Содержание радионуклидов в сельскохозяйственной продукции, как критерий экологической безопасности

    Министерство  образования и науки Украины

    Запорожское областное отделение

    Малой Академии Наук 
 
 
 

      
 
 
 

       Содержание радионуклидов в сельскохозяйственной

    продукции, как критерий экологической безопасности

                           ( в зоне наблюдения Запорожской АЭС)

                
 

      

      . 
 
 
 

                                                  Автор:

                                                                            Синчук  Мария Валерьевна

           

                                                                     г.Энергодар, Запорожская область

                          Многопрофильный лицей, 10 класс. 

                          Научный руководитель:

                          доцент Хлебный Владимир Сергеевич 

                  
 
 
 
 
 
 
 

          Энергодар 2008 
 
 
 
 
 
 
 
 

    Содержание                               Стр. 
 

    Вступление  ………………………………………………………..                   3    

    1.Экологическая характеристика района расположения

       Запорожской АЭС    ………………………………………………                4                                                                 

    2.Запорожская АЭС и окружающая среда…………………………                6

       2.1 Загрязнение радионуклидами атмосферы и водоёмов …….                 6 

       2.2Загрязнение радионуклидами почвы………………………                      8 

    3. Критерии оценки экологической  безопасности…………………                9  

                     

    4.Содержание радионуклидов в сельхозпродуктах……………….              10 

       Заключение…………………………………………………………             12

                   

       Литература………………………………………………………….    13    

                                                                                                                          .

                           

    5Приложение…………………………………………………………              14 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

                    

                                                    Вступление     

                          

    Процесс выработки электроэнергии АЭС связан с выбросом в окружающую среду  загрязнителей, в том числе и  радионуклидов. Из атмосферы, почвы  и водоемов радионуклиды по экологическим  цепочкам попадают в сельхоз продукты и организм человека. Поэтому одним из критериев уровня радиационной безопасности может быть содержание радионуклидов в сельхозпродуктах в сравнении с допустимыми нормами. К концу ХХ в. атомная энергия, как наиболее перспективная, заняла первое место среди энергоносителей. Интенсивность развития атомной энергетики, наблюдающаяся во всем мире, является подтверждением того, что разумной и экологически обоснованной альтернативы для атомной энергии в настоящее время не существует. Но атомная энергетика имеет и свои, специфические для нее, отрицательные факторы, и прежде всего, потенциальная возможность радиационного загрязнения окружающей среды. Поэтому к использованию ядерных технологий следует относиться с повышенным вниманием.

          В качестве критерия  оценки радиационного загрязнения окружающей среды может быть показатель содержания радионуклидов в сельскохозяйственной продукции и в продуктах питания. Этим и обусловлена значимость такой оценки, а исследования особенно существенны в связи с принятым Законом Украины об усилении контроля в зоне  наблюдения АЭС /1/ 

           Актуальность темы – в необходимости постоянного мониторинга уровня экологической безопасности в части содержанию радионуклидов в сравнении с природными показателями и нормативными допусками.

           Цель исследований – изучить влияние ЗАЭС на экологическую характеристику окружающей среды в части радиационного с учетом содержания радионуклидов в растениях и в сельскохозяйственной продукции.

          Новизна исследований – дано обоснование возможности использования показателя содержания радионуклидов в сельхозпродукции в качестве одного из критериев уровня экологической безопасности. Проведена группировка сельхозпродуктов по содержанию радионуклидов и интенсивности их накопления.

          Методика исследований – сравнительный анализ лабораторных и полевых исследований и наблюдений, сопоставление полученных данных с допусками и нормативными показателями. Для исследований и анализа влияния Запорожской АЭС на окружающую среду в процессе выработки электроэнергии, использовали результаты анализов, отчеты /2/ и собственные наблюдения.  
 
 

       

     1  Экологическая  характеристика района расположения

                                           Запорожской АЭС  

           Запорожская АЭС расположена  на левом берегу Каховского  водохранилища в центральной его части, 70 км ниже г.Запорожья, 160 км выше плотины Каховской ГЭС (рис.1,см. приложение) В географическом отношении – это северная часть Таврической степи. Климат региона континентальный с жарким летом и сравнительно теплой зимой. Средняя годовая температура воздуха в районе размещения Запорожской АЭС составляет  +9,2⁰С, наиболее холодного месяца, января, -4,4⁰С, самого жаркого, июля, +22,9⁰С, максимальный и минимальный показатели температур отмечены + 33,7⁰С и -22,1⁰С..   Преобладающие ветры во все времена года – восточного и северо-восточного направления, летом и осенью имеют место ветры западного направления. Скорость ветра, в среднем, 2-3 м/сек., сильные ветры со скоростью 18-20 м/сек. занимают не более 15-17 дней в году (рис.2,см. приложение). Норма атмосферных осадков в регионе 430мм, что 70-75% удовлетворяет потребности сельскохозяйственных растений. На теплый период года приходится до 60-65% годового количества осадков. Среднегодовое количество осадков за последние 5 лет составило 500,4 мм, с колебанием по годам от 396 до 665мм. Почвенный покров представлен черноземами обыкновенными малогумусовыми супесчаными. Гумусовый горизонт в районе расположения ЗАЭС 15-30см, в окрестности промплощадки ЗАЭС – 15-20см /3/.

          Значительную нагрузку на экологию оказывают сельское хозяйство и расположенные вблизи Каховского водохранилища крупные промышленные комплексы – Донбасс, Криворожский бассейн, Запорожье, Мелитополь, Марганец. Каховское водохранилище осуществляет значительное ослабление отрицательных воздействий на окружающую среду /4/. 

            Особой проблемой является загрязнение акватории р.Днепр радионуклидами. Днепр сильно пострадал от аварии на Чернобыльской АЭС. Повысился радиоактивный фон не только вод, но и донных отложений, радионуклиды попали в водохранилища. Экологи утверждают, что за 8 лет (с 1986 по1994 г.г.) в связи с аварией на Чернобыльской АЭС в днепровские водохранилища поступило около 5000 Ки Cs-137, 2000 Ки Sr-90, 50 Ки плутония  /5/.

            До начала строительства Запорожской АЭС осеновноле радиационное загрязнение окружающей среды могло происходить за счет естественных природных радионуклидов, основным из которых является Rn-222, и незначительная часть - от антропогенного фактора (ядерные технологии в промышленности и медицине, лучевое обследование, лучевая терапия)/8/. На площадке, выделенной под строительство Запорожской АЭС, мощность экспозиционной дозы, «нулевой фон», составляла 0,7-0,8 мкР/час, в поверхностном слое почвы Sr-90 – 0,89±0,41 кБк/м², Cs-137 – 1,18±0,52 кБк/м², в растительности – Sr-90 – 2?4-6,5 Бк/кг, Cs-137 – 3-14 Бк/кг, содержание радионуклидов в водах Каховского водохранилища Sr-90 - 24,3±1,2 Бк/м³, Cs-137 - 2,7±0,8 Бк/м³ воды, в водорослях Каховского водохранилища Sr– 90  =16,2 Бк/кг, Cs-137 =12,1 Бк/кг сухой массы, концентрация радионуклидов в атмосферном воздухе – суммарная β-активность 310 ±140 мкБк/м³, содержание Cs-137 – 2,2±0,7 мкБк/м³ /3, 9/

            Выбрасываемые в атмосферу и в пруд-охладитель радионуклиды оказывают отрицательное воздействие на природу водоемов и насыщенность ими почвы. Помимо прямого воздействия на растительный и животный мир водоемов, растворенные в воде радионуклиды фильтруются в подземные воды, с испарениями попадают в атмосферу, и с осадками вновь выпадают на поверхность почвы и водоемов. По таким цепочкам взаимосвязей с окружающей средой, выбрасываемые радионуклиды усваиваются растениями и животными (рыбами) и в виде продуктов питания поступают в организм человека /11, 12/.

           Радиационная нагрузка для населения может слагаться как за счет техногенного, так и  природного факторов /12/. В целом по Украине менее 1% дозовой нагрузки формируется за счет техногенного излучения, в т.ч. и АЭС. В зоне наблюдения Запорожской АЭС природный гамма-фон составляет более 43% радиационной нагрузки, и создается,  в основном, за счет природного радионуклида Радона-222. Техногенное излучение, в т.ч. и за счет выбросов ЗАЭС, составляет лишь 0,3% /5,13/. 

           По существующим экологическим  цепочкам, конечными объектами миграции  радионуклидов могут быть растения, в т.ч. и культурные, и животные ,использующие эти растения  для создания продуктов питания /11/. Поэтому данные о содержании радионуклидов в сельхозпродуктах могут являться объективными показателями комплексной оценки и критерием радиационного воздействия АЭС на окружающую среду. 
 

                                2. Запорожская АЭС и окружающая среда.          

                2.1 Загрязнение радионуклидами  атмосферы и водоемов.

            По заключению МАГАТЭ и других контролирующих организаций, в зоне наблюдения Запорожской АЭС поддерживается высокий уровень экологической (радиационной) безопасности. За 6 лет наблюдений величина аэрозольных выбросов радионуклидов была неравнозначной по годам[13,15] . Колебания в показателях достигали полутора- двукратных величин, но среднесуточный уровень выбросов радионуклидов в атмосферу не превышал 12-20% индекса допустимых норм выбросов. До 19-31% от общего суммарного показателя, составляли радионуклиды Сs-134 и Сs-137. За 6 лет (2001-2006 г.г. Общий уровень выбросов радионуклидов в атмосферу был на уровне 53-97% от норм контрольного уровня.)

        По нормам радиационной безопасности (НРБУ-97) квота предела дозы радиационной нагрузки, формируемой за счет выбросов в зоне наблюдения АЭС, допускается до 0,04 мЗв/год. Фактическая максимальная индивидуальная эффективная доза облучения от газо-аэрозольного выброса радионуклидов на границе санитарно-защитной зоны ЗАЭС (2,5 км вокруг промплощадки) за исследуемые годы не превышала 4,7Е-5 мЗв/год, что составляет 0,12% допускаемой квоты. По данным анализов работы Запорожской АЭС установлено стабильное снижение выбросов радионуклидов в атмосферу, что отражено на рис.3. При этом содержание радионуклидов в атмосфере не превышало «нулевого фона как по сумме β-активности, так и по отдельным радионуклидам, и в величине не имело существенной зависимости от расстояния между источником выбросов, т.е. промплощадкой ЗАЭС и пунктом контроля (табл.1, см. приложение). 
 

      Содержание радионуклидов в открытых  водоемах ЗАЭС и акватории   Каховского водохранилища ниже  продувного устройства пруда-охладителя, с.Водяное и г.Никополь, было ниже  нормативных допусков, и практически  равнозначно с показателями Каховского водохранилища выше пруда-охладителя.