CC BY
93
Раздел 1 ЭКОЛОГИЯ
Ведущие эксперты раздела:
ДМИТРИЙ МИХАЙЛОВИЧ БЕЗМАТЕРНЫХ — кандидат биологических наук, доцент, ученый секретарь Учреждения Российской академии наук Института водных и экологических проблем Сибирского отделения РАН, ответственный за электронную версию журнала и работу с Российским индексом научного цитирования — ЬДрУ/еНЬгагу.шЯг. Барнаул)
АЛЕКСАНДР ВИКТОРОВИЧ ШИТОВ — кандидат геолого-минералогических наук, доцент ГорноАлтайского государственного университета (г. Горно-Алтайск)
УДК 550.42
А.В. Пузанов, д-р. биол. наук., проф., зам. дир. по научной работе ИВЭП СО РАН, г. Барнаул С.Н. Балыкин, канд. биол. наук., с.н.с. ИВЭП СО РАН, г. Барнаул И.В. Горбачев, н.с. ИВЭП СО РАН, г. Барнаул
ОЦЕНКА УРОВНЕЙ УДЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ РАДИОНУКЛИДОВ 0 ГОРНЫХ ВВРВДАХ ПЕСЧАНО-ЩЕБНЕ-ГРАВИЙНЫХ МЕСТОРОЖДЕНИЙ АЛТАЙСКОГО КРАЯ
В работе дана оценка уровням удельной активности 238и ^а), 232ТИ и 40К в горных породах песчано-щебне-гравийных месторождений Алтайского края. Установлено, что содержание естественных радионуклидов не превышает допустимых норм, область применения исследованных горных пород может быть не ограничена.
Ключевые слова: радионуклиды, горные породы, месторождения.
Песок, гравий, щебень находят широкое применение в хозяйственной деятельности. Строительство дорог, зданий, других сооружений не обходится без применения этих строительных материалов. Между тем, они являтюся источником природных радиоактивных элементов, повышенные концент-
Рис. Расположение районов Алтайского края, где проведены радиологические исследования:
1 - Шипуновский район
2 - Краснощековский район
3 - Усть-Калманский район
4 - Петропавловский район
5 - Солонешенский район
6 - Змеиногорский район
7 - Целинный район.
рации которых оказывают негативное влияние на здоровье человека. По информации Управления Алтайского края по строительству и архитектуре, общий объем производства строительных нерудных материалов только в 2007 году составил 3,791 млн. м3.
Из 17 известных долгоживущих природных радиоактивных изотопов наиболее велико геохимическое значение 238и, 235и, 232й, 40К [1;2]. Значительная часть естественной радиоактивности связана с радиоизотопами, которые образуют три радиоактивных семейства: урана (родоначальник 238и; период полураспада Т1/2 = 4,5Ч109 лет), актиния (родоначальник 235и; Т1/2 = 7,1Ч108 лет) и тория (родоначальник 232й; Т1/2 = 1,4Ч1010 лет). Из всех изотопов своего семейства 238и составляет 99,28 %. Существенный вклад в естественную радиоактивность вносит долгоживущий радиоактивный изотоп 40К (Т1/2 = 1,3Ч109 лет) [3; 4;5].
Цель настоящего исследования заключается в оценке уровней удельной активности естественных радионуклидов (238и, 232й и 40К) в горных породах песчано-щебне-гравийных месторождений Алтайского края. Для этого выполнен отбор проб горных пород на территории ряда месторождений, расположенных в различных районах края. Удельную активность радиоактивных элементов определяли в аналитическом центре ИГМ СО РАН гамма-спектрометрическим методом.
Щебень и гравий в зависимости от значений суммарной удельной эффективной активности естественных радионуклидов Аэфф применяют [6]:
- до 370 Бк/кг при строительстве жилых и общественных зданий;
- от 370 до 740 Бк/кг для дорожного строительства в пределах территории населенных пунктов и зон перспективной застройки, а также при возведении производственных зданий и сооружений;
- от 740 до 2800 Бк/кг в дорожном строительстве вне населенных пунктов.
Удельную эффективную активность природных радионуклидов вычисляют по формуле:
Аэфф = А (ЦДа)) + 1,31 А (й) + 0,085 А (К), где: А (ЩЯа)) - удельная активность урана-238, Бк/кг; А (й) - удельная активность тория-232, Бк/кг; А (К) - удельная активность калия-40, Бк/кг.
Белоглазовское месторождение находится в пределах Шипуновского района Алтайского края (рис.). Содержание естественных радионуклидов в образцах песчано-гравийной смеси «Белоглазовского» месторождения существенно варьирует и составляет: 238ЦДа) ? 8,0-22,7, 232й ? 12,2-27,3 и 40К -676,0-1005,0 Бк/кг (табл.1). Удельная эффективная активность естественных радионуклидов не превышает 139 Бк/кг.
Таблица 1
Радионуклиды в песчано-гравийной смеси «Белоглазовского» месторождения, Бк/кг
Номер точки 238ЦДа) 232та 40К Аэфф
1 18,4 16,1 676,0 97
2 8,0 13,7 707,0 86
3 15,5 20,8 914,0 120
4 21,4 24,7 1005,0 139
5 14,7 18,9 869,0 113
6 22,7 27,3 949,0 139
7 14,4 23,2 847,0 117
8 9,0 13,6 703,0 87
9 15,7 16,8 721,0 99
10 12,6 18,9 759,0 102
11 11,9 22,4 816,0 111
12 10,5 12,2 715,0 87
13 22,4 24,2 808,0 123
Кукуйское месторождение находится в 5 км севернее п. Харлово Краснощековского района (рис.). Алевролиты и песчаники этого месторождения характеризуются низким уровнем удельной эффективной активности естественных радионуклидов (табл. 2). Обусловлено это довольно низкой концентрацией 40К. Здесь его содержание соответствует 217-417 Бк/кг.
Таблица 2
Радионуклиды в алевролитах и песчаниках «Кукуйского» месторождения, Бк/кг
Номер точки 238и^а) 2321Ъ 40К Аэфф
1 19,0 11,7 276,0 58
2 23,5 11,5 258,0 60
3 27,1 20,5 536,0 99
4 35,8 16,7 417,0 93
5 21,6 13,0 303,0 64
6 27,3 14,4 355,0 76
7 16,4 14,7 308,0 62
8 20,0 14,0 282,0 62
9 13,3 13,2 306,0 57
10 18,8 11,4 217,0 52
11 18,5 19,4 432,0 81
12 17,2 18,9 383,0 75
13 24,8 15,1 327,0 72
В Усть-Калманском районе Алтайского края (рис.) расположено «Горбаловское» месторождение. Как и следовало ожидать, граниты отличаются более высоким содержанием естественных радионуклидов (табл. 3). Так, удельная активность урана изменяется от 22,7 до 49,2, тория - от 37,6 до 72,1 и калия - от 766,0 до 1097,0 Бк/кг. Тем не менее, их эффективная удельная активность не превышает норматива для строительства жилых помещений и колеблется от 137 до 221 Бк/кг.
Таблица 3
Радионуклиды в выветрелых гранитах «Горбаловского» месторождения, Бк/кг
Номер точки 238и^а) 2321Ъ 40К Аэфф
1 32,1 53,5 899,0 179
2 22,7 37,6 766,0 137
3 37,9 56,3 793,0 179
4 34,5 66,5 954,0 203
5 32,4 55,8 1041,0 194
6 49,2 45,5 930,0 188
7 27,8 72,1 1045,0 211
8 33,8 65,9 1047,0 209
9 40,8 65,9 1052,0 217
10 42,4 65,2 1097,0 221
11 32,1 64,7 845,0 189
12 41,8 48,6 1103,0 199
13 35,5 53,7 1007,0 191
Концентрация радионуклидов в горных породах месторождения «Зеленый дол ? 3», расположенного в 1,5 км к юго-востоку от с. Николаевка Петропавловского района Алтайского края (рис.) характеризуется следующими значениями их удельной активности (табл. 4): 238ЩЯа) - 14,0-28,3, 232й - 12,326,9 и 40К - 294,0-601,0 Бк/кг.
Таблица 4
Радионуклиды в туфопесчаниках, кварцевых порфирах и алевролитах месторождения «Зеленый Дол-3», Бк/кг
Номер точки 238и^а) 2321Ъ 40К Аэфф
1 18,3 14,5 372,0 69
2 17,8 18,3 601,0 93
3 18,1 19,2 474,0 84
4 24,6 19,7 511,0 94
5 26,7 17,3 294,0 74
6 24,1 24,4 375,0 88
7 26,0 18,9 365,0 82
8 18,6 26,9 365,0 85
9 28,3 17,3 304,0 77
10 14,0 22,7 412,0 79
11 16,5 15,4 376,0 69
12 21,0 12,3 418,0 73
13 17,4 19,4 376,0 75
В известняках с прослоями сланцев месторождения «Туманова гора» содержание урана и тория несколько ниже (11,3-26,8 и 9,0-17,8 Бк/кг, соответственно), а калия выше (201,0-638,0 Бк/кг), чем в туфопесчаниках, кварцевых порфирах и алевролитах месторождения «Зеленый Дол-3» (табл. 5).
Однако эффективная удельная активность в породах этих месторождений характеризуется близкими значениями. Месторождение «Туманова гора» находится на территории Солонешен-ского района Алтайского края (рис.).
Туфопесчаники, кварцевые порфиры и алевролиты «Ми-ловановского» месторождения отличаются по уровню удельной активности соответствующих пород месторождения «Зеленый дол-3». Вероятно, увеличение доли кварцевых порфи-ров в составе пород «Миловановского» месторождения обусловливает более высокое содержание естественных радионуклидов (табл. 6). Соответственно и уровень эффективной удельной активности здесь выше.
Таблица 5
Радионуклиды в сидеритизированных известняках с прослоями сланцев месторождения «Туманова Гора», Бк/кг
Номер точки 238и (Яа) 232Т1і 40К А эфф.
1 18,4 13,7 571,0 85
2 25,8 12,1 475,0 82
3 19,8 16,7 514,0 85
4 14,2 15,1 3450, 63
5 11,3 16,1 517,0 76
6 17,9 16,6 598,0 91
7 14,0 13,0 370,0 62
8 19,2 17,8 638,0 97
9 25,4 13,9 516,0 87
10 13,7 9,0 201,0 42
11 24,5 11,3 307,0 65
12 18,6 16,2 541,0 86
13 26,8 14,4 431,0 82
В пределах Змеиногорского района Алтайского края (рис.) расположено также «Петровское» месторождение.
Таблица 6
Радионуклиды в туфопесчаниках, кварцевых порфирах и алевролитах «Миловановского» месторождения, Бк/кг
Номер точки 238и (Яа) 232ТЬ 40К А эфф.
1 24,1 33,7 674,0 126
2 27,4 34,6 732,0 135
3 28,6 26,6 660,0 120
4 20,8 29,2 918,0 137
5 23,7 24,7 675,0 114
6 17,5 27,1 862,0 126
7 30,1 26,2 912,0 142
8 24,0 26,3 751,0 122
9 18,4 25,8 739,0 115
10 26,7 28,5 617,0 116
11 32,4 26,9 548,0 114
12 25,6 28,3 602,0 114
13 35,0 25,5 934,0 148
Удельная активность естественных радионуклидов в алевролитах и песчаниках «Петровского» месторождения варьи-
рует в пределах: 238и 6,7-40,2, 232й 6,3-32,6 и 40К 198,0-686,0 Бк/кг. При этом уровень эффективной удельной активности не превышает 123 (табл. 7).
Таблица 7
Радионуклиды в алевролитах и песчаниках «Петровского» месторождения, Бк/кг
Номер точки 238и (Яа) 232ТЬ 40К А эфф.
1 10,4 6,7 241,0 40
2 6,7 6,3 198,0 32
3 14,1 18,1 451,0 76
4 22,0 26,7 567,0 105
5 16,5 16,6 428,0 75
6 27,5 32,6 625,0 123
7 22,9 30,4 647,0 118
8 23,6 26,4 559,0 106
9 22,8 30,8 686,0 121
10 21,8 34,2 590,0 117
11 20,8 29,0 556,0 106
12 40,2 12,5 379,0 89
13 24,0 29,5 627,0 116
Наиболее низкими значениями удельной эффективной активности характеризуются плагиоклаз-амфиболовые сланцы «Яминского» месторождения (табл. 8), расположенного в Целинном районе Алтайского края (рис.).
Таблица 8
Радионуклиды в плагиоклаз-амфиболовых сланцах «Яминского» месторождения, Бк/кг
Номер точки 238и (Яа) 232ТЬ 40К А эфф.
1 15,3 10,8 129,0 40
2 17,8 6,8 238,0 47
3 11,5 8,1 187,0 38
4 10,0 8,4 102,0 30
5 5,8 8,1 98,0 25
6 18,7 6,2 57,0 32
7 20,2 6,7 90,0 37
8 12,7 7,1 82,0 29
9 6,5 5,6 107,0 23
10 9,6 8,3 183,0 36
11 16,7 5,3 82,0 31
12 12,4 9,8 112,0 35
13 14,0 8,5 122,0 35
Уровень удельной активности урана в образцах горных пород данного месторождения изменяется от 5,8 до 20,2, тория - от 5,3 до 10,8 и калия - от 57,0 до 238,0 Бк/кг.
Таким образом, удельная активность естественных радионуклидов горных пород песчано-щебне-гравийных месторождений Алтайского края не превышает допустимых уровней, безопасна для здоровья человека, область применения пород не ограничена.
Библиографический список
1. Перельман, А.И. Геохимия / А.И. Перельман. - М.: Высш. шк., 1989.
2. Радиобиология. - М.: Колос, 1999.
3. Почвоведение. - М.: Высш. шк., 1988. - ч. 1.
4. Радиобиология. - М.: Колос, 1964.
5. Енохович, А.С. Справочник по физике, /А.С. Енохович. ? М.: Просвещение, 1978.
6. ГОСТ 8267-93 Межгосударственный стандарт. Щебень и гравий из плотных горных пород для строительных работ. Статья поступила в редакцию 11. 05.09
УДК 556.16+551.58
В.П. Галахов, канд. географ. наук, с.н.с., ИВЭП СО РАН, г. Барнаул О.В. Ловцкая, с.н.с., ИВЭП СО РАН, г. Барнаул
ВЛИЯНИЕ КЛИМАТИЧЕСКИХ И АНТРОПОГЕННЫХ ФАКТОРОВ ВА ВОДНЫЙ БАЛАНС КУЧУКСКОГО ОЗЕРА
Создана имитационная модель расчета составляющих водного баланса Кучукской озерно-речной системы. Рассмотрено влияние климатических изменений и гидротехнических сооружений на составляющие водного баланса.
Ключевые слова: Кучукское озеро, водный баланс, климатическое и антропогенное влияние.
Ранее нами были рассмотрены особенности формирования поверхностного стока в лесостепных бассейнах, в частности, в бассейне реки Кулунды [1].
Достаточно подробное описание алгоритма имитационной модели расчета составляющих водного баланса представлено в [2]. Имитационная модель, адаптированная для Кучукской озерно-речной системы, была использована в качестве инструмента для расчета составляющих водного баланса бассейна реки Кучук и Кучукского озера. С помощью модели исследовано влияние климатических факторов на изменение составляющих водного баланса. Оценены потери поверхностного стока в бассейне р. Ку-чук за счет гидротехнических сооружений (прудов).
Район озера Кучукского с точки зрения водного хозяйства и управления водными ресурсами в бассейне озера является одним из интереснейших объек- Рис. 2. Хронологический расход воды в створе реки Ку-
тов Алтайского края (рис. 1). чук - пост Н. Кучук за годы: средний по водности (1972), близ-
кий к многоводному (1971), близкий к маловодному (1967).
Характерной особенностью равнинных рек Алтайского края является формирование основной части годового поверхностного стока в период половодья (рис. 2).
Зная количество твердых осадков в марте, мы можем прогнозировать поверхностный сток за данный балансовый год и, соответственно, решать, какое количество воды необходимо подать в акваторию озера из внешних источников, например из Кулундинского озера, т.е., управлять водными ресурсами.
Численное моделирование реакции озерноречных систем на примере Кучукской озерно-речной системы показало, что наиболее значительное влияние на составляющее водного баланса имеет увлажнение территории. Изменение термического режима оказывает воздействие примерно в 3-4 раза меньше (табл. 1-4).
Рис. 1. Озеро Кучукское на карте Алтайского края
