Организация системы радиационного мониторинга...

ОРГАНИЗАЦИЯ СИСТЕМЫ РАДИАЦИОННОГО МОНИТОРИНГА

ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ В РЕСПУБЛИКЕ БЕЛАРУСЬ

Начальник отдела к.т.н. О.М. Жукова

Департамент по гидрометеорологии

МИНИСТЕРСТВО ПРИРОДНЫХ РЕСУРСОВ И ОХРАНЫ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ

РЦРКМ Республиканский центр радиационного контроля и мониторинга окружающей среды

Система радиационного мониторинга на территории Республики Беларусь основана на теории и практике мониторинга, созданного в СССР и имеющего полувековую историю.

Начиная с 1963 года, в Беларуси на сети гидрометеорологических станций начали проводить измерения мощности дозы гамма-излучения (МД), а затем были введены пункты контроля радиоактивных выпадений из атмосферы (горизонтальные планшеты). Ответственность за проведение радиационного мониторинга в Беларуси была возложена на Белгидромет, входивший в состав Государственного комитета по гидрометеорологии СССР.

До катастрофы на ЧАЭС контроль радиоактивных выпадений из атмосферы с использованием горизонтальных планшетов проводился в 8 пунктах наблюдений в городах Барановичи, Брест, Витебск, Гомель, Гродно, Минск, Могилев, Пинск.

СИСТЕМА РАДИАЦИОННОГО МОНИТОРИНГА В РЕСПУБЛИКЕ БЕЛАРУСЬ

ДО КАТАСТРОФЫ НА ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АЭС

Доаварийная обстановка на территории Республики Беларусь характеризовалась

следующими параметрами:

мощность дозы гамма-излучения: 0,1 – 0,2 мкЗв/ч;

содержание цезия-137 в почве: 1,5 – 3,6 кБк/м2;

содержание стронция-90 в почве: 0,7 – 1,1 кБк/м2;

содержание плутония-238,239,240 в почве: 0,037 – 0,059 кБк/м2

26 апреля 1986 года произошла крупнейшая экологическая катастрофа – авария на Чернобыльской АЭС.

Имеющаяся в 1986 г. сеть радиационного мониторинга позволила оценить динамику уровней мощности дозы гамма-излучения и концентрации йода-131 и цезия-137 в пунктах наблюдений в первые дни после катастрофы на Чернобыльской АЭС.

Динамика мощности экспозиционной дозы гамма-излучения в пунктах постоянного контроля Белгидромета,

1986г.

0,01

0,1

1

10

100

27 апр. 28 апр. 29 апр. 30 апр. 2 май 5 май 8 май 11 май 15 май 19 май 26 май

мР

/ч

Брагин ЧечерскГомель МозырьСлавгород МинскПинск

Концентрации цезия-137 в воздухе г.Минск в первые дни после

катастрофы на Чернобыльской АЭС.

Концентрации йода-131 в воздухе г.Минск в первые дни после

катастрофы на Чернобыльской АЭС.

0,001

0,01

0,1

1

10

100

26.0

4.

27.0

4.

28.0

4.

29.0

4.

30.0

4.

01.0

5.

02.0

5.

03.0

5.

04.0

5.

05.0

5.

06.0

5.

08.0

5.

10.0

5.

12.0

5.

14.0

5.

15.0

5.

16.0

5.

Cs-137

Бк/м3

Бк/м3

Загрязнение Европы цезием-137

Государства Уровни загрязнения, кБк/ м2 Вклад в загрязнение Европы, %

10-20 20-37 37-185 185-555 555- 1 480 Более 1 480

Беларусь 60 30 29,9 10,2 4,2 2,2 34

Россия 300 100 48,8 5,7 2,1 0,3 24

Украина 150 65 37,2 3,2 0,9 0,6 20

Швеция 37,4 42,6 12 - - - 4,4

Финляндия 48,8 37,4 11,5 - - - 4,3

Болгария 27,5 40,4 4,8 - - - 2,8

Австрия 27,6 24,7 8,6 - - - 2,7

Норвегия 51,8 13 5,2 - - - 2,3

Румыния 14,2 43 - - - - 2,0

Германия 28,2 12 - - - - 1,1

Площади загрязнения стран* Европы цезием-137, тыс. км2

(глобальные + чернобыльские выпадения)

* в таблице приведены данные по странам, вклад которых в загрязнение Европы превышает 1 % Данные таблицы свидетельствуют, что в результате катастрофы на ЧАЭС наибольшему радиоактивному загрязнению подверглась Республика Беларусь

В соответствии с Законом Республики Беларусь «О правовом режиме территорий, подвергшихся радиоактивному загрязнению вследствие катастрофы на Чернобыльской АЭС» к зонам радиоактивного загрязнения относятся территории, где загрязнение почвы цезием-137 составляет 37 кБк/м2 и более, стронцием-90 5,5 кБк/м2 и более, изотопами плутония – 0,37 кБк/м2 и более.

Принятое зонирование эффективно используется при планировании и проведении мероприятий по минимизации последствий катастрофы на Чернобыльской АЭС и обеспечении радиационной безопасности населения. Однако следует отметить, что после катастрофы на ЧАЭС на 136,5 тыс.км2 (66 %) территории Беларуси уровни загрязнения почвы цезием-137 превышали 10 кБк/м2, доаварийное загрязнение почвы цезием-137 на территории Беларуси составляло от 1,5 кБк/м2 до 3, 6 кБк/м2 в отдельных точках.

Данные радиационного мониторинга используются при построении карт радиационной обстановки на территории Республики Беларусь

Прогноз загрязнения цезием-137 территории Республики Беларусь

на 2016 год на 2046 год

Анализ показал, что если в 1986 году 23,7 % территории Беларуси были загрязнены цезием-137 с уровнями более 37 кБк/м2, то в 2016 году эта величина составит ≈ 16 %, т.е. уменьшится в 1,5 раза, а в 2046 году -- ≈ 10%., т.е. уменьшится в 2,4 раза.

Анализ результатов радиационного мониторинга территорий, населенных пунктов и других объектов, показывает, что существенных изменений в распределении цезия-137, стронция-90, плутония-238,239,240 по территории Беларуси не происходит.

Динамику изменения содержания радионуклидов в почве в основном определяет естественный радиоактивный распад: уменьшается активность цезия-137, стронция-90, плутония-241, увеличивается содержание америция-241.

В настоящее время радиационный мониторинг проводится с целью наблюдения за:

естественным радиационным фоном;

радиационным фоном в районах воздействия потенциальных источников радиоактивного загрязнения, в том числе для оценки трансграничного переноса радиоактивных веществ;

радиоактивным загрязнением атмосферного воздуха, почвы, поверхностных и подземных вод на территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению в результате катастрофы на Чернобыльской АЭС.

Сеть пунктов наблюдений радиационного мониторинга атмосферного воздуха

55 дозиметрических постов - измерение мощности дозы гамма-излучения (МД);27 пунктов наблюдений - отбор проб радиоактивных выпадений из приземного слоя

атмосферы (с помощью горизонтальных планшетов);7 пунктов наблюдений (Браслав, Гомель, Минск, Могилев, Мозырь, Мстиславль, Пинск) -

отбор проб радиоактивных аэрозолей в приземном слое атмосферы (с использованием фильтровентиляционных установок);

4 АСРК в зоне наблюдений АЭС, расположенных на территориях сопредельных государств (Игналинская, Чернобыльская, Смоленская, Ровенская АЭС).

×åðí î áû ëüñêàÿ ÀÝÑ

Ñì î ëåí ñêàÿ ÀÝÑ

Èãí àëèí ñêàÿ ÀÝÑ

Ðî âí åí ñêàÿ ÀÝÑ

Äî êø è öû

Ì ÈÍ ÑÊ

Æèòêî âè ÷è

Ëþ áàí ü

Ï î ëåññêèéÏ óí êòû î òá î ðà ï ð î á ðàä è î àêòèâí û õ âû ï àä åí èé

Ëàí ä ø àô òí î -ãåî õè ì è÷åñêèå ï î ë èãî í û

Ï óí êòû èçì åðåí èÿ óðî âí å é ì î ù í î ñòè ýêñï î çèöèî í í î éä î çû ãàì ì à-èçëó÷åí èÿ ä ðóãèì è âåä î ì ñòâàì è

Ï óí êòû àâòî ì àòèçèðî âàí í î ãî èçì åðåí èÿ óð î âí åéì î ù í î ñòè ýêñï î çèö èî í í î é ä î çû ãàì ì à-èçë ó÷åí èÿ

Ï ë àí èðóåì û å ï óí êòû àâòî ì àòè çèðî âà í í î ãî èçì åðåí èÿóðî âí åé ì î ù í î ñòè ýêñï î çèöèî í í î é ä î çûãàì ì à -èçë ó÷å í èÿ

Ï ðåî áë àä àþ ù åå í àï ðàâë åí èå âåòðà -“ñðåä í åãî ä î âàÿ ðî çà âåòðî â”ÀÝ Ñ

Óä àë åí èå î ò ÀÝ Ñ

È çì åðåí èå óðî âí åé ì î ù í î ñòè ýêñï î çèöèî í í î éä î çû ãàì ì à-èçë ó÷åí èÿ

Ï óí êòû î òá î ðà ï ð î á ðàäè î àêòèâí û õ àýðî çî ë åé âï ðèçåì í î ì ñë î å àòì î ñô åðû

100

Ï óí êòû î òá î ðà ï ð î á ðàä è î àêòèâí û õ âû ï àä åí èé

Ëàí ä ø àô òí î -ãåî õè ì è ÷å ñêèå ï î ë èãî í û

Ï óí êòû èçì åðåí èÿ óðî âí å é ì î ù í î ñòè ýêñï î çèöèî í í î éä î çû ãàì ì à-èçëó÷åí èÿ ä ðóãè ì è âåä î ì ñòâàì è

Ï óí êòû àâòî ì àòèçèðî âàí í î ãî èçì åðåí èÿ óð î âí åéì î ù í î ñòè ýêñï î çèö èî í í î é ä î çû ãàì ì à-èçë ó÷åí èÿ

Ï ë àí èðóåì û å ï óí êòû àâòî ì àòèçèðî âà í í î ãî èçì åðåí èÿóðî âí åé ì î ù í î ñòè ýêñï î çèö èî í í î é ä î çûãàì ì à -èçë ó÷å í èÿ

Ï ðåî áë àä àþ ù åå í àï ðàâë åí èå âåòðà -“ñðåä í åãî ä î âàÿ ðî çà âåòðî â”ÀÝ Ñ

Óä àë åí èå î ò ÀÝ Ñ

È çì åðåí èå óðî âí åé ì î ù í î ñòè ýêñï î çè öèî í í î éä î çû ãàì ì à-èçë ó÷åí èÿ

Ï óí êòû î òá î ðà ï ð î á ðàäè î àêòèâí û õ àýðî çî ë åé âï ðèçåì í î ì ñë î å àòì î ñô åðû

1 00

Радиационный мониторинг поверхностных вод проводится на 6 реках Беларуси, протекающих по территориям, загрязненным в результате аварии на Чернобыльской АЭС:

Днепр (г. Речица), Припять (г. Мозырь), Сож (г. Гомель), Ипуть (г. Добруш), Беседь (д. Светиловичи), Нижняя Брагинка (д. Гдень)оз. Дрисвяты (д. Дрисвяты).

Среднегодовые концентрации цезия-137 и стронция-90 в 2008 г. во всех контролируемых реках, за исключением р.Нижняя Брагинка (д. Гдень), были значительно ниже гигиенических нормативов, предусмотренных Республиканскими допустимыми уровнями для питьевой воды*, однако активность цезия-137 и стронция-90 все еще выше доаварийных уровней.

Водосбор р. Нижняя Брагинка частично находится на территории зоны отчуждения Чернобыльской АЭС, что обуславливает более высокое содержание радионуклидов в поверхностных водах этой реки за счет смыва их с водосбора. В 2008 г. содержание стронция-90 значительно превышало гигиенические нормативы РДУ-99 (в 2,5 - 4 раза).

*РДУ-99 для цезия-137 – 10 Бк/л, для стронция-90 – 0,37 Бк/л.

РАДИАЦИОННЫЙ МОНИТОРИНГ ПОВЕРХНОСТНЫХ ВОД

Динамика среднегодового выноса 137Cs и 90Sr поверхностными водами р. Припять

через створ граница Беларусь – Украина

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

Cs-1

37, 1

0 12

Бк

Суммарный вынос цезия-137 через створ граница Беларусь – Украина

за период 1987 – 2008 гг. составил 36,49 ТБк

0

2

4

6

8

10

12

14

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

Sr-9

0, 1

0 12 Б

к

Суммарный вынос стронция-90 через створ граница Беларусь – Украина

за период 1987 – 2008 гг. составил 67,63  ТБк

0

0,5

1

1,5

2

2,5

3

3,5

4

4,5

5

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

1994

1995

1996

1997

1998

1999

2000

2001

2002

2003

2004

2005

2006

2007

2008

Cs-

137,

x10

12 Б

к

Ипуть (Добруш) Беседь (Светиловичи)

Динамика выноса цезия-137 р.Ипуть (створ г. Добруш) и Беседь (д. Светиловичи)

за период 1987-2008 гг.

Оценка переноса радиоактивного загрязнения через трансграничные створы

РАДИАЦИОННЫЙ МОНИТОРИНГ ПОЧВ

Радиоэкологический мониторинг почвы проводится на реперной сети, которая включает в себя 123 реперные площадки и 19 ландшафтно-геохимических полигонов, расположенных на различных типах и разновидностях почв в различных радиоэкологических и физико-географических условиях. На реперных площадках, которые представляют собой участки, не подверженные сельскохозяйственной обработке с 1986 г., отбираются пробы почвы, определяется изменение содержания радионуклидов в почве и мощность дозы гамма-излучения. На ландшафтно-геохимических полигонах определяется вертикальная миграция радионуклидов в почве.

Анализ данных по вертикальному распределению радионуклидов в различных типах по почв показал, что в настоящее время, практически во всех типах почв, основной запас цезия-137 находится в верхнем 10-см слое почвы, основной запас стронция-90 - в верхнем 10-15-см слое почвы.

Для уточнения радиационной обстановки в 2008 году было проведено дополнительное обследование населенных пунктов, расположенных на территории Гомельской, Могилевской и Брестской областей. Всего обследовано 69 населенных пунктов.

Изучение процессов вертикальной миграции радионуклидов проводится на сети ландшафтно-геохимических полигонов (ЛГХП), расположенных в типичных ландшафтно-геохимических условиях в зонах с различными уровнями загрязнения цезием-137, стронцием-90, изотопами плутония.

0 20 40 60 80

1

5

9

13

17

21

25

29

глуб

ина,

см

137Cs, % от запаса0 20 40 60 80

1

5

9

13

17

21

25

29

137Cs, % от запаса

0 20 40 60 80

1

5

9

13

17

21

25

29

137Cs, % от запаса

Почва дерново-подзолистая песчаная

Почва аллювиальнаяторфяно-глеевая

Почва дерновая глееватая песчаная

В настоящее время интенсивность миграционных процессов снизилась. Основная доля запаса цезия-137 и стронция-90 находится в верхнем корнеобитаемом слое почвы. Наличие геохимических барьеров (мощных слоев дернины, перегнойных горизонтов, прослойки глинистых минералов, фиксирующих радионуклиды и препятствующих их проникновению в более глубокие слои почвы) будут обуславливать низкую интенсивность миграционных процессов.

Фактическое распределение цезия-137 по вертикальному профилю почв

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СИСТЕМЫ РАДИАЦИОННОГО МОНИТОРИНГААктуальной проблемой на современном этапе является совершенствование

системы радиационного мониторинга, который в последние десятилетия в основном был направлен на изучение чернобыльского загрязнения, однако опыт чернобыльской катастрофы свидетельствует о необходимости усиления мониторинга в зонах наблюдения ядерно-опасных объектов с использованием автоматизированных систем радиационного контроля (АСРК), а также детального изучения естественной радиоактивности.

АВТОМАТИЗИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ РАДИАЦИОННОГО КОНТРОЛЯ

В апреле 2001 г. при посещении районов, наиболее пострадавших от катастрофы на Чернобыльской АЭС, Президентом Республики Беларусь Александром Лукашенко дано поручение на создание современной автоматизированной системы радиационного контроля (АСРК).В соответствии с данным поручением созданы и введены в эксплуатацию АСРК в зонах влияния Чернобыльской, Смоленской, Ровенской и Игналинской АЭС, расположенных от границы республики в 12 км, 75 км, 65 км, 4 км соответственно.

Автоматизированная система радиационного контроля АСРК

Функционирует в двух основных режимах – нормальном и при возникновении чрезвычайной ситуации, в аварийном.

Выполняет:постоянный контроль радиационной обстановки.

Обеспечивает:• регулярный опрос датчиков измерения

на автоматическом пункте измерения (АПИ);

• сравнение измеренных величин с заданными пороговыми значениями и перевод системы в аварийный режим работы при их превышениях с подачей световой и звуковой тревожной сигнализации;

• просмотр и анализ данных измерений; • передачу данных измерений в центры реагирования;• дистанционный мониторинг технического состояния

датчиков и элементов системы; • отображение данных на электронном публичном табло

для информирования населения.

Территориально датчики АПИ размещаются с учетом превалирующего направления воздушного переноса.Рассмотрено два сценария потенциальной аварии.

ТРЕБОВАНИЯ К ТЕРРИТОРИАЛЬНОМУ РАЗМЕЩЕНИЮ АПИ АСРК

Первый сценарий Второй сценарийАвария - со значительными разрушениямиВысота выброса - 150 мВетер в слое 0 - 600 м - юго-восточный, 160° (данные Мирового Метеорологического Центра "Москва")

Авария - со значительными разрушениямиВысота выброса -150 мветер в слое 0 - 600 м - юго-восточный, 160° (данные Мирового Метеорологического Центра "Москва")

Уровни содержания цезия-137 в атмосферном воздухе в случае возникновения аварийной ситуации через 12 часов после аварии

Авария - со значительными разрушениямиВысота выброса -150 мветер в слое 0 - 600 м - юго-восточный, 140° (данные Мирового Метеорологического Центра "Москва")

Сопоставление результатов модельных расчетов, а также учет таких факторов как наличие дорог и источников электропитания позволили определить места установки АПИ и их количество.

РАДИАЦИОННЫЙ МОНИТОРИНГ В ЗОНЕ НАБЛЮДЕНИЯ ИГНАЛИНСКОЙ АЭС

В связи с закрытием Игналинской АЭС Литовская Республика планирует разместить в непосредственной близости от государственной границы Республики Беларусь промежуточное хранилище отработавшего ядерного топлива, комплекс по обращению с твердыми отходами и их хранению и пункт хранения радиоактивных отходов низкой и средней активности. Кроме того, на этой же территории планируется размещение новой Литовской АЭС.

1 – Промежуточное хранилище отработавшего ядерного топлива;2 – Комплекс по обращению с твердыми отходами и их хранению

СОВЕРШЕНСТВОВАНИЕ СЕТИ РАДИАЦИОННОГО МОНИТОРИНГА В ЗОНЕ НАБЛЮДЕНИЯ ИГНАЛИНСКОЙ АЭС

Для организации системы контроля вокруг хранилища отработавшего ядерного топлива и пунктов хранения радиоактивных отходов систему радиационного мониторинга, функционирующую на территории Республики Беларусь, необходимо усовершенствовать, модернизировать и развивать в следующих направлениях: организовать дополнительные пункты контроля за радиоактивным загрязнением атмосферного воздуха вблизи строящихся радиационно-опасных объектов; организовать пункты контроля за радиоактивным загрязнением поверхностных вод, в т.ч. на реке Прорва и р. Дрисвята, которая является трансграничной рекой и впадает в оз. Дрисвяты; организовать пункты контроля грунтовых и подземных вод на территории Беларуси, прилегающей к хранилищу отработавшего ядерного топлива; систему «АСРК» необходимо дополнить стационарными автоматическими постами, расположенными вблизи строящихся потенциально-опасных ядерных объектов, а также фильтровентиляционными установками для отбора проб радиоактивных аэрозолей.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В настоящее время основными техногенными радионуклидами, содержание которых контролируется в объектах окружающей среды, являются цезий-137, стронций-90, америций-241 и изотопы плутония.

Расширен перечень контролируемых естественных радионуклидов. Наряду с определением содержания калия-40 в почве и берилия-7 в атмосферном воздухе, контролируется содержание радона-222 в почвенном воздухе и воде и свинца-210 в атмосферном воздухе.

В связи с планированием строительства АЭС в Республике Беларусь в зоне наблюдения АЭС будет организован радиационный мониторинг.

31

СПАСИБО ЗА ВНИМАНИЕ !