CC BY
16
УДК 502(06)
О.Р. Бадрутдинов, В.З. Латыпова
Казанский (Приволжский) федеральный университет, oleg.badrutdinov@kpfu.ru
УДЕЛЬНАЯ АКТИВНОСТЬ ВЫБУРЕННОЙ ПОРОДЫ, ОБРАЗУЮЩЕЙСЯ ПРИ ДОБЫЧЕ НЕФТИ В РЕСПУБЛИКЕ ТАТАРСТАН
По результатам гамма-спектрометрического анализа проб выбуренной породы, отобранных в регионе деятельности ПАО «Татнефть», рассчитана эффективная удельная активность в них природных радионуклидов (калия 40, тория 232 и радия 226), которая не превышает наиболее жесткого норматива в 370 Бк/кг, регламентированного гигиеническими нормами радиационной безопасности. Согласно НРБ-99/2009, не вводится никаких ограничений на использование таких материалов в хозяйственной деятельности.
Ключевые слова: выбуренная порода; природные радионуклиды; удельная активность.
Введение
На национальном и международном уровнях образование производственных отходов, в том числе выбуренной породы, признано одной из актуальных проблем в области радиационной безопасности. При добыче и транспортировке нефти, как и при добыче любых других полезных ископаемых, в окружающую среду попадают элементы естественных радиоактивных семейств урана-238 и тория-232, а также калия-40. Эти радионуклиды содержатся в выбуренной породе, самой нефти и в промысловых водах. Только в ПАО «Татнефть» ежегодно образуется более 100 тыс. т выбуренной породы.
Уровни облучения работников и населения, а также загрязнения среды обитания людей при обращении с производственными отходами с повышенным содержанием природных радионуклидов, образующихся в результате деятельности организаций нефтегазового комплекса, определяются удельной активностью природных радионуклидов в отходах и их количеством на рабочем месте, продолжительностью работы с отходами и их физико-химическим состоянием, запыленностью воздуха в зоне дыхания, длительностью контакта населения с отходами и интенсивности поступления природных радионуклидов в среду обитания людей, техническими характеристиками систем сбора, временного хранения и захоронения, транспортировки и характера использования отходов и т.п.
Целью данной работы является исследование удельной активности выбуренной породы, образующейся на объектах нефтяной промышленности Республики Татарстан, и ее санитарно-гигиеническая оценка.
Материалы и методы исследования
Определение мощности дозы гамма-излучения и выявление локальных радиационных аномалий на объектах нефтяной промышленности на территории юго-востока Республики Татарстан проводили в соответствии с МУ 2.6.1.2398-08.
При проведении радиационного контроля территории кустов скважин и выбуренной породы, расположенной в амбарах, использовали поисковый дозиметр-радиометр ДКС-96, с блоком детектирования БДПГ-96, дозиметр ДКГ-03Д «Грач», а в лабораторных условиях - спектрометрический комплекс «Прогресс 2000».
Поисковая гамма-съемка на объектах нефтяной промышленности на территории юго-востока Республики Татарстан проведена по прямолинейным маршрутным профилям с шагом сети 2.5 м со скоростью не более 2 км/ч. При измерении блок детектирования располагали на высоте 0.1-0.3 м от поверхности земли перпендикулярно направлению прохождения выбранного профиля, совершая зигзагообразные движения. При движении по маршруту проводили прослушивание регистрируемых импульсов по звуковому сигналу и контроль по стрелочному индикатору. Кроме того, более детальному обследованию подвергали объекты, расположенные между маршрутами, на которых вероятность радиоактивного загрязнения повышена (ямы, канавы, кучи мусора и т.д.).
Измерения мощности эквивалентной дозы гамма-излучения в контрольных точках проводили на высоте 1 м от поверхности земли. Так как измерения проводили дозиметром типа ДКГ-03Д, время измерения устанавливали таким образом, что случайная составляющая погрешности оценки значения результата измерения не превышала 20 %.
Пестрепинский
Матеды [некий
Елабужский 1
Тукаевекий
Рыбно-Слобод ский
Чистопольский
Алексеева? mi
^Заинек и^ Сар^зноваси^
Р.
^tiybaf
• • Ль мет Рвении
-ч* • . .¡А.
Муслюмовский-
/
в^иакаевский1,
ЧеремшанскИ
Лг* j»*\m •,
V
Леииног%ский I
/а
Рис. 1. Места отбора проб выбуренной породы из амбаров в точках с максимальным уровнем МЭД ГИ для количественной оценки содержания естественных радионуклидов
Для оценки количественного содержания естественных радионуклидов были отобраны пробы выбуренной породы из амбаров в точках с максимальным уровнем МЭД ГИ по результатам поисковой гамма-съемки (рис. 1). Всего было отобрано и проанализировано 119 проб выбуренной породы методом гамма-спектрометрии и проведен расчет эффективной удельной активности природных радионуклидов калия-40, тория-232 и радия-226.
Результаты и их обсуждение
Измеренные значения мощности экспозиционной дозы гамма-излучений (поисковые замеры на объектах нефтяной промышленности на территории юго-востока Республики Татарстан) на всех обследованных амбарах составили 0.06-0.12 мкЗв/ч. Среднее значение составило 0.07 мкЗв/ч. Согласно нормативным документам, локальные радиационные аномалии на обследуемой территории отсутствуют, если по результатам поисковой гамма-съемки не выявлено зон, в которых показания радиометра в 2 и более раз превышают среднее значение, характерное для остальной части земельного участка т.е. Н , .<2. В результа-
J тах/тгш 1 J
те проведенных исследований установлено, что Н , .„ =1.71. Таким образом, при поисковых из-
тах/тгш 1 71
мерениях поверхностных радиационных аномалий не обнаружено.
Измерения мощности эквивалентной дозы гамма-излучения в контрольных точках узлах масштабной сетки на обследованных участках имели минимальные уровни 0.09 мкЗв/ч, максимальные 0.14 мкЗв/ч. Средний показатель этих
измерений составил 0.11 мкЗв/ч.
Если на участках по результатам обследования не обнаружено радиационных аномалий, а для среднего (или средневзвешенного) значения мощности эквивалентной дозы гамма-излучения (Н взв) соблюдается условие:
Н + ё < 0.6 мкЗв/ч,
ср.взв. 7
то территория соответствует требованиям санитарных правил и гигиенических нормативов. В нашем случае Н +ё составляет 0.11 + 0.022 =
J ср.взв.
0.132 мкЗв/ч.
Для оценки количественного содержания естественных радионуклидов в пробах выбуренной породы из амбаров в точках с максимальным уровнем МЭД ГИ были измерены удельные активности калия-40, тория-232 и радия-226 и проведен расчет их эффективной удельной активности.
По полученным данным были построены гистограммы распределения удельной активности калия, радия и тория (рис. 2).
Удельная активность калия-40 в выбуренной породе колеблется в пределах от 0 до 384 Бк/ кг, в среднем она составляет 133+88.6 Бк/кг. Все полученные значения удельной активности калия- 40 с доверительной вероятностью 99.7% лежат в интервале х ± 3а.
А ср
Удельная активность тория-232 в выбуренной породе колеблется в пределах от 0 до 23 Бк/кг, в среднем составляя 86+5.2 Бк/кг. Все значения удельной активности тория-232 с доверительной вероятностью 99.7% лежат в интервале х ср ± 3а.
Удельная активность радия-226 в выбуренной породе колеблется в пределах от 5.5 до 39 Бк/кг и
российский журннл ИМ! экологии
Рис. 2. Гистограммы распределения удельной активности калия-40, тория-232 и радия-226
в среднем составляет 18.3+7.8 Бк/кг. Все значения удельной активности тория-232 с доверительной вероятностью 99.7% лежат в интервале х ср ± 3а.
По данным А. П. Виноградова в средней полосе России в различных типах почв содержание К-40, тория-232 и радия- 226 колеблется в пределах от 90 до 700 Бк/кг, 6-48 Бк/кг, 6-31 Бк/кг, соответственно. Из представленных результатов видно, что содержание естественных радионуклидов в отобранных пробах находится в пределах их естественного содержания в почвах средней полосы России.
Твердые отходы, образующиеся при осуществлении не связанных с использованием атомной энергии видов деятельности по добыче и переработке минерального и органического сырья с повышенным содержанием природных радионуклидов, относятся к радиоактивным отходам в случае, если выполняется следующее условие (Постановление ..., 2012):
Ла+1,3Лг1+0,09Лк>10Бк/г, где: ЛЯа - удельная активность радия-226, находящегося в равновесии с радионуклидами уранового ряда, Бк/г; Лгь - удельная активность тория-232, находящегося в равновесии с радионуклидами ториевого ряда, Бк/г; Лк - удельная активность калия-40, Бк/г.
Эффективная удельная активность в выбуренной породе (рис. 3) колеблется в пределах от 14.2 до 86.9 Бк/кг и в среднем составляет 41.4 Бк/кг. Рассчитанные значения дисперсии и стандартного отклонения соответственно равны: 277.5 и 16.7 Бк/кг. По правилу 3а практически все значения эффективной удельной активности лежат в интервале х ±3а.
Г ср
Рис. 3. Гистограмма распределения эффективной удельной активности природных радионуклидов в выбуренной пород
Активность всех проб выбуренной породы не превышает норматива в 10 Бк/г и, следовательно, их нельзя отнести к радиоактивным отходам.
Удельная эффективная активность (Аэфф) ЕРН во всех пробах не превышает санитарно-гигиенического норматива 370 Бк/кг (СанПиН 2.6.1.252309). Согласно указанной норме, при данных величинах удельной активности не вводится никаких ограничений на использование в хозяйственной деятельности любых твердых материалов, сырья и изделий.
Заключение
В результате проведенных исследований установлено, что ни на одном из обследованных амбаров радиационных аномалий не обнаружено. Мощность экспозиционной дозы гамма излучения изменяется от 0.06 до 0.12 мкЗв/ч. Мощность эквивалентной дозы гамма излучения не превышает 0.14 мкЗв/ч. Радиационный фон на обследованной территории соответствует радиационному фону, сложившемуся в целом на территории Республики Татарстан. Участки радиационного загрязнения локального характера отсутствуют.
Активность естественных радионуклидов находится в пределах интервалов, характерных для данных географических и геологических условий. Эффективная удельная активность природных радионуклидов Аэфф во всех случаях меньше не только 10 Бк/г, но и более жесткого норматива в 370 Бк/кг. Обращение с такими производственными отходами в производственных условиях, включая их сбор, временное хранение, транспортировку и захоронение на свалках общепромышленных отходов по радиационному фактору осуществляется без ограничений.
Список литературы
1. МУ 2.6.1.2398-08 «Радиационный контроль и санитарно-эпидемиологическая оценка земельных участков под
строительство жилых домов, зданий и сооружений общественного и производственного назначения в части обеспечения радиационной безопасности».
2. Постановление Правительства Российской Федерации от 19.10.2012 г. №1069 «О критериях отнесения твердых, жидких и газообразных отходов к радиоактивным отходам, критериях отнесения радиоактивных отходов к особым радиоактивным отходам и к удаляемым радиоактивным отходам и критериях классификации удаляемых радиоактивных отходов».
3. СанПиН 2.6.1.2523-09 (НРБ-99/2009). Нормы радиационной безопасности.
O.R. Badrutdinov, V.Z. Latypova. Specific activity of drilled cuttings produced during oil production in the Rebublic of Tatarstan.
According to the results of gamma-spectromet-ric analysis of drilled cuttings samples taken in the region of PJSC "Tatneft" activity, effective specific activity of natural radionuclides (potassium-40, tho-rium-232 and radium-226), which does not exceed the most stringent standard at 370 Bq/kg, regulated by norms of Radiation Safety Standard-99/2009 is calculated. Under the document, there are no restrictions on the use of such materials in the economic activity.
Keywords: drilled cuttings; natural radionuclides; specific activity.
38
российский журннл ииой экологии
