Формы нахождения техногенных радионуклидов в природных водах Семипалатинского испытательного полигона

Торопов, Андрей Сергеевич
Бесплатно
В избранное
Работа доступна по лицензии Creative Commons:«Attribution» 4.0

ВВЕДЕНИЕ …………………………………………………………………………………………………………………………….3
1. ФОРМЫ НАХОЖДЕНИЯ РАДИОАКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТОВ В ПРИРОДНЫХ ВОДАХ.
СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ ПРОБЛЕМЫ. ………………………………………………………………………12
1.1 Общие понятия о формах нахождения радионуклидов в природных водах …………….16
1.2 Обзор факторов, влияющих на формы нахождения элементов в природных водах …22
1.3 Коллоидный транспорт радионуклидов в природных водах ……………………………………26
1.4 Исследования форм нахождения радионуклидов на Семипалатинском
испытательном полигоне ………………………………………………………………………………………………30
2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ……………………………………………………………32
2.1 Метод каскадной фильтрации для определения форм нахождения радионуклидов в
воде ……………………………………………………………………………………………………………………………..32
2.2 Изучение форм нахождения техногенных радионуклидов в воде в условиях
лабораторных экспериментов ………………………………………………………………………………………..35
2.3 Определение форм нахождения радионуклидов в природных водах……………………….39
2.4 Аналитические исследования и статистическая обработка ……………………………………..43
2.5 Исследование характеристик взвешенных и коллоидных частиц в воде ………………….45
3. ФОРМЫ НАХОЖДЕНИЯ ЭЛЕМЕНТОВ В ВОДЕ В УСЛОВИЯХ МОДЕЛЬНЫХ
ЭКСПЕРИМЕНТОВ………………………………………………………………………………………………………………50
3.1 Формы нахождения техногенных радионуклидов и микроэлементов в модельных
растворах ……………………………………………………………………………………………………………………..51
3.2 Влияние физико-химических параметров на распределение форм нахождения
радионуклидов ……………………………………………………………………………………………………………..59
4. ФОРМЫ НАХОЖДЕНИЯ РАДИОНУКЛИДОВ В ПРИРОДНЫХ ВОДАХ
СЕМИПАЛАТИНСКОГО ИСПЫТАТЕЛЬНОГО ПОЛИГОНА ………………………………………………72
4.1 Формы нахождения техногенных радионуклидов в водных объектах
Семипалатинского испытательного полигона ………………………………………………………………..77
4.2 Исследование коллоидной формы нахождения в природных водах Семипалатинского
испытательного полигона ……………………………………………………………………………………………..87
4.3 Изменение форм нахождения элементов в воде по мере удаления от источника
поступления на примере ручья Карабулак горного массива Дегелен …………………………….102
ЗАКЛЮЧЕНИЕ …………………………………………………………………………………………………………………..108
СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ ………………………………………………110
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ …………………………………………………………………………………………………….111

Актуальность исследования. Корректная оценка радиоэкологического статуса
загрязненных территорий, прогнозирование сценария развития ситуации, а также разработка
программ реабилитации возможны только с учетом знания закономерностей распределения и
скорости транспорта радиоактивных элементов в экосистемах. Именно формы нахождения
определяют геохимическую подвижность элементов, в том числе радионуклидов, скорость их
транспорта, биологическую опасность и потенциальное воздействие на человека (Папина, 2001;
Папина и др., 2017; Калмыков, 2008; Романчук и др.; 2016; Novikov, 2010, и др.). Известно, что
скорость транспорта отдельных форм нахождения может достигать значений, сопоставимых со
скоростью движения природных вод (Поляков, Егоров, 2003; Kretzschmar, Schäfer, 2005;
Александрова, 2016; Мальковский, Юдинцев, 2016; Мироненко, Румынин, 1999 и др.). Физико-
химические механизмы транспорта техногенных радионуклидов с водой исследованы
недостаточно, что связано как с методическими трудностями, так и с объективной сложностью
определения форм нахождения радионуклидов в водных системах из-за их ультранизких
количеств (Ure, Davidson, 2002; Speciation of…, 1986; Radioactive particles…, 2011).

В работе рассмотрена актуальная научная проблема по миграции различных форм
нахождения техногенных радионуклидов в воде на примере Семипалатинского испытательного
полигона, где природные компоненты имеют историческое загрязнение вследствие ядерных
испытаний. Исследование подтвердило, что отличия в распределении элементов в воде между
взвешенными, коллоидными и растворенными фазами в условиях разной геохимической
обстановки является ключевым фактором для прогнозных оценок по миграции загрязняющих
веществ в окружающей среде.
К основным результатам работы можно отнести следующие выводы:
1. При изучении форм нахождения радионуклидов в модельных растворах,
максимально приближенных по составу матрицы к природным водам, показано, что
преобладающими фракциями для Cs являлась 100-450 нм, где мембрана 100 нм отсекала от
40 до 80 % суммарного содержания Cs. Более 90 % 90Sr в модельных растворах приходились
239+240 241
на фракцию <3 нм, Pu преобладал в форме коллоидов в диапазоне от 7 до 450 нм, Am преимущественно фиксировался в коллоидах 100-450 нм (порядка 70% от суммы форм). 2. В лабораторных экспериментах по моделированию влияния физико-химических параметров воды на формы нахождения радионуклидов установлено, что на формы нахождения 90 Sr величина рН и главные ионы воды не оказывают влияния, кроме модельных растворов с Na2CO3. Увеличение рН и концентрация главных ионов воды способствуют переходу Cs в растворенную форму. Увеличение рН способствует переходу Am во взвешенную форму. 241 239+240 Увеличение солесодержания снижает способность Am и Pu находиться в коллоидной форме, указанные радионуклиды переходят во фракцию крупнее 450 нм. Рост концентрации органического вещества в воде увеличивает степень связывания радионуклидов, в особенности трансурановых, а также редкоземельных элементов с коллоидными частицами. 3. При определении форм нахождения радионуклидов в водных объектах СИП, 90 239+240 выявлено, что для Sr характерна растворенная форма нахождения, для Pu свойственно нахождение в различных формах, с преобладанием коллоидных и растворенных, при этом соотношение форм нахождения зависит от изучаемого объекта. Формами нахождения Cs в водных объектах СИП являются взвешенные вещества, коллоиды с размерами 100-450 нм, а также растворенные соединения. Содержание основных компонентов воды, величина рН и концентрация растворенных органических веществ наряду с концентрацией коллоидов влияют на распределение радионуклидов по фракциям в воде. Установлено, что Li, Cr, Rb, Cs, Sr, Mo, и U в воде изученных водных объектов СИП находятся преимущественно во фракции менее 3 нм. Формы миграции таких элементов как Co, Ni и Eu и других элементов в той или иной степени связаны с коллоидами, и их распределение при фракционировании могут быть информативными для оценки форм миграции трансурановых радионуклидов. 4. Миграционные характеристики форм нахождения радионуклидов и ряда других элементов определяются размерами, составом и параметрами подвижности частиц, которые выступают их «агентами транспорта». Так, по степени мобильности в природных водах самыми подвижными фракциями были коллоиды размерами 1-2 нм, а также в целом фракция менее 200 нм, представляющая собой сумму коллоидов и ионных форм. 5. При изучении изменения форм нахождения радионуклидов и отдельных элементов на участке ручья Карабулак отмечается, что для Cs наблюдается снижение активности в десятки раз, как в абсолютном, так и в относительном выражении по мере 239+240 удаления от источника его поступления. Для U, Pu и Sm в месте слияния притоков ручья Карабулак увеличивается доля мелких фракций, при этом сохраняется преобладание взвешенной формы. При сопоставлении результатов, полученных на модельных и реальных растворах, становится возможным утверждать об оправданности такого подхода к изучению форм нахождения радионуклидов в воде, поскольку изолированно исследовать выраженность влияния тех или иных характеристик состава воды на распределение форм нахождения с помощью исключительно натурных объектов не представляется возможным. При этом анализ результатов, полученных с использованием модельных систем, позволяет глубже понять и адекватно интерпретировать данные по миграционным формам радионуклидов природных вод. Понимание вопроса коллоидной миграции веществ в настоящее время развивается исключительно быстро. Доминируют два основных приема для изучения данной системы: целостный подход, в котором, как правило, подчеркивают сложность и гетерогенность коллоидов природных вод и пытаются объяснить их поведение глобальными геохимическими процессами, а второй – редукционистский подход, нацеленный на детальный анализ конкретных характеристик отдельных фракций для дальнейшей обратной экстраполяции результатов на всю систему. Мы считаем наиболее перспективными разработки, где есть возможность комбинирования этих подходов с проведением in situ исследований, а также работы, позволяющие количественно оценить влияние коллоидов на биодоступность и аккумуляцию загрязняющих компонентов в природной среде. Изучение миграции радионуклидов в воде с учетом коллоидной формы нахождения в условиях Семипалатинского испытательного полигона может рассматриваться как полномасштабная модель поведения радиоактивных элементов, которую возможно применять расширенно в других исследованиях. СПИСОК СОКРАЩЕНИЙ И УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ Обозначение Значение АСМ – атомно-силовая микроскопия ГК – гумусовые кислоты ГВ – гуминовые вещества ДРС – (спектроскопия) динамическое рассеяние света кДа – килодальтон (мера атомной массы) ЛЛМВ – локальная линия метеорных вод МС-ИСП – масс-спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой МР – модельный раствор нм – нанометр НОММ – номинально отсекаемая молекулярная масса ОЭС-ИСП – оптико-эмиссионная спектрометрия с индуктивно-связанной плазмой РЗЭ – редкоземельные элементы РОВ – растворенное органическое вещество РФЭС – рентгенофотоэлектронная спектроскопия СИП – Семипалатинский испытательный полигон СРС – (спектроскопия) статического рассеяния света УФ – ультрафиолетовое (излучение) ФК – фульвокислоты сps, имп/с – число импульсов в секунду

Заказать новую

Лучшие эксперты сервиса ждут твоего задания

от 5 000 ₽

Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям

    Нажимая на кнопку, я соглашаюсь на обработку персональных данных и с правилами пользования Платформой

    Помогаем с подготовкой сопроводительных документов

    Совместно разработаем индивидуальный план и выберем тему работы Подробнее
    Помощь в подготовке к кандидатскому экзамену и допуске к нему Подробнее
    Поможем в написании научных статей для публикации в журналах ВАК Подробнее
    Структурируем работу и напишем автореферат Подробнее

    Хочешь уникальную работу?

    Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!

    Елена С. Таганрогский институт управления и экономики Таганрогский...
    4.4 (93 отзыва)
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на напис... Читать все
    Высшее юридическое образование, красный диплом. Более 5 лет стажа работы в суде общей юрисдикции, большой стаж в написании студенческих работ. Специализируюсь на написании курсовых и дипломных работ, а также диссертационных исследований.
    #Кандидатские #Магистерские
    158 Выполненных работ
    Татьяна М. кандидат наук
    5 (285 отзывов)
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    Специализируюсь на правовых дипломных работах, магистерских и кандидатских диссертациях
    #Кандидатские #Магистерские
    495 Выполненных работ
    Екатерина Д.
    4.8 (37 отзывов)
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два об... Читать все
    Более 5 лет помогаю в написании работ от простых учебных заданий и магистерских диссертаций до реальных бизнес-планов и проектов для открытия своего дела. Имею два образования: экономист-менеджер и маркетолог. Буду рада помочь и Вам.
    #Кандидатские #Магистерские
    55 Выполненных работ
    Анастасия Л. аспирант
    5 (8 отзывов)
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибост... Читать все
    Работаю в сфере метрологического обеспечения. Защищаю кандидатскую диссертацию. Основной профиль: Метрология, стандартизация и сертификация. Оптико-электронное прибостроение, управление качеством
    #Кандидатские #Магистерские
    10 Выполненных работ
    Елена Л. РЭУ им. Г. В. Плеханова 2009, Управления и коммерции, пре...
    4.8 (211 отзывов)
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно исполь... Читать все
    Работа пишется на основе учебников и научных статей, диссертаций, данных официальной статистики. Все источники актуальные за последние 3-5 лет.Активно и уместно использую в работе графический материал (графики рисунки, диаграммы) и таблицы.
    #Кандидатские #Магистерские
    362 Выполненных работы
    Екатерина Б. кандидат наук, доцент
    5 (174 отзыва)
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподав... Читать все
    После окончания института работала экономистом в системе государственных финансов. С 1988 года на преподавательской работе. Защитила кандидатскую диссертацию. Преподавала учебные дисциплины: Бюджетная система Украины, Статистика.
    #Кандидатские #Магистерские
    300 Выполненных работ
    Егор В. кандидат наук, доцент
    5 (428 отзывов)
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Ск... Читать все
    Здравствуйте. Занимаюсь выполнением работ более 14 лет. Очень большой опыт. Более 400 успешно защищенных дипломов и диссертаций. Берусь только со 100% уверенностью. Скорее всего Ваш заказ будет выполнен раньше срока.
    #Кандидатские #Магистерские
    694 Выполненных работы
    Мария Б. преподаватель, кандидат наук
    5 (22 отзыва)
    Окончила специалитет по направлению "Прикладная информатика в экономике", магистратуру по направлению "Торговое дело". Защитила кандидатскую диссертацию по специальнос... Читать все
    Окончила специалитет по направлению "Прикладная информатика в экономике", магистратуру по направлению "Торговое дело". Защитила кандидатскую диссертацию по специальности "Экономика и управление народным хозяйством". Автор научных статей.
    #Кандидатские #Магистерские
    37 Выполненных работ
    Александр О. Спб государственный университет 1972, мат - мех, преподав...
    4.9 (66 отзывов)
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальн... Читать все
    Читаю лекции и веду занятия со студентами по матанализу, линейной алгебре и теории вероятностей. Защитил кандидатскую диссертацию по качественной теории дифференциальных уравнений. Умею быстро и четко выполнять сложные вычислительные работ
    #Кандидатские #Магистерские
    117 Выполненных работ

    Другие учебные работы по предмету

    Геохимические аспекты вхождения Hg и Au в сфалерит
    📅 2021год
    🏢 ФГБУН Ордена Ленина и Ордена Октябрьской Революции Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского Российской академии наук