Распределение искусственных радионуклидов по гранулометриче-ским фракциям почв на территории Семипалатинского полигона

Актуальность. Опыт изучения радиоактивно-загрязненных
территорий опубликован в мировой литературе, в том числе, и в
русскоязычном издании [1, 2, 3, 4]. Детально изучались и продолжают
изучать следы радиоактивного загрязнения на Восточно-Уральском следе
(ВУРС), на радиоактивно-загрязненной территории от Чернобыльской
аварии (Украина, Россия, Беларусь). Продолжаются наблюдения в этих
регионах за миграцией искусственных радионуклидов в различных
компонентах окружающей среды. Но на этих территориях загрязнение
происходило только воздушным путем, то есть происходило выпадение из
радиоактивных облаков. На территории бывшего Семипалатинского
испытательного полигона (СИП) при проведении наземных и подземных
ядерных взрывов природный компонент, как почва, находились в их
эпицентрах и испытывали кроме ионизирующего излучения, ударную волну,
высокое давление и высокую температуру. Эти факторы в совокупности
могли внести изменения в естественное состояние почв, что представляет
интерес для научного сообщества.
После закрытия СИП в 1989 г. на его территории интенсивно
развивается хозяйственная деятельность – разработка месторождений,
прокладка линий ЛЭП, круглогодичный выпас скота. Более глубокое
изучение воздействия ядерных взрывов на почвы даст новую информацию,
что позволит увеличить безопасность, как людей, работающих на добыче
полезных ископаемых или на сельскохозяйственных угодьях на территории
полигона, так и потребителей этой продукции.
В связи с вышесказанным видно, что решение проблем рекультивации
почв, подвергшихся воздействию ядерных испытаний, очень важно, требуют
углубленного изучения и осознания, так как именно почвы являются
основным элементом биосферы, главным депо всех токсичных элементов в
природной среде и одновременно основным источником, обеспечивающим
пищевой баланс растений, животных и человека. Только очень тщательный
анализ связи распределения радионуклидов по гранулометрическим
фракциям с особенностями свойств почв позволит найти рациональный и
эффективный метод их реабилитации, так как это позволяет оценить вклад
почвенного покрова в загрязнение воздушного бассейна при ветровом
подъеме пыли и прогнозировать локальное вторичное перераспределение
радионуклидов за счет вертикальной и горизонтальной миграции.
Несмотря на слабую изученность этого района, что связано с
недоступностью этой территории для исследователей в период деятельности
СИП (более 40 лет), почвы определены как светло-каштановые под полынно-
дерновинно-злаковой растительностью.
Результаты первичного обследования почв показывают: изменение
структуры почвенного покрова [5], вызванное техногенной деятельностью;
нарушение, закономерного для этого типа, почв распределения
гранулометрических частиц по профилю; появление инородных частиц –
шлака, пепла; уменьшение содержания гумуса на 1-2% [6].
При радиоактивном загрязнении поверхности почв проникновение
техногенных радионуклидов и, прежде всего, 239+240Pu отмечается до глубины
30 см в количествах более 1тыс. Бк/кг, что не всегда можно объяснить только
антропогенным нарушением. Таким образом, только тщательный и
инструментальный подход к изучению данного вопроса, может дать
дополнительную информацию.
Цель работы: изучение особенностей распределения искусственных
радионуклидов по гранулометрическим фракциям почв эпицентральных
участков площадки «Опытное поле».
В задачи исследования входило:
1. Проведение литературного обзора о распределение радионуклидов в
почвах в зависимости от их свойств;
239+240 241
2. Изучение характера распределения радионуклидов Pu, Am,
Cs и 90Sr в гранулометрических фракциях почв площадки «Опытное
поле» СИП;
3. Выявление закономерностей распределение радионуклидов по
гранулометрическим фракциям почв площадки «Опытное поле» СИП.
Объектом исследования является площадка «Опытное поле» –
территория проведения испытаний в воздушной и наземной среде, а также
гидроядерных и гидродинамических экспериментов.
Научная новизна работы. Впервые на территории СИП проведены
систематичные (регулярные) исследования распределения радионуклидов по
гранулометрическим фракциям почвы на территории эпицентральных
участков площадки «Опытное поле» СИП, определено содержание
радионуклидов в тонкодисперсных фракциях почвы размером частиц менее
40 мкм.
Теоретическое и практическое значение работы: теоретическая
значимость работы обусловлена выявлением механизма (принципа)
формирования характера распределения радионуклидов по
гранулометрическим фракциям почвы. Практическая значимость работы
обусловлено применением полученных данных при оценке загрязнения
воздушного бассейна и оценке ингаляционной дозы, прогноз происхождения
радиоактивного загрязнения.
Апробация работы. Основные положения данной работы
докладывались и обсуждались на следующих международных и
региональных конференциях: Международный научный симпозиум
студентов, аспирантов и молодых ученых им. академика М.А. Усова
«Проблемы геологии и освоения недр» (Томск, 2017, 2018), VIII
Международная научная молодежная школа по палеопочвоведению в
Сибири «Палеопочвы – хранители информации о природной среде
прошлого» (Новосибирск, 2017).
Благодарности. Автор выражает глубокую благодарность и
признательность своему научному руководителю, профессору кафедры
ГЭГХ ТПУ, доктору геолого-минералогических наук Л.П. Рихванову за
большое внимание и ценные советы при выполнения данной работы.
Особую благодарность за вклад в работу выражает сотрудникам
Института радиационной безопасности и экологии, Каратаеву С.Е. за
проведение полевых работ, А.Н. Шатрову, Р.А. Кенжеваеву за проведение
радионуклидных анализов, а также лабораторий физико-химических
исследований Кабдырыковой А.М., Кундузбаевой А.Е., Бакиевой С.К,
Мендубаеву А.Т.
1 Распределение радионуклидов в почвах