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 || 3 | 4 |

Кадастровая оценка земель, загрязненных радионуклидами (на примере воронежской области)

-- [ Страница 2 ] --

Радиоактивное загрязнение земель происходит в результате выпадения радиоактивных веществ из радиоактивного облака. Форма следа такого облака зависит от направления и скорости ветра и рельефа местности. Радиоактивная пыль заражает почву и растения. Экологические последствия характеризуются ущербом исходному состоянию окружающей среды, включая сельскохозяйственные угодья, а также составом и объемом восстановительных работ.

Наблюдения и контроль качества земель сельскохозяйственного назначения, загрязнённых радионуклидами, следует проводить в процессе почвенно-радиационного мониторинга, целью которого являются: определение содержания радионуклидов в почве и растительном покрове и прогнозирование состояния этих земель. Важнейшей задачей этого мониторинга является оценка интенсивности радиационного загрязнения земель. Структура системы мониторинга должна включать в себя подсистемы: информационно-измерительную и информационно-управляющую. Первая предназначена для выполнения комплекса регулярных наблюдений за состоянием земель и передачи их результатов в систему. Она включает в себя комплекс программно-аппаратных средств, обеспечивающих получение информации о загрязнении почв радионуклидами. Вторая, информационно-управляющая подсистема, обеспечивает управление информационно-измерительной подсистемой и сбор, передачу, накопление и обработку мониторинговой информации в системе.

Оценку радиоактивного загрязнения земель и разработку почвозащитных мероприятий следует начинать с изучения и анализа природных условий района исследований. В результате этого выделяются основные факторы и показатели, которые необходимо учитывать при проведении комплекса агротехнических и организационных мероприятий. Такой методологический подход позволяет не только оценить состояние земель в настоящее время, но и прогнозировать развитие процессов и своевременно принимать решения о проведении дополнительных почвозащитных мероприятий.

При значительном радиоактивном загрязнении земель обычно в течение нескольких десятилетий невозможно их использование в сельском хозяйстве. Элементы радиации в почве не влияют на величину урожая, но могут накапливаться в таком количестве, что сельскохозяйственная продукция становится непригодной для пищевого использования, то есть не соответствующей нормам радиоактивной безопасности. Поэтому на загрязненных землях должны проводиться специальные мероприятия, снижающие уровень радиоактивного загрязнения производимой продукции до допустимого состояния. Комплекс таких мероприятий включает в себя: организационные, агротехнические, агрохимические и технологические мероприятия.

На почвах с плотностью загрязнения цезием-137 до 1 Ки /км2, работы в растениеводстве и животноводстве ведутся без ограничений. Минеральные и органические удобрения вносятся в дозах, обеспечивающих стабильные урожаи. При радиоактивном загрязнении земель от I до 5 Ки/км2 также не вводятся ограничения на сельскохозяйственные работы. На суглинистых и супесчаных почвах с плотностью загрязнения свыше 2 Ки /км2 калийные и фосфорные удобрения вносятся в дозах, превышающих расчетные в полтора-два раза.

На землях с содержанием цезия-137 до 3 Ки/км2 можно возделывать все сельскохозяйственные культуры, но естественные пастбища и сенокосы использовать без ограничений только для ремонтного молодняка, мясного и рабочего скота. Выпас молочного скота проводится на культурных пастбищах, что позволяет избежать загрязнение молока. В результате проведения известкования почв и некоторых других мероприятий сельскохозяйственное производство можно проводить и на землях с большим содержанием радионуклидов. Выводятся из землепользования лишь сельскохозяйственные угодья с плотностью загрязнения радионуклидами свыше 40 Ки/км2.

Во второй главе «Влияние природных и антропогенных факторов на характер миграции радионуклидов в почвенном покрове Воронежской области» описаны климатические условия, геологическое строение, рельеф, гидрологические условия, ландшафтная структура, почвы, а также последствия антропогенных воздействий на почвенный покров.

Климат района исследований умеренно-континентальный, с хорошо выраженными сезонами года. Изменение климатических условий в пределах области происходит с северо-запада на юго-восток. Усиление их континентальности в этом направлении выражается в увеличении величины суммарной солнечной радиации: с 90 до 96 ккал/см2, сокращении годового количества осадков: с 650 мм до 450 мм, и увеличении среднегодовых температур воздуха с +4,5 до. +6,9 С. Такие изменения климатических показателей являются важным фактором изменения условий миграции радионуклидов в почвах.

В геологическом строении района исследований принимают участие кристаллические и осадочные породы. Самые древние из них - докембрийские граниты и гнейсы кристаллического фундамента, выходят на поверхность в районе г. Павловска, у сел Русская Буйловка и Свинюхи Богучарского района. Кристаллический фундамент перекрыт девонскими, каменноугольными, юрскими, меловыми, палеогеновыми, неогеновыми и четвертичными осадочными породами. По литологическому составу это глины, суглинки, известняки, мела, песчаники и пески. Таким образом, литологический состав рельефообразующих пород на территории Воронежской области неоднороден, что приводит к неравномерному накоплению радионуклидов в различных типах почв и создает неодинаковые условия для миграции радионуклидов.

В рельефе области выделяются три орографические элемента: Среднерусская и Калачская возвышенности, а также южная часть Окско-Донской низменности. Правобережье Дона, расположенное на востоке Среднерусской возвышенности, - это сильно расчлененная возвышенная равнина со средними высотами 200-220 м. Характер рельефа Калачской возвышенности близок к рельефу Среднерусской равнины. Густота овражно-балочной сети на обеих орографических единицах составляет 0,6-0,8 км/км2. Левобережная часть области находится на Окско-Донской низменности и является низменной полоской слабо эродированной равниной с высотами до 150 м. Густота овражно-балочной сети здесь составляет 0,3-0,4 км/км2. Поверхностные воды в районе исследований сосредоточены в реках бассейна Дона. В весенний период радионуклиды вымываются склоновым стоков из почв в реки. Их аккумуляция происходит в поймах; часть радионуклидов выносится речными водами за пределы области.

Грунтовые воды в регионе залегают на глубине 10-30 м на в речных долинах и 30-70 м – на водоразделах. Их питание происходит атмосферными осадками, разгрузка – в местную гидрографическую сеть. В переносе радионуклидов существенную роль играет мощность и фильтрационные свойства зоны аэрации и водосодержащих пород. Загрязнение почв радионуклидами во многом зависит от водопроницаемости зоны аэрации. Таким образом, поверхностные воды играют существенную роль при линейной миграции радионуклидов, а подземные - определяют миграцию радионуклидов по почвенному профилю.

Земельные ресурсы Воронежской области составляют 5,2 млн. га. На сельскохозяйственные угодья приходится около 80% этих ресурсов, распахано 62,7 % территории. Основным типом почв являются чернозёмы; выделяют четыре зональных их типа: выщелоченные, типичные, обыкновенные и южные, уровень плодородия которых неодинаков.

Черноземы выщелоченные занимают 508,5 тыс. га (16 % пашни), имеют мощность гумусового горизонта 53 - 85 см, содержание гумуса - 4,9-6,8 % Их механический состав глинистый, тяжело- и легкосуглинистый. Черноземы типичные находятся на 13523 тыс. га (42,8 %) пашни области. Доминируют мощные и среднемощные виды с мощностью гумусового горизонта 86-89 см, глинистого и тяжелосуглинистого механического состава. Преобладают средне-гумусные типичные черноземы с содержанием гумуса 6,5-7,0 %, распространены южнее зональных выщелоченных черноземов. Черноземы обыкновенные встречаются в южной и юго-восточной частях области на площади 1005,9 тыс. га (31,9 % пашни). Средняя мощность гумусового горизонта - 55 см, среднее содержание гумуса 6,1 %, механический состав глинистый, тяжелосуглинйстый и среднегумусный. Черноземы южные занимают 32,8 тыс. га или 1 % пахотных угодий. Распространены на крайнем юге и юго-востоке области; относятся к маломощным и малогумусным – содержание гумуса до 5,2 %.

Выделяются три источника загрязнения почвенного покрова, которое связано: 1) с нерациональным использованием удобрений и ядохимикатов на сельскохозяйственных угодьях; 2) выбросом загрязняющих веществ промышленными предприятиями; 3) их выбросом автотранспортом.

В результате промышленных выбросов в атмосферу соединений азота и серы в области отмечается выпадение кислотных осадков. Площадь кислых почв здесь составляет 755 тыс. га, в том числе 1633 тыс. га – средне- и сильнокислые. Наибольшее распространение кислых почв отмечается в Рамонском, Новоусманском; Терновском, Борисоглебском, Грибановском; Нижнедевицком, Репьевском, Богучарском, Верхнемамонском и Петропавловском районах. Широко распространены в области также процессы почвенной водной эрозии. Вынос тонких частиц из почвы, приводит к её обеднению питательными элементами. Величина смыва для слабосмытых почв - 865 кг/га, среднесмытых - 2714 кг/га, сильносмытых - 4728 кг/га. Потери водорастворимых элементов при этом составляют: Са - 15 кг/га, Mg - 3 кг/га, Na и К - 4 кг/га, НСОз- - 60 кг/га, SO4- - 60 кг/га.

Таким образом, неоднородность природных условий на территории Воронежской области обусловило пестроту почвенного покрова и оказало существенное влияние на характер загрязнения радионуклидами. Климатические особенности, характер увлажнения почв, их промывной режим, а также качественный и количественный показатели поверхностных и подземных вод определяют условия миграции радиоизотопов, характер их сорбции твердой фазой, насыщение микро- и макрокомпонентами, обменными основаниями.

Различие материнских горных пород обусловило разнообразие агрохимического, гранулометрического и минералогического состава почв на территории области, что оказало существенное влияние на скорость миграции, тип фиксации и поглощение радиоизотопов. Рельеф местности создает различные условия для накопления и миграции радионуклидов. Влияние рельефа на данные процессы осуществляется как прямыми, так и косвенными путями. Прямое участие заключается в ряде геологических процессов, сопровождающихся почвенными наносами и имеющих прямую зависимость от крутизны склонов, их формы и экспозиции. Косвенное влияние осуществляется через микроклимат, тип растительности, материнские породы. На процесс загрязнения почв определенное влияние оказывает также различие растительного покрова. Чередование лесных и степных участков с разной степенью задернованности обусловило неоднородность накопления радиоизотопов в после Чернобыльской аварии.

В третьей главе «Оценка загрязнения земель радионуклидами в Воронежской области» приводятся результаты изучения природного радиационного фона, рассматривается воздействие Нововоронежской АЭС на природную среду и население.

При оценке природного радиационного фона в Воронежской области следует учитывать равнинный тип рельефа и местный характер повышения естественного радиоактивного фона в районах выхода гранитов на земную поверхность в Павловском и Богучарчком районах. Эти породы богаты тяжелыми металлами и элементами U-семейства. Они излучают большое количество частиц, образовавшихся в результате радиоактивного распада. В глинистых породах, широко распространенных в области, концентрируется радиоактивный элемент калий-40. В результате сорбции он прочно удерживается в породах аллювиальных отложений. Большое значение в формировании естественного радиационного фона области имеет также радон, распространённый в районе г. Лиски. Доля космического излучения в общем радиационном фоне не превышает 10 %.

Техногенное радиационное загрязнение земель в Воронежской области появилось в результате аварии на Чернобыльской АЭС и при работе Нововоронежской АЭС. После аварии на Чернобыльской АЭС 26 апреля 1986 г. в течение первых трёх суток наблюдались наиболее мощные истечения радиоактивных продуктов. В начале мая 1986 г, в Воронежской области концентрация радиоактивности достигла максимальных значений и средний уровень гамма-фона по области был превышен в 10 раз.. Большая часть радиоактивного вещества из воздуха вместе с атмосферными осадками поступила в почву, где сконцентрировалась в верхнем слое мощностью 5 см. Наименее загрязненным оказался Эртильский район, где максимальные дозы достигали 25 мкР/час.

Как установлено, фронт загрязнения проходил через область несколько раз при различных направлениях ветра, что вызвало неоднократное загрязнение почвенного покрова радионуклидами. Наибольшее загрязнение земель отмечалось в начале мая 1986 г. в Хохольском, Россошанском, Ольховатском, Репьевском районах и городе Воронеже. Во второй декаде мая произошло повышение радиационного фона в Репьевском, Хохольском, Кантемировском, Верхнехавском районах и городе Воронеже. В третьей декаде мая разброс между уровнем гамма-фона уменьшился и составлял для девяти районов около 50 мкР/ч, а для остальных - 25-30 мкР/ч. К концу мая картина загрязнения была уже сформирована. Наиболее загрязненными оказались Хохольский, Острогожский, Репьевский и Верхнехавский районы. Существенное влияние на величину загрязнения почв радионуклидами оказали интенсивные дожди в мае 1986 г. Пришедший с запада циклон принес большое количество радиоактивного йода-131 с периодом полураспада 8 дней; цезия-137 и стронция-90 с периодами полураспада 30 лет. Эти радионуклиды выпали на поверхность земли с атмосферными осадками.

Наименьшее загрязнение земель цезием-137 (до 0,5 Ки/км2) оказалось в южной части области, где распространены черноземы южные, образовавшиеся на палеоген-неогеновых песках и суглинках на сильно расчлененных Среднерусской и Калачской возвышенностях. Принесенные радиоизотопы были здесь частично смыты дождевым стоком, или переместились вниз по почвенному профилю. С последующими дождями цезий-137 был вымыт из почвенного покрова в грунтовые воды, что определилось хорошей водопроницаемостью зоны аэрации. Цезий-!37 фиксировался в почвах, содержащих большое количество глинистых минералов. Пониженные концентрации цезия-137 в почве были характерны также для небольших участков (20 - 600 км2) в северной и центральной частях области.

Повышенное содержание радионуклидов в почвенном покрове Воронежской области после чернобыльской аварии было обнаружено на 56 участках, где плотность загрязнения превышала 1 Ки/км2, а местами достигала 4 Ки/км2. Они расположены, в основном, в западной и центральной её частях области. Площадь большинства участков невелика, лишь у восьми из них она достигает 100 км2 Эти участки находятся в районе городов Острогожск и Лиски, пос. Репьевка и на западной границе области, что связано с прохождением здесь радиационного облака после аварии на Чернобыльской АЭС (рис. 1).

Вторым источником радиоактивного загрязнения почв в Воронежской области является Нововоронежская АЭС, которая была построена в 1964 г. В 2001 г. закончился срок эксплуатации третьего реактора; 2002 г. - четвертого; 2010 г. – закончится работа пятого. На станции производятся планомерные контрольные выбросы в окружающую среду через вентиляционные трубы и системы канализации. Кроме того, наблюдаются утечки радиоактивной воды из бассейнов выдержки отработанного топлива. В ноябре 1969 г. в первом блоке станции создалась аварийная ситуация из-за обрушения теплового экрана. Радиоактивные выбросы составили более 1000 Ки. Блок был остановлен, но содержание церия-141 в верхнем слое почвы увеличилось в 50, йода-131 - в 27, цезия-134 и цезия-137 - в 14, стронция-90 – в 5 paз. С пуском новых блоков увеличился регулярный выброс цезия –137.













Рис. 1. Загрязнение почв Cs -137 (по данным Воронежской агрохимической лаборатории на 1987 г.)
































В районе Нововоронежской АЭС десять лет назад фоновое загрязнение почв Cs-137 составляло 0,5-0,7 Ки/км2. До Чернобыля в радиусе 7 км от АЭС отмечались небольшие пятна повышенных концентраций Cs -137 в почве: 0,75-0,95 Ки/км1. Около АЭС содержание цезия-137 в верхнем пятисантиметровом слое почвы было в два раза выше, чем на расстоянии более 5 км.

При оценке воздействия Нововоронежской АЭС на природную среду прилегающей территории следует учитывать, что она расположена в лесостепной местности на левом берегу р. Дон, в 45 км к югу от г. Воронежа и 50 км к северо-востоку от г. Лиски.. В пяти километрах. к северу от АЭС расположен город Нововоронеж. В настоящее время АЭС на 85 % обеспечивает Воронежскую область электроэнергией. Её суммарная мощность - 1834 МВт. Каширский район, в котором находится АЭС, является зоной интенсивного земледелия, мясомолочного животноводства и птицеводства.

Район исследований расположен в лесостепной почвенно-климатической зоне с преобладанием, в основном, черноземов типичных. Биогеохимические барьеры на пути распространения загрязнения определяются значительной мощностью гумусовых горизонтов (до 80 см) и содержанием органического вещества в верхних горизонтах почв (до 7%). На этих барьерах, как установлено, происходит осаждение химических элементов: на щелочном карбонатном - Ва, Sr, Pb, Zn, Cd, Co, Си; на сорбционном, в частности на свежеосажденных гидроксидах железа - V, Со, Cr, Ni, F, Р ; на восстановительном (нейтральном и щелочном) - Pb, Cd, Cu, Zn, Co. На щелочном барьере происходит накопление также основного радионуклида - Cs.

На АЭС сооружено пять энергоблоков с ядерными паро-производящими установками с корпусными энергетическими реакторами, работающими на тепловых нейтронах. Теплоносителем служит дистиллированная вода под давлением. Санитарно-защитная зона имеет радиусы 2,25 км от вентиляционной трубы 3 и 4 блоков и 2 км – от вентиляционной трубы 5-го блока. Зона наблюдения имеет радиус 30 км от АЭС. Станция сооружена в три очереди: первая очередь — энергоблоки 1 и 2, вторая - блоки 3 и 4, третья – 5 блок.



Pages:     | 1 || 3 | 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.