CC BY
78
ИССЛЕДОВАНИЕ СТЕПЕНИ НАКОПЛЕНИЯ АМЕРИЦИЯ-24 И ЦЕЗИЯ-137 В ПРОБАХ ПОЧВЫ НА ТЕРРИТОРИИ, ПРИЛЕГАЮЩЕЙ К БЫВШЕМУ СЕМИПАЛАТИНСКОМУ ИСПЫТАТЕЛЬНОМУ ЯДЕРНОМУ ПОЛИГОНУ
Айтбек Калиевич Какимов
Семипалатинский Государственный университет им. Шакарима, 071411, Республика Казахстан, г. Семипалатинск, ул. Глинки 20а, доктор технических наук, профессор, декан факультета информационно-коммуникационных технологий, тел. 8 (7222)35-84-66, e-mail: [email protected]
Болат Жумагалиевич Ахметов
Семипалатинский Государственный университет им. Шакарима, 071411, Республика Казахстан, г. Семипалатинск, ул. Глинки 20а, старший преподаватель кафедры геодезии и строительства, тел. 8(7222)63-83-49 e-mail: Zunami [email protected]
Назира Адамбековна Кудеринова
Семипалатинский Государственный университет им. Шакарима, 071411, Республика Казахстан, г. Семипалатинск, ул. Глинки 20а, кандидат технических наук, доцент заведующий кафедры геодезии и строительства, тел. 8(775)623-97-36
В статье рассмотрен процесс загрязнения почв и степень накопления америция-24 и цезия-137 в пробах почвы.
Ключевые слова: загрязнение системы «почва-растения-вода».
STUDYING THE LEVEL OF CONTAMINATION OF SOIL SAMPLES BY AMERICIUM-24 AND CESIUM-137 IN THE ADJACENT TO FORMER SEMIPALATINSK NUCLEAR POLYGON REGION
Aitbek K. Kakimov
Semipalatinsk State University named after Shakarim, 071411, Republic of Kazakhstan, Semipalatinsk, Glinky 20A, Doctor of technical sciences, professor, dean of the faculty “Information and communication technologies”, tel. 8 (722)235-84-66, e-mail: [email protected]
Bolat Zh. Akhmetov
Semipalatinsk State University named after Shakarim, 071411, Republic of Kazakhstan, Semipalatinsk, Glinky 20A, Senior lecturer of the department “Geodesy and Civil Engineering”, tel. 8(722)263-83-49, e-mail: [email protected]
Nazira A. Kuderinova
Semipalatinsk State University named after Shakarim, 071411, Republic of Kazakhstan, Semipalatinsk, Glinky 20A, Docent, the head of the department “Geodesy and Civil Engineering”, tel. 8(775)623-97-36, e-mail: [email protected]
The article views the process of contamination of soil samples by americium-24 and cesium-137.
Key words: contamination of a system “Soil-plant-water”.
Республика Казахстан - страна, широко представленная всеми видами событий, связанных с ядерной энергией. Это и военные ядерные испытания,
1
и ядерные взрывы, а также - добыча и переработка урана. Вполне естественно, что вся эта деятельность, на фоне трагических событий прошлого века (Хиросима - Нагасаки, Чернобыль и др.), привела к значительной настороженности общественности и, в первую очередь, по отношению к Семипалатинскому испытательному полигону (СИП). С момента закрытия полигона до настоящего времени казахстанскими учеными совместно с международным научным сообществом получен большой объем информации относительно текущей радиационной обстановки на СИП и прилегающих территориях. Выявлены все значимые участки радиоактивного загрязнения, выявлены основные пути и механизмы текущего и потенциального распространения радиоактивных веществ.
Радиоэкологическая ситуация не является стабильной, выявлены процессы миграции радиоактивных веществ, что вызывает необходимость проведения регулярного мониторинга радиационной ситуации на СИП и продолжения исследований [1].
Одним из прогрессивных способов производства экологически чистых продуктов является очистка от экотоксикантов сырья животного и растительного происхождения, используемого в производстве пищевых продуктов. Однако, по вопросу понижения содержания токсичных элементов в пищевых продуктах в процессах их переработки в литературе имеются ограниченные данные.
В качестве объектов исследования были выбраны почва, вода, растения отобранных из 10 населенных пунктов трех районов Семейского региона ВКО (Абайский, Аягозский, Урджарский районы), которые в соответствии с законом РК «О социальной защите граждан, пострадавших вследствие ядерных испытаний на Семипалатинском испытательном ядерном полигоне» относятся к разным зонам радиационного риска (рис. 1).
Абайский район относится к зоне максимального радиационного риска, Аягозский - к зоне повышенного радиационного риска, Урджарский район -к зоне минимального радиационного риска.
Места отбора исследуемых образцов были выбраны также с учетом розы ветров, а именно, территории расположенные в юго-восточном направлении со стороны бывшего Семипалатинского ядерного полигона.
Отбор проб почвы проводили в соответствии с ГОСТ 17.4.3.01-83 «Охрана природы. Почвы. Общие требования к отбору проб».
Отбор проб воды из открытых водоемов проводили в соответствии с СТ РК ГОСТ Р 51592-2003.
Источником поступления радиоактивных элементов в пищевую цепь на территории Семипалатинского региона являются глобальные радиоактивные выпадения из атмосферы долгоживущих радионуклидов после ядерных испытаний.
В работе было исследовано содержание изотопов америция (241Ат) и цезия (137Сs) как наиболее опасных в биологическом отношении радиоактивных элементов.
Америций характеризуется достаточно хорошей растворимостью и, следовательно, наиболее подвижен в окружающей среде и период полураспада составляет 432,8 года.
Рис. 1. Карта отбора проб
Цезий является близким аналогом физиологически важного элемента — калия (К), имеет больший период полураспада, высокую энергию излучения (в-излучатели и у-излучатель), способен легко включаться в биологический круговорот и попадать в организм человека, вызывая радиоактивное облучение.
Учитывая, что радионуклиды по цепочке «почва - растение - животное» попадают в организм человека, накапливаются и оказывают неблагоприятное воздействие на здоровье человека, то в качестве объектов исследования были выбраны почва, растение, воды, молоко и продукты переработки молока, семена подсолнечника и нерафинированное подсолнечное масло, отобранных из 10 населенных пунктов трех районов Семейского региона ВКО (Абайский, Аягозский, Урджарский районы), которые в соответствии с законом РК «О социальной защите граждан, пострадавших вследствие ядерных испытаний на Семипалатинском испытательном ядерном полигоне» относятся к разным зонам радиационного риска.
Для определения степени накопления токсичных элементов в сырье животного и растительного происхождения на первом этапе был исследован уровень активности цезия и америция в почве.
Почва является мощным сорбентом радиоактивных элементов (рисунок 1). В результате сорбции основная масса радиоактивных веществ на естественных пастбищных лугах задерживается в верхнем (до 5 см) слое [2]. В связи с этим, были отобраны образцы почв пробоотборником на глубину 5
см для исследования содержания в них изотопов америция (241Ат) и цезия (137Сs).
Кратность экспериментальных исследований равна 3. В работе представлены средние показатели исследований.
Результаты исследования уровня активности изотопов 137Cs и 241 Ат в образцах почв представлены на рис. 2.
137 241
Рис. 2. Уровень активности изотопов Cs и Ат в почве исследуемых регионов
На основании проведенных исследований установлено, что из десяти исследуемых районов наибольшее содержание цезия (137Сs) от 11 до 18 Бк/кг обнаружено в образцах почв пастбищных лугов Абайского района (Караул, Кокбай, Жидебай, Каскабулак, Медеу).
Наибольшее содержание америция (241Ат) от 1,3 до 1,8 Бк/кг в образцах почв населенных пунктов с. Акшатау Аягозского района и с. Кокпай Абайского района.
Наименьшее содержание установлено в Урджарском районе, так 137Сs -от 4 до 9 Бк/кг, 241Ат -0,1Бк/кг.
Таким образом, содержание исследуемых радиоактивных элементов в образцах почв изучаемых районов не превышают предельно допустимых концентраций (ПДК америция в почве составляет 1000 Бк/кг, цезия - 104 Бк/кг).
Известно, что надземная часть пастбищных культур, в основном, аккумулируют радиоактивные элементы через корневую систему из почвы [3]. Поэтому содержание исследуемых радиоактивных элементов в надземной части пастбищных культур находятся в прямо пропорциональной зависимости от плотности загрязнения почвы.
Вместе с тем, необходимо отметить, что в большей степени в пастбищной культуре накапливается америций.
Несмотря на то, что в работе ученых Белорусского государственного университета отмечена низкая миграционная способность америция в почвенно-растительном комплексе и невысокая биологическая доступность этих радионуклидов луговым травам естественных сенокосов и пастбищ [4] результаты наших исследований показывают, что средний процент накопления 241 Ат в пастбищных культурах составляет 0,78.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Гамма - спектрометрия и методы отбора проб измерений / А. К. Какимов, Б. Ж. Ахметов, Н. К. Ибрагимов, О. И. Чередов // Материалы Международной научнопрактической конференции «Продовольственная безопасность Казахстана: Состояние и перспективы». - Семей, СГУ имени Шакарима, 2012 г. - С. 118-119.
2. Актуальные вопросы радиоэкологии Казахстана. Выпуск 1. Издание 2. Радиоэкологическое состояние «северной» части территории Семипалатинского испытательного полигона/ по рук. Лукашенко С.Н. - Павлодар: Дом печати, 2011. - 296 с.
3. Вальков В. Ф., Казеев К.Ш., Колесников С.И. Экология почв: Учебное пособие для студентов вузов. Часть 3. Загрязнение почв. Ростов-на-Дону: УПЛ РГУ, 2004. - 54 с.
4. Ларионова Н.В. Миграция радионуклидов 137Сб и 90Sr в системе «почва-растение» на площадке «Балапан»/ Работа на конференцию - конкурс НИОКР молодых ученых и специалистов Национального ядерного центра Республики Казахстан (прикладные исследования). - Курчатов, 2006. - 14 с.
5. Современное состояние и подвижность плутония и америция чернобыльского выброса в почвенно-растительном покрове / Г. А. Соколик, С. В. Овсянникова, Е. В. Войникова, М. В. Попеня // Научно-практический рецензируемый журнал «Медикобиологические проблемы жизнедеятельности». - 2011 г. - № 1(5) - С. 183-184.
6. Жарников В. Б., Бочарова А. А. Основные показатели рационального использования земель лесного фонда // Вестник СГГА. - 2012. - Вып. 4 (20). - С. 80-86.
7. Киселева А. О., Клюшниченко В. Н. Разработка информационных форм ведения баз данных о недвижимом имуществе для целей кадастра // Вестник СГГА. - 2012. - Вып. 4 (20). -С. 87-92.
8. Владыкина А. В. Картографирование комплексных показателей регионального развития (на примере Сибирского Федерального округа) // ГЕО-Сибирь-2011. VII Междунар. науч. конгр. : сб. материалов в 6 т. (Новосибирск, 19-29 апреля 2011 г.). -Новосибирск: СГГА, 2011. Т. 1, ч. 2. - С. 141-144.
9. Разработка метода ретроспективного картографирования почвенного покрова земель населенных пунктов / Г. А. Уставич, Л. А. Пластинин, Я. Г. Пошивайло, И. П. Каретина // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2013. - № 4/С. - С. 99-103.
10. Учет влияния розы ветров при картографировании и межевании земель, прилегающих к семипалатинскому испытательному полигону / Г. А. Уставич, А. Р. Батуев, Я. Г. Пошивайло, Б. Ж. Ахметов // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2013. - № 4/С. -С. 123-126.
11. Комбинированный способ создания инженерно-топографических планов масштаба 1 : 500 промышленных территорий и отдельных промплощадок / Г. А. Уставич,
В. А. Середович, Я. Г. Пошивайло, А. В. Середович, А. В. Иванов // Геодезия и картография. - 2009. - № 1. - С. 31-37.
12. Реконструкция почвенной карты антропогенно преобразованных ландшафтов / Г. А. Уставич, Я. Г. Пошивайло, И. П. Каретина // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2012. - № 2/1. - С. 72-76.
13. Состав геодезических и картографических работ при изучении мест проведения ядерных взрывов на Семипалатинском испытательном полигоне / Г. А. Уставич, Ю. Ю.
Яковенко, А. М. Яковенко, Я. Г. Пошивайло // Геодезия и картография . - 2013. - № 4. -
С. 2-6.
© А. К. Какимов, Б. Ж. Ахметов, Н. А. Кудеринова, 2014
