авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 | 2 || 4 |

Особенности формирования радиационного фона г. москвы, обусловленного гамма излучающими радионуклидами природного и техногенного происхождения

-- [ Страница 3 ] --

На рисунке 6 представлены колебания ОА 7Ве в приземной атмосфере.  Колебания ОА 7Be в приземной-7

Рис.6. Колебания ОА 7Be в приземной атмосфере (г. Москва, 1996-2001 г).

По литературным данным сезонные колебания ОА 7Be характерны для Северного и Южного полушария для искусственных и космогенных радионуклидов, но максимальные значения ОА 7Be в точках наблюдения с разными географическими координатами наблюдаются в разное время года. В литературе называются разные причины, вызывающие сезонные колебания: активное вымывание 7Be в зимнее время, прорывы стратосферного воздуха в тропосферу, перемешивание масс тропосферного воздуха и.т.д.

По нашим данным сезонный ход ОА 7Be хорошо иллюстрирует рисунок 7. Максимум температуры на территории г. Москвы наблюдается в июле, значение ОА 7Be в июле резко уменьшается. Эти факты не согласуются с гипотезой о сезонном увеличении ОА 7Be вследствие прогрева атмосферы и усиления вследствие этого вертикальных перемещений масс воздуха в пределах тропосферы.

 Сопоставление хода ОА7Ве и-8

Рис. 7. Сопоставление хода ОА7Ве и температуры воздуха в течение года

Результаты сопоставления ОА 7Ве с количеством осадков и скоростью ветра показали, что весенний рост ОА 7Be на широте Москвы (55°45с.ш. 37°37в.д.) не удается объяснить влиянием только метеорологических факторов, т.е., скорее всего, сезонный рост связан с поступлением «стратосферного» 7Be.

Зимой при минимальных значениях и амплитуде колебаний ОА 7Ве было выявлено влияние такого слабо действующего фактора, как изменение потока ГКЛ (1996 - 2000 г. – восходящая ветвь 11-летнего цикла солнечной активности) при сопоставлении хода среднегодовых значений потока ГКЛ (5,5 лет) и среднезимних значений ОА 7Ве за это же время. Между этими параметрами установлена корреляционная связь r = 0,99 (рис.8).

Эпизодически действующие на ОА 7Ве космические факторы - солнечные протонные события. Из 9-ти событий, зарегистрированных с 1998 по 2001 г., лишь одному (9.11.2000 г.) соответствует резкое увеличение ОА 7Ве в приземной атмосфере (11,8 ±1,2) мБк/м3 в 2,7 раза превышающее среднее значение ОА 7Ве за осень (4,0±2,7) мБк/м3. Резкие изменения метеорологических параметров в этот период не зарегистрированы. Таким образом, не исключено, что «всплеск» ОА 7Be связан с мощным солнечным событием.

 Ход среднезимних значений ОА 7Ве и-9

Рис. 8. Ход среднезимних значений ОА 7Ве и интенсивности ГКЛ с 1996-2001 гг.

Анализ проведённых исследований позволяет представить влияние природных факторов на ОА 7Ве в приземном воздухе по схеме:

Факторы, определяющие ОА 7Be в атмосфере
«космические» «атмосферные»
регулярные нерегулярные регулярные нерегулярные
поток ГКЛ поток протонов от Солнца при солнечных протонных событиях Стратосферно –тропосферный обмен Метеофакторы, определяющие поведение аэрозолей-носителей в приземной атмосфере

Таким образом, проведенные исследования показали, что на ОА 7Ве в приземном слое воздуха влияют, прежде всего, процессы стратосферно-тропосферного обмена и метеорологические факторы, определяющие поведение аэрозолей носителей 7Ве. Эти факторы можно условно назвать «атмосферными». Значительно слабее влияние «космических» факторов – изменение потока ГКЛ и возможное влияние солнечных вспышек. Эти обстоятельства и простое определение ОА 7Ве -спектрометрическим методом позволяют рассматривать космогенный 7Ве в качестве маркера поведения искусственных радионуклидов. Максимальные значения ОА искусственных радионуклидов, попавших в стратосферу в случае возможной крупной радиационной аварии, в приземном слое в Москве можно ожидать в конце мая-начале июня.

УА 7Ве в растительности определялась в растениях, наиболее интенсивно сорбирующей микроэлементы, а также в листовой зелени, используемой в пищу (табл.4). Значения УА 7Ве в пробах растительности лежат в диапазоне 20 -179 Бк/кг.

Значения УА 7Be в ПРС невысокие относительно УА 7Be в растительности, следовательно, практически все аэрозоли-носители 7Be удерживаются растительностью.

Таблица 4

Удельная активность 7Ве и 40К в пробах растительности, г. Москва.

Вид растительности Дата отбора и измерений Удельная активность, Бк/кг
7Ве 40К
Крапива двудомная Май 2003 37±14 313 ±48
Июль 2003 90 ±32 172 ±45
Сентябрь 2003 179 ±44 122 ±24
Разнотравье Май 2005 39 ±17 249 ±37
Листья лопуха Июнь 2005 89 ±31 316 ±35
Опад «свежий» (клен) Сентябрь 2002 93 ±20 170 ±34
Октябрь 2004. 126 ±19 366 ±43
Опад «прошлогодний» Май 2002 173 ±36 233 ±44
Почвенно-растительный слой (ПРС) - (0-5) см Май 2005 14 ±6 457 ±76
Сентябрь 2003 18 ±6 304 ±62

С начала вегетационного периода к осени, идет накопление 7Be в растительности и ПРС, являющимися «природным планшетом» для сбора атмосферных выпадений. Осенью УА 7Ве становится сопоставима с УА дозообразующего радионуклида 40К.

В шестой главе «Радиационный фон, формируемый гамма-излучающими радионуклидами, распределенными в природной среде г. Москвы» приводится расчет индивидуальных годовых эффективных доз облучения, формируемых радионуклидами, распределёнными в природной среде г. Москвы. Предлагаются уровни вмешательства и подходы к оценке фона.

Оценка дозы внешнего облучения, формируемой ЕРН. В таблице 5 приведены значения мощности поглощенной дозы в воздухе (P), формируемой ЕРН с использованием переходных коэффициентов, предложенных НКДАР ООН в 2000 г. [Источники и эффекты…2002]. Значения УА ЕРН определены в результате проведенных исследований. По данным НКДАР среднее значение Р в воздухе на высоте 1 м над поверхностью почвы составляет 51 нГр/ч [Источники и эффекты…, 2002], что близко к значениям оцененной мощности поглощенной дозы.

Таблица 5

Оценка мощности поглощенной дозы от ЕРН на территории, сложенной различными грунтами

Литологический состав А226Ra, min – max сред., Бк/кг А232Th, min – max сред., Бк/кг А40K, min – max сред., Бк/кг Р min – max сред., нГр/ч
пески 3-24/8 5-35/10 100-344/222 5-47/19
суглинки 10-36/17 11-40/24 200-663/358 20-68/39
глины 5-40/24 10-50/29 246-1125/434 19-96/47
техногенно-измененные грунты 7-52/23 5-28/17 140-680/388 12-70/38
коэффициент, (нГр/ч)/(Бк/кг) 0,462 (ряд урана) 0,604 (ряд тория) 0,0417

Значение Р от ЕРН, содержащихся в почве и грунте, рассчитанное по формуле [Saito at al., 1990; Крисюк, 2001]:

Р(2 ) = 0,52 · Аэфф · 10-9, Гр/ч (1)

(Аэфф - эффективная удельная активность естественных радионуклидов в пробах почвы и грунта [НРБ-99/2009]) совпадает с предыдущей оценкой.

Оценка годовой индивидуальной эффективной дозы внешнего облучения (Евнеш) проводилась с использованием дозового коэффициента перехода от поглощенной дозы к эффективной дозе для ЕРН численно равного k1=0,7 мЗв/мГр (для взрослых) и коэффициента, учитывающего время пребывания человека вне помещений k2=0,2 [Источники и эффекты…,2002]. Значения Евнеш, формируемой ЕРН, распределенными в песках составляют 0,03 мЗв/год, в суглинках - 0,05 мЗв/год, глинах – 0,06 мЗв/год, в техногенно-измененных грунтах - 0,05 мЗв/год. Проведенная нами оценка значений Евнеш согласуется с усредненным по всему миру значением Евнеш от естественных источников излучения равным 0,07 мЗв/год [Источники и эффекты… 2002].

С учетом взвешивающих коэффициентов по площадям, занимаемым разными типами приповерхностных грунтов: глины – 49%, пески – 39%, насыпи – 12%, средневзвешенное значение Евнеш, кроме Центрального округа (ЦАО), формируемого ЕРН в почвогрунтах, составляет 0,05 мЗв/год. С учетом запечатанности почвы (т.е. доли территории в пятне застройки, покрытой асфальтом и т.д.) – 50%, Евнеш.= 0,025 мЗв/год. В ЦАО 98% территории занимает техногенно - измененный грунт, Евнеш составляет 0,05 мЗв/год, с учетом запечатанности почвы – 90%, Евнеш.0,005 мЗв/год.

Оценка мощности поглощенной дозы, формируемой 137Cs, выпавшим на территорию г. Москвы вследствие ядерных взрывов и аварии на ЧАЭС Распределение 137Cs по профилю почвы может быть как экспоненциальным – в почвах лесопарков, так и распределенным равномерно по глубине (как в пахотных почвах) в почвах дворовых территорий и т.п. Оценим максимальную возможную дозу по модели расчёта мощности дозы от диска, равномерно покрытого бесконечно тонким слоем активности [Машкович, Кудрявцева, 1995].

(2)

где h - высота детектора над центром диска, R - радиус излучающего диска, м.

Приняв h = 1 м; R = 50 м, Гx = 21,4 10 –18 (Гр · м2 )/( с · Бк) - керма- постоянная 137Cs в воздухе [Машкович, Кудрявцева,1995], среднее значение УА 137Cs на территории г. Москвы: Ам 6,0 Бк/кг (плотность почвы 1 г/см3, слой толщиной 1 см, AS =60 Бк/м2), мощность дозы составляет Р = 2,87 · 10-14 Гр/с 1,0 мкГр/год.

В работе [Федоров, 1996/1997] предложена оценка Р в предположении экспоненциальной модели распределения 137Cs по профилю почвы. Дозовый коэффициент перехода от плотности загрязнения местности F (мКи/км2) к поглощенной дозе (мкГр/год) в воздухе на высоте 1 м для 137Cs равен 0,565, тогда Р=0,25 мкГр/год. Для города c учетом k2=0,2 Евнеш.=0,05 мкЗв/год, с учетом запечатанности московских городских почв 50% (кроме центра), Евнеш.=0,025 мкЗв/год. Сопоставление полученного значения дозы со значением дозы внешнего облучения от ЕРН (0,02-0,05 мЗв/год) показывает, что максимальный вклад 137Cs в дозу внешнего облучения составляет менее 1 %.

В МУ 2.6.1.2003-05 определение Евнеш проводится с использованием коэффициента ki (мЗв·м2/кБк·год), на период 2004-2009 г для жителей многоэтажных домов предлагается коэффициент ki=0,5·10-3 мЗв·м2/кБк·год. Евнеш.= ki·AS, мЗв/год, тогда Евнеш=0,06·0,5·10-3=0,03·10-3 мЗв/год = 0,03 мкЗв/год. Это значение совпадает с оценкой дозы от 137Cs, распределенного экспоненциально по профилю почвы.

Оценка дозы внешнего облучения, формируемого -излучением 7Ве, проводилась, также как и для 137Cs по формуле (2). Приняв в слое «опад+почва» среднегодовое значение УА 7Ве = 20 Бк/кг, AS =200 Бк/м2, Гx = 1,861 (аГр·м2)/(с·Бк) [Козлов, 1991], получаем: P 0,3 мкГр/год. В Докладе НКДАР ООН 1988 г. [Источники, эффекты…1992] предложен коэффициент качества для космического излучения равный 1. Тогда по нашим данным, с учетом коэффициента k2 и запечатанности территории, значение Е, формируемой 7Ве, для населения г. Москвы составляет Евнеш 0,03 мкЗв/год и сопоставимо со значением дозы внешнего облучения от 137Cs (Евнеш.=0,03 мкЗв/год).

Полученное значение Евнеш сравнимо с оценённой дозой внутреннего облучения, формируемой 7Ве. Оценим ингаляционную составляющую. Среднее значение ОА7Ве равно (4,4±0,5) мБк/м3, тогда среднее значение составляет Еинг. = 4,410-3 мкЗв/год. Расчёт проводился с использованием дозовых коэффициентов, рекомендуемых НРБ–99/2009. Сравнив полученное значение со значением ингаляционной составляющей индивидуальной эффективной дозы внутреннего облучения от 137Cs: Евн. = 4,8 ·10-5 мкЗв (ОА 137Cs равно 9,9·10-4 мБк/м3, значение дозового коэффициента - 4,6·10-9 Зв/Бк), получаем, что Еинг от 7Ве на два математических порядка выше, чем Еинг от 137Cs.

Содержание 7Ве в овощах по нашей оценке составляет 20-30 Бк/кг, потребление около 25 кг/год, переводной коэффициент для 7Be согласно НРБ-99/2009 при поступлении с пищей составляет 1,3 · 10 –10 Зв/Бк, индивидуальная эффективная доза составляет Епер. = 0,03 мкЗв/год. Суммарная доза внутреннего облучения, по нашей оценке, Евнутр. 0,034 мкЗв/год. Значение суммарной годовой эффективной дозы облучения, формируемой 7Ве, полученное по нашей оценке Е 0,06 мкЗв/год.

Критерии по ограничению содержания 137Cs. В общем случае наличия в почвогрунтах естественных и техногенных - излучателей для корректного определения пригодности хозяйственного использования соответствующих территорий можно предложить следующее соотношение для расчёта Аэфф :

Аэфф = АRa + 1,3ATh + 0,09 AK + S (ГСи, i / ГСи,Ra) · Ai, (3)

где: А Ra и АTh – удельная активность 226Ra и 232Th, находящихся в равновесии с ПР, (Бк/кг), АK – удельная активность 40K (Бк/кг), Ai-удельная активность i-го радионуклида. Численные коэффициенты перед значениями удельной активности: отношение Г-постоянных 232Th + ПР и 40K к Г-постоянной 226 Ra + ПР, S (ГСи,i / ГСи,Ra,); сумма отношений Г-постоянных других присутствующих радионуклидов к Г-постоянной 226Ra + ПР.

Для почв, содержащих, помимо ЕРН, 137Cs, формула (4) принимает вид:

Аэфф = АRa + 1,3ATh + 0,09 AK + 0,36 АCs (4)

При средних значениях УА ЕРН (табл.2) и Аэфф. = 370 Бк/кг [НРБ-99/2009], допустимое содержание цезия-137 АCs 800 Бк/кг. При максимальных значениях (глины) АRa = 40 Бк/кг, ATh = 50 Бк/кг, AK = 1125 Бк/кг, удельная активность АCs 450 Бк/кг. Это значение можно предложить в качестве уровня вмешательства по содержанию 137Cs в почвах и грунтах г. Москвы, использующихся в строительстве.

Предложения по определению фоновых радиационных параметров в условиях мегаполиса

Как показали наши исследования, значения МЭД на открытых участках на территории мегаполиса определяются типом приповерхностных грунтов. Следовательно, для корректной оценки радиационного фона целесообразно провести картирование территории мегаполиса по типам грунта, определить в них характерные значения ЕРН, что позволит оценить мощность дозы, формируемую ЕРН. Таким образом, будет получено пространственное распределение МЭД без трудоемких полевых измерений МЭД по сетке. Для определения фоновых значений искусственных радионуклидов, распределенных в почвах, целесообразно проводить отбор проб не только с учетом типов ландшафтов, но и вида хозяйственного использования территории.

ВЫВОДЫ

  • Исследованные грунты по значениям УА и соотношению ЕРН можно отнести к четырем группам, сформированным с учетом их литологического состава: 1) карбонатные породы (известняки, доломиты, мергели); 2) дисперсные породы (глины, суглинки, супеси, пески); 3) фосфориты и глины с включениями фосфоритов юрского возраста; 4) техногенные почвы и грунты. С учетом выполненной типизации, определены референтные уровни УА ЕРН в грунтах, слагающих территорию Москвы.
  • Показано, что УА ЕРН в дисперсных породах увеличивается в ряду песок - супесь - суглинок - глина, т.е. УА грунта определяется его сорбционной способностью.
  • Получено пространственное распределение гамма- фона на территории Москвы, формируемого ЕРН, содержащимися в грунте. Оцененная мощность дозы (без учета космического излучения) на территориях, сложенных песками, составляет: Е = 21 нЗв/ч (от 9 до 51 нЗв/ч); глинами: Е = 51 нЗв/ч (от 20 до 105 нЗв/ч); техногенными грунтами: Е = 41 нЗв/ч (от 13 до 77 нЗв/ч), т.е. существенно варьирует. Годовая эффективная доза внешнего облучения жителя Москвы от ЕРН, распределенных в дисперсных породах, оцененная с учетом времени пребывания человека вне помещения и запечатанности территории города, Евнеш. = 0,025 мЗв/год.
  • В настоящее время (25 лет спустя после аварии на ЧАЭС) содержание 137Cs в почвах города определяется типом хозяйственного землепользования: в городе имеет место процесс «техногенной миграции» – перенос 137Cs на большие расстояния с перемещаемыми почвами. Верхнее значение диапазона варьирования УА 137Cs в почвах города, определенное по натурным измерениям и рассчитанное, исходя из среднего значения и дисперсии, составляет 40 Бк/кг. При превышении уровня 40 Бк/кг вероятно локальное аварийное загрязнение почвы цезием, следовательно, УА 137Cs=40 Бк/кг целесообразно принять в качестве референтного уровня для территории Москвы.
  • Установлено слабое влияние «космических» факторов на изменение ОА 7Ве в приземном слое, в связи с чем, 7Be можно рассматривать в качестве маркера поведения искусственных радионуклидов, выброшенных в атмосферу в результате радиационной аварии. Показано, что на широте Москвы максимальные поступления стратосферного 7Ве регистрируются в конце мая – начале июня.
  • Основной депонирующей средой для 7Ве является растительность. Значения УА 7Ве в растительности увеличиваются ежегодно от весны к осени.

Список публикаций автора

1. Оценка содержания радионуклидов естественного происхождения в грунтах г. Москвы / А.В. Томашев, П.С. Микляев, С.Е. Охрименко, Т.Б. Петрова, В.В. Лисунова, Н.М.Часовских, В.Н. Казаров //«Некоторые проблемы облучения населения природными источниками излучения», материалы совещания (15 июля 1997; Москва). – С.115.

2. Оценка содержания радионуклидов в грунтах, слагающих территорию г. Москвы / П.С. Микляев, А.В. Томашев, С.Е. Охрименко, Т.Б. Петрова, Н.М. Часовских, В.Н. Казаров // Аппаратура и новости радиационных измерений. – 2000. – № 1(20). – С.17-23.

3.Охрименко С.Е. Анализ проведения гамма - спектрометрических исследований лабораториями отделов радиационной гигиены ЦГСЭН г. Москвы: тез. докл. / С.Е. Охрименко, Т.Б. Петрова, В.Н. Казаров // V Международное совещание ППСР-2001(15-18 октября, 2001; Москва). – С.97.

4. Содержание 7Ве в атмосферном воздухе г. Москвы / Т.Б. Петрова, С.Е. Охрименко, В.К. Власов, П.С. Микляев // Аппаратура и новости радиационных измерений. – 2003. – № 3 (34). – С.22-29.

5.Фоновое содержание 137Сs в почвах Москвы / Т. Б. Петрова, П.С. Микляев, В.К. Власов, С.Е. Охрименко, О.В. Семенюк // Аппаратура и новости радиационных измерений. – 2004. – №3 (38). – С.35-41.

6.К вопросу о нормировании удельной активности радионуклидов / В.К. Власов, Т.Б. Петрова, С.Е. Охрименко, П.С. Микляев //Аппаратура и новости радиационных измерений. – 2004. – №4(39). – С.42-45.



Pages:     | 1 | 2 || 4 |
 








 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.