООО «Синтез технологий», 2007. 300 с.
10 Акимова Т.А., Хаскин В.В. Экология: учеб. для вузов. М.: ЮНИТИ, 1998.- 55с.
11. Оценка воздействия Ростовской АЭС на окружающую среду/ Атомэнергопроект. Н. Новгород, 2008.
Поступила в редакцию
12. Вараксин А.Н. Статистические модели регрессионного типа в экологии и медицине. Екатеринбург: изд-во «Го-щицкий», 2006. 256 с.
13. Круглов В.В., Борисов В.В. Искусственные нейронные сети. Теория и практика. М.: Горячая линия - Телеком, 2002. 382 с.
18 февраля 2010 г.
Шаврак Елена Игнатьевна - канд. техн. наук, доцент, кафедра инженерной экологии, Волгодонский институт (филиал) Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института). Тел. 8(8639)22-27-17. E-mail: npi-ecology@rambler.ru
Сапельников Вячеслав Михайлович - канд. хим. наук, доцент, кафедра инженерной экологии, Волгодонский институт (филиал) Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института). Тел. 8(8639)22-27-17.
Генераленко Ирина Анатольевна - начальник отдела водопользования Федерального государственного учреждения «Управления водными ресурсами Цимлянского водохранилища». Тел. 8(863-91)21-5-50.
Shavrak Elena Ignatevna - Candidate of Technical Sciences, assistant professor, department «Ingineering Ecology», Volgodonsk Institute (branch) of South-Russian State Technical University (Novocherkassk Polytechnic Institute). Ph. 8(8639)22-27-17. E-mail: npi-ecology@rambler.ru
Sapelnikov Viacheslav Michailovich - Candidate of Chemical Sciences, assistant professor, department «Ingineering Ecology», Volgodonsk Institute (branch) of South-Russian State Technical University (Novocherkassk Polytechnic Institute). Ph. 8(8639)22-27-17.
Generalenko Irina Anatolevna - chief of department wateruse of Federal State Institution «Administration Water Resources Tzimlyansk Water Reservoir». Ph. (863-91)21-5-50.
УДК 574:502:71(470.61)
АНАЛИЗ УРБОЭКОЛОГИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК г. ВОЛГОДОНСКА (НА ПРИМЕРЕ ПРОСПЕКТА КУРЧАТОВА)
© 2010 г. Е.В. Тишкова, И.А. Бубликова
Волгодонский институт (филиал) Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института)
Volgodonsk Institute (branch) of South-Russian State Technical University (Novocherkassk Polytechnic Institute)
Потенциальное негативное влияние урбоэкологических характеристик города на физиологическое и психологическое здоровье населения, в том числе занятого на строительстве и эксплуатации атомной станции делает оценку этих показателей актуальной для г. Волгодонска. Был проведен анализ факторов городской среды на примере проспекта Курчатова, который показал, что основным источником как химического, так и физического, негативного воздействия на население является автотранспорт. Анализ озеленения проспекта показал, что существующие зеленые насаждения не способны в достаточной степени выполнять санитарно-гигиенические и эстетические функции, чтобы компенсировать неблагополучие урбоэкологических характеристик.
Ключевые слова: урбоэкологические характеристики; химические факторы; физические факторы; озеленение; санитарно-гигиенические функции.
Potential negative influence of urban-ecologic characteristics of a city on physiological and psychological health of the population, including engaged in construction and operation of the nuclear plant makes the estimation of these indices actual for Volgodonsk. The analysis of factors of the town environment has been made on Kurchatov avenue (as a model) which shows motor transport as the basic source of both chemical and physical negative influence on the population. The analysis of greenery of the avenue has shown, that existing green plantings are not capable to carry out sufficiently sanitary-hygienic and aesthetic functions to compensate trouble urban-ecologic characteristics.
Keywords: urban-ecologic characteristics; chemical factors; physical factors; greenery; sanitary-hygienic functions.
В 2001 г. произошел запуск первого энергоблока Волгодонской АЭС, вводится в эксплуатацию второй блок. Планируется строительство еще не менее 2 блоков. Персонал, обеспечивающий безаварийную работу эксплуатируемого реактора, а также специалисты, задействованные на строительстве и подготовке к запуску последующих энергоблоков, в большинстве своем проживают в г. Волгодонске. Таким образом, Волгодонск становится важной базой для развития атомной энергетики в ЮФО РФ, и важно снизить до минимума негативное влияние урбоэкологических характеристик г. Волгодонска на физиологическое и психологическое здоровье населения.
Уже в 70-е годы 20 века ученые-экологи начали рассматривать проблему взаимодействия городской экосистемы и проживающего в ней населения [1]. Неотъемлемый признак городов - это постоянно возрастающее загрязнение окружающей среды. В результате урбанизации создается новая среда обитания, в которой геосфера активно взаимодействует с техносферой. В городских системах изменяются природные условия, нарушается естественный экологический баланс. И наиболее остро в настоящее время встает вопрос о негативном влиянии городской экосистемы на жителей.
В городской среде человек окружает себя различными удобствами, повышая качество жизни. Но в ответ получает и недостатки городского проживания -жилищная и транспортная проблемы, повышение уровня заболевания.
В качестве примера для анализа урбоэкологиче-ских характеристик г. Волгодонска была рассмотрена одна из оживленных магистралей города - проспект Курчатова. Основными источниками техногенного
воздействия при этом выступают автотранспорт и промышленные предприятия (Волгодонская ТЭЦ-2 -филиал ООО «Лукойл-Ростовэнерго», филиал компании «Энергомаш (ЮК) Лимитед») [2]. Но наибольшее влияние оказывает автотранспорт, в частности, более 90 % выбросов загрязняющих веществ в атмосферу приходится именно на него [2].
Анализ результатов исследования социально-гигиенического мониторинга атмосферного воздуха, выполненного Центром гигиены и эпидемиологии по Ростовской области и г. Волгодонску в 2007 г. в точках отбора проб на пересечении пр. Строителей и пр. Курчатова, а также возле детского сада «Одуванчик», показал, что превышения предельно-допустимых концентраций (ПДК) по большинству анализируемых загрязнителей (кадмий, марганец, медь, никель, цинк, диоксид азота) не наблюдается. Значения по свинцу и диоксиду серы близки к значениям ПДК. Превышение санитарных норм выявлено по формальдегиду. Источниками этого загрязнения в атмосфере г. Волгодонска в целом и в районе расположения проспекта Курчатова могут быть как предприятия деревообрабатывающей промышленности, так и автомобильный транспорт [2].
Было проведено обследование структуры и интенсивности автотранспортных потоков по проспекту Курчатова с подразделением по основным категориям автотранспортных средств. Эти данные позволили рассчитать по методике, приведенной в [3], массовые выбросы загрязняющих веществ от автотранспорта в атмосферу, в частности оксид углерода (СО), оксиды азота (N0*), углеводороды (СН), формальдегид, бенз(а)пирен и другие. Полученные данные приведены в табл. 1, 2.
Таблица 1
Интенсивность движения транспорта по категориям, машин в час
Улица № * измерения Длина улицы,м Общая интенсивность Легковые бензиновые Грузовые дизельные Автобусы дизельные Грузовые газобаллонные
1 598 551 10 25 12
Курчатова 2 3680 3435 3045 336 54 0
3 1035 909 99 36 0
Таблица 2
Расчетные показатели выбросов от автотранспорта
Улица № СО, г/час СН, г/час Оксиды азота, г/час Сажа, г/час SO2, г/час Формальдегид, г/час Бенз(а)пирен, г/час Всего, т/год
Курчатова 1 41370,6 5134,33 1130,0 39,0 311,3 48,5 0,0044 420,8
2 225165,3 32205,5 31280,8 430,6 2562,1 366,4 0,0283 2558,0
3 67819,8 10071,8 9886,3 149,1 865,0 156,1 0,0089 779,2
*Примечание. Измерение № 1 проводилось в июле 2008 г. на линейном участке проспекта; № 2 - в октябре 2008 г. на круговом перекрестке Мирный атом; № 3 - в октябре 2008 г. на пересечении пр. Курчатова и ул. Гагарина.
Таким образом, проспект Курчатова можно представить как линейный источник загрязнения приземного слоя воздуха. При этом только на круговом перекрестке Мирный атом в атмосферу г. Волгодонска поступает 2558 т/год загрязняющих веществ, что составляет 12,7 % от их суммарного количества от всех стационарных источников города [2].
Значимое воздействие на городское население в современных условиях оказывают физические факторы, такие как акустические поля (шум, инфразвук), вибрация, электромагнитные поля [4].
Наибольшее влияние оказывает акустический шум. По данным Центра гигиены и эпидемиологии г. Волгодонска, на пересечении пр. Строителей и ул. Энтузиастов эквивалентный уровень шума составляет 61 дБА, максимальный - 72 дБА. Так как пр. Курчатова расположен в непосредственной близости от данных точек замеров, а также с учетом практически одинаковой загруженности автотранспортом данных магистралей, можно предположить, что уровень шумовой нагрузки примерно соответствует шумовой нагрузке на пересечении пр. Строителей и ул. Энтузиастов. То есть уровень звукового давления на территориях, непосредственно прилегающих к жилым зданиям, превышают гигиенические нормативы соответственно на 6 и 2 дБА [5].
Также в последние годы значимее становится влияние электромагнитных полей на население [2]. В основном, это радио-, телевизионные, радиолокационные станции, а также базовые станции сотовой связи.
По ионизирующему излучению превышений в г. Волгодонске выявлено не было [2]. Дозовая нагрузка на население г. Волгодонска определяется, в основном, природными источниками и медицинским облучением. Средняя эффективная доза не превышает значений, допустимых НРБ-99, составляет 3,87 м3/год.
Значительную роль в городской среде играют зеленые насаждения. Они являются органической частью планировочной структуры современного города и выполняют в нем разнообразные функции. Эти функции можно подразделить на две большие группы: санитарно-гигиенические (снижение запыленности и загазованности воздуха, ветро- и шумозащитная роль, фитонцидное действие, влияние на тепловой режим и влажность воздуха и другие) и декоративно-планировочные.
Был проведен анализ зеленых насаждений в при-магистральной зоне по проспекту Курчатова. При этом было выявлено, что общее количество составляет 1312 экземпляров деревьев, 231 отдельно растущих кустарников и 840 м живой изгороди. Состав растительности представлен более чем двадцатью породами деревьев и кустарников, преимущественно топо-
Поступила в редакцию
лем черным (159 экземпляров), кленом платановид-ным (389 экземпляров), березой бородавчатой (176 экземпляров). Установлено, что в примагистральной зоне проспекта осуществлена однорядная посадка лиственных деревьев (вяз, тополь, клен и др.), что позволяет снизить уровень загрязнения воздуха на 4 -7 %, но никак не влияет на уменьшение шумовой нагрузки [6]. В зоне разделительной полосы посадки выполнены хаотично, неравномерно, без учета газоустойчивости растений. Встречались нежизнеспособные деревья. На деревьях наблюдались желтеющие листья с признаками некроза. Поэтому на пр. Курчатова зеленые насаждения в примагистральной зоне фактически не выполняют свои санитарно-гигиенические функции. Декоративные свойства так же реализуются не полностью.
По результатам проведенного анализа урбоэколо-гических характеристик проспекта Курчатова можно сделать следующие основные выводы:
- основными источниками загрязнения воздуха является автотранспорт;
- наблюдается превышение допустимых санитарных норм по шуму;
- существующие зеленые насаждения не способны в достаточной степени выполнять санитарно-гигиенические и эстетические функции;
- в целом урбоэкологические характеристики проспекта Курчатова не способствуют сохранению физиологического и психологического здоровья жителей г. Волгодонска.
Комплексно решить данные проблемы можно при помощи правильного подбора видового состава и схемы посадки зеленых насаждений в примагистраль-ных зонах с повышением экологической безопасности транспортных потоков.
Литература
1. Градостроительная экология: учеб. пособие для строительных вузов/ Н.В. Маслов; под ред. М.С. Шумилова. М.: Высшая школа, 2003.
2. Экологический вестник Дона «О состоянии окружающей среды и природных ресурсов Ростовской области в 2007 году»/ под общ. ред. С.М. Назарова, Г.И. Скрипки, М.В. Паращенко, 2008.
3. Методика определения выбросов автотранспорта для проведения сводных расчетов загрязнения атмосферы городов.
4. Экология города. М.: Научный мир, 2004.
5. СН 2.2.4/2.1.8.562-96 «Шум на рабочих местах, в помещениях жилых, общественных зданий и на территории жилой застройки».
6. ОДМ 218.011-98 «Автомобильные дороги общего пользования. Методические рекомендации по озеленению автомобильных дорог». Утверждено Приказом ФДС России № 421 от 5.11.98 г. 44 с.
18 февраля 2010 г.
Бубликова Ирина Альбертовна - канд. техн. наук, доцент, заведующая кафедрой инженерной экологии, Волгодонский институт (филиал) Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института). Тел. 8-9185786969. E-mail: ec_2004@front.ru
Тишкова Евгения Викторовна - студентка, Волгодонский институт (филиал) Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института). Тел. 8-9198930757. E-mail: kusachaj a@inbox. ru
Bublikova Irina Albertovna - Candidate of Technical Sciences, assistant professor, head of department «Engineering Ecology», Volgodonsk Institute (branch) of Southen-Russian State Technical University. Ph. 8-9185786969. E-mail: ec_2004@front.ru
Tishkova Evgenia Viktorovna - student, Volgodonsk Institute (branch) of Southen-Russian State Technical University. Ph. 8-9198930757. E-mail: kusachaja@inbox.ru_
УДК 631.438.2
ДИНАМИКА РАДИОЭКОЛОГИЧЕСКИХ ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПОЧВЕННЫХ ПРОФИЛЕЙ ТРИДЦАТИКИЛОМЕТРОВОЙ ЗОНЫ
© 2010 г. М.А. Кобцева, Е.А. Бураева,\М.Г. Давыдов|, В.С. Крыщенко, В.В. Стасов, Н.С. Янкова
Южный федеральный университет Southern Federal University
Рассматривается многолетняя динамика почвенных и радиологических показателей почв 30-км зоны Волгодонской атомной станции. Выявлено перераспределение 137Cs по профилю почв с 1999 по 2008 гг. и отсутствие динамики естественных радионуклидов. Оценены пространственно-временные изменения исследуемых показателей радиоэкологического состояния почв. Установлено, что радиоэкологическая ситуация территорий, прилегающих к Волгодонской АЭС, удовлетворительная и является типичной для данного региона.
Ключевые слова: радионуклиды; почвы; химические свойства; ферментативная активность; атомная станция.
In article long-term dynamics of soil and radiological indicators of soils of 30-km of a zone of the Volgodonsk nuclear station is considered. Redistribution 137Cs on a profile of soils with 1999 on 2008 and absence of dynamics of natural radioelements is revealed. Existential changes of investigated indicators of a radio ecological condition of soils are estimated. It is established that the radio ecological situation of the territories adjoining to the Volgodonsk atomic power station satisfactory and is typical for the given region.
Keywords: radio particles; soils; chemical properties; enzymes activity; nuclear station.
Важнейшей экологической проблемой в зонах размещений АЭС является изучение уровней содержания, путей поступления, темпов накопления и перераспределения радионуклидов, макро- и микроэлементов в почвах, растениях и животных. Почвенный и растительный покров этих территорий подвергается сильному антропогенному воздействию в связи с ростом промышленности и строительством населенных пунктов. Результаты экологических исследований являются, кроме того, основой для проведения радиационного мониторинга в зонах размещения атомных станций. Важно оценить процессы долгосрочного пространственного перераспределения радионуклидов и выявить изменения физико-химических свойств территорий, прилегающих к атомной станции.
Наблюдения за состоянием наземных экосистем района Волгодонской АЭС проводится с 2001 года в соответствии с общепринятой программой мониторинга.
В рамках данной программы было проведено разделение исследуемой территории на районы с учетом ландшафтно-геохимических особенностей и предполагаемого пространственного распределения выбросов АЭС [1]. Внутри районов выделены полигоны
мониторинга. Одним из обязательных требований к закладке контрольных участков являлось длительность их сохранности с расчетом на 30 и более лет.
Целью работы было выявление изменений во времени и пространстве радиоэкологического состояния почв 30-км зоны Волгодонской АЭС.
Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
1. Провести ежегодный (1999-2008 гг.) радиологический мониторинг территорий, прилегающих к АЭС.
2. Выявить закономерности поступления, накопления, миграции радионуклидов естественного и искусственного происхождения в почвенном покрове исследуемой территории.
3. Провести пятилетний (2003-2008 гг.) анализ свойств почв:
- морфолого-генетические показатели почв 30 км зоны;
- химические свойства почвенного покрова;
- ферментативные свойства почвенного покрова.
4. Оценить пространственно-временные изменения исследуемых показателей радиоэкологического состояния почв.
Объектом исследования были: темно-каштановая солонцеватая тяжелосуглинистая на лессовидных суглинках (КУ 3), луговато-каштановая мощная тяжелосуглинистая на лессовидных суглинках (КУ 12), каштановая солонцеватая тяжелосуглинистая на лессовидных суглинках (КУ 75), аллювиально-луговая легкосуглинистая на аллювиальных погребенных отложениях почвы (КУ 201) и каштановая солонцеватая тяжелосуглинистая на желто-бурых глинах (КУ 208).
В результате исследований установлено, что по морфолого-генетическим показателям каштановые почвы с 2003 по 2008 гг. варьируют в пределах ошибки определения мощности А + В. Произошло повышение глубины вскипания (табл. 1). Данное явление объясняется естественными процессами почвообразования и улучшением водного режима. Глубина выделения от карбонатов в каштановых почвах повысилась, вероятно, связано с изменениями гидротермического коэффициента увлажнения.
Морфолого-генетические показатели аллювиаль-но-луговой погребенной почвы по прошествии 5 лет стали приближаться к характеристикам более засушливых регионов, что обусловлено восходящим током влаги и поднятием грунтовых вод.
Поведение радионуклидов в системе «почва-раствор», их полнота поглощения и прочность закрепления зависят как от химических свойств самих радионуклидов, так и от физико-химических особенностей среды, к которым относятся рН, температура раствора, присутствие в нем различных катионов и комплексообразователей, химический состав почвы, режим её увлажнения и другие факторы [2]. Исходя из этого, можно сказать, что, зная определенные, основополагающие почвенные показатели, можно судить об уровне загрязнения и прогнозировать поведение радионуклидов.
За последнее десятилетие существенных изменений реакции среды зональных типов почв не произошло. Значения рН на настоящий момент, представленные в табл. 2, остались на уровне, предшествующему началу эксплуатации АЭС. Кислотность интразональных почв стала выше: рН луговато-
каштановой почвы в 1999 г. составляла 7,8, а в 2008 г. -7,12; рН аллювиально-луговой почвы изменился с 8,5 до 8,15 соответственно.
Результаты двухлетних исследований ферментативной активности показали, что к 2008 г степень уреазной активности каштановой солонцеватой тяжелосуглинистой почвы на желто-бурых глинах понизилась в 2 раза (с 23,2 до 9,0 мг МН4 на 10 г почвы в сутки) и стала характеризоваться как бедная. Данная особенность объясняется более интенсивным использованием данного участка под выпас.
Во всех исследуемых почвах наблюдается значительное падение активности уреазы в слоях ниже 10 см, что связано с уменьшением содержания гумуса и, в первую очередь, азота.
Оценивая уровень ферментативной активности по шкале Д.Г. Звягинцева о степени обогащённости почв ферментами в расчете на весовые единицы почвы, можно сказать, что по каталазной активности каштановые, тёмно-каштановые и луговато-каштановые относятся к классу богатой, а аллювиально-луговая почва - к классу среднеобогащённой почвы. В 2008 г. произошло увеличение активности каталазы в 1,5 -2 раза (до 15,2 мл О2), что обусловлено более обильными осадками в летний период и, тем самым, большей интенсивностью процесса дегумификации.
Исследованиями установлено, что, в целом, почвы зоны мониторинга характеризуются средней и богатой степенью обогащенности ферментами.
Только аллювиально-луговая почва обладает пониженной степенью обеспеченности всеми исследуемыми ферментами по шкале Звягинцева (1,4 мл О2 и 8,5 мг ЫН4), что обусловлено более низким содержанием гумуса и более легким гранулометрическим составом. Проведенные исследования показали, что почвы зоны мониторинга сохраняют повышенную ферментативную активность в течение последних лет, что может препятствовать продвижению радионуклидов по профилю и в растения, поэтому важнейшее значение приобретает реализация комплексной программы экологического мониторинга в районе размещения Волгодонской АЭС.
Таблица 1
Морфолого-генетические показатели контрольных участков
№ КУ Полевое определение почвы Мощность, А + В, см Вскипание от 10 % HCl, см Глубина выделений СаСО3, см
слабое бурное
2003 2008 2003 2008 2003 2008 2003 2008
3 Темно-каштановая солонцеватая тяжелосуглинистая на лессовидных суглинках 43 42 33 - 37 42 43 64
75 Каштановая солонцеватая тяжелосуглинистая на лессовидных суглинках 42 58 - 40 29 46 44 60
208 Каштановая солонцеватая тяжелосуглинистая на желто-бурых суглинках 42 50 14 35 33 43 45 51
12 Луговато-каштановая тяжелосуглинистая на лессовидных суглинках 68 64 - - - - - -
201 Аллювиально-луговая легкосуглинистая на аллювиальных погребенных отложениях 44 51 - 2 30 22 40 35
Таблица 2
Биохимические свойства почв 30 км зоны Волгодонской АЭС (2008 г.)
№ КУ Название почвы Глубина, см Гумус, % рн Каталаза, мл О2 Уреаза, мг NH3
3 Темно-каштановая солонцеватая тяжелосуглинистая на лессовидных суглинках 1-3 4,57 7,41 12,1 28,0
3-5 4,51 7,34 13,2 34,5
5-10 3,51 7,36 16,0 17,0
10-15 3,23 7,59 14,1 11,0
15-25 2,92 7,68 10,3 7,5
25-35 1,84 7,65 9,3 7,5
35-45 1,33 7,85 7,9 7,5
12 Луговато-каштановая мощная тяжелосуглинистая на лессовидных суглинках 1-3 4,52 6,90 15,2 22,0
3-5 3,62 6,98 17,2 11,5
5-10 3,14 6,86 15,2 6,5
10-15 3,13 7,02 18,3 7,5
15-25 2,82 7,12 16,0 7,0
25-35 1,91 7,05 14,0 9,5
35-45 1,82 7,02 15,7 4,5
75 Каштановая солонцеватая тяжелосуглинистая на лессовидных суглинках 1-3 4,12 8,17 8,7 15,5
3-5 3,64 8,12 11,8 21,5
5-10 2,25 8,32 11,4 14,5
10-15 2,48 8,26 15,3 10,0
15-25 2,09 8,22 10,7 5,0
25-35 1,61 8,37 9,9 6,0
35-45 1,25 8,25 11,9 6,5
201 Аллювиально-луговая легкосуглинистая на аллювиальных погребенных отложениях 1-3 3,39 7,85 3,7 10,0
3-5 2,53 7,93 5,3 11,0
5-10 2,50 8,16 7,1 18,5
10-15 2,23 8,22 8,4 8,5
15-25 1,46 8,15 6,9 9,0
25-35 0,87 8,27 4,0 6,5
35-45 0,65 8,38 1,4 5,0
208 Каштановая солонцеватая тяжелосуглинистая на желто-бурых глинах 1-3 4,38 7,61 18,4 9,0
3-5 3,25 7,83 18,3 8,5
5-10 2,92 7,87 18,3 6,0
10-15 2,38 7,58 19,8 6,5
15-25 2,18 7,70 19,8 9,0
25-35 1,65 7,61 16,1 4,5
Наблюдается высокая каталазная активность почв 30-ти километровой зоны Волгодонской АЭС, что обусловлено отсутствием антропогенного воздействия в данной зоне после запуска атомной электростанции.
Так как почвенные ферменты обладают большой специфичностью и чувствительностью к изменениям окружающей среды, то по изменению ферментативной активности генетических горизонтов можно судить о перераспределении радионуклидов по профилю почв.
Наибольший интерес для района АЭС представляют профили вертикального распределения и многолетняя динамика изменения естественных радионуклидов и 137Cs, так как их содержание в слое 0-5см характеризует плотность загрязнения земной поверхности этими радионуклидами [3].
Измеренные профили 13^ имеют самую разнообразную форму [4]. Примеры типичных профилей представлены на рис. 1, 2.
Сравнение данных 1999, 2004 и 2008 годов по профилям распределения в почвах (по удельной
активности А, Бк/кг и запасам Pi, Бк/м2 приведены в табл. 3 для луговато-каштановой почвы).
Видно, что за 5 лет (с 1999 по 2004 гг.) на КУ 12 при неизменном полном запасе 137Cs в почвенном профиле Y,Pt = 3900 Бк/м2 произошло некоторое перераспределение по его профилю. Относительные запасы во втором слое 1 - 3 см и, особенно, в четвертом слое 5 - 10 см заметно возросли, а в более глубоких слоях при h> 10см Pi и PjY.Pi резко уменьшились. За последующие 4 года (с 2004 г по 2008 г) полный запас 137Cs уменьшился приблизительно в 1,5 раза. Это может быть связано: а) с проникновением 137Cs в нижележащие слои почвы за счет усиления фильтрации; б) переходом этого радионуклида в доступную растениям форму и последующей фиксацией; в) изменением гидротермического коэффициента данной зоны.
Динамика естественных радионуклидов (238U, 234Th, 226Ra, 232Th, 224Ra, 40K) отсутствует. Перечисленные радионуклиды равномерно распределены по всему почвенному горизонту. Содержания естественных радионуклидов (ЕРН) приведены в табл. 4.
Рис. 1 . Профили промывного типа. Динамика распределения 137Cs КУ 12
Рис. 2. Профили диффузионного типа. Динамика изменения профилей на КУ 3
Таблица 3
Содержание Cs в луговато-каштановой почве
h, см 1999 год 2004 год 2008 год
Аь Бк/кг P, Бк/м2 Аь Бк/кг P, Бк/м2 Аь Бк/кг P, Бк/м2
0-1 14,1±1,3 175±16 22,7±2,3 282±28 14,7±1,3 1108,4±53
1-3 15,5±1,1 384±27 19,7±1,4 488±35 13,7±1,1 564,9±28
3-5 14,2±1,3 352±31 16,2±1,9 402±47 15,6±1,6 713,2±49
5-10 19,0±1,6 1150±100 40,4±2,8 2445±170 7,8±0,9 140,1±15
10-15 9,8±0,8 608±50 1,6±1,0 99±62 6,3±0,6 130,9±11
15-25 8,5±1,1 1105±140 1,2±1,0 156±130 4,3±0,3 47,3±5
25-35 1,3±0,6 150±87 - - 13,9±1,5 173,0±16
35-45 - - - - 1,3±0,3 15,2±2
3894 3872 2872
Таблица 4
Содержание ЕРН в почвах 30-км зоны ВоАЭС
Радионуклид Среднее значение, Бк/кг Погрешность, %
238U 77,6 2-21
234Th 164,8 1-13
226Ra 36,4 5-25
232Th 39,1 4-25
224Ra 41,03 7-32
40K 517,3 3-15
Анализ данных 2003 - 2008 гг. не выявил каких-либо значимых различий в почвенных характеристиках. В основном варьирование основных биохимических показателей связано с изменениями гидротермического режима исследуемых почв.
Вывод
Сравнительная оценка результатов мониторинга (1999-2008 гг.) показала, что радиоэкологическая
Поступила в редакцию
ситуация территорий, прилегающих к ВдАЭС удовлетворительная и является типичной для данного региона.
Литература
1. Давыдов М.Г., Клименко Г.Г, Поваров В.П. Программа радиоэкологического мониторинга наземных экосистем района расположения РоАЭС // Проблемы развития атомной энергетика на Дону: сб. ст. Ростов-на-Дону, 2000. Т. 2. С. 181 - 190.
2. Куликов Н.В., Молчанова И.В., Караваева Е.Н. Радиоэкология почвенно-растительного покрова. Свердловск, 1990. 170с.
3. Вертикальное распределение 137Cs в почвах и донных отложениях Цимлянского водохранилища в районе расположения РоАЭС / Е.А. Бураева, М.Г. Давыдов, И.Б. Рахманов, Т.Ю. Малаева, Л.В. Сушкевич, Ю.А. Тимонина // Научно-инновационное сотрудничеств. сб. науч. тр. на-уч.-техн. конф., М., 2002. Т. 2. С. 132 - 133.
4. Давыдов М.Г., Клименко Г.Г., Поваров В.П. Программа радиоэкологического мониторинга наземных экосистем района расположения РоАЭС. // Проблемы развития атомной энергетики на Дону: сб. ст. Ростов-на-Дону, 2000. Т. 2. С. 181 - 190.
18 февраля 2010 г.
Кобцева Мария Александровна - ст. лаборант, аспирант, кафедра почвоведения и агрохимии, биолого-почвенный факультет, Южный федеральный университет. Тел. (863) 291-84-06.
Бураева Елена Анатольевна - канд. хим. наук, ст. науч. сотрудник, Отдельная лаборатория ядерной физики Научно-исследовательского института Физики Южного федерального университета. Тел. (863) 258-75-90.
Давыдов Михаил Гаврилович - д-р физ.-мат. наук, член корр. РИА, заведующий Отдельной лабораторией
ядерной физики Научно-исследовательского института Физики Южного федерального университета.
Крыщенко Владимир Стефанович - д-р биолог. наук, зав. кафедрой почвоведения и агрохимии, Южный федеральный университет. Тел. (863) 263-87-96.
Стасов Виталий Викторович - мл. науч. сотрудник, Отдельная лаборатория ядерной физики Научно-исследовательского института Физики Южного федерального университета. Тел. (863) 258-75-90.
Янкова Нина Сергеевна - студентка, кафедра геоэкологии и прикладной геохимии, Южный федеральный университет.
Kobtseva Maria Aleksandrovna - senior laboratorian, department «Science and Agrochemistry», Southern Federal University. Ph. (863) 218-40-52.
Buraeva Elena Anatolevna - Candidate of Chemical Sciences, works as the senior scientific employee in Separate Laboratory of Nuclear Physics of Scientific Research Institute of Physics at Southern Federal University. Ph. (863) 258-75-90.
Davidov Michael Gavrilovich - Doctor of Physical and Mathematical Sciences, a member of a correspondent of RIA,
works managing Separate Laboratory of Nuclear Physics of Scientific Research Institute of Physics at Southern Federal University.
Kryshchenko Vladimir Stefanovich - Doctor of Biol. Sciences, head of departmen «Soil Science and Agrochemistry», Southern Federal University. Ph. (863) 263-87-96.
Stasov Vitaly Viktorovich - junior scientist in Separate Laboratory of Nuclear Physics of Scientific Research Institute of Physics at Southern Federal University. Ph. (863) 258-75-90.
Jankova Nina Sergeevna - student, departmen «Geoecology and Applied Geochemistry», Southern Federal University.
УДК 631.438.2
РАСПРЕДЕЛЕНИЕ В ЗАВИСИСМОСТИ ОТ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИХ
ПОКАЗАТЕЛЕЙ ПОЧВ ТРИДЦАТИКИЛОМЕТРОВОЙ ЗОНЫ
ВОЛГОДОНСКОЙ АЭС
© 2010 г. М.А. Кобцева, Е.А. Бураева, М.Г. Давыдов
Южный федеральный университет Southern Federal University
Проблемы реабилитации территорий, подверженных загрязнению радиоактивными элементами, требуют глубокого изучения свойств почв, определяющих особенности накопления и миграции радионуклидов. Изучены: радионуклидный и гранулометрический составы гумусовых горизонтов, содержание гумуса и сопоставление их с распределением радионуклидов в почвах. Коэффициенты корреляции между содержанием 137Cs и физической глиной для темно-каштановой и луговато-каштановой почв составляют -0,94 и -0,97 соответственно; коэффициенты корреляции между содержанием 137Cs и фракцией ила —0,83 и -0,99 соответственно. Коэффициенты корреляции между содержанием 137Cs и гумусом для данных почв составляют 0,83 и 0,98 соответственно. Для почв 30-км зоны Волгодонской АЭС установлены особенности профильного распределения 137Cs в связи с типом почв, её гранулометрическим составом и гумусностью.
Ключевые слова: почва; радионуклиды; гумус; коэффициент корреляции; гранулометрический состав; 137Cs.
The problems of rehabilitation of territories that are prone to contamination with radioactive elements require deeper study the properties of soil, defining features of accumulation and migration of radionuclides. The radionuclide substance and granularity of the humus horizons, the humus content and their comparison with the distribution of radionuclides in the soil are studied. The correlation between the content of 137Cs and physical clay for the dark chestnut and glow-chestnut soils constitute -0,94 and -0,97 respectively. The correlation coefficients between the content of 137Cs and faction or are about -0,83 and -0,99 respectively. The correlation be-
137 137
tween the content of Cs and humus to the soil data are 0.83 and 0.98 respectively. The Cs profile distribution in relation to the type of soil, granularity and distribution and humus are studied for soil of the 30 - km zone of Volgodonsk nuclear power plant.
Keywords: soil; radionuclides; humus; correlation coefficients; granularity, 137Cs.
Проблемы реабилитации территорий, подверженных загрязнению радиоактивными элементами, требуют глубокого изучения свойств почв, определяющих особенности накопления и миграции радионуклидов. В тяжелых почвах, с большим содержанием гумуса радиоактивные вещества фиксируются более прочно почвенным поглощающим комплексом, поэтому такие почвы по сравнению с легкими характеризуются повышенной буферностью к загрязняющим веществам и меньшим поступлением этих веществ в урожай. В качестве объекта исследования были выбраны почвы, прилегающие к территории Волгодонской АЭС (ВоАЭС).
Радиоэкологический мониторинг наземных экосистем района Волгодонской АЭС проводится с 2001 г. в соответствии с программой мониторинга, разработанной с учетом ландшафтно-геохимических особенностей района и с учетом предполагаемого пространственного распределения выбросов АЭС.
Особое внимание в программе уделено наблюдению за содержанием радионуклидов в компонентах наземных экосистем. Отбор проб компонентов поч-венно-растительного покрова производится 1 раз в год и совмещается со временем проведения почвенно-геоботанических исследований.
Почвенный покров 30 км зоны атомной станции представлен следующими зональными подтипами степных и сухостепных почв: каштановыми и черноземами южными. Наряду с зональными почвами встречаются интразональные: солонцы, солончаки, луговатые и аллювиальные почвы. Контрольные участки (КУ) расположены на различном удалении от АЭС (3-30 км) и представлены темно-каштановой солонцеватой тяжелосуглинистой почвой на лессовидных суглинках (КУ 3), луговато-каштановой тяжелосуглинистой на лессовидных суглинках (КУ 12), каштановой солонцеватой тяжелосуглинистой на лессовидных суглинках (КУ 75), каштановой солонцеватой тяжелосуглинистой на желто-бурых глинах (КУ 208) и аллювиально-луговой легкосуглинистой на луговато-погребенной почве (КУ 201).
Целью исследования являлось выявление основных показателей, определяющих миграцию радионуклидов в почвах. Были изучены: гранулометрический состав гумусовых горизонтов, содержание гумуса, определение рН и сопоставление их с распределением 137Сб в данных почвах. Отбор почвенных проб производился по отдельным слоям (0-1, 1-3, 3-5, 5-10 см) до глубины значимого проникновения радионуклида.
Гранулометрический состав почв определялся методом Качинского с диспергированием пирофосфатом натрия. Определение гумуса велось по методу Тюрина со спектрофотометрическим окончанием по Орлову-Гриндель. Значения рН определялось ионометриче-ским способом, а 137Сб - гамма-спектрометрическим методом радионуклидного анализа.
Механизм закрепления радиоактивных изотопов в почве, их сорбция имеет большое значение, так как сорбция определяет миграционные качества радио-
изотопов, интенсивность поглощения их почвами, а следовательно, и способность проникать их в корни растений. Сорбция радиоизотопов зависит от многих факторов и одним из основных является гранулометрический и минералогический состав: тяжёлыми по гранулометрическому составу почвами поглощённые радионуклиды, особенно 137Сб, закрепляются сильнее, чем лёгкими, и с уменьшением размера гранулометрических фракций почвы прочность закрепления ими 137Сб повышается. Наиболее прочно закрепляются радионуклиды илистой фракцией почвы.
Результаты исследования показали, что данные почвы относятся к классу тяжелосуглинистых с содержанием физической глины 54,0 - 59,7 % (темно-каштановая солонцеватая на лессовидных суглинках), и к классу легкосуглинистых с содержанием физической глины 27,4 - 29,7% (аллювиально-луговая на аллювиальных погребенных отложениях). Содержание гумуса в целом в пахотном горизонте - 3,40 - 3,00 % и 1,84 - 1,32% соответственно.
137Сб относится к числу радионуклидов, сведения о содержании и миграции которых в почвах привлекают внимание многих исследователей. Причинами этого служат большой период полураспада и высокий выход 137Сб при ядерном делении, а также химическое сродство Сб с К. Поведение 137Сб в почвах, по мнению Ф.И. Павлоцкой (1974), во многом определяется присущей микроколичествам Сб способностью к фиксации некоторыми глинистыми минералами почвы, что приводит к тому, что в среднем для разных типов почв 137Сб мигрирует медленнее, чем другие радионуклиды.
В связи с тем, что глинистые минералы в комплексе с органическим веществом входят во фракции физической глины, поэтому определение последних может вскрыть процессы миграции 137Сб по профилю почв.
Результаты гамма-спектрометрического анализа свидетельствуют, что профили распределения 137Сб по глубине (на 5 контрольных участках) имеют различную форму. Вероятно, это связано со значительным разнообразием почв и особенностями гидротермического режима рассматриваемого района, которые существенно отличны от таковых для районов размещения других АЭС. В табл.1 представлены данные по содержанию (удельной активности, УА) 137Сб на исследуемых контрольных участках.
Таблица 1
Содержание 137Cs в почвах 30км ВоАЭС
КУ УА 137Cs, Бк/кг Погрешность, %
Интервал Среднее
3 68,3-3,6 22,4 18,5
12 91,4-1,6 15,0 25,3
75 53,0-1,8 21,9 22,7
201 23,1-2,8 8,1 35,3
208 81,4-2,7 23,4 31,0
Для первого типа профилей (рис. 1), характерных для темно-каштановой солонцеватой, каштановой солонцеватой на лессовидных суглинках и каштановой солонцеватой на желто-бурых глинах почв, наибольшие содержания 137Сб (до 68,3 Бк/кг) имеют место у поверхности в слое 0 - 1 см, затем УА(^) резко падает до нуля при глубине h = 15 - 25 см. Очевидно, что при скоростях миграции 137Сб в различных почвах 0,1 - 1,2 см/год, эти максимумы обусловлены чернобыльскими осадками. Они связаны с необратимой сорбцией 137Сб в почве при значительном содержании органического вещества и фракций ила - тонкой пыли.
Рис. 1. Профиль диффузионного типа распределения на темно-каштановой солонцеватой почве
7Cs
Скорость миграции существенно замедляется для тяжелых почв с большим содержанием глины, что характерно для преимущественно тяжелосуглинистых почв рассматриваемой зоны.
Второй тип профилей (рис. 2), характерный для аллювиально-луговой и луговато-каштановой почв, отличается относительно невысокой или очень низкой величиной удельной активности у поверхности (до 21,1 Бк/кг), глубоким проникновением 137Сб (до 45 см). В данных профилях максимумы наблюдаются на различной глубине.
Рис. 2. Профиль промывного типа распределения 137Cs на луговато-каштановой почве
Луговато-каштановая и аллювиально-луговая почва сильно отличаются как по содержанию гумуса (3,64
и 1,84 %), так и по содержанию физической глины (57,2 и 27,4 % соответственно). Однако данные почвы сформировались на наиболее увлажненных участках, и это объединяет их в один промывной тип распределения 137Сб по профилю.
Гидроморфные условия почвообразования способствуют формированию ландшафтно-геохимичес-ких барьеров, на которых аккумулируются радионуклиды. Периодическое избыточное увлажнение примыкающего к реке Дон пойменного участка и близкий к поверхности уровень залегания грунтовых вод создают благоприятные условия разложения органического вещества, способствующего более интенсивной миграции в почвах радионуклидов. Поэтому, для прогнозирования распределения радионуклидов по почвенному профилю необходимо рассматривать весь комплекс физико-химических характеристик в совокупности с данными о водном режиме почв.
Изучение механизмов миграции радиоактивных веществ в почвах и эмпирические модели вертикальных профилей имеют целью прогнозирование этих профилей. Эта задача важна потому, что от вертикальных профилей зависит поступление радиоактивных веществ в растения и грунтовые воды, а также уровень излучений на поверхности.
Вертикальная миграция в почве 137Сб протекает с малой скоростью. На необрабатываемых землях практически весь запас радионуклидов сосредоточен в верхней части гумусовых горизонтов. Глубина миграции радионуклидов зависит в значительной степени от состава органических и минеральных компонентов почв и режима увлажнения.
Распределение 137Сб по профилю изучаемых нами почв тесно связано с содержанием физической глины (рис. 3), а это, в свою очередь, подразумевает под собой непосредственную связь как с гранулометрическим составом почв, так и с содержанием органического вещества. Коэффициенты корреляции между содержанием 137Сб и гранулометрической фракцией <0,01мм для темно-каштановой и луговато-каштановой почв составляют -0,94 и -0,97 соответственно; коэффициенты корреляции между содержанием 137Сб и гранулометрической фракцией < 0,001мм для темно-каштановой и луговато-каштановой почв составляют -0,83 и -0,99 соответственно.
Рис. 3. Распределение Cs и физической глины по профилю луговато-каштановой почвы
Наиболее объективный и комплексный показатель, отражающий как гранулометрический состав, так и гумусность исследуемых почв - это содержание гумуса физической глины х = k у, где у - содержание гумуса на 100 г почвы; k - отношение физической глины ^) к илу а (К =z/а ) (Крыщенко и др., 1999).
В результате исследований наблюдаются тесные достоверные коррелятивные связи между распределением 137Сб по профилям почв и содержанием гумуса физической глины. Для каштановой солонцеватой тяжелосуглинистой на лессовидных суглинках и луго-вато-каштановой почв г = 0,90 - 0,95; для остальных г = 0,78 - 0,83.
Пегоев и Фридман (1978) выделили 3 типа вертикальных профилей 137Сб в почвах горных районов СССР. Они определяли содержание Сб гамма-спектральным анализом в пяти - семи верхних слоях почвы толщиной по 2 см. Авторы, подобно нашим исследованиям, выявили типичные профили запаса и содержания в почвах 137Сб по результатам измерений. В 30 % случаев профили аппроксимируются экспо-нентой с отклонениями не более 10 %, в 10 % случаев профили более выпуклые, чем экспонента, причем в нескольких случаях максимум содержания смещен вглубь почвы. В остальных 60 % наблюдается превышение содержания 137Сб в верхнем слое почвы над экспонентой, характерной для глубинных слоев. Иногда остатки пленки на поверхности размыты и захватывают 2 верхних слоя почвы.
Экспоненциальный характер профиля (1-й тип) указывает, что значение Т (среднее время пребывания частицы в неподвижном состоянии) близко ко времени, прошедшему после начала миграции (около 7 лет). Средняя длина пробега, определенная по профилям этого типа, составляет 1,2 - 5 г/см2. Выпуклый профиль (2-й тип) свидетельствует, что Т < 7 лет. Образование сложного профиля (3-й тип) объясняется тем, что на поверхности почвы остаются частицы, не совершившие в соответствии с рассмотренной моделью ни одного скачка. Если считать, что при выпадении весь цезий сосредоточен в пленке, по доле его запаса, проникшего вглубь, можно определить параметр Т.
Таким образом, характер профилей, рассматриваемых Пегоевым: экспоненциальные, выпуклые и сложные с повышенным содержанием 137Сб в верхнем слое почв, согласуется с видами наблюдаемых профилей 137 Сб в наших изучаемых почвах.
Сопоставляя наши исследования с аналогичными, можно выявить существенные различия в поведении в разных почвах. Они связаны, скорее всего, с тем, что в зависимости от условий, в почве могут преобладать те или иные из принципиально возможных механизмов миграции (Прохоров 1973, 1975): конвективный перенос ионов почвенным раствором, ионная диффузия (в растворе и в адсорбированном состоянии), перенос на мигрирующих в почве коллоидных частицах, передвижение по корневым системам растений и др.
Константинов с сотрудниками (1974) экспериментально изучавшие три механизма миграции 137Сб -диффузию, промывание атмосферными осадками водно-растворимой формы изотопа и фильтрацию нерастворимых частиц через слой почвы, установили, что относительная роль этих процессов различна в случае разных почв. Например, в случае песчаной почвы заметно преобладает конвективный перенос ионов, а в случае серой лесной почвы вклад всех трех процессов приблизительно одинаков.
Профили распределения 137Сб почв 30-км зоны Волгодонской АЭС формируются, по нашему мнению, двумя процессами (диффузионным и конвективным), которые, в свою очередь, определяются свойствами как самого радионуклида, так и свойствами исследуемых почв.
В отличие от показателей дисперсности и гумус-ности, которые непосредственным образом и на всех изучаемых почвах оказывают влияние на перераспределение 137Сб по профилю, последний коррелирует с рН только темно-каштановой почвы (г = - 0,75). Данный контрольный участок имеет слабокислую реакцию в верхнем слое (до 10 см), тогда как другие почвы характеризуются нейтральной - слабощелочной реакцией почвенной суспензии (табл. 2). Также на темно-каштановой почве наблюдаются повышение удельной активности 137Сб. Данное явление подтверждается данными Буравлева с соавторами (1991) о том, что при изменении рН в кислую сторону, увеличивается подвижность 137Сб, и как следствие, повышается загрязнение.
Таблица 2
Значения рН почв 30 км зоны Волгодонской АЭС
Глубина, см КУ 3 КУ 12 КУ 75 КУ 201 КУ 208
0-1 6,31 7,78 7,92 7,86 7,06
1-3 6,20 7,16 8,02 7,84 6,99
3-5 6,50 6,85 8,15 7,18 6,90
5-10 6,54 6,98 8,30 8,29 7,06
10-15 7,01 7,29 8,07 7,99 7,20
15-25 7,28 7,42 7,93 8,43 7,34
25-35 7,79 7,22 7,80 8,15 7,95
35-45 8,58 7,28 8,16 8,24 8,38
Таким образом, исходя из результатов исследования, можно сделать вывод, что для почв 30-км зоны Волгодонской АЭС установлены особенности профильного распределения 137Сб в связи с типом почв, её гранулометрическим составом, гумусностью и водно-физическими свойствами.
Литература
1. Миграция Сб-137 и Се-144 в почвенном покрове зоны отселения Чернобыльской АЭС / Е.П. Буравлев, М.И. Лебединский, С.К. Дрич, В.К. Чумак //Агрохимия. 1991. № 6.
2. Крыщенко В.С., Самохин А.П., КузнецовР.В. Взаимосвязь между гумусностью почв и их гранулометрическим составом //Изв. вузов Сев.-Кав. регион Естеств. науки. 1999. № 2.
3. Прогнозирование миграции 137Сб в почве / И.Е. Констан-Поступила в редакцию
тинов, О.Г. Скотникова, Л.С. Солдаева, Т.И. Сисигина // Почвоведение. 1974. № 5.
4. Павлоцкая Ф.И. Миграция радиоактивных продуктов глобальных выпадений в почвах. М.: Атомиздат/ 1974.
5. Пегоев А.Н., Фридман Ш.Д. О вертикальных профилях цезия-137 в почвах //Почвоведение. 1978. № 8.
6. Математическое моделирование вертикальной миграции радионуклидов в почвах / В.М. Прохоров, Р.М. Алекса-хин, В.Ф. Гольцев, М.В. Рыжинский, А.М. Марголин //Почвоведение. 1973. № 5.
7. Прохоров В.М. Прогноз вертикальной миграции 137Сб в почвах // Почвоведение. 1975. № 11.
18 февраля 2010 г.
Кобцева Мария Александровна - ст. лаборант, кафедра почвоведения и агрохимии, Биолого-почвенный факультет, Южный федеральный университет. Тел. (863) 291-84-06.
Бураева Елена Анатольевна - канд. хим. наук, ст. науч. сотрудник, Отдельная лаборатория ядерной физики Научно-исследовательского института Физики Южного федерального университета. Тел. (863) 258-75-90.
Давыдов Михаил Гаврилович - д-р физ.-мат. наук, член корр. РИА, заведующий Отдельной лабораторией
ядерной физики Научно-исследовательского института Физики Южного федерального университета.
Kobtseva Maria Aleksandrovna - senior laboratorian, department «Science and Agrochemistry», Southern Federal University. Ph. (863) 218-40-52.
Buraeva Elena Anatolevna - Candidate of Chemical Sciences, works as the senior scientific employee in Separate Laboratory of Nuclear Physics of Scientific Research Institute of Physics at Southern Federal University. Ph. (863) 25875-90.
Davidov Michael Gavrilovich - Doctor of Physical and Mathematical Sciences, a member of a correspondent of RIA, works managing Separate Laboratory of Nuclear Physics of Scientific Research Institute of Physics at Southern Federal University.
