CC BY
20
МЕТОД КОНТРОЛЯ РАДИОАКТИВНОСТИ ПО БИОИНДИКАТОРАМ
А.П. ШИБАЕВ*, В.Л. МАТУХИН**
*Федеральное Государственное Учреждение “Центр госсанэпиднадзора в РТ” **Казанский государственный энергетический университет
В статье описаны методы контроля радиоактивности по биоиндикаторам. Использованы результаты более 1500 исследований по определению суммарной бета-активности молока и хлеба пшеничного в период с 1961 по 1985 годы. Получено достаточно удовлетворительное сходство графиков, что свидетельствует об одинаковой степени ежегодного накопления радионуклидов в выбранных биоиндикаторах. Данные биоиндикаторы можно с успехом использовать при определении степени накопления радиоактивности в окружающей среде.
Введение
Изучение радиоактивности проводится с целью выявления степени и масштабов радиоактивного загрязнения водных объектов, территорий или биоты. Радиоактивное загрязнение образуется в результате выпада радиоактивности вместе с атмосферными осадками и (или) в результате различных техногенных процессов, обусловленных деятельностью человека (добыча и использование полезных ископаемых, испытания и применение ядерного оружия, техногенные катастрофы и т.д.). В работе [1] нами были рассмотрены различные методы контроля радиоактивности атмосферных выпадений. Последствия, которые могут возникнуть при бесконтрольном складировании золы и шлака, получаемых при сжигании каменного угля на ТЭЦ, проанализированы в работе [2]. Было отмечено, что актуальность данных исследований возрастает в связи с перераспределением в последнее время удельных объемов использования различных энергоносителей, приводящим к увеличению доли использования высокозольного угля. Сжигание угля на ТЭС служит дополнительным источником облучения населения, проживающего вокруг станции, и выбор метода контроля радиоактивности и индикатора радиоактивности очень важен.
Данная работа посвящена апробации метода контроля радиоактивности в окружающей среде по биоиндикаторам.
Результаты измерений и обсуждение
При оценке степени радиоактивного загрязнения окружающей среды определяют суммарную бета-активность в биологических объектах - одну из основных характеристик источников ионизирующего излучения. Целью данной работы является апробация метода контроля радиоактивности по биоиндикаторам.
Миграция радионуклидов при попадании их в почву зависит от ряда условий: физико-химических свойств отдельных изотопов и формы химических соединений, в которых они находятся, а также рН среды, характера движений грунтовых вод и т.д. В результате загрязнения почвы радионуклидами они поступают в наземную растительность путём поглощения влаги и минеральных
© А..П. Шибаев, В.Л.Матухин
Проблемы энергетики, 2004, № 11-12
соединений, содержащих радиоактивные элементы. Второй путь возможного поступления радионуклидов в растения заключается в поглощении их через поверхность наземных органов (листьев). Например, стронций-90 “передвигается” по растению очень быстро и уже через 90 часов его находят во всех органах растений [3]. В результате загрязнения луговых трав радиоактивными продуктами они поступают в организм животных и выводятся из него с характерным для каждого изотопа периодом полураспада.
Сама по себе миграция радиоактивных элементов под воздействием естественных причин невелика. Однако многие биологические объекты (животные и растения) способны концентрировать радионуклиды различных элементов и передавать их по пищевым цепям. Такое концентрирование и передача радионуклидов делает их особенно опасными как для человека, так и для окружающей его природной среды.
В связи с этим очень важным является вопрос выбора индикаторов радиоактивности. На сегодняшний день опытным путём определены такие индикаторы. Это, в первую очередь, атмосферные осадки, а также широкий набор биоиндикаторов, включающих в себя молоко, мясо и кости животных, травы, злаковые культуры, овощи и фрукты.
Необходимо отметить, что суммарная бета-активность биоиндикаторов -величина малая. Возникающие при её определении ошибки, связанные с ошибкой измерения и (или) ошибкой методики, не позволяют, на первый взгляд, анализировать получаемые результаты в динамике. Однако, проведение усреднений результатов большого количества измерений за сравнительно короткий период (например, за год), а также рассмотрение достаточно протяжённых по времени наблюдений (в нашем случае за 35 лет) приводит к тому, что оказывается возможным выявление характерных особенностей в изменении радиоактивной обстановки.
Отбор проб осуществлялся из партии продуктов при предварительном дозиметрическом контроле в соответствии с установленными нормативами отбора [4]. Первичная подготовка проб к измерениям включала сушку и измельчение пробы. Затем, при необходимости, использовали метод термического концентрирования и (или) радиохимического выделения определяемого радионуклида.
Измерение суммарной бета-активности проб осуществлялось с использованием бета-спектрометров с сцинтилляционным детектором и программного обеспечения “Прогресс” [5]. В тех случаях, когда чувствительности бета-спектрометра не хватало для измерения суммарной бета-активности, проводили концентрирование путём термической обработки (озоления) и (или) специальных радиохимических методик.
Были проанализированы результаты определения годовых значений бета-активности молока и хлеба пшеничного, выполненные лабораторией радиационного контроля Федерального государственного учреждения “Центр госсанэпиднадзора в Республики Татарстан” в период с 1961 по 1995 год включительно. Полученные результаты определения суммарной бета-активности молока и злаковых культур приведены в таблице. Каждая точка получена путём усреднения значений годовой суммарной бета-активности по результатам измерений в шести контрольных точках, где отбор проб производился ежеквартально. На рисунке представлены результаты измерений суммарной бета-активности молока и хлеба пшеничного за период с 1961 по 1995 г. включительно. Таким образом, каждая точка является усреднением результатов
24-х исследований. Такое усреднение позволяет уменьшить влияние на общий ход графика ошибок, связанных с ошибками измерений и методики, и выявить имеющиеся общие закономерности.
На рисунке выделяется рост значений суммарной бета-активности для молока и хлеба пшеничного в 1963, 1967, 1975, 1978, 1985 годах. Высокое совпадение роста значений суммарной бета-активности свидетельствует о том, что накопление радионуклидов в данных биологических объектах происходит идентично, и это можно использовать для контроля радиоактивности окружающей среды в целом.
Таблица
Среднегодовые значения суммарной бета-активности молока и хлеба по годам
№ п/п Год Суммарная бета-активность проб молока, (10-9Бк/кг) Суммарная бета-активность -9 проб хлеба пшеничного, (10 Бк/кг)
1 1961 1,25 1,15
2 1962 1,41 1,81
3 1963 1,59 2,30
4 1964 1,02 1,32
5 1965 1,32 1,50
6 1966 1,39 1,30
7 1967 1,41 2,91
8 1968 1,10 1,50
9 1969 1,18 1,45
10 1970 1,20 1,50
11 1971 1,44 1,55
12 1972 0,90 0,10
13 1973 1,10 1,20
14 1974 1,00 1,44
15 1975 1,81 2,48
16 1976 0,58 0,98
17 1977 0,59 1,08
18 1978 0,97 2,03
19 1979 1,05 0,79
20 1980 0,98 0,67
21 1981 1,02 1,14
22 1982 0,64 0,80
23 1983 0,72 0,84
24 1984 0,57 1,79
25 1985 1,62 5,21
26 1986 0,95 1,35
27 1987 1,20 1,23
28 1988 1,03 1,15
29 1989 1,00 0,87
30 1990 0,90 1,00
31 1991 1,05 0,85
32 1992 1,04 1,05
33 1993 1,30 1,10
34 1994 0,93 1,27
35 1995 1,33 1,30
Рис. Среднегодовые значения суммарной бета-активности молока и хлеба по годам
Выводы
Несмотря на то, что определяемая нами суммарная бета-активность применяемых биоиндикаторов является величиной малой, получено достаточно удовлетворительное сходство двух графиков. Данный результат свидетельствует об идентичности степени накопления бета-излучающих радионуклидов в биологических объектах окружающей среды, что характеризует данный метод контроля радиоактивности как современный и перспективный.
Summary
Methods of control of radio-activity by bioindicators are held in this article. Results of more than 1500 researchers by definition of total beta-activity of milk and a white bread are used in period of 1961-1985. Satisfactory enough similarity of behavior of schedules that testifies to an identical degree of annual accumulation of radio-nuclides in the chosen bioindicators is received. The given bioindicators can be used with success at indication of a degree of accumulation of a radio-activity in an environment.
Литература
1. Шибаев А.П., Матухин В.Л., Самойлова В.В. Контроль радиоактивности атмосферных выпадений // V научная конференция “Актуальные экологические проблемы Республики Татарстан”. - Казань. - 11-12 декабря.-2002 г.
2. Шибаев А.П., Матухин В.Л. Радиационный контроль золошлаковых отходов // Известия вузов. Проблемы энергетики. - Казань. - 2003. - №9-10.- С. 141-145.
3. Ильин Л.А, Кирилов В.Ф, Коренков И.П. Радиационная гигиена. Москва: Медицина, 1999 г. - 380 с.
4. Методические указания по методам контроля. «Радиационный контроль. Стронций-90 и цезий-137. Пищевые продукты. Отбор проб, анализ и гигиеническая оценка»; МУК 2.6.1.717-98.
5. Методика измерения активности бета-излучающих радионуклидов в счётных образцах с использованием программного обеспечения “Прогресс”; Утверждена начальником Центра метрологии ионизирующих излучений ГНМЦ “ВНИИФТРИ” Госстандарта России 07.05.96.
Поступила 14.04.2004
