Натурные исследования последствий сброса и захоронения радиоактивных отходов в моря северного и дальневосточного регионов российской федерации
| Вид материала | Автореферат |
- Технология захоронения жидких промышленных отходов, 77.49kb.
- Основные правила учета и контроля радиоактивных веществ и радиоактивных отходов в организации, 738.05kb.
- А. Г. Кеслер Северский государственный технологический институт Комплексное исследование, 32.9kb.
- Правила учета и контроля радиоактивных веществ и радиоактивных отходов в организации, 838.3kb.
- 12 глава Управление природопользованием и охраной окружающей среды, 315.33kb.
- Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору, 1217.74kb.
- Федеральная служба по экологическому, технологическому и атомному надзору, 1210.14kb.
- Инструкция о порядке ведения учета и контроля радиоактивных веществ и радиоактивных, 877.05kb.
- Гамма-спектрометрический комплекс контроля активности и нуклидного состава инертных, 105.9kb.
- Постановления Правительства Российской Федерации от 20 ноября 1999 г. N 1281 о мерах, 238.55kb.
3.2. Результаты натурных исследований радиоактивности морской воды, сопровождавших сброс ЖРО в Баренцево море.
Для корректной оценки воздействия сбросов ЖРО на радиоактивное загрязнение морской воды были проведены натурные исследования динамики формирования радиационной обстановки в районах слива в Баренцевом море непосредственно в период проведения операций по сливу ЖРО:
- в 1984г. при сливе ЖРО атомных ледоколов;
- в 1987 и 1990гг. при сливе ЖРО с объектов Северного флота.
Изучение радиоактивности включало следующие основные этапы:
- определение радионуклидного состава и активности отдельных радионуклидов в ЖРО, предназначенных для слива в море;
- фоновая съемка радиоактивности воды района перед сливом ЖРО;
- измерение радиоактивности воды в процессе и после слива ЖРО (до 5 суток).
В Таблице 3. приведены примеры состава гамма-излучателей и их объемной активности в цистернах спецтанкеров. В процессе слива ЖРО пробы воды отбирали при пересечении радиоактивного следа во время слива ЖРО из каждой из цистерн спецтанкеров (ввиду различия активности, радионуклидного состава и соотношения взвесь/раствор).
Таблица 3. Состав гамма-излучателей и их объемная активность в цистернах cпецтанкеров, Ки/л (Бк/л).
| Цистерна | 137Cs | 134Cs | 154Eu | 152Eu | 60Co | 54Mn | 144Ce | 58Co |
| Спецтанкер “Серебрянка”, ЖРО атомных ледоколов, слив осенью 1984 г. | ||||||||
| № 1 | 4,1·10-5 (15,2·105) | 2,1·10-5 (7,8·105 ) | 1·10-5 (3,7·105) | 2·10-6 (7,4·104) | 2,2·10-6 (8,1·104 ) | 7·10-7 (25,9·103) | 2·10-5 (7,4·105) | - |
| № 2 | 1,1·10-5 (4,1·105 ) | 5,0·10-6 (18,5·104) | 3,5·10-6 (13,0·104) | 1,1·10-6 (4,1·104) | 5·10-7 (18.5·103) | 4,5·10-7 (16.7·103) | - | - |
| Спецтанкер ТНТ-29, ЖРО объектов Северного Флота, слив летом 1990 г. | ||||||||
| № 1 | 7,6·10-6 (28.1·104) | 1·10-6 (3.7·104) | - | - | 1,6·10-8 (5.9·102) | 1,2·10-8 (4.4·102) | - | 1,6·10-8 (5.9·102) |
| № 6 | 1,6·10-5 (5.9·105 | 2·10-6 (7.4·104) | - | - | 2,2·10-8 (8.1·102) | 2,3·10-9 (8.5·101) | - | 1,5·10-9 (5.6·101) |
19
В табл. 4 приведены обобщенные данные по содержанию отдельных радионуклидов в поверхностной морской воде на различных этапах работ при сливе ЖРО. Результаты проведенных исследований показали, что повышенные (до порядка величины по сравнению с фоновыми) концентрации радионуклидов имеют место только в первые сутки, иногда часы после слива ЖРО. Спустя пять суток после слива радионуклиды из состава ЖРО объектов Северного Флота в районе слива уже не регистрировались. Радионуклиды из состава ЖРО атомных ледоколов были выявлены в районе слива во взвеси и спустя пять суток после слива, но в крайне низких концентрациях, не представляющих радиоэкологической опасности.
Таблица 4. Содержание отдельных радионуклидов в поверхностной морской воде до и после слива ЖРО, Бк/м3 .
| Время отбора* | 137Cs | 134Cs | 154Eu | 152Eu | 60Co | 144Ce | 90Sr |
| Слив ЖРО атомных ледоколов, осень 1984 г. Район слива №1 Взвешенное вещество | |||||||
| До слива*** | < 0,06 | < 0,06 | - | - | - | - | - |
| 0,5 - 3 часа** | 1,3 | 0,3 | 7,6 | 3,2 | 0,4 | 7,0 | - |
| 4 - 5 суток*** | 0,05 -0,13 | 0,02 | 0,3 - 0,5 | 0,1 | 0,03 -0,04 | 0,2 - 0,3 | - |
| Растворенная часть | |||||||
| До слива*** | 3 – 5 | 0,07 | - | - | - | - | 5 – 6 |
| 0,5 - 3 часа** | 10 – 110 | 12 – 50 | - | - | - | - | 9 – 23 |
| 4 - 5 суток*** | 5 – 17 | 0,1 - 0,3 | - | - | - | - | 4 – 11 |
| Слив ЖРО с объектов Северного Флота, лето 1990 г. Район слива № 5 Взвешенное вещество | |||||||
| До слива*** | 0,6 - 0,7 | < 0,2 | - | - | - | - | - |
| 0,5 часа** | < 1 - 2,6 | < 1 | - | - | - | - | - |
| 5 суток*** | < 0,2 - 0,4 | < 0,2 | - | - | - | - | - |
| Растворенная часть | |||||||
| До слива*** | 14 – 17 | < 0,6 - 0,9 | - | - | - | - | - |
| 0,5 часа** | 30 – 130 | < 2,5 – 11 | - | - | - | - | - |
| 5 суток*** | 8 – 12 | < 0,4 - 0,7 | - | - | - | - | - |
Примечания:
* время отбора указано по отношению к моменту слива
** при пересечении радиоактивного следа
*
20
** в целом по району слива
ГЛАВА 4. СОСТАВ И ОБЪЕМ НАТУРНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ
В РАЙОНАХ ЗАХОРОНЕНИЙ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ
В четвертой главе описан состав и объем натурных исследований, проведенных в районах захоронения РАО в Карском и Японском морях. В Северном регионе были проведены исследования в наиболее важных с радиоэкологической точки зрения районах захоронения, то есть в тех районах, где наряду с обычными ТРО захоранивались объекты с невыгруженным ОЯТ - заливы Абросимова, Степового и Цивольки на восточном побережье Новой Земли и район захоронений в Новоземельской впадине Карского моря.
Если в северных морях сброс и захоронение РАО проводилось только Советским Союзом и затем небольших объемах Россией, то в дальневосточных морях сбросы производились еще и Японией и Республикой Корея. Совместные исследования здесь были проведены в два этапа. На первом этапе были обследованы районы сбросов РАО СССР и России в Японском море, на втором этапе – районы захоронений СССР в Охотском море и в Тихом океане вблизи Камчатки, а также районы захоронений Японии в Тихом океане и Республики Корея в Японском море. В связи с большими глубинами моря в районах захоронений в Дальневосточном регионе, обследование здесь было существенно менее детальным, нежели в районах захоронений в Северном регионе.
В каждом из обследуемых районов захоронения ТРО в Северном регионе проводились следующие виды работ:
1.Поиск и локализация ТРО (контейнеры, затопленные суда, реакторные отсеки и т.п.) с помощью буксируемых гидролокаторов бокового обзора, гидролокаторов кругового обзора и управляемого с борта НИС подводного аппарата (УПА).
2. Осмотр обнаруженных объектов с помощью УПА с подводными видеокамерами с целью их идентификации и оценки состояния защитных барьеров.
3. Измерение мощности дозы и спектра гамма-излучения как вплотную, так и в непосредственной близости от затопленного объекта погружным гамма-спектрометром (установленным на УПА и бортовым).
4. Отбор проб воды, донных отложений и бентоса на различных расстояниях от затопленного объекта и по разным направлениям (по экспертной оценке на месте). Расположение точек отбора и их количество определялось на месте по результатам измерения проб морской среды на бортовом лабораторном гамма-спектрометре.
5
22
21
. Отбор проб воды с различных горизонтов по глубине и концентрирование искусственных радионуклидов из отобранных проб.
6. Отбор проб почвы в отдельных местах на берегах заливов Новой Земли, в которых производилось захоронение РАО. Необходимость проведения данного вида наблюдений возникла при работах в северных районах захоронений, с целью выделения вклада локальных радиоактивных выпадений (от проведенных на Новоземельском полигоне ядерных испытаний) в радиоактивное загрязнение морской среды.
7. Предварительные измерения концентратов проб воды (фильтры, сорбенты), донных отложений и бентоса на борту судна на бортовом гамма-спектрометре. В зависимости от результатов предварительных гамма-спектрометрических измерений (выявление повышенных уровней радиоактивного загрязнения) иногда проводился отбор проб на дополнительных станциях для получения более детальной картины пространственного распределения концентраций радионуклидов по акваториям районов захоронений. Расположение дополнительных станций определялось на месте.
8. Гидрологические наблюдения, основными из которых являлись измерения профилей температуры и солености морской воды. Эти наблюдения были необходимы как для правильного выбора горизонтов отбора проб воды, определения природы присутствующих в районе захоронения водных масс, так и для последующих оценок возможного переноса радионуклидов из районов захоронений в другие районы моря.
Поиск затопленных объектов проводился двумя способами. Первый способ основан на применении буксируемого сонара (гидролокатора) бокового обзора и был использован во время работ на Севере в 1993 и 2002 годах. В тех местах, где в соответствии с имеющейся информацией производилось захоронение на морском дне содержащих радиоактивные вещества объектов, составлялась сетка курсовых линий, охватывающая главные точки захоронения. Во время проведения работ в совместной российско-норвежской экспедиции 1993г. на судне размещался высокочастотный сонар бокового обзора типа Simrad Mesotech 992 (предоставленный норвежской стороной и обслуживавшийся норвежскими специалистами), который следовал на буксирном тросе за судном, идущим по курсовым линиям сетки со скоростью два-три узла. Во время повторного обследования залива Абросимова в 2002г. использовался отечественный гидролокатор бокового обзора (ГБО) «Рейнджер-500» производства ФГУП ЦНИИ «Гидроприбор». Когда на экране сонара распознавался объект, с судна сбрасывался буй для обозначения точного положения объекта.
Второй способ основан на применении для поиска объектов высокочастотного сонара кругового обзора, который устанавливается на малом плавсредстве. Этот способ применялся при работах в северном регионе в заливах Новой Земли, когда погодные условия позволяли работать с малого судна. При этом существенно экономилось экспедиционное время, так
как в то время, как ведется поиск объектов с малого плавсредства, экспедиционное судно проводило другие виды предусмотренных программой исследований, например, производило работы по картированию радиоактивного загрязнения донных отложений акватории района захоронения или отбор проб воды.
По обнаружении затопленного объекта исследовательское судно вставало на якорь и проводилось более близкое изучение объектов с помощью УПА (Рис. 7.).
Рис. 7. Управляемый подводный аппарат марки “Buster”, применявшийся в совместных российско-норвежских экспедициях 1993-94гг. Рабочие моменты обследования затопленных объектов в заливе Абросимова.
На Рис.8. приведены примеры отображений на экране сонара кругового обзора некоторых затопленных в заливах Новой Земли объектов - баржи с радиоактивными отходами в заливе Абросимова и контейнеров с радиоактивными отходами во внутренней части залива Степового, а также кадры визуального обследования этих объектов с помощью установленной на УПА видеокамеры.
Для отбора проб морской воды и донных отложений в морских районах захоронений РАО использовался специальный комплекс средств для отбора проб морской среды в районах воздействия локальных источников радиоактивного загрязнения природных вод (поверхностных вод суши и морских вод). Данный комплекс разрабатывался и совершенствовался в ГУ «НПО «Тайфун» в течение многих лет при непосредственном участии автора. Наличие комплекса специальных средств отбора, позволяющих производить отбор воды в широком диапазоне объемов и с различных глубин, а также многолетний опыт их эксплуатации, позволил провести полевые исследования в морских районах захоронений радиоактивных отходов на высоком техническом уровне.
 |  |
 |  |
Рис. 8. Примеры отображений на экране сонара кругового обзора некоторых затопленных в заливах Новой Земли объектов - баржи с РАО в заливе Абросимова (вверху)и контейнеров с РАО во внутренней части залива Степового (внизу), а также кадры визуального обследования этих объектов с помощью установленной на УПА видеокамеры.
Для отбора проб морской воды с различных горизонтов применялись соответствующие этим горизонтам пробоотборные средства:
- о
24
23
тбор поверхностных морских вод осуществлялся при помощи специально разработанного пробоотборного комплекса;
- отбор морских вод с горизонтов ниже поверхностных до 300 м осуществлялся при помощи пробоотборного комплекса со шланговым пробоотборником "Спрут";
- отбор морских вод с горизонтов ниже 300 м до придонных водных масс осуществлялся при помощи батометра мягкого БМ-300;
- отбор придонных вод до глубины 300м осуществляется при помощи комплекса со шланговым пробоотборником «Спрут», ниже 300 м – с помощью специально сконструированного придонного батометра БП -150.
Для отбора проб донных отложений при работах в районах захоронений РАО наиболее часто применялись два типа пробоотборников, это - дночерпатель коробчатый (бокскорер) большой ДК-0,1 (представляет собой модифицированный в ГУ «НПО «Тайфун» бокскорер Смогена) и дночерпатель Д-0.25 конструкции Института океанологии РАН (хорошо известен под другим названием - "Океан", и представляет собой российскую модификацию дночерпателя Петерсена).
Лабораторный радионуклидный анализ отобранных во время экспедиционных обследований проб морской среды являлся ответственным этапом работ по мониторингу радиоактивного загрязнения районов захоронений, т.к. именно результаты радионуклидного анализа являлись основой для выработки окончательного заключения по данным обследований. Для определения, какие именно методики лабораторного радионуклидного анализа следует рекомендовать для анализа проб из районов захоронений РАО, мы руководствовались радионуклидным составом и активностями отдельных радионуклидов, приведенными в работах. В морской среде районов захоронений можно было ожидать присутствия широкого спектра искусственных радионуклидов. Как правило, первой стадией лабораторного радионуклидного анализа являлся гамма-спектрометрический анализ. При этом, обычно проводился гамма-спектрометрический анализ всех отобранных проб морской среды.
Поскольку уровни загрязнения проб радионуклидами, для определения которых требуется радиохимическое выделение (90Sr, 239,240Pu и др.) в большинстве случаев связаны с уровнями загрязнения проб гамма-излучателями, то наиболее важные пробы донных отложений для проведения радиохимического выделения выбирались по результатам гамма-спектрометрического анализа. Что касается водных проб, то количество радиохимических определений отдельных радионуклидов обычно намечалось заранее, и именно под это количество в экспедиционном рейсе производились операции первичного концентрирования.
У
25
дельная активность радионуклидов в отбираемых в ходе исследований пробах морской воды и донных отложений изменялась в широких пределах (до нескольких порядков величины) – от меньших, чем минимально детектируемые активности (МДА), до значений, соответствующих радиоактивным отходам. Соответственно различной была и точность радионуклидного анализа проб с разным уровнем удельной активности. В общем случае точность определения удельной активности радионуклида в пробе зависит от степени загрязнения исследуемой среды, времени измерения счетного образца, массы пробы и счетного образца, химического выхода при радиохимическом выделении, и других факторов. В большинстве случаев радионуклидный анализ проводился таким образом, чтобы относительная погрешность определения объемной или массовой активности радионуклидов на глобальных уровнях загрязнения лежала в пределах 10-30%. МДА рассчитывалась для 50% относительной погрешности определения. При повышенных и высоких уровнях загрязнения относительная погрешность определения удельной активности радионуклидов составляла единицы процентов.
Примененная методология обследования позволила, с одной стороны, по результатам измерений во время самого обследования готовить предварительное заключение о фактическом воздействии сброса РАО на радиоактивное загрязнение морской среды (что особенно важно с политической точки зрения, так как предварительное заключение доводилось до общественности сразу по окончании рейса) и, с другой стороны, производить радионуклидный анализ в течение необходимого времени для подготовки окончательного заключения.