Техногенно-измененная естественная радиоактивность
12.09.2012
Данным термином условно называют источники и очаги с повышенной радиоактивностью ответственных радионуклидов, появившиеся благодаря разнообразной деятельности человека, такой как:
• горнодобывающая и перерабатывающая промышленность;
• нефтегазовая промышленность:
• добыча к использование горючих ископаемых;
• добыча в производство минеральных удобрений;
• производство и использование стройматериалов:
• особенности пищевых рационов в отдельных регионах. Подготовительные и вскрышные работы в горнодобывающей и перерабатывающей промышленности, создание карьеров, отвалов и хвостохранилищ неминуемо приводит к усилению процессов миграции ЕРН, что в свою очередь ведет к возникновению новых очагов повышенного техногенно-измененного фона в местах радиогеохимических аномалий. Примерами такого рода вмешательств являются разработка уран-ториевого месторождения в центральной части Алданского нагорья (Южная Якутия) и деятельность предприятия по добыче радия у пос. Водный в бассейне реки Ухта (Республика Коми). В результате вскрышных работ, складирования отвалов горных пород и других вмешательств появились новые участки с высоким радиационным фоном, усилились процессы миграции радионуклидов по элементам экосистем. Обычно доступность растениям U и Ra из рудного материала, вынесенного на поверхность, ниже, чем в естественных условиях при ненарушенном почвенном покрове. Однако в данных районах в надземных частях растений стали отмечать значительное (более чем 10 кратное) накопление 210Рb и 210Ро. Ранее уже отмечалось, что эти радионуклиды - дочерние продукты распада Rn - поглощаются растительностью в основном не из почвы, а через воздух. Появление в грунтах новых пустот и трещин в результате взрывных работ и деятельности тяжелой техники приводило к значительному усилению эманации радона в приземный воздух.
Открытое складирование «хвостов» рудных пород ни Забайкальском и Приаргунском горно-обогатительных комбинатах по добыче урана (в Читинской области) привело, в результате водной и воздушной эрозии, к распространению загрязнения на значительных площадях.
Работа нефтепромысловых предприятий зачастую сопровождается техногенным загрязнением. Связано это с высоким содержанием естественных радионуклидов, прежде всего 326Ra, в пластовых водах нефтегазовых залежей. Содержание радия в пластовых водах достигает значений, в 100-1000 раз превышающих обычные, данные воды раньше использовали даже для промышленного извлечения радия. Высокие концентрации этого элемента характерны для хлоридно-кальциево-натриевых пластовых вод месторождений в Ставропольском и Пермском краях. Оренбургской, Самарской и Саратовской областей. При эксплуатации нефтегазовых скважин это приводит к солевым отложениям ЕРН на обсадных трубах и другом оборудовании, а также к загрязнению грунта у скважин на поверхности в результате выноса и разлива подземных вод. В отложениях на трубах обнаруживается значительная радиоактивность - до 120 кБк/кг 225Ra и 80 кБк/кг 332Тh, мощность γ-излучения от отработанных труб достигает 200-3000 мкР/ч. Случаи бесконтрольного использования таких труб (например, для изготовления железобетонных опор городского освещения) происходили даже в Москве.
Заметные количества U и Th обнаруживаются и в горючих ископаемых, используемых в топливном цикле. В каменном угле содержание ЕРН находится обычно на уровне 5 г/т, или по активности U и Th вместе с дочерними нуклидами - в пределах 20-60 Бк/кг, но может достигать 100-1000 Бк/кги более, например в углях некоторых шахт Кузбасса, Донбасса, Львовско-Волынского и других бассейнов. Высокой концентрацией тяжелых ЕРН отличаются бурые угли Канско-Ачинского и Подмосковного бассейнов. Уран присутствует в некоторых горючих сланцах Южной Германии. В нефти его со держание доходит до 400 Бк/кг (в основном это Ra и Th, а также продукты распада Ra - 210Pb и 210Ро). Низкой радиоактивностью отличаются каменные угли Южно-Якутского бассейна и нефть месторождений Северного моря.
При сжигании топлива ЕРН попадают в золоотвалы и летучую золу, часть которой, не задержанная фильтрами, оказывается в атмосфере. В летучей золе от сжигания углей концентрация 210РЬ, 210Ро и 226Ra до 3-10 раз выше, чем в исходном угле. Аэрозольные выпадения от ТЭЦ и металлургических заводов, работающих на угле, ответственны за то, что в непосредственной близости от таких предприятий содержание ЕРН в почвенно-растительном покрове обычно в 5-10 раз выше фоновых значений.
Минеральные удобрения, особенно фосфорные и комплексные, включающие фосфор, довольно часто содержат значительные количества 238U и 232Th, так как эти радионуклиды вместе с 226Ra содержатся в исходном сырье, в апатитах и фосфоритах. При обработке сырья серной кислотой уран и значительная часть тория переходят в фосфорную кислоту, а радий - в фосфогипс. Соответственно U и Th попадают в удобрения, получаемые из фосфорной кислоты (в частности - в суперфосфат). В фосфоритной муке активность доходит иногда до 2400 Бк/кг.
Различия удобрений по радиоактивности довольно велики, и в первую очередь это зависит от исходного сырья. В фосфорных удобрениях из сырья, добываемого в штате Флорида (США), активность достигает 400-700 Бк/кг, а из Кольских апатитов, добываемых в Мурманской области, - обычно не более 40 Бк/кг. Радиоактивность калийных удобрений, обусловленная содержанием 40К, не зависит от исходного сырья, если только в нем нет других ЕРН, кроме 40К. Активность же 40К постоянна - это 31 кБк/кгК.
ЕРН, содержащиеся в некоторых стройматериалах, могут обусловить повышенную радиоактивность как с внешней части построек, так и во внутренних помещениях. Например, хорошо известна значительная радиоактивность гранитов (особенно у разновидностей розового и красного цвета), из-за чего они обычно не допускаются для использования в жилищном строительстве. Показания даже малочувствительных дозиметров у постаментов гранитных памятников или на гранитных набережных почти всегда обнаруживают повышенную величину у фона.
Дополнительная радиоактивность от строительных материалов почти всегда определяет некоторое превышение величины ЕРФ в помещениях по сравнению с открытой местностью. В кирпичных постройках со стенами большой толщины (как, например, в старых монастырских и церковных постройках) фон в 1,5-2 раза выше, чем в современных зданиях (к тому же и содержание - 226Rа в огнеупорном красном кирпиче заметно выше, чем в современном силикатном кирпиче или в бетоне). Фон внутри помещений деревянных домов обычно немного выше, чем на открытой местности.
Повышенный уровень содержания ЕРН встречается в некоторых стройматериалах, изготовленных с использованием отходов горнорудной, металлургической или химической промышленности, таких как золы и шлаки ТЭЦ, красный шлам алюминиевого производства, фосфогипс. Фон помещений в домах, построенных из шлакоблоков (таких еще много осталось в российской провинции), тоже заметно выше фона в современных постройках.
В отношении ЕРН следует также обратить внимание на повышенное количество некоторых из них (в первую очередь - 210Рb и 210Ро) в пищевом рационе населения некоторых регионов. Повышенное содержание 210Рb и 210Ро характерно для морепродуктов - морской рыбы, моллюсков и крабов, которые составляют значительную часть рациона у населения, проживающего в приморских районах и занимающегося морским промыслом. Значительное содержание 210Рb к 210Ро в мясе овец и кенгуру, в говяжьей, бараньей печени и почках в десятки раз увеличивает поступление ЕРН в организм жителей отдельных районов Австралии. Похожая ситуация возникла и в отношении оленьего мяса на Крайнем Севере по причине значительного накопления 210Рb и 210Ро в ягеле (лишайнике, которым кормится северный олень) и в силу особенностей трофической цепочки ягель-олень-человек.
