bigpo.ru
добавить свой файл
1
СРАВНИТЕЛЬНАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА ПЛОЩАДНОГО

РАСПРЕДЕЛЕНИЯ УРАНА И ТОРИЯ В ПОЧВАХ И

ПОЧВОГРУНТАХ Г. ИРКУТСКА И ЕГО ОКРУЖЕНИЯ


Грицко П.П.


Учреждение Российской Академии наук Институт геохимии

им. А.П. Виноградова Сибирское отделение РАН, Иркутск,

www.rysya-87@mail.ru


С середины 20-го столетия на поступление и накопление химических элементов в почвах все большее влияние оказывает деятельность человека. Техногенные изменения химических свойств окружающей среды, не связанные с естественными природными процессами, являются загрязнением Сает и др., 1990.

Почвы Иркутской области изучались в разное время на содержание радиоактивных элементов (U, Th, Rn, 137Cs, 90Sr) в связи с глобальным переносом и выпадением радиоактивных осадков после ядерных испытаний на Семипалатинском и Новоземельском полигонах Медведев и др., 1996.

Уран относится к относительно редким, а торий к относительно распространенным в природной среде элементам, которые обладают высокой токсичностью и используются в ядерной энергетике. По А.П. Виноградову [Иванов, 1997] среднее содержание U в гумусовых горизонтах почв составляет 4 мг/кг, Th – 6 мг/кг.

Радиоактивные элементы попадают в почву с техногенными выбросами промышленных предприятий, с локальным ветровым переносом пылевых частиц и аэрозолей золо- и шлакоотвалов, при добыче и переработке полезных ископаемых, сжигании топлива, влиянии автотранспорта, сельского хозяйства и т.д. Более того, источниками поступления, последующего рассеяния и миграции являются и собственные месторождения этих элементов.

В июне-июле 2010 г. на территории города Иркутска и его периферии проводилось опробование почвенного покрова на выявление в гумусовом горизонте концентраций урана и тория по заранее составленной и адаптированной карте масштаба 1:100000 по довольно равномерной сети (~ 1 км) с учетом проходимости местности. Глубина пробоотбора составляла до 10 см. Пробные площади находились в районах, наиболее подверженных антропогенному воздействию: Иркутск-II, Ново-Ленино, центр города, Академгородок, Аэропорт, Солнечный; микрорайоны Первомайский, Юбилейный, Рабочее, Зеленый и др. В общей сложности было отобрано 188 почвенных проб.

Почвенные образцы анализировались методом РФА. Анализы проводились в аналитической лаборатории Института геохимии СО РАН (аналитик Т.С. Айсуева). Содержание определяемого элемента рассчитывали по интенсивностям с помощью процедуры -коррекции, имеющейся в программном обеспечении SPECTRAрlus прибора S4 Pioneer. Повторяемость определения U, Th характеризуется относительным стандартным отклонением для U – 7 %, Th – 2 %. Предел определения элементов составляет 1 мг/кг. Правильность методики определения U и Th в почвах оценивали с помощью стандартных образцов.

В результате первичной обработки аналитических данных в программе ArcGis методом Kernel interpolation были построены карты площадного распределения тория, урана и их соотношения в почвах и почвогрунтах города Иркутска, на которой выделены около-, собственно фоновые и так называемые «аномальные участки», отражающие степень загрязнения почв.

Полученные результаты показали неравномерное распределение содержаний элементов в почвах, а также разное распределение их по площади изученной территории города.

Анализ полученных эмпирических данных проводили в сравнении с фоновым содержанием исследуемых поллютантов по Иркутской области [Гребенщикова и др., 2008], которое для U составило 2,01 мг/кг, для Th – 6,26 мг/кг. По результатам исследования в 2010 г. фоновое содержание U оказалось идентичным – 2,01 мг/кг, Th – несколько выше регионального фона – 9,00 мг/кг. Содержание урана варьирует в пределах от < 1 до 23,30 мг/кг, тория - от 2,90 до 27,44 мг/кг. Среднее содержание урана составило 2,85 мг/кг, тория – 9,33 мг/кг.

Максимальные концентрации урана проявились в виде двух небольших по площади локальных аномалий в районе Иркутска-II: возле теплоэлектроцентрали, работающей на угле и вблизи взлетной полосы ОАО НПК «Иркут» (Иркутский авиазавод) – 23,30 мг/кг и 15,80 мг/кг соответственно.

По воздействию на окружающую среду угольная промышленность остается одной из наиболее важных отраслей горнодобывающей промышленности. В частности, деятельность угольных предприятий может оказаться причиной формирования техногенно усиленного радиационного фона на значительных участках местности, в результате извлечения угля из недр Земли. Вместе с углем извлекаются естественные радионуклиды, их концентрирование происходит в золошлаковых отходах и газово-аэрозольных выбросах теплоэлектростанций.

Относительно повышенное содержание урана (18,74 мг/кг) наблюдается на острове Юность возле детской железной дороги. В районе военной базы микрорайона Зеленый и вдоль промзоны микрорайона Рабочее также отмечаются отдельные небольшие участки с содержанием урана, превышающим значение регионального фона.

Максимальные концентрации тория отмечаются в Правобережном районе Иркутска – предместье Марата (19,94 мг/кг – возле Радищевского кладбища) и непосредственно в предместье Радищева на одном из дачных участков садоводства; а также в районе военной базы микрорайона Зеленый (27,44 мг/кг).

Слабый и условно фоновый уровни загрязнения почв и почвогрунтов города U и Th, занимающие половину рассматриваемой площади города, рассредоточены, преимущественно, по окраинам города, на дачных, садовых участках и сельскохозяйственных земельных угодьях.

Важным оценочным показателем загрязнения почв является величина Th/U отношения (рис. 1).

Анализ литературных данных позволяет утверждать, что Th/U отношение на уровне 3-5 наблюдается у подавляющего большинства почв различных регионов, стран и континентов вне зависимости от их генетического типа [Рихванов, 2009]. Результаты проведенного исследования показали, что соотношение Th/U в почвах и почвогрунтах города Иркутска и его периферии преимущественно находится на уровне регионального значения – 3,5 – 5. Наблюдаются единичные отклонения от фонового значения, не оказывающие заметного влияния на состояние окружающей среды.

Приведенные результаты распределения концентраций U и Th в гумусовом горизонте почв и почвогрунтах г. Иркутска и его периферийных площадей свидетельствуют о широкой распространенности и высокой изменчивости содержаний этих элементов, которые зачастую превышают региональный фон.





Рис. 1. Распределение содержаний U и Th относительно их отношения в почвах и почвогрунтах гумусового горизонта г. Иркутска и его периферии.


Локальные участки повышенных концентраций рассматриваемых поллютантов имеют, скорее всего, техногенный генезис, обусловленный деятельностью промышленных комбинатов, сжиганием углей Черемховского и Азейского угольных бассейнов на ТЭЦ и различного рода котельными, а также трансрегиональным переносом выбросов радионуклидов при ядерных испытаниях.

Несколько пониженные значения Th/U отношения в почвах и почвогрунтах города (0,5-3), а также повышенные (5-10) по сравнению с уровнем регионального значения [Гребенщикова и др., 2008] свидетельствует о том, что иногда происходитнарушение природного равновесия и проявляется наличие техногенной нагрузки.

Рассматриваемых данных, естественно, недостаточно для корректной оценки содержания природных и техногенных радионуклидов. Тем не менее, участки с явным превышением значений регионального фона требуют постановки на них детальных исследований.


Литература:

Гребенщикова В.И., Лустенберг Э.Е., Китаев Н.А., Ломоносов И.С. Геохимия окружающей среды Прибайкалья (Байкальский геоэкологический полигон) // Новосибирск. – 2008. – 234 с.

Иванов В.В. Экологическая геохимия элементов. Москва: Изд-во «Экология», 1997. – Т. 6. – 607 с.

Медведев В.Н., Китаев Н.А., Мясников А.А., Кузьмин М.И., Коваль П.В., Фалилеев А.Н. Распределение 137Cs в почвах Прибайкалья // ДАН. –1996. – С. 93-96.

Рихванов Л.П. Радиоактивные элементы в окружающей среде и проблемы радиоэкологии: учебное пособие // Томск: STT. – 2009. – 184 с.

Сает Ю.Е., Ревич В.А., Янин Е.П. и др. Геохимия окружающей среды // Москва. – 1990. – 335 с.