Научный журнал
Фундаментальные исследования
ISSN 1812-7339
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 1,074

РЕКОГНОСЦИРОВОЧНОЕ И РАДИОЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ ОБЪЕКТОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ХВОСТОХРАНИЛИЩА КОШКАР-АТА

Шаметов А.К. 1 Кожахметова А.Н. 1 Бигалиев А.Б. 1
1 Казахский национальный университет имени аль-Фараби
Проведено рекогносцировочное и радиоэкологическое обследование объектов окружающей среды с использованием аналитических методик, что позволило определить количественное содержание токсичных компонентов, содержание приоритетных загрязнителей и радиоактивных изотопов. Изучены экотоксикологические параметры почвы, воды и биосубстратов и животных в зоне исследования (г. Актау и пригородные населенные пункты). Установлено, что значения объемной активности природных и техногенных радионуклидов в пробах почвы, питьевой воды и шерсти животных в населенных пунктах соответствует величине контрольного уровня для данного региона. Измерения радиационной активности по гамма-излучению показали, что по периметру хвостохранилища Кошкар-ата и в близлежащих населенных пунктах уровень радиации находится в пределах 0,05–0,011 мкЗв/ч. Высокая радиоактивность сохраняется на территории и вблизи химического горно-металлургического завода – 1,73 мкЗв/ч. Исследуемый район характеризуется незначительным уровнем радиационного фона, среднее значение МЭД в целом по району составляет 0,14 мкЗв/ч. Абсолютный максимум – 0,66 мкЗв/ч – зарегистрирован в точке № 11.
радиация
радиационное загрязнение
радиоактивность
биосубстрат
хвостохранилища
экология
почва
вода
животные
1. Федоров Г.В., Каюков П.Г., Беркинбаев Г.Д. Радиоэкология Казахстана // Радиоактивность и радиоактивные элементы в среде обитание человека: Материалы IV международ. конф. (Томск, 15–16 июнь. 2000 г.). – Томск, 2013. – С. 542–545.
2. Сушко С.М., Шишков И.А. Уранодобывающая отрасль Казахстана и перспективы её развития // Материалы IV международной конференции Радиоактивность и радиоактивные элементы в среде обитание человека. – Томск, 2013. – С. 506–511.
3. Kadyrzhanov K.K., Kuterbekov K.A., Lucashenko S.N. Overall examination of the ecological situation in the toxic and radioactive wastes storage «Koshkar-Ata» and development of reabilitation actions // Radiation igacy of the 20th century: Enviromental restoration, IAEA. – April, 2002. – Р. 273–277.
4. Kadyrzhanov K.K., Lucashenko S.N., Gluschenko V.N., Kijatkina N.G., Morenko V.S., Silachyov I.Y., Poleshko A.N., Sadykov N.R., Zirojan V. Over all investigation of the influence on enviroment from «Koshkar-Ata» tailing pond and reabilitation measure // ISTC Science Workshops at the International Conference on contamination Soil, ConSoil 2005, Bordeaux Convention Centre France. – Р. 55–59.
5. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99) СП 2.6.1.758-99.
6. Санитарно-эпидемиологические требования к обеспечению радиационной безопасности (СЭТк ОРБ), приказ Министра Здравоохранения РК № 565 от 29.07.10 г.
7. Отчет о НИР по теме «Исследование воздействия хвостохранилища Кошкар-Ата на экосистему прилегающих территорий». – Алматы, 2012. – 61 с.
8. Каблова К.В., Парфилова Н.С., Сутягин А.А., Меньшенин А.Н. Особенности содержания и распределения долгоживущих радионуклидов стронция-90 и цезия-137 в компонентах почв водосборных территорий озёр Малые Кирпичики и Кожакуль // IV межд. народ. конф. Радиоактивность и радиоактивные элементы в среде обитания человека. – Томск, 2013. – С. 227–229.
9. Фесенко С.В., Пахомов А.Ю., Пастернак А.Д. и др. Закономерности изменения содержания 137Cs в молоке в отдаленный период после аварии на Чернобыльской АЭС // Радиационная биология. Радиоэкология. – 2004. –Т.44. – № 3. – С. 336–345.
10. Международные основы нормы безопасности для защиты от ионизирующих излучений и безопасного обращения с источниками излучении. – Вена: МАГАТЭ, 1997.
11. Собакин П.И., Молчанова И.В. Подвижность естественных радионуклидов и их поступление в растения в условиях техногенного ландшафта // Экология. – 1996. – № 1. – С. 30–32.
12. Пристер Б.С.; Бизольд Г.; Девиль-Ковелин Ж. Способ комплексной оценки свойств почвы для прогнозирования накопления радионуклидов растениями // Радиационная биология. Радиоэкология. – 2003. – Т. 43. – № 6. – С. 688–696.

Радиационное загрязнение территории Казахстана начало изучаться с конца 40-х годов в связи с поисками месторождения урана [1]. В 1959 году принято решение о создании комбината № 1 (с 1967 года – Прикаспийский ГХК) для добычи и переработки на полуострове Мангышлак месторождений урано-фосфорных руд с содержанием редкоземельных элементов [2]. С 1965 года бессточная впадина Кошкар-Ата использовалась для складирования и хранения твёрдых хвостовых отходов химико-горнометаллургического завода (ХГМЗ), на котором до 1994 г. производилась переработка местной фосфорсодержащей урановой руды с месторождений экзогенного генезиса в палеогеновых отложениях (месторождения «Меловое» и «Томак»), отрабатываемых открытым способом Прикаспийским горно-металлургическим комбинатом (ПГМК). Общий объём данных токсичных отходов фосфоритов, которые размещены на той же территории, что и слаборадиоактивные отходы, за весь период эксплуатации хвостохранилища составил 52,2 млн тонн. В южной части хвостохранилища ХГМЗ до мая 1994 года проведено захоронение твёрдых радиоактивных отходов в организованном, без разработки соответствующего проекта, приповерхностном могильнике траншейного типа, дно и стенки которого не имели гидроизоляции. Учтённый объём захороненных отходов составляет более 2 000 тонн. Местным населением проводятся несанкционированные раскопки с целью извлечения цветных металлов и нержавеющей стали, что представляет реальную опасность для получения сверхнормативной дозы облучения [3, 4]. Все изложенное обуславливает актуальность проводимых исследований.

Материалы и методики исследования

Объекты исследования: пробы почвы, воды и биосубстраты животных. Образцы проб отбирали в г. Актау и пригородных поселках для лабораторно-инструментальных исследований с целью оценки воздействия хвостохранилища Кошкар-Ата на экосистему прилегающих территорий. Отобраны и исследованы на радиоактивность 9 проб из населенных пунктов и промышленной площадки завода ХГМЗ, в каждой из которых отбирали пробы воды, биосубстраты (шерсть верблюда, коровы, лошади). Итого было исследовано 28 образцов. Содержание радионуклидов определяли по стандартным методикам в радиологической лаборатории Научно-практического центра санитарно-эпидемиологической экспертизы и мониторинга КГСЭН МЗ Республики Казахстан.

Пробы почвы и воды были отобраны после проведения гамма-съемки. Места отбора определяли согласно методическим рекомендациям по санитарному контролю за содержанием радиоактивных веществ в объектах внешней среды № 5.05.008-99 г., совместно с сотрудниками Научно-практического центра санитарно-эпидемиологической экспертизы и мониторинга КГСЭН МЗ Республики Казахстан. Лабораторные исследования проб проведены согласно требованиям гигиенических нормативов «Санитарно-эпидемиологические требования к обеспечению радиационной безопасности», утвержденных Постановлением Правительства Республики Казахстан от 02.03.2012 г. № 201 [5, 6]. Мощность экспозиционной дозы внешнего облучения в выбранной точке забора определяли методом альфа, бета- и гамма-дозиметрии, диапазон измерений которых составил от 0,1 до 30 мкЗв/ч и от 0,1 до 10 Зв/ч соответственно. Исследования биосубстратов были проведены на малафоновой установке УМФ-2000, заводской номер 095, имеющий свидетельство о поверке № ВА. 17-04-15867 от 25.02.2013 г. Были проведены полевые работы, включающие в себя детальную радиометрическую съемку. В качестве рабочего прибора использовали дозиметры-радиометры РКС-01-СОЛО, Interceptor™ и другие. Все дозиметры-радиометры, предназначенные для измерения гамма-фона имели свидетельство о государственной поверке. Измерения гамма-фона территории (гамма-съемка) осуществляли совместно со специалистами Республиканской санитарно-эпидемиологической станции (г. Алматы). Дозиметры-радиометры были настроены на оптимальный режим, согласно инструкции по эксплуатации прибора. Сравнение показаний на ОПК проводили вначале и конце рабочего дня каждой группой. Показания радиометров не отличались друг от друга более чем на ±30 %. Гамма-съемка проводилась «конвертным методом» с расстоянием между точками на территории не более 5 м. Фиксированные измерения проводили на встречаемых материалах: куски ветоши, металлические детали, кучи мусора, смотровые (ревизионные) колодцы и другие. Усредненные значения измерений гамма-фона вносили в протокол установленной формы. Все результаты измерений фиксировались в рабочем журнале.

Результаты исследования и их обсуждение

Хвостохранилище Кошкар-ата по периметру окружена глубоким рвом. Основные точки наших наблюдений расположены с внешней стороны данного рва. Измерения радиационной активности по гамма-излучению показали, что по периметру хвостохранилища Кошкар-ата и в близлежащих населенных пунктах уровень радиации в пределах 0,05–0,011 мкЗв/ч. Высокая радиоактивность сохраняется на территории и вблизи химического горно-металургического завода (ХГМЗ) – 1,73 мкЗв/ч. По данным предыдущих исследований изучение почвенно-растительного покрова показало, что он во многих местах нарушен [7].

Как следует, из приведенных табл. 1 анализ удельной активности радионуклидов в пробах воды из различных пунктов показывают, что наибольшая удельная активность отмечена у цезия Cs-137 и стронция Sr-90 не превышает 3,0 Бк/кг во всех пунктах исследования. Максимальная активность наблюдается в пробах воды сточная и сборная по урану U-232 и торию Th-232 (4,0 и 2,0 соответсвенно). Удельная активность по радию Ra-226 примерно одинаковая с небольшим превышением в пробах сточной и болотной воды (0,04 Бк/кг).

Таблица 1

Результаты анализа проб воды на радионуклиды и радиационную активность

Наименование образца

Удельная активность, Бк/кг

суммарная альфа-активность

суммарная бета-активность

U-232

Th-232

Cs-137

Ra-226

Sr-90

Вода Актау

0,09

< 0,1

0,07

0,04

< 3,0

0,02

< 3,0

Вода сточная

0,5

2,9

0,9

0,084

< 3,0

0,04

< 3,0

Вода Каспий

2,8

< 0,1

0,58

1,6

< 3,0

0,03

< 3,0

Вода № 3 сборная

9,6

208,1

1,3

2

< 3,0

0,02

< 3,0

Вода болота

0,01

< 0,1

0,08

1,2

< 3,0

0,04

< 3,0

Приведенные данные свидетельствуют о наблюдающейся тенденции к накоплению и увеличению активности отдельных радионуклидов в поверхностных водах на прилегающей к Каспию территории. Так, отмечается повышение суммарной бетта- и альфа активности в пробах – «вода сборная».

Исследованы пробы почвы, воды как показатели первого звена распространения радионуклидов, а также шерсть животных, так как они являются переносчиками радиоактивного загрязнения с территории хвостохранилища в чистую зону. В пробах почвы (табл. 2) и шерсти (табл. 3) животных определяли естественные и искусственные радионуклиды (226Ra, 137Cs, 232Th, 40K). Высокая удельная активность по 137Cs в пробах почвы с населенного пункта Кызыл-Тобе и Sr-90 отмечается в пробах почвы с пунктов Баянды и ХГЗМ, а максимальная удельная активность по 226Ra максимальная высокая активность пробах со всех населенных пунктов (табл. 2) У домашних животных, обитающих на прилегающей территории Кошкар-Ата, – лошадей, коров и верблюдов отобраны образцы шерсти для определения радионуклидов. В исследованных образцах шерсти этих животных отмечается превышение удельной активности 226Ra в пунктах Кошкар-Ата и Акшукыр, 137Сs и 232Th в пределах НД, а по 40К во всех исследованных точках (табл. 3).

Таблица 2

Пробы почвы с прилегающих к хвостохранилищу Кошкар-Ата территорий

Наименование образца

Суммарная альфа-активность

Суммарная бета-активность

Удельная активность Бк/кг

Cs-137

Ra-226

Sr-90

Почва № 30 Кызыл-Тобе

86,2

46,7

8,4 ± 4,7

45,0 ± 9,5

< 3,0

Почва № 30 ст. Мангышлак

84,2

102,6

< 3,0

40,0 ± 10

< 3,0

Почва № 02

40,8

25,8

< 3,0

38,0 ± 7,0

< 3,0

Почва № 029 с. Баянды

20,9

94,5

< 3,0

40,0 ± 7,0

92 ± 64

Почва № 004

62,5

52,6

< 3,0

31,0 ± 8,0

< 3,0

Почва № 11 ХГЗМ

42,1

53,2

< 3,0

29,0 ± 7,0

108 ± 66

Почва № 35 Акшукур

183,6

70

< 3,0

23,0 ± 5,0

< 3,0

Почва № 35 Кошкар-Ата

159

369,2

< 3,0

27,0 ± 8,0

< 3,0

Таблица 3

Результаты исследования биосубстратов на радиоактивность

Место образца

Наименование образца

Удельная активность Бк/кг

Cs-137

Th-232

Ra-226

K-40

х.-х. Кошкар-Ата

Шерсть верблюда

< 4,6

< 3,0

25,0 ± 12

158 ± 31

п. Акшукыр

Шерсть коровы

< 5,0

< 3,0

20 ± 11

514 ± 24

х.-х. Кошкар-Ата

Шерсть лошади

< 3,0

< 3,0

< 3,0

90 ± 21

Проведенное исследование свидетельствует, что домашние животные, обитающие на прилегающей территории Кошкар-Ата, могут служить в качестве биоиндикаторов. Мониторинг состояния исследуемой территории хвостохранилища позволяет определить степень миграции радиоактивных веществ в окружающую природную среду. Для мониторинга учтены те объекты окружающей среды, где наблюдаются ранние проявления миграции радионуклидов. Однако нельзя не принимать тот факт, что цезий-137 является долгоживущим радионуклидом и одним из потенциально опасных для окружающей среды и здоровья населения из-за его способности накапливаться в течение длительного времени [8, 9]. В остальных исследованных образцах содержание радионуклидов в пределах естественного фона для данного региона. Отмечается умеренная миграция радиоактивных веществ в организм животных и воду. Согласно международным нормам и национальными нормативно-правовым актам Республики Казахстан вода нормируется по содержанию в сумме всей альфа- и бета-излучающих радионуклидов, которая не должна превышать для альфа-активности – 0,2 Бк/л и 1,0 – для бета-излучающих радионуклидов соответственно [5, 6, 10]. Особенностью этой группы радионуклидов является их специфический круговорот во внешней среде, включая и в трофических цепях с участием сельскохозяйственных животных, что обусловлено возможным изменением их доступности для животных во времени (за счет долговременного взаимодействия с природными средами – почвой, водой и т.п.), потенциальной опасностью из-за длительного нахождения в объектах природной среды [11, 12].

Установлено, что исследуемые районы характеризуются незначительным уровнем радиационного фона, среднее значение мощности эквивалентной дозы в целом по району составляет 0,12 мкЗв/ч, абсолютный максимум – 1,5 мкЗв/ч – зарегистрирован в точке № 3 внутри канала ХГМЗ.

Выводы

Исследуемые районы характеризуются незначительным уровнем радиационного фона, среднее значение МЭД в целом по району составляет 0,12 мкЗв/ч. Абсолютный максимум – 1,5 мкЗв/ч – зарегистрирован в точке № 3, канал сточных вод ХГМЗ. Содержание радионуклидов в биосубстратах домашних животных: Cs-137 во всех тест-объектах значительно ниже ПДК. Отмечается максимальное содержание Ra-226, Th-232 и K-40. Удельная активность радионуклидов в пробах воды из различных пунктов: наибольшая активность цезия Cs-137 и стронция Sr-90 не превышает 3,0 Бк/кг во всех пунктах исследования. Максимальная активность наблюдается в пробах воды, сточная и сборная по урану U-232 и торию Th-232 (4,0 и 2,0 соответственно).

Работа выполнена по договору № 9 от 29 апреля 2014 г. о проведении экологического исследования и анализа с Управлением природных ресурсов и регулирования природопользования Мангистауской области Республики Казахстан.

Рецензенты:

Рихванов Л.П., д.г.-м.н., профессор, Томский политехнический университет Министерства образования РФ, директор «Радиационного центра Сибири», г. Томск;

Чередниченко В.С., д.г.н., профессор, Казахский национальный университет имени аль-Фараби Министерства образования и науки РК, г. Алматы.

Работа поступила в редакцию 28.12.2014.


Библиографическая ссылка

Шаметов А.К., Кожахметова А.Н., Бигалиев А.Б. РЕКОГНОСЦИРОВОЧНОЕ И РАДИОЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБСЛЕДОВАНИЕ ОБЪЕКТОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ ХВОСТОХРАНИЛИЩА КОШКАР-АТА // Фундаментальные исследования. – 2014. – № 12-9. – С. 1938-1941;
URL: http://www.fundamental-research.ru/ru/article/view?id=36466 (дата обращения: 08.12.2019).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074