Анализ влияния Ростовской АЭС на содержание 137Cs в природных объектах тридцатикилометровой зоны Текст научной статьи по специальности «Науки о Земле и смежные экологические науки»

ГЛОБАЛЬНАЯ ЯДЕРНАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ, 2014 №3(12), С. 5-10

_ ПРОБЛЕМЫ ЯДЕРНОЙ, РАДИАЦИОННОЙ _

- И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ -

УДК 621.039

АНАЛИЗ ВЛИЯНИЯ РОСТОВСКОЙ АЭС НА СОДЕРЖАНИЕ 137С8 В ПРИРОДНЫХ ОБЪЕКТАХ ТРИДЦАТИКИЛОМЕТРОВОЙ ЗОНЫ

© 2014 г. И.А. Бубликова, Е.А. Березина, Е.С. Хандурина

Волгодонский инженерно-технический институт - филиал Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ», Волгодонск, Ростовская обл.

Выполнен анализ динамики содержания в объектах окружающей среды, начиная от поступления его в атмосферу с газоаэрозольными выбросами Ростовской АЭС, до поступления в организм населения с продуктами питания местного производства. В результате был сделан вывод об отсутствии вклада атомной станции за весь период её эксплуатации в миграцию 137Cs в пределах тридцатикилометровой зоны. Тренды анализируемых параметров свидетельствуют об отсутствии процессов накопления в среде и о безопасности населения по отношению к этому радиационному фактору.

Ключевые слова: газоаэрозольные выбросы, АЭС, 13^, динамика содержания, объекты окружающей среды.

Поступила в редакцию 27.08.2014 г.

При эксплуатации атомных станций актуальной является оценка миграции в объектах окружающей среды радионуклидов, содержащихся в их газоаэрозольных

137

выбросах. Один из таких радионуклидов, Су, вызывает особый интерес, поскольку имеет период полураспада 30 лет (то есть относится к категории долгоживущих), может активно мигрировать в окружающей среде и является одним из основных источников техногенного радиоактивного загрязнения.

Ростовская атомная электростанция (РоАЭС) эксплуатируется с 2001 года. В настоящее время действует два энергоблока, активно ведется строительство еще двух блоков. Потенциальные угрозы от РоАЭС на повышение радиационного фона вызывают большую обеспокоенность местного населения. Всего в тридцатикилометровой зоне АС проживает население общей численностью 215 тыс. человек, из них 170 тысяч, то есть 79,1 % общего населения рассматриваемой территории [1], - население г. Волгодонска, расположенного в 13,5 км от атомной станции.

В основном тридцати километровая зона АЭС представлена сельскохозяйственными угодьями. При этом значительную долю рациона населения составляют продукты местного производства, содержание радионуклидов в которых зависит от их присутствия в почве. Поэтому содержание в окружающей среде Су, поступающего от АЭС, потенциально может значительно повлиять на дозовые нагрузки населения за счет внешнего и внутреннего облучения.

В связи с этим, была поставлена следующая цель: выполнить исследование данных контроля содержания 137Су в объектах окружающей среды для определения уровня влияния Ростовской АЭС на экологическое благополучие населения территории размещения РоАЭС по этому радиационному фактору.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

137

1) Выполнить анализ динамики содержания Су в газоаэрозольных выбросах

©Издательство Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ», 2014

Ростовской АЭС с учетом допустимых выбросов.

2) Исследовать вклад РоАЭС в содержание 137Cs в объектах окружающей среды.

3) Проанализировать уровень экологической опасности, связанный с содержанием цезия в тридцатикилометровой зоне Ростовской АЭС.

Для выполнения работы были использованы результаты радиационного контроля окружающей среды (РКОС) в районе размещения Ростовской АЭС, полученные участком РКОС Отдела радиационной безопасности атомной станции. Для анализа данных использовались инструменты математической статистики и регрессионного анализа MS Excel.

137

При анализе динамики содержания Cs в газоаэрозольных выбросах РоАЭС были рассмотрены результаты контроля выбросов РоАЭС в период с 2001 по 2012

137

годы. Средняя величина выбросов Cs за рассматриваемый период составила 1,18 МБк/год при допустимом выбросе - 2000 МБк/год в соответствии с СП АС-03. Для

наглядности на рисунке 1 представлено поступление атмосферу в сравнении с разрешенным уровнем.

137

Cs от Ростовской АЭС в

Рис. 1. - Динамика выбросов Сз Ростовской АЭС, МБк/год Различия в уровне допустимых и фактических выбросов настолько велики, что

137

при таком отображении данных ненулевые поступления Сз в атмосферу практически

137

совпадают с осью абсцисс. Поэтому на рисунке 2 динамика годовых выбросов Сз представлена в процентах от допустимых значений за тот же период. Видно, что за весь

срок эксплуатации Ростовской АЭС выброс уровня.

137

Cs не превысил 0,5% от разрешенного

Рис. 2. - Годовые выбросы Ростовской АЭС Сз, % от допустимых значений

1 37

Уровень содержания техногенных радионуклидов, в нашем случае Сз, в атмосферном воздухе района расположения Ростовской АЭС формируется процессами переноса глобально рассеянных радионуклидов (продукты ядерных испытаний и аварии на Чернобыльской АЭС), а также поступление в атмосферу радионуклидов с газоаэрозольными выбросами самой станцией.

Контроль содержания радионуклидов в приземном слое атмосферы и плотности выпадений в зоне наблюдения Ростовской АЭС осуществляются участком РКОС станции. Отбор аэрозолей из воздуха проводится на десяти стационарных постах, оснащенных фильтровентиляционными установками [2].

За период наблюдений 2001-2012 гг. уровень содержания радоинуклидов в приземном воздухе и в атмосферных выпадениях в пунктах контроля зоны наблюдения Ростовской АЭС находился ниже минимально детектируемой активности. Влияние газоэрозольных выбросов Ростовской АЭС на объемную активность радуионулидов в приземном слое атомносферного воздуха и в атмосферных выпадениях не выявлено.

137

Поступая из постоянного источника, которым является РоАЭС, Сз постепенно накапливаясь, может стать фактором негативного влияния на безопасность населения.

1 37

Из атмосферы часть Сз поступает в поверхностный слой почвы, поэтому далее рассмотрим динамику его содержания в почвах тридцатикилометровой зоны.

1 37

Для анализа влияния РоАЭС на присутствие Сз в поверхностном слое почвы были использованы данные за период с 2006 по 2013 г.г. для 6 пробных площадок, расположенных на разном расстоянии от атомной станции и по-разному ориентированных от АЭС по сторонам света (рис. 3). Характеристики их местоположения представлены в таблице 1.

Рис. 3. - Схема расположения пробных площадок в регионе Ростовской АЭС

Таблица 1. - Характеристики местоположения пробных площадок

№ Место отбора Расстояние от Ориентация по Номер позиции на

п/п пробы РоАЭС, км сторонам света схеме

1. Промплощадка АЭС 0 - 1

2. ст. Жуковская 9,5 Ю 4

3. х. Харсеев 5 ВСВ 2

4. с. Дубовское 35 СВ 3

5. ст. Старосоленовская 16 ЮЗ 6

6. ст. Подгоренская 4,5 ЮВ 5

Прежде всего, был выполнен анализ трендов содержания Сз на указанных территориях, представленный на рисунке 4 для определения возможного повышения содержания радионуклида.

30 25 20 15 10 5 0

X Ж X а а

* • й Ж. ф • • •

▲ и V/ ж А £

1 X а * □ □ А

+ ♦ ж

♦ ♦ ♦ ♦ ♦ ♦

с£ 2005 2006 2007 2008 2009 2010 2011 2012 2013 2014

о

и

год

♦ Промплощадка АЭС Ист. Жуковская Ах. Харсеев

Хс. Дубовское Жст. Старосоленовская Фет. Подгоренская

Рис. 4. - Динамика содержания 137Сз на пробных площадках

Анализ полученных результатов моделирования показывает, что информационного значения уравнения трендов не имеют, поскольку коэффициенты детерминации (Я2) имеют маленькие величины. Только для х. Харсеев и с. Дубовское Я2 близок к 0,5, но для этих площадок коэффициент перед переменной х, отражающий угол наклона аппроксимирующей прямой к оси абсцисс, отрицательный. Это

137

свидетельствует о том, что накоплений Сз на указанных территориях не наблюдается. Для других мест отбора проб соответствующие коэффициенты имеют как положительное, так и отрицательное значение, но как указывалось выше, это не значимо. Таким образом, предположение, что в процессе эксплуатации Ростовской

137

АЭС происходит накопление Сз в почве, не нашло своего подтверждения.

137

Был проведен анализ возможного влияния выбросов Сз Ростовской АЭС в атмосферу на его содержание в поверхностном слое почвы. Для этого были получены зависимости присутствия рассматриваемого изотопа в почве от выброса РоАЭС за предшествующий год (рис. 5).

Рис. 5. - Зависимость содержание Сз в почве пробных площадок (Бк/кг) от его выбросов в течение предыдущего года (МБк/год)

Полученные результаты с учетом низких значений Я2, свидетельствуют об

137

отсутствии влияния поступления Сз с газоаэрозольными выбросами РоАЭС в атмосферу в течение года на последующее содержание его в поверхностном слое почвы рассматриваемых пробных площадок. Таким образом, выявить вклад Ростовской АЭС в загрязнение изотопом цезия почвы не представляется возможным.

Поскольку организмы обладают способностью накапливать различные загрязнения до концентраций, превышающих соответствующие значения в абиотической среде, и если этот эффект будет наблюдаться для территории размещения Ростовской АЭС, то несмотря на минимальное содержание рассматриваемого радионуклида в воздухе и почве, его накопление в растениях и животных может достичь опасных значений для конечного потребителя в трофической цепи - человека.

137

Поэтому необходимо выполнить анализ содержания Сз в продуктах питания, выращенных в зоне потенциального негативного влияния Ростовской АЭС.

Значительную долю рациона населения тридцатикилометровой зоны Ростовской АЭС составляют продукты местного производства. Контроль содержания радионуклидов в продуктах питания местного производства осуществляется участком РКОС ОРБ РоАЭС. Пробы овощей и фруктов отбирались в коллективных садах г. Волгодонска «Мирный атом», «Мичуринец» и «Восход» перед уборкой урожая.

137

Выполнить анализ динамики содержания Сз в продуктах питания оказалось

137

невозможно, так как присутствие Сз оказалось менее уровня минимальной детектируемой активности используемых методов. Поэтому рассматривался такой показатель как суммарная Р-активность продуктов в период 2002 - 2011 гг. Анализ динамики суммарной Р-активности в продуктах питания местного производства показал, что рассматриваемый параметр не превышал соответствующие значения, полученные до пуска РоАЭС в эксплуатацию (нулевой фон), однако можно проследить значительную близость к значениям нулевого фона. Незначительные превышения нулевого фона наблюдались только по ягодам в 2007г. По всем продуктам тенденции на увеличение суммарной Р-активности не наблюдалась.

В природной среде присутствует и другой в-излучатель, 40К. Для оценки вклада данного радионуклида в суммарное значение в-активности построена её зависимость от содержания 40К и 137Сз в поверхностном слое почвы (рис. 6), которая позволяет сделать вывод, что суммарная в-активность прямо пропорциональна содержанию 40К:

у = 0,8192х + 20,743; Я2 = 0,8104.

137

При этом от изменения содержания в почве Сз суммарная в почв практически не зависит:^ = 0,0213х + 4,412; Я2 = 0,0455.

активность

Рис. 6. - Зависимость в-активности поверхностного слоя почвы от содержания 40К и Сз

Таким образом, в ходе выполнения работы были получены следующие результаты:

- показано, что за весь срок эксплуатации Ростовской АЭС годовой выброс

137

Cs не превысил 0,5% от допустимого уровня;

- предположение, что в процессе эксплуатации Ростовской АЭС происходит накопление 137Cs в почве, не нашло своего подтверждения;

- не выявлен вклад Ростовской АЭС в загрязнение изотопом цезия почвы;

- показатели суммарной ^-активности в продуктах питания местного производства в анализируемый период не превышали соответствующие значения нулевого фона;

- суммарная ^-активность почв прямо пропорциональна содержанию природного 440К и практически не зависит от присутствия в пробе 137Cs.

В целом, радиационный фон в окружающей среде территории размещения Ростовской АЭС в рассматриваемый период находился на уровне «нулевого» фона.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ростовская АЭС. Оценка воздействия на окружающую среду эксплуатации энергоблока №3. R.06198.9.0.61. [Текст], в 10-ти томах. Том 6 Социально-экономическая характеристика района размещения. - Нижний Новгород: ОАО «НИАЭП», 2012.

2. Малаева, Т.Ю. Радиационный контроль района размещения Ростовской АЭС [Текст] / Т. Ю. Малаева // Глобальная ядерная безопасность. - 2012. - №4. - С. 7-13.

Research of the Rostov NPP Influence on the 137Cs Contents in

Environmental Objects

I.A. Bublikova*, E.A. Berezina**, E.S. Khandurina***

Volgodonsk Engineering Technical Institute the Branch of National Research Nuclear University «MEPhI», 73/94 Lenin St., Volgodonsk, Rostov region, Russia 347360 *e-mail: [email protected] ; e-mail: [email protected] ; e-mail: [email protected]

Abstract - The analysis of dynamics of the 137Cs contents in environmental objects is made, from its entering with gas and aerosol emissions of the Rostov nuclear power plant in the atmosphere till its penetrating into human organism with food of local production. The conclusion about lack of the NPP contribution in 137Cs migration within the thirty-kilometer zone was drawn. Trends of analyzed parameters show lack of processes of 137Cs accumulation in the environment and safety of the population towards this radiation factor.

Keywords: gas and aerosol emissions, NPP, 137Cs, dynamics of contents, environmental objects.