Радиоэкологический мониторинг наземных экосистем АЭС

Для примера рассмотрим радиоэкологический мониторинг наземных экосистем. В режиме нормальной эксплуатации АЭС активность ее радионуклидов, накапливаемых растениями и в фитогеоценозе, в целом такова, что радиационное воздействие АЭС на растения невелико и не приводит к каким-либо необратимым последствиям в их организмах, хотя доза облучения некоторых растений оказывается существенно более высокой, чем доза на человека. Если речь идет о радиационном воздействии радиоактивного загрязнителя, поступающего с АЭС (предприятий ЯТЦ) в наземные биогеоценозы, надо иметь в виду, что это практически вечное загрязнение, ибо не исключается, что в одном и том же регионе будет эксплуатироваться не одно поколение АЭС. По этой причине сегодня нельзя быть абсолютно уверенным, что длительное радиационное воздействие, хотя и в малых дозах, останется без реакции со стороны растений. Поэтому получение информации о реакции растений на малые, но длительные радиационные воздействия - одна из важных задач. Решается эта задача организацией и проведением радиационного экологического мониторинга в регионе АЭС.

С 1989 года при Госкомгидромете работает межведомственная комиссия по радиационному контролю. В Госкомгидромете существует система мониторинга радиоактивного загрязнения поверхностных вод, почв и воздуха.

Целями радиоэкологического мониторинга являются:

- определение динамики и прогнозирования радиационной обстановки;

- выяснение поведения радионуклидов в объектах природной среды;

- оценка радиационного состояния растительного и животного мира, в том числе лесных ресурсов Беларуси;

- получение данных и построение карт радиационной обстановки различного назначения;

- выработка практических рекомендаций по рациональному и безопасному природопользованию;

- оценка влияния радиационной обстановки на жизнедеятельность организмов.

Задачи радиоэкологического мониторинга:

- определение радиационного фона;

- определение содержания радионуклидов в воздухе, поверхностных водах, почвах.

Одной из составных частей радиационного мониторинга является мониторинг реперной сети. Его объектами являются населенные пункты, расположенные в различных зонах загрязнения почвы¹³⁷Cs.

На реперной сети проводятся наблюдения по следующим показателям:

- мощность экспозиционной дозы гамма-излучения в воздухе на высоте 1,0 м и 3 – 4 см от поверхности почвы.

- уровни радиоактивных выпадений (горизонтальные планшеты) и аэрозолей (ФВУ).

- запас активности радионуклидов в почве и донных отложениях.

- удельная радиоактивность в пробах объектов мониторинга (вода, донные отложения).

В пробах почвы определяются, ¹³⁷Cs, ⁹⁰Sr, ^{238, 239, 240}Pu и ²⁴¹Am. В пробах воды и донных отложений определяются ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr .

Задачей радиационного мониторинга реперной сети является:

- изучение запаса и накопления радионуклидов в различных объектах исследования (почва, донные отложения);

- изучение вертикальной миграции радионуклидов в почве и факторов, влияющих на данный процесс;

- определение путей распространения радионуклидов в объектах исследования;

- изучение динамики радиационного загрязнения почвы, поверхностных вод рек и донных отложений;
2 Организация сети радиоэкологического мониторинга

Организация сети радиоэкологического мониторинга Основными элементами системы экологического мониторинга в регионе размещения радиационно-опасных объектов является сеть контрольных участков на сельскохозяйственных угодьях и контрольных пунктов на фермах. Контрольная сеть создается с учетом места размещения и зоны возможного воздействия объекта, преимущественного направления «розы ветров» в весенне-летний период (период вегетации сельскохозяйственных культур и пастбищного содержания животных), характера распределения существующего радиоактивного загрязнения, структуры землепользования, характеристик почвенного покрова, направленности животноводства. При организации сети мониторинга агроэкосистем используется картографическая основа хозяйств, входящих в 10-км зону объекта. Выбор контрольных участков на сельскохозяйственных угодьях. При выборе контрольных участков на сельскохозяйственных угодьях обобщаются данные по почвенным характеристикам и структуре землепользования в хозяйствах. Выделяют пахотные угодья, сенокосы и пастбища. На пахотных угодьях анализируется информация о размещении полевых и кормовых севооборотов. На пастбищах и сенокосах учитывают их характеристики – культурные угодья или естественные луга. При выборе контрольных участков учитываются также зональные особенности ведения земледелия, в частности, применение орошения. Выбор контрольных пунктов в животноводстве. При выборе контрольных пунктов для наблюдения за миграцией радионуклидов по животноводческой цепочке анализируются данные по ведению животноводства и структуре стада. Как правило, выбирается молочно-товарная ферма, наиболее близко расположенная к радиационно- опасному объекту, и ферма, расположенная за пределами зоны контроля объекта.

В настоящее время на 59 станциях ежедневно измеряется мощность экспозиционной дозы гамма-излучения. Измерения мощности экспозиционной дозы в 100-километровой зоне влияния АЭС проводятся через каждые 3 часа. На 26 станциях контролируется уровень радиоактивных выпадений из приземного слоя атмосферы (горизонтальные планшеты). В 6 городах Беларуси (Минск, Могилев, Гомель, Брест, Мозырь, Пинск) с использованием фильтровентиляционных установок ежедневно измеряется содержание радиоактивных аэрозолей. Ежемесячно проводятся измерения γ-излучающих радионуклидов и ⁹⁰Sr в пробах выпадений и аэрозолей.

Контроль за загрязнением поверхностных вод и донных отложений ведется на 5 основных реках (Днепр, Сож, Припять, Ипуть, Беседь), протекающих по загрязненной территории, с 1986 года ежемесячно.

Радиоэкологический мониторинг проводится на реперной сети, которая включает в себя 181 реперную площадку. Количество реперных точек зависит от степени загрязнения территории. В районах с плотностью загрязнения почвы ¹³⁷Cs от 5,0 Ки / км² (от 185 кБк / м²) и выше находится по 3 реперные площадки. На территории с плотностью загрязнения почвы ¹³⁷Cs от 1,0 до 5.0 Ки / км² (37 – 185 кБк / м²) расположено, в основном, по 2 реперные площадки. В районах, где содержание ¹³⁷Cs в почве до 1,0 Ки / км² (до 37 кБк / м²) расположено по 1 площадке.

С целью изучения процессов миграции радионуклидов в почве создаются ландшафтно-геохимические полигоны, которые расположены на местностях с различными типами почв. ЛГП (всего их 18) находятся в основном в зонах загрязнения почвы цезием-137 от 5.0 Ки / км² и выше (по 3 – 4 полигона на область), а остальных областях – по 1 – 2 полигона.

3.Система радиоэкологического мониторинга. Мобильные и стационарные средства радиационного контроля.

В связи с многообразием источников радиоактивного излучения и различными технологическими процессами с радиоактивными элементами разработаны следующие виды радиационного мониторинга.

Радиоэкологический мониторинг – комплексная информационно-техническая система наблюдений, оценок и прогнозов радиационного состояния биосферы на прилегающих к АЭС территориях и территориях, пострадавших от радиационных аварий.

Радиоэкологический мониторинг проводится по трем направлениям: базовый, кризисный (оперативный), научный.

Базовыйрадиоэкологический мониторинг создается с помощью сети постов наблюдений, охватывающую всю страну, включая также службы радиационного контроля на предприятиях атомной промышленности.

Кризисный радиоэкологический мониторинг формируется на основе деятельности территориальных служб наблюдений и контроля радиоактивных параметров окружающей среды на территориях с неблагоприятной радиационной обстановкой.

Научный радиоэкологический мониторинг реализуют координирующие структуры на базе научно-исследовательских учреждений, что разрабатывает методы и программы радиологических исследований и изучают влияние радиации на живые организмы.

Таким образом, комплексный радиоэкологический мониторинг основывается на информации, полученной от базового радиоэкологического мониторинга. Основными компонентами радиоэкологического мониторинга являются ядерно-радиационный, радиогеохимический, и радио гидрологический мониторинг.

Ядерно-радиационный мониторинг обеспечивает система наблюдений и контроля за состоянием потенциально опасных объектов, на которых возможен ядерный взрыв. В нашей стране к ним относят все энергоблоки действующих АЭС и объект «Укриття».

В рамках программы технической помощи Евросоюза в Украине создана система радиационного контроля ГАММА. Основными ее заданиями является выявление превышений уровней радиационного фона на подконтрольных территориях, уведомление ответственных лиц о радиационной обстановке и информацией, что необходима для проведения защитных мероприятий. На территории нашей страны эта система включает национальный информационно-кризисный центр (ИКЦ), что расположен в министерстве экологической безопасности (Киев) и два локальных центра (в городах Ровно и Запорожье). Система состоит из 27 постов дозиметрического контроля вокруг Ровенской АЭС, 11 постов вокруг Запорожской АЭС и 2 автоматизированных поста метеоконтроля на этих АЭС. Информация про дозы облучения поступает по радиоканалам в локальные центры а далее выделенными телефонными линиями в национальный центр. МЧС имеет доступ к этой системе в режиме реального времени. Параллельно с системой ГАММА была также внедрена система RODOS (Real Time on-line Decision Support System) система поддержки принятия решений в реальном времени при реагировании на ядерные аварии. Основными ее задачами является обеспечение управления большими объемами информации метеорологического и радиологического вида, оценка и прогноз радиационной ситуации, моделирование применения контрмер и вариантов действия в случае аварии. Кроме этого, ядерно-радиационный мониторинг имеет значение для оценки вероятности выхода радионуклидов из реакторного топлива в окружающую среду.

Радиогеохимический мониторинг является источником регулярной информации о пространственном загрязнении радиоактивных элементов и выявлении закономерностей их миграции в различных средах. С этой целью проводится с помощью спутников гамма-съемка территорий с масштабом 1:1000000 – 1:10000. На основе этой информации составляются карты плотности поверхностного загрязнения почв радиоактивными элементами (Цезий-137, Стронций-90).

Гидрогеологический мониторинг предусматривает наблюдение за радиационным состоянием поверхностных и подземных вод на гидрологических постах и скважинах.

Таким образом, в развитых странах радиоэкологический мониторинг является составной частью экологического мониторинга. В нашей же стране, в результате последствий аварии на ЧАЭС этот вид мониторинга имеет свои особенности.

В системах радиационного мониторинга производится идентификация источников ионизирующего излучения и оценки последствий выбросов объектов атомной энергетики и исследовательских реакторов. В зависимости от круга решаемых задач и размеров контролируемого ареала, системы радиационного мониторинга можно разделить на:

· локальные – контроль зоны радиусом до 50 км вокруг объекта атомной энергетики;

· региональные – контроль региона, содержащего несколько групп объектов и охватывающего площадь от нескольких десятков до сотен тысяч квадратных километре;

· национальные и международные.

В настоящее время вопросам радиационного мониторинга окружающей среды уделяется повышенное внимание. Это приводит к появлению новых средств и методов радиационного контроля, сочетающих быстроту проведения измерений непосредственно на территории и высокую точность лабораторного анализа.

Технические средства, традиционно используемые для радиационного мониторинга окружающей среды в большинстве представляют собой набор измерительных приборов (на сегодняшний день – достаточно высокого класса), каждый из которых позволяет получить значение того или другого параметра. Анализ всей совокупности данных для оценки обстановки в целом, как правило, проводится после получения всех результатов измерений различных параметров. В то же время бурное развитие вычислительной техники, появление портативных компьютеров, современного навигационного оборудования, средств измерения и передачи данных обусловили создание компактных стационарных и мобильных измерительных системы, позволяющих не только проводить необходимые измерения по нескольким параметрам, но и обеспечивать предварительный анализ, визуализацию, картографирование и передачу данных в режиме реального времени.