Радиоактивность почв, и радиационное состояние хвостохранилища «Кошкар – Ата» в Мангистауской области.

АГУ им. Х. Досмухамедова

Айтбаева А., Бисекенов Т.Д., Есенаманова М.С.

В почвах присутствуют почти все известные в природе химические элементы, в том числе и радионуклиды. Радионуклиды – химические элементы, способные к самопроизвольному распаду с образованием новых элементов, а также образованные изотопы любых химических элементов. Следствием ядерного распада является ионизирующая радиация в виде потока альфа-частиц (поток ядер гелия, протонов) и бета-частиц (поток электронов), нейтронов, гамма-излучение и рентгеновское излучение. Это явление получило название радиоактивность. Химические элементы, способные к самопроизвольному распаду называются радиоактивными. Наиболее употребляемый синоним ионизирующей радиации – радиоактивное излучение. Радиоактивное излучение - естественный фактор в биосфере для всех живых организмов, да и сами живые организмы обладают определенной радиоактивностью. В XX человечество столкнулось с радиоактивностью запредельно превышающей естественную, а следовательно и биологически аномальную. Наиболее значимыми объектами биосферы, определяющими биологические функции всего живого являются почвы.

Радиоактивность почв обусловлена содержанием в них радионуклидов. Различают естественную и искусственную радиоактивность. Среди биосферных объектов почвы обладают наиболее высокой естественной степенью радиоактивности. Естественная радиоактивность почв вызывается естественными радиоактивными изотопами, которые всегда в тех или иных количествах присутствуют в почвах и почвообразующих породах. Естественные радионуклиды подразделяют на 3 группы.

Первая группа включает радиоактивные элементы — элементы, все изотопы которых радиоактивны: уран (238U, 235U), торий (232Th), радий (226Ra) и радон (222Rn, 220Rn). Во вторую группу входят изотопы «обычных» элементов, обладающие радиоактивными свойствами: калий (40К), рубидий (87Rb), кальций (48Са), цирконий (96Zr) и др. Третью группу составляют радиоактивные изотопы, образующиеся в атмосфере под действием космических лучей: тритий (3Н), бериллий (7Ве, 10Ве) и углерод (14С). Валовое содержание естественных радиоактивных изотопов в основном зависит от почвообразующих пород. Почвы, сформировавшиеся на продуктах выветривания кислых пород, содержат радиоактивных изотопов

больше, чем образовавшиеся на основных и ультраосновных породах; тяжелые почвы содержат их больше, чем легкие. Естественные радиоактивные элементы распределяются по профилю почв обычно относительно равномерно, но в некоторых случаях они аккумулируются в иллювиальных и глеевых горизонтах. В почвах и породах присутствуют преимущественно в прочносвязанной форме.

Искусственная радиоактивность почв обусловлена поступлением в почву радиоактивных изотопов, образующихся в результате атомных и термоядерных взрывов, в виде отходов атомной промышленности или в результате аварий на атомных предприятиях. Образование изотопов в почвах может происходить вследствие наведенной радиации. Наиболее часто искусственное радиоактивное загрязнение почв вызывают изотопы 235U, 238U, 239Pu, 129I, 131I, 144Ce, 140Ba, 106Ru, 90Sr, 137Cs и др. В экологическом отношении наибольшую опасность представляют 90Sr и 137Cs. Это обусловлено длительным периодом полураспада (28 лет 90Sr и 33 года 137Cs), высокой энергией излучения и способностью легко включаться в биологический круговорот, в цепи питания. Стронций по химическим свойствам близок к кальцию и входит в состав костных тканей, а цезий близок к калию и включается во многие реакции живых организмов. Искусственные радионуклиды закрепляются в основном (до 80-90%) в верхнем слое почвы: на целине – слое 0-10 см, на пашне – в пахотном горизонте. Наибольшей сорбцией обладают почвы с высоким содержанием гумуса, тяжелым гранулометрическим составом, богатые монтмориллонитом и гидрослюдами, с непромывным типом водного режима. В таких почвах радионуклиды способны к миграции в незначительной степени. По степени подвижности в почвах радионуклиды образуют ряд 90Sr>106Ru>137Ce>I29J>239Pu. Особенность радиоактивного загрязнения почвенного покрова заклю-чается в том, что количество радиоактивных примесей чрезвычайно мало, и они не вызывают изменений основных свойств почвы — рН, соотношения элементов минерального питания, уровня плодородия. Поэтому, в первую очередь, следует лимитировать (нормировать) концентрации радиоактивных веществ. В настоящее время, по заключению специалистов, общий уровень радиоактивного загрязнения территории Казахстана в 1,5 раза выше (Панин М.С. 2005 г.), чем территорий, пострадавших в результате аварии на Чернобыльской АЭС. Для примера возьмем хвостохранилище «Кошкар-Ата» в Мангистауской области, расположенное в юго-восточной части полуострова Мангышлак, в 5-6 км северо-восточнее города Актау и 7-8 км восточнее побережья Каспийского моря. Занимаемая хвостохранилищем площадь (77 км²) не имеет аналогов в мире. Общая площадь размещенных отходов составляет 66 км², площадь оголившихся пляжей в данное время составляет 39 км² и процесс снижения уровня водной фазы продолжается. В состав размещенных на хвостохранилище отходов входят такие вещества как нитраты, нитриты, аммоний, железо, фосфаты, фтор, стронций, цинк, медь, хром, молибден, марганец, свинец, уран, радий, торий. Измерение гамма-фона (мощности экспозиционной дозы) проводится ежемесячно на расстоянии 700 м от хвостохранилища Кошкар-Ата Мангыстауской области. Среднее значение радиационного гамма-фона приземного слоя атмосферы составило 0,12 мкЗв/час, что не превышает естественного фона.

Таблица 1 - Радиационный гамма-фон на хвостохранилище Кошкар-Ата Мангыстауской области за 2 квартал 2011 года:

Хвостохранилище	Плотность радиоактивных выпадений за сутки, Бк/м2
	за 2 квартал 2010 года	за 2 квартал 2011 года
	среднее	среднее	максимальное
Кошкар-Ата	0,07	0,12	0,15

За весь период эксплуатации хвостохранилища «Кошкар-Ата» в нем было заскладировано 51,8 млн. тонн радиоактивных отходов с суммарной активностью 11,2 тыс. Кюри. Всего в хвостохранилище размещено105 млн. тонн токсичных и радиоактивных отходов. Для оценки современного состояния хвостохранилища проведено достаточно подробное обследование, в том числе: проведена фотосъемка, отобраны образцы грунтов (хвостов), произведены промеры глубин пруда, выполнено площадное эколого-радиометрическое обследование, собран гербарий высших растений, произрастающих на территории хвостохранилища и в непосредственной близости от него, осуществлён мониторинг подземных вод, а также проведены исследования химического состава грунтов поверхностных слоев хвостохранилища. Отмечены повышенные концентрации тяжелых элементов в почвенном грунте населенных пунктов Акшукур, Баянды, Кзыл-тюбе, ст. Мангистау, расположенных по восточную и западную сторону хвостохранилища. Для решения сложившейся ситуации за счет средств областного бюджета в 2007 году разработана проектно-сметная документация на проект «Рекультивация двух радиационно опасных участков хвостохранилища Кошкар-Ата». 5 декабря 2007 года начаты работы по реализации проекта «Рекультивация двух радиационно опасных участков хвостохранилища Кошкар-Ата» и завершены 26 августа 2009 года. Успешная реализация проекта по рекультивации двух радиационно опасных участков хвостохранилища Кошкар-Ата позволила существенно улучшить радиационную и экологическую обстановку в Мангистауской области. Министерством разработан проект Программы «Жасыл даму» на 2010-2014 годы, где предусмотрено продолжение работ по обезвреживанию и консервации отходов, проведение расширенного мониторинга мест хранения их в рамках ЕГСМ, а также проведение реконструкции хвостохранилища Кошкар-Ата.

Список использованной литературы

1. Экология Казахстана / Панин М.С. / Семипалатинск, 2005 г.

2. Радиоэкологическая обстановка в Казахстане / Берикболов Б.Р., Буркитбаев М., Шишков И.А. / Материалы вестника НЯЦ РК, Выпуск 3, сентябрь 2003 г.

3. Информационный бюллетень о состоянии окружающей среды Казахстанской части Каспийского моря / Выпуск 2 (27), (2 квартал 2011 года).

4. Хвостохранилище «Кошкар-Ата»- угроза для окружающей среды региона / Керей Б.Д. / Материалы начальника стратегического планирования Министерства ООС РК.

5. Сельскохозяйственная радиология / Фокин А.Д. / Дрофа, 2005 г.

6. Экологические функций почв и современное состояние почвенного покрова РК / Фаизов К.Ш., Асанбаев И.К., Кокажаева А.Б., Ахметова К.К. // МОН РК, НАН РК, - 2002.

7. Сохранение почв как неизменного компонента биосферы / Добровольский Г.В., Никитин Е.Д. / Москва, 2000 г.

Резюме:

В этой статье автор описывает общую радиоактивность почв, искусственное и естественное поступление в почву радиоактивных изотопов. Так же автор охватывает радиационное состояние и меры по снижению радиационного фона хвостохранилища «Кошкар – Ата» в Мангистауской области.

Summary:

In this article, the author describes the total radioactivity of soil, artificial and natural land uptake of radioactive isotopes. As the author covers the radiation situation and measures to reduce the radiation background tailing "Koshkar - Ata" in Mangistau region.