CC BY
31
УДК 550.42
СОВРЕМЕННЫЕ УРОВНИ ГЛОБАЛЬНЫХ РАДИОАКТИВНЫХ ВЫПАДЕНИЙ В РАЙОНЕ ТОМТОРСКОГО МЕСТОРОЖДЕНИЯ (СЕВЕРО-ЗАПАД ЯКУТИИ)
Владислав Егорович Ушницкий
Министерство охраны природы Республики Саха (Якутия), 677000, Россия, г. Якутск, ул. Дзержинского, 3/1, главный специалист, тел. (411)234-49-15, e-mail: [email protected]
Светлана Юрьевна Артамонова
Институт геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Коптюга, 3, доктор геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник, тел. (383)333-27-92, e-mail: [email protected]
Михаил Сергеевич Мельгунов
Институт геологии и минералогии им. В. С. Соболева СО РАН, 630090, Россия, г. Новосибирск, пр. Академика Коптюга, 3, кандидат геолого-минералогических наук, старший научный сотрудник, тел. (383)333-27-92, e-mail: [email protected]
Рассматривается современный уровень техногенного радиоактивного загрязнения севе-ро-таежных ландшафтов района Томторского редкометалльного месторождения на северо-западе Якутии (71° С.Ш., 116° В.Д.). Установлено содержание 137Cs и 90Sr в почвах и мхах, они соответствуют глобальному фоновому уровню, в т.ч. сформированному радиоактивными выпадениями при ядерных испытаниях на Новоземельском полигоне.
Работа проведена в рамках подпрограммы «Обеспечение радиационной безопасности на территории Республики Саха (Якутия)» государственной программы «Охрана окружающей среды Республики Саха (Якутия) на 2012-2017 годы».
Ключевые слова: техногенные радионуклиды, глобальный фон, Якутия.
MODERN LEVEL OF GLOBAL RADIOACTIVE FALLOUT IN THE AREA OF TOMTOR DEPOSIT (NORTH-WEST OF YAKUTIA)
Vladislav E. Ushnitski
Ministry of Nature Protection of the Sakha Republic (Yakutia), 677000, Russia, Yakutsk, 3/1 Dzerzhinskogo St., Senior specialist, tel. (411)234-49-15, e-mail: [email protected]
Svetlana Yu. Artamonova
V. S. Sobolev Institute of Geology and Mineralogy SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, 3 Аkademik Koptyug Prospect, D. Sc., Senior researcher, tel. (383)333-27-92, e-mail: [email protected]
Mikhail S. Melgunov
V. S. Sobolev Institute of Geology and Mineralogy SB RAS, 630090, Russia, Novosibirsk, 3 Аkademik Koptyug Prospect, Ph. D., Senior researcher, tel. (383)333-27-92, e-mail: [email protected]
The modern level of global technogenic radioactive pollution of the north-taiga landscape of Tomtor rare metal deposit area in north-west of Yakutia (71° north latitude, 116° east longitude) is considered. The activity of 137Cs and 90Sr in soil and moss is determined. These levels of radioactivity are practically equal to the global radioactive fallout, also fallout induced by nuclear testing in Novozemelski polygon.
The work was supported by State programme "Environmental Protection of Sakha Republic (Yakutia) in 2012-2017 yy.", sub- programme "Radioactive Safety on the territory of Sakha Republic (Yakutia)".
Key words: technogenic radionuclides, global radioactive fallout, Yakutia.
Томторское месторождение редких металлов расположено в бассейне р. Уджа на северо-западе Якутии (71° с. ш., 116° в. д.). На зандровой поло-гоувалистой равнинной местности развито лиственничное редколесье в условиях сплошной многолетней мерзлоты. До начала отработки месторождения необходима оценка исходного состояния природной среды. Из-за естественной радиоактивности томторских руд, вызванной примесью U и Th, большое внимание уделяется радиоэкологическому изучению района. Наряду с этими работами необходимо оценить современные уровни загрязнения природной среды техногенными радионуклидами, поскольку основной шлейф радиоактивных выпадений при ядерных испытаниях СССР на Новоземельском полигоне пролегал рядом [Радионуклидное.., 2004] (рис. 1).
Целью работы было установить активности 137Cs, 90Sr и Pu в почвах и мхах северо-таежных ландшафтов Томторского месторождения.
Рис. 1. Модель радиационной обстановки при ядерных испытаниях на Новоземельском полигоне (Р): ТМ - Томторское месторождение
Экспериментальная часть. Отобраны пробы почв и мхов на 4-х участках в 2015 г. На участке «Южный» пробы почв отобраны на водоразделе (135 абс. м) левого борта, на склоне (127 абс. м) ив долине руч. Онгучах (107 абс. м.) (рис. 2). Почвенные профили пройдены на глубину до 37 см. На водоразделе в т. 1 подстилка из неразложившегося органического материала составляет интервал 0-10 см, гумусовый горизонт очень тонкий и залегает
на глубине 10-12 см; ниже интервал 12-25 см слагают тяжелые влажные серые суглинки, 25-37 см - серые тяжелые суглинки сильновлажные.
Рис. 2. Схема отбора проб почв и мхов на Томторском месторождении (контурами обозначены рудные участки с названиями)
На склоне мощность почвенно-растительного слоя (т. 2) меньше, чем на водоразделе (т. 1). Интервал 0-7 см сложен подстилкой, 7-8 см - гумусовым горизонтом, 8-20 см - серыми влажными суглинками, ниже они становятся сильновлажными. В почвах долины руч. Онгучах интервал 0-8 см сложен подстилкой, 8-10 см - гумусовым горизонтов, ниже 10 см - серыми влажными суглинками. Пробы мхов и дернины (подстилки в интервале 0-8 см) также отобраны на водоразделе между руч. Онгучах и Поманисточка на участке Буранный (т. 4).
Активность 137Cs определялась с помощью высокоточной полупроводниковой у -спектрометрии с колодезным ППД EGPC 192-P21/SHF 00-30A-CLF-FA фирмы EURISYS MEASURES (Франция). Предел обнаружения радиоцезия равен 2 Бк/кг, относительная погрешность не превышает 10 %. Время измерения 24 ч. Активности 90Sr и изотопов Pu определялись после предварительной радиохимической пробоподготовки. Активность 90Sr - по изотопу 90Y с помощью Р-радиометрии на РУБ-01П с использованием низкофонового блока детектирования БДЖБ-06П. Чувствительность метода составляет 0.01 Бк. Относительная погрешность не более 10 %. Активность изотопов Pu - а-спектрометрическим способом на одноканальном а-спектрометре 7184 фирмы EURISYS MEASURES (Франция) [Мельгунов и др., 2003]. Пределы обнаружения по изотопам Pu находятся на уровне 5 ■ 10-4 Бк при времени измерения 2 ■ 105 с. Использованы стандартные растворы 242Pu и 236Pu.
Результаты. В районе развиты мерзлотные северо-таежные типичные глее-ватые почвы, сильно влажные. Мощность подстилки (А0) из неразложившегося органического вещества составляет 4-6 см, в ложбинах полигонального растрескивания увеличивается до 10-15 см. Мощность гумусового горизонта тон-
кий - всего около 1 см. Ниже залегает сильноувлажненный глеевый горизонт состоит из серых тяжелых суглинков.
В почвах водораздела и склона участка «Южный» в интервале от 0 до 12 см установлены активности 40-70 Бк/кг, ниже его активность не превышает предела детектирования (< 2 Бк/кг) (рис. 3).
Т.2, Бк/кг 0 50 100
Т.3, Бк/кг 0 10 20
Рис. 3. Активность в почвенных профилях на водоразделе (т. 1), склоне (т. 2) и в долине (т. 3) руч. Онгучах (Бк/кг). Глубина в см
В верхних горизонтах почв долины (т. 3) не обнаружен, а в интервале глубин 25-35 см его активность составила 18 Бк/кг. По-видимому, из верхних горизонтов был размыт водными потоками, а на глубине 25-35 см произошло его накопление за счет вертикальной миграции.
Общая плотность загрязнения почв снижается в цепи сопряженных
ландшафтов «водораздел - склон - долина» соответственно 1673 - 973 - 423 Бк/м2 Полученные данные в целом сопоставимы с данными в 140 км северо-западнее - района пос. Саскылах [Собакин, 2009], где в верхних горизонтах тундровых глеевых почв активность составляет 34-68 Бк/кг, а общая плотность загрязнения оценивается в 434 Бк/м2.
В почвах т. 1 в интервале 0-12 см установлена активность 9(^г в 556 Бк/кг, при этом в склоновых почвах (т.2) она резко снижается до 66 Бк/кг. Несомненно, на водоразделе водный снос вещества слабее, чем на склоне, потому здесь активности и 9(^г выше, чем в склоновых почвах, а изотопное отношение 13"^/9(^г составляет всего 0.62, то есть активность 9(^г больше выше активности Подобная ситуация наблюдается в пробе дернины водораздельного участка «Буранный» (т. 4): здесь 13"^/9(^г равно 0.79, хотя абсолютные активности изотопов в 2 и 10 раз ниже: 13^ -25.6 Бк/кг, 9°3г - 32.5 Бк/кг. По-видимому, современное распределение активности 9(^г в почвах отличается высокой «мозаичностью», предопределяемой микрорельефом и другими факторами, влияющими на интенсивность миграции водоподвижного 9(^г. В склоновых почвах помимо снижения содержания радионуклидов, изменяется их изотопное отношение: наблюдается рост 13"^/9(^г с 0.62 до 6.9 вследствие более интенсивного смыва 9°3г. Подобное перераспределение радионуклидов, но более яркое, наблюдается на радиоактивном следе аварийного ПЯВ «Кратон-3» в 800 км южнее: здесь в 2002 г. среднее 13"^/9(^г составляло 0.51-0.67 (то есть актив-
ность 90^г была примерно в 2 раза выше активности 13^), а в 2012-2015 гг. (через 10 и более лет) увеличилось до 3.1 (то есть активность стало примерно в 3 раза преобладать над активностью 90Бг) [Артамонова, 2015]. По данным Собакина 137Св/9^г в пределах радиоактивного следа ПЯВ «Кратон-3» изменяется в диапазоне 1.2-9.1 [Собакин, 2016]. Поскольку изотопы 13^ и 90Бг имеют примерно одинаковый период полураспада, то приходим к выводу, что выявленное увеличение изотопного отношения 137Св/9^г обусловлено более интенсивной миграцией водоподвижного 90Бг по сравнению с 137Сб.
В дернине участка «Буранный» Томторского месторождения обнаружены 239240Ри - 1.193 Бк/кг, 238Ри - 0.127 Бк/кг, при этом отношение 239'240Ри/137Св составило 0.047, а отношение 239, 240Ри/238Ри - 0.11. Во мхах активность составила 17-25.5 Бк/кг, 90Бг - 17.7 Бк/кг, 239240Ри - 0.148 и 238Ри - 0.067, при этом 137Сб/908г - 1.44, 239 240Ри/137Св - 0.006, 238Ри/239240Ри - 0.45 (на воздушно-сухую массу). В пробах почв района обследования характерно более высокое содержание изотопов 239,240Ри, но более низкое содержание 238Ри по сравнению с почвами Центральной Якутии [Сухоруков и др., 2001], где 239,240Ри/13"^ составляло 0.034, 239, 240Ри/238Ри составляло 0.725, при этом относительно высокая активность изотопа 238Ри осталась невыясненной.
Работа проведена в рамках государственной программы «Охрана окружающей среды Республики Саха (Якутия) на 2012-2017 годы». Авторы благодарят за помощь в отборе проб ФГУП «Якутскгеология», Ф. Р. Завадского, НИИ прикладной экологии Севера СВФУ, Я. Б. Легостаеву.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Артамонова С. Ю. Современная радиоэкологическая ситуация на объекте мирного подземного ядерного взрыва «Кратон-3» (1978 г.) в Якутии // Астраханский вестник экологического образования. - 2016. - № 3 (37). - С. 14-24.
2. Аномалии радиоактивности на южном побережье озера Иссык-Куль (Кыргыстан) / М. С. Мельгунов, В. М. Гавшин, Ф. В. Сухоруков, И. А. Калугин, В. А. Бобров, J. К1егкх // Химия в интересах устойчивого развития. - 2003. - Т.11, № 6. - С. 869-880.
3. Собакин П. И., Ушницкий В. Е., Захаров Е. С. Глобальное загрязнение 137Сб на территории Якутии // Радиоактивность и радиоактивные элементы в среде обитания человека : материалы Междунар. конф. (Томск, 4-8 июня 2013 г.). - Томск, 2013.
4. Собакин П. И., Ушницкий В. Е., Захаров Е. С. Глобальное загрязнение 137Сб на территории Якутии // Радиоактивность и радиоактивные элементы в среде обитания человека : материалы Ш Междунар. конф. (Томск, 23-27 июня 2009 г.). - Томск : БТТ, 2009. - С. 532-535.
5. Радиоэкологическая осбтановка на территории Респубилки Саха (Якутия) / П. И. Со-бакин, А. П. Чевычелов, Я. Р. Герасимов, А. А. Перк // Материалы VI Междунар. конф. (Томск, 13-16 сентября 2016 г.). - Томск: БТТ, 2016. - С. 591-592.
6. Экологическая обстановка радионуклиды и тяжелные металлы) территории Нюр-бинского и Усть-Алдансого улусов / Ф. В. Сухоруков, Б. Л. Щербов, В. Д. Страховенко, Б. С. Смоляков, В. И. Кириллина, Ю. Н. Прокопьева. - Якутск, 2001. - 155 с.
7. Радионуклидное загрязнение окружающей среды и здоровье населения / под. ред. И. Я. Василенко, Л. А. Булдакова. - М. : Медицина, 2004. - 400 с.
© В. Е. Ушницкий, С. Ю. Артамонова, М. С. Мельгунов, 2017
