Вестник Челябинского государственного университета. 2013. № 7 (298).
Биология. Вып. 2. С. 85-87.
С. С. Андреев, И. Я. Попова, Е. А. Пряхин
РАДИОАКТИВНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ НЕКОТОРЫХ ВОДОЁМОВ — ХРАНИЛИЩ ЖИДКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ ПО «МАЯК»
Приведены результаты исследований радиоактивного загрязнения воды и донных отложений промышленных водоёмов В-4, В-10, В-11 ПО «Маяк». Рассчитаны вклады основных дозообразующих радионуклидов (13^, 9(^г, 3Н), а также изотопов плутония (238> 239, 240, 241Ри) и урана С234, 238и) в суммарную активность исследуемых объектов. Показано, что концентрация Р-излучающего 241Ри во всех объектах водоёмов выше, чем а-излучающих изотопов плутония.
Ключевые слова: Теченский каскад водоёмов (ТКВ), радионуклиды, коэффициент донной адсорбции (КДА).
Введение. В результате производственной деятельности ПО «Маяк» в 1949-1956 гг. в р. Тече было сброшено свыше 2,75 млн Ки радиоактивных отходов. Для предотвращения дальнейшего распространения депонированных в реке радиоактивных веществ в 1956-1964 гг. верховье р. Течи было перекрыто каскадом плотин, в результате чего образовался Теченский каскад водоёмов (ТКВ).
В настоящее время важным вопросом является безопасность промышленной эксплуатации ТКВ при текущих уровнях радиоактивного загрязнения.
Цель. Определить содержание основных радионуклидов в воде, донных отложениях водоёмов В-4, В-10, В-11 и рассчитать вклад основных дозообразующих радионуклидов в суммарную активность исследуемых объектов.
Материалы и методы. Отбор проб воды и донных отложений на водоёмах проводили по обще-
принятым методикам. Для определения содержания радионуклидов (137С8, 90Бг, 3Н, 238, 239, 240, 241Ри и 234, 238и) в воде и донных отложениях в промышленных водоёмах В-4, В-10 и В-11 использовали спектрометрические и радиохимические методы [1].
Результаты и обсуждение. В табл. 1 представлены средние значения содержания радионуклидов в воде водоёмов ТКВ за 2009 г. и вклад каждого в суммарную активность исследуемых радионуклидов.
Основными загрязнителями воды в исследуемых водоёмах являются 9°Бг и тритий, при этом в воде В-11 увеличивается доля 90Бг и уменьшается 137С8. Средние значения соотношений в водоёмах В-4, В-10, В-11: 137С8/90Бг — 0,1, 0,01, 0,002. Доля 241Ри, в сумме изотопов плутония, значительна и составляет от 64 до 78 %.
Донные отложения играют ведущую роль в процессе самоочищения от загрязняющих
Таблица 1
Радионуклидный состав воды промышленных водоёмов ТКВ (% — вклад радионуклидов в суммарную активность воды)
Радионуклид Водоём 4 Водоём 10 Водоём 11
Бк/л % Бк/л % Бк/л %
Цезий-137 490±240 4,8 34,8±2,4 0,52 3,0±0,6 0,14
Стронций-90 4 660±450 46,0 3320±160 49,7 1 390±150 63,9
Плутоний-241 11,0 0,11 0,91 0,014 0,16 0,007
Плутоний-238 2,53 0,025 0,14 0,002 0,05 0,002
Плутоний-239, 240 2,08 0,021 0,11 0,0016 0,04 0,002
Уран-234 0,37 0,004 0,51 0,008 не опред.
Уран-238 0,26 0,003 0,36 0,005 не опред.
Тритий 4 960±730 49,0 3 330±34 49,8 780±6 35,9
веществ как проточных, так и непроточных водоёмов. Одновременно они же являются источниками вторичного загрязнения воды за счёт десорбции радионуклидов [2].
Исследование содержания радионуклидов в донных отложениях водоёмов В-4, В-10 и В-11, отобранных в 2007-2009 гг. в различных точках по акватории, показало большую неравномерность распределения радионуклидов по ложу водоёма.
Основное количество 137С8 в водоёме В-4 (табл. 2) находится в верхней части водоёма, к концу водоёма уроень загрязнения снижается. По мере удаления от начала водоёма увеличивается вклад 90Бг от 4 до 25 % и изотопов плутония и америция от 3 до 20 %.
При изучении радионуклидного состава донных грунтов В-10 (табл. 3) установлено, что основная активность обусловлена также 137С8 (от 64 до 74 %), на долю изотопов плутония и 241Ат приходится от 16 до 23 % от суммарной активности, при
этом в среднем около 12 % вносит 241Ри. В донных илах В-10 наблюдается тесная связь между содержанием 60Со и 137С8 (среднее соотношение —
0,007±0,001). Концентрация 241Ри в донном грунте превышает суммарную активность других изотопов плутония в 4-6 раз. Соотношение 241Ат/137С8 составляет в среднем 0,047. Соотношение 238Ри / 239,240Ри колеблется от 1,2 до 1,4.
В донных грунтах В-11, отобранных в 2009 г., наибольшие концентрации радионуклидов наблюдаются в центре водоёма — бывшего русла реки. Разброс активности 137С8 в иле значительный — от 35 до 570 кБк/кг, содержание 90Бг практически одинаковое во всех точках отбора и составляет в среднем 470 кБк/кг. Разброс значений активности изотопов плутония также значителен — от 0,5 до 4 кБк/кг, при этом среднее соотношение 238Ри / 239,240Ри составляет 1,2.
Способность донных отложений сорбировать радионуклиды характеризуется коэффициентом донной адсорбции (КДА) [3].
Таблица 2
Уровни загрязнения радионуклидами донных отложений В-4, кБк/кг (2009 г.)
Радионуклид Верховье водоёма Середина водоёма 150 м от стока водоёма В-4
Цезий-137 26 800 10 600 7 720
Кобальт-60 19 205 229
Стронций-90 1 050 2 760 3 570
Плутоний-238 60 360 325
Плутоний-239, 240 180 290 250
Америций-241 9 667 327
Плутоний-241 545 1 860 1 600
Таблица 3
Содержание радионуклидов в донных отложениях В-10, кБк/кг (2009 г.)
Радионуклид 250 м от плотины П-4 Левый берег Центр Правый берег 200 м от плотины П-10
Цезий-137 2 310 205 2 060 216 2 170
Кобальт-60 24,3 1,3 12,4 1,6 12,8
Стронций-90 319 24,1 364 67,6 246
Плутоний-238 57 4,9 66 5,6 41
Плутоний-239, 240 41 4,1 56 4,3 32
Америций-241 128 9,8 85 10,4 106
Плутоний-241 577 30 302 32 320
Сравнение рассчитанных КДА для илистых грунтов исследуемых водоёмов показало, что 90Бг обладает наименьшей способностью к сорбции и КДА колеблется от 100 и для В-10 до 740 для В-4. КДА для 137С8 намного выше и для водоёмов — 4, 10, 11 составляют в среднем 78 000. Максимальные значения КДА наблюдаются для изотопов плутония в донных отложениях В-10 — 4 • 105, в В-4 и В-11 — 1,4 • 105 и 3,2 • 104 соответственно.
Выводы и заключение. 1. Основными радионуклидами, определяющими радиоактивное загрязнении воды исследуемых водоёмов (В-4, В-10, В-11), являются 90Бг и тритий.
2. Активность донных отложений В-4, В-10 обусловлена в основном 137С8, в В-11 — 90Бг
3. Содержание 241Ат в донных грунтах водоёмов ТКВ, обусловленное распадом Р-излучающего 241Ри, значительно выше, чем а-излучающих изотопов плутония.
4. 90Бг обладает наименьшей способностью к сорбции в донных отложениях, а изотопы плутония — наибольшей.
Список литературы
1. Сборник методик по определению радиоактивности окружающей среды. Методики радиохимического анализа / под ред. Г А. Середы, З. С. Шулепко. М., 1966. 51 с.
2. Радиационно-гигиенические и медико-биологические последствия массированного радиоактивного загрязнения речной системы : отчёт о НИР (заключит.) / УНПЦ РМ. Инв. № 119. Челябинск, 1990.
3. Егоров, Ю. А. Радионуклиды в природнотехногенной системе «АЭС-водоём-охладитель» / Ю. А. Егоров, А. Л. Суздалева // Проблемы радиоэкологии и пограничных дисциплин. Екатеринбург, 2005. С. 94.