Реферат Содержание радионуклидов в сельскохозяйственной продукции, как критерий экологической безопас
Работа добавлена на сайт bukvasha.net: 2015-10-28Поможем написать учебную работу
Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
от 25%
Подписываем
договор
Министерство образования и науки Украины
Запорожское областное отделение
Малой Академии Наук
Содержание радионуклидов в сельскохозяйственной
продукции, как критерий экологической безопасности
( в зоне наблюдения Запорожской АЭС)
.
Автор:
Синчук Мария Валерьевна
г.Энергодар, Запорожская область
Многопрофильный лицей, 10 класс.
Научный руководитель:
доцент Хлебный Владимир Сергеевич
Энергодар 2008
Содержание
Стр.
Вступление ……………………………………………………….. 3
1.Экологическая характеристика района расположения
Запорожской АЭС ……………………………………………… 4
2.Запорожская АЭС и окружающая среда………………………… 6
2.1 Загрязнение радионуклидами атмосферы и водоёмов ……. 6
2.2Загрязнение радионуклидами почвы……………………… 8
3. Критерии оценки экологической безопасности………………… 9
4.Содержание радионуклидов в сельхозпродуктах………………. 10
Заключение………………………………………………………… 12
Литература…………………………………………………………. 13
.
5Приложение………………………………………………………… 14
Вступление
Процесс выработки электроэнергии АЭС связан с выбросом в окружающую среду загрязнителей, в том числе и радионуклидов. Из атмосферы, почвы и водоемов радионуклиды по экологическим цепочкам попадают в сельхоз продукты и организм человека. Поэтому одним из критериев уровня радиационной безопасности может быть содержание радионуклидов в сельхозпродуктах в сравнении с допустимыми нормами. К концу ХХ в. атомная энергия, как наиболее перспективная, заняла первое место среди энергоносителей. Интенсивность развития атомной энергетики, наблюдающаяся во всем мире, является подтверждением того, что разумной и экологически обоснованной альтернативы для атомной энергии в настоящее время не существует. Но атомная энергетика имеет и свои, специфические для нее, отрицательные факторы, и прежде всего, потенциальная возможность радиационного загрязнения окружающей среды. Поэтому к использованию ядерных технологий следует относиться с повышенным вниманием.
В качестве критерия оценки радиационного загрязнения окружающей среды может быть показатель содержания радионуклидов в сельскохозяйственной продукции и в продуктах питания. Этим и обусловлена значимость такой оценки, а исследования особенно существенны в связи с принятым Законом Украины об усилении контроля в зоне наблюдения АЭС /1/
Актуальность темы – в необходимости постоянного мониторинга уровня экологической безопасности в части содержанию радионуклидов в сравнении с природными показателями и нормативными допусками.
Цель исследований – изучить влияние ЗАЭС на экологическую характеристику окружающей среды в части радиационного с учетом содержания радионуклидов в растениях и в сельскохозяйственной продукции.
Новизна исследований – дано обоснование возможности использования показателя содержания радионуклидов в сельхозпродукции в качестве одного из критериев уровня экологической безопасности. Проведена группировка сельхозпродуктов по содержанию радионуклидов и интенсивности их накопления.
Методика исследований – сравнительный анализ лабораторных и полевых исследований и наблюдений, сопоставление полученных данных с допусками и нормативными показателями. Для исследований и анализа влияния Запорожской АЭС на окружающую среду в процессе выработки электроэнергии, использовали результаты анализов, отчеты /2/ и собственные наблюдения.
1 Экологическая характеристика района расположения
Запорожской АЭС
Запорожская АЭС расположена на левом берегу Каховского водохранилища в центральной его части,
Значительную нагрузку на экологию оказывают сельское хозяйство и расположенные вблизи Каховского водохранилища крупные промышленные комплексы – Донбасс, Криворожский бассейн, Запорожье, Мелитополь, Марганец. Каховское водохранилище осуществляет значительное ослабление отрицательных воздействий на окружающую среду /4/.
Особой проблемой является загрязнение акватории р.Днепр радионуклидами. Днепр сильно пострадал от аварии на Чернобыльской АЭС. Повысился радиоактивный фон не только вод, но и донных отложений, радионуклиды попали в водохранилища. Экологи утверждают, что за 8 лет (с 1986 по1994 г.г.) в связи с аварией на Чернобыльской АЭС в днепровские водохранилища поступило около 5000 Ки Cs-137, 2000 Ки Sr-90, 50 Ки плутония /5/.
До начала строительства Запорожской АЭС осеновноле радиационное загрязнение окружающей среды могло происходить за счет естественных природных радионуклидов, основным из которых является Rn-222, и незначительная часть - от антропогенного фактора (ядерные технологии в промышленности и медицине, лучевое обследование, лучевая терапия)/8/. На площадке, выделенной под строительство Запорожской АЭС, мощность экспозиционной дозы, «нулевой фон», составляла 0,7-0,8 мкР/час, в поверхностном слое почвы Sr-90 – 0,89±0,41 кБк/м2, Cs-137 – 1,18±0,52 кБк/м2, в растительности – Sr-90 – 2?4-6,5 Бк/кг, Cs-137 – 3-14 Бк/кг, содержание радионуклидов в водах Каховского водохранилища Sr-90 - 24,3±1,2 Бк/м3, Cs-137 - 2,7±0,8 Бк/м3 воды, в водорослях Каховского водохранилища Sr– 90 =16,2 Бк/кг, Cs-137 =12,1 Бк/кг сухой массы, концентрация радионуклидов в атмосферном воздухе – суммарная β-активность 310 ±140 мкБк/м3, содержание Cs-137 – 2,2±0,7 мкБк/м3 /3, 9/
Выбрасываемые в атмосферу и в пруд-охладитель радионуклиды оказывают отрицательное воздействие на природу водоемов и насыщенность ими почвы. Помимо прямого воздействия на растительный и животный мир водоемов, растворенные в воде радионуклиды фильтруются в подземные воды, с испарениями попадают в атмосферу, и с осадками вновь выпадают на поверхность почвы и водоемов. По таким цепочкам взаимосвязей с окружающей средой, выбрасываемые радионуклиды усваиваются растениями и животными (рыбами) и в виде продуктов питания поступают в организм человека /11, 12/.
Радиационная нагрузка для населения может слагаться как за счет техногенного, так и природного факторов /12/. В целом по Украине менее 1% дозовой нагрузки формируется за счет техногенного излучения, в т.ч. и АЭС. В зоне наблюдения Запорожской АЭС природный гамма-фон составляет более 43% радиационной нагрузки, и создается, в основном, за счет природного радионуклида Радона-222. Техногенное излучение, в т.ч. и за счет выбросов ЗАЭС, составляет лишь 0,3% /5,13/.
По существующим экологическим цепочкам, конечными объектами миграции радионуклидов могут быть растения, в т.ч. и культурные, и животные ,использующие эти растения для создания продуктов питания /11/. Поэтому данные о содержании радионуклидов в сельхозпродуктах могут являться объективными показателями комплексной оценки и критерием радиационного воздействия АЭС на окружающую среду.
2. Запорожская АЭС и окружающая среда.
2.1 Загрязнение радионуклидами атмосферы и водоемов.
По заключению МАГАТЭ и других контролирующих организаций, в зоне наблюдения Запорожской АЭС поддерживается высокий уровень экологической (радиационной) безопасности. За 6 лет наблюдений величина аэрозольных выбросов радионуклидов была неравнозначной по годам[13,15] . Колебания в показателях достигали полутора- двукратных величин, но среднесуточный уровень выбросов радионуклидов в атмосферу не превышал 12-20% индекса допустимых норм выбросов. До 19-31% от общего суммарного показателя, составляли радионуклиды Сs-134 и Сs-137. За 6 лет (2001-
По нормам радиационной безопасности (НРБУ-97) квота предела дозы радиационной нагрузки, формируемой за счет выбросов в зоне наблюдения АЭС, допускается до 0,04 мЗв/год. Фактическая максимальная индивидуальная эффективная доза облучения от газо-аэрозольного выброса радионуклидов на границе санитарно-защитной зоны ЗАЭС (
Содержание радионуклидов в открытых водоемах ЗАЭС и акватории Каховского водохранилища ниже продувного устройства пруда-охладителя, с.Водяное и г.Никополь, было ниже нормативных допусков, и практически равнозначно с показателями Каховского водохранилища выше пруда-охладителя.
В водах пруда-охладителя уровень содержания Sr-90 на 27% а сумма β-активности – на 30% превосходят показатели Каховского водохранилища. Но в акваториях с.Водяное и г.Никополя, которые находятся ниже продувного устройства пруда-охладителя, содержание радионуклидов равнозначное с показателями Каховского водохранилища (выше пруда-охладителя). Следовательно, пруд-охладитель наряду с основной задачей – охлаждение отработанных вод – является и местом их очищения от радиационного загрязнения.
Вода для населения и технических нужд г.Энергодара проходит строгий контроль на загрязнение радионуклидами. Это позволяет поддерживать низкий уровень содержания как основных радионуклидов Sr-90 и Cs-137, так и показатель суммарной β-активности. В среднем за 6 лет в питьевой воде содержание радионуклидов было Sr-90 – 14 Бк/м3, Cs-137 – 4,6 Бк/м3, и суммарная β-активность 126 Бк/м3; в технической воде - Sr-90 – 22 Бк/м3, Cs-137 – 4,5 Бк/м3, суммарная β-активность 153 Бк/м3 воды. При допустимой норме 2000 Бк/м3 воды. То есть, концентрация радионуклидов в водах городского водоснабжения была в 13-16 раз ниже допустимой нормы.
2.2 Загрязнение радионуклидами почвы
Поступление радионуклидов в почву при выработке электроэнергии атомной электростанцией происходит в результате атмосферных выпадений. Содержание радионуклидов в атмосфере не превышало показателей «нулевого фона», и в атмосферных выпадениях не отмечали превышения их содержания. За годы исследований (2001-
В одних и тех же пунктах наблюдения показатели содержания радионуклидов в поверхностном слое почвы имели отклонения от средних величин, но максимальные показатели отклонений не превышали показателей «нулевого фона».
Равнозначность показателей содержания радионуклидов в почве, независимо от места взятия пробы, можно объяснить тем , что в зоне наблюдения Запорожской АЭС основную часть радиационной нагрузки, до 60%, составляет природный фон, и лишь немногим более 2% - техногенный фактор, в т.ч. и выбросы ЗАЭС (табл.3, см. приложение).
3. Критерии оценки экологической безопасности
Критериями биологической безопасности в части радиационной нагрузки, в зоне АЭС являются уровень природного γ-фона, и доза радиационного загрязнения, создаваемого АЭС /12/. В зоне наблюдения Запорожской АЭС, радиационная нагрузка от природного фона значительно превышает техногенную (табл.3, см. приложение), и усвоение растениями радионуклидов естественного и техногенного происхождений также неравнозначное. Можно предположить, что больше усваивается радионуклидов естественного фона. Поэтому, к указанным двум факторам, в качестве критерия экологической безопасности в части радиационной нагрузки может быть принят и показатель содержания радионуклидов в сельхозпродуктах, независимо от источника их формирования.
Чтобы убедиться в правильности такого предположения, провели анкетирование среди учащихся 10-11 классов школ г. Энергодара. В анкету был включен вопрос: «Считаете ли вы, что для информации населения о состоянии экологической безопасности в части радиационной нагрузки, в зоне влияния АЭС
- достаточно иметь лишь сведения об уровне γ-фона и о дозе радиационного влияния АЭС;
- следует также включить и показатель содержания радионуклидов в сельхозпродукты;
- необходимы иные показатели.
В опросе приняли участие 159 человек. Результаты анкетирования приведены в табл. 4(см. приложение).
Из данных табл.4(приложение) видно, что 70% респондентов сочли целесообразным увеличение количества показателей для более полной оценки состояния экологической безопасности в зоне наблюдения АЭС. Таким показателем может быть содержание радионуклидов в сельхозпродуктах, а следовательно в продуктах питания.
4.Содержание радионуклидов в сельскохозяйственных продуктах
.
В результате воздействия на окружающую среду природными и техногенными источниками, радионуклиды накапливаются в почве. Основное количество питательных веществ, в т.ч. и радионуклиды, поступают в растения из почвы. Приведенные выше данные свидетельствуют о том, что количество выбрасываемых ЗАЭС в атмосферу и водоемы радионуклидов не превышало допускаемых нормативов. Это может свидетельствовать, что Запорожская АЭС в процессе выработки электроэнергии не оказывает значительной дополнительной радиационной нагрузки на окружающую среду.
В связи с этим предполагалось, что растения, используемые для питания и на корм сельскохозяйственным животным, не могут иметь повышенного накопления радионуклидов. А соответственно, растительные, и животные продукты питания, полученные из этих растений.
В районе расположения Запорожской АЭС, до начала ее работы, содержание радионуклидов («нулевой фон») в растениях отмечали на уровне Sr -90 - 2,4-6,5 Бк/кг и Cs-137 - 3,14 Бк/кг сухой массы. По данным анализов за 2000-2006 годы, содержание радионуклидов в растениях на промплощадке составило Sr-90 – 1,14-3,8 Бк/кг и Cs-137 – 0,50-1,40 Бк/кг сухой массы. В среднем по зоне наблюдения ЗАЭС содержание радионуклидов отмечалось на уровне Sr-90 – 1,48-2,4 и Cs-137 – 0,41-1,44 Бк/кг сухой массы, что практически равнозначно с показателями по промплощадке. А поскольку в зоне наблюдения Запорожской АЭС содержание радионуклидов в почве не зависит от расстояния и направления места выращивания растений от промплощадки ЗАЭС (табл.3, см. приложение), предполагается, что и содержание радионуклидов в растениях не зависит от этих показателей.
. При значительном интервале показателей содержания Sr-90 от 0,38 до 15,5 Бк/кг и Cs-137 от 0,20 до 4,55 Бк/кг сухой массы, стабильной разницы в содержании радионуклидов в растениях в зависимости от расстояния не установлено. Не установлена и зависимость накопления радионуклидов от направления размещения пункта контроля от промплощадки. Только в одном пункте контроля, расположенном в западном направлении на расстоянии
Данные по содержанию радионуклидов в сельскохозяйственной продукции в зоне наблюдения Запорожской АЭС приведены в табл. 5(приложение). Из данных таблицы видно, что в зоне наблюдения ЗАЭС содержание радионуклидов в сельхозпродуктах незначительно превышает показатель «нулевого фона», и многократно ниже допускаемых нормативов.
Анализируя данные табл. 5(см. приложение)и рис. 4(приложение), можно предположить, что по содержанию радионуклидов культурные растения и сельхозпродукты условно можно разделить на 2 группы: к первой группе продуктов, имеющих сравнительно высокие показатели содержания радионуклидов могут быть отнесены зерновые культуры, овощи, мясопродукты; ко второй группе продуктов со сравнительно низким содержанием радионуклидов можно отнести хлеб, фрукты, молочные продукты.
Следует отметить и значительные колебания в содержании радионуклидов по годам, достигавшие у некоторых продуктов значительных величин. При этом отмечена адекватная зависимость в накоплении сельхозпродуктами радионуклидов Sr-90 и Cs-137. При чем, разница отмечалась только в показателях объёма накопления одних и тех же радионуклидов. Например, у пшеницы отмечена шестикратная разница между минимальным и максимальным содержанием Sr-90, у мясопродуктов – более чем трехкратная, у капусты – двукратная. Следует также отметить, что накопление Cs-137 было более выровненным в сравнении со Sr-90.
Заключение
По результатам проведенных исследований можно сделать следующее заключение:
1 Запорожская АЭС не оказывает существенного дополнительного загрязняющего воздействия на атмосферу и водоемы выбросом радионуклидов Sr-90 и Cs-137. Суммарная β-активность и содержание радионуклидов в окружающей не превышают показателей «нулевого фона», и значительно ниже ограничивающих нормативов. Содержание радионуклидов в почве не зависит от направления и расстояния пункта контроля от промплощадки.
2. Из почвы радионуклиды усваиваются растениями, и с продуктами питания поступают в организм человека. Поэтому содержание радионуклидов в сельскохозяйственных продуктах может являться одним из критериев экологической безопасности в части радиационного загрязнения. В зоне наблюдения Запорожской АЭС содержание радионуклидов в сельхозпродуктах значительно ниже допустимых норм.
3. Накопление и содержание радионуклидов в сельхозпродуктах неравнозначно, и по этому показателю продукты условно можно разделить на две группы: с повышенным содержанием радионуклидов – зерновые культуры, овощи и мясопродукты, и со сравнительно низким содержанием радионуклидов – фрукты, молочные продукты, хлеб. Отмечены значительные колебания по годам в содержании в продуктах радионуклида Sr-90. Показатели содержания Cs-137 были более выровненными.
Изучение воздействия ЗАЭС на окружающую среду в зоне ее наблюдения и, как следствие, реакции растений на такое воздействие и накопление радионуклидов в сельхозпродуктах, представляют несомненный научный и практический интерес, и их следует продолжить.
Литература
1. Про внесення змін до деяких законів України щодо соціального захисту населення яке проживає в зонах спостереження. Закон України. – Київ, 2006.
2. Состояние радиационной защиты на Запорожской атомной электростанции. Ежегодные отчеты. – Энергодар, 2000-
3. Запорожская АЭС и окружающая среда. - /Бронников В.К., Верховецкий Н.А., Назипов Р.М. и др. – Харьков, изд. «Харьков», 1994.
4.Запольський А.К., Самок А.І. Основи екології. – Київ, «Вища школа, 2001.
5. Савін В.В., Тунік А.Г. Основи екології. Запоріжжя, «Прем˝єр», 2001
6. Допустимі рівні вмісту радіонуклідів Cs-137 та Sr-90 у продуктах харчування та питній воді. – Державні санітарні нормативи України, 2006 р.
7. О состоянии качества воды в г. Энергодаре. Отчет СЭС. – г. Энергодар 2005г.
8. Барбашов С.В., Верховецкий Н.А., Пристер Б.С. Радиоактивное и химическое загрязнение почвы и растительности в районе Запорожской АЭС. – М., 1991.
9. Обоснование экологической безопасности строительства и эксплуатации Запорожской АЭС. – Харьков, 1992.
10. Бережна Т., Колесніків В. Українські АЕС: вплив на людину та навколишнє середовище // Енергоатом України, 2006, №2, с. 11-13.
11. Пивоваров Ю.П., Михалев В.П. Радиационная экология. – М., изд. АСАDEMIA, 2004, с. 126-135
12. Воздействие ЗАЭС на окружающую среду региона. – Энергодар, 2007.
13. Коваленко Г., Рудя К. Радиоэкология Украины. – Киев, изд. «Киевский университет», 2001.
14. Радиационная обстановка 30-километровой зоны Запорожской АЭС //Вестник, 2003, № 12, с.6.
15.Костюков А.Б. Результаты наблюдений за радиационной обстановкой в Каменско-Днепровском районе. //Знамя труда, 12.05.2007, с. 12-13.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Рис.1 Зона наблюдения Запорожской АЭС
Рис.2 Сезонные розы ветров в районе размещения Запорожской АЭС
. Рис. 3. Формирование выбросов радионуклидов по ЗАЭС в % к нормам допусков
Таблица 1.
Содержание радионуклидов в атмосфере в зоне наблюдения
Запорожской АЭС. кБк/м3.
| Расстояние от прмплощадки. | Год исследования | Сумма β-активн. | Радионуклиды | |||||
| Cs-137 | Cs-134 | Mn-54 | Co-60 | |||||
| Промплощадка | 2005 | 268 | 2,3 | 0,74 | 0,54 | 1,23 | ||
| | 2006 | 281 | 1,7 | 0,50 | 0,51 | 1,01 | ||
| Расстояние от промплощадки | ||||||||
| До | 2005 | 292 | 1,9 | 0,49 | 0,45 | 0,45 | ||
| | 2006 | 319 | 1,4 | 0,40 | 0,48 | 0,74 | ||
| До | 2005 | 276 | 1,7 | 0,50 | 0,45 | 0,51 | ||
| | 2006 | 334 | 1,5 | 0,43 | 0,39 | 0,44 | ||
| До | 2005 | 238 | 2,2 | 0,58 | 0,53 | 0,58 | ||
| | 2006 | 284 | 2,2 | 0,62 | 0,56 | 0,62 | ||
| До | 2005 | 283 | 2,7 | 0,47 | 0,42 | 0,48 | ||
| | 2006 | 324 | 2,0 | 0,45 | 0,40 | 0,44 | ||
Таблица 2.
Содержание радионуклидов в поверхностном слое почвы в зоне
наблюдения Запорожской АЭС. кБк/м3 сухой массы (2001-2006г.г.)
| Место контроля | Sr -90 | Cs -137 |
| Промплощадка | 0,054-0,08 | 0,31-0,86 |
| Расстояние от промплощадки | ||
| до | 0,014-0,91 | 0,25-1,1 |
| до | 0,014-0,067 | 0,16-0,042 |
| до | 0,051-0,190 | 0,14-1,2 |
| до | 0,38-0,130 | 0,09-0,74 |
| более | 0,32-0,071 | 0,23-0,28 |
| Направление от промплощадки | ||
| Восточное | 0,014-0,088 | 0,10-0,93 |
| Южное | 0,027-0,62 | 0,22-0,35 |
| Западное | 0,014-0,130 | 0,060-1,5 |
| Северное | 0,051-0,191 | 0,35—1,2 |
Таблица 3.
Формирование доз облучения населения в зоне наблюдения ЗАЭС
| Источник воздействия | Величина дозы, мЗв/год | Доля, % |
| 1. Природная радиация | 2,08 | 58 |
| - радон в воздухе | 1,53 | |
| - гамма-фон | 0,54 | |
| - радий и уран в питьевой воде | 0,01 | |
| 2. Медицина (рентгенография) | 1,40* | 39 |
| 3. Техногенный (ядерные испытания, выбросы Запорожской и других ТЭС, промышленность | 0,06 | ›2 |
| 4 Запорожская АЭС | 0,00007 | 0,002 |
| Всего | 3,55 | 100 |
* ср. значение по Украине.
Таблица 4.
Результаты опроса учащихся г.Энергодара о критерии оценки
экологической безопасности.
| Респонденты | Показатели информации | ||
| Уровень γ-фона и доза от АЭС | дополн.содерж. рад.нук.в продук. | иные показатели | |
| МП лицей | 7 | 11 | 0 |
| УВК № 1 | 12 | 57 | 10 |
| УВК № 2 | 11 | 43 | 8 |
| Всего | 30 | 111 | 18 |
Таблица 5.
Содержание радионуклидов в сельхозпродуктах в зоне
наблюдения Запорожской АЭС, Бк/кг,л (2000-2006г.г.) /6, 15, 2/
| Продукты | Sr-90 | Cs-137 | Допустимые.нормы | |
| Sr -90 | Cs-137 | |||
| Пшеница, ячмень* | 0,83-0,10 | 0,33-0,17 | 20 | 50 |
| Горох | 0,14-0,20 | 0,10-0,25 | 20 | 50 |
| Хлеб | 0,03-0,79 | 0,02-1,1 | 5 | 20 |
| Капуста, томаты | 0,086-0,181 | 0,04-0,135 | 20 | 40 |
| Кабачки | 0,015-0,11 | 0,013-0,060 | « | « |
| Картофель | 0,048 | 0,068 | « | « |
| Свёкла, морковь | 0,14-0,194 | 0,067-0,26 | « | « |
| Лук | 0,052-0,09 | 0,046-0,18 | « | « |
| Яблоки, сливы | 0,026-0,08 | 0,013-0,37 | 10 | 70 |
| Молоко* | 0,18-0,54 | 0,018-0,11 | 20 | 100 |
| Мясо | 0,045-0,16 | 0,113-0,20 | 20 | 200 |
| Грибы, Бк/кг сухого веса | 0,16-0,78 | 150-160 | 250 | 2500 |
| Рыба* | 0,321-2,3 | 0,34-1,92 | 35 | 150 |
* «Нулевой фон», Бк/кг,л – пшеница Sr-90 - 0,25± 0,09, Cs -137 - 0,44±0,12
молоко –Sr-90 – 0,06± 0,02, Cs-137 – 0,06± 0,01
рыба Sr-90 – 1,2± 0,1, Cs-137 – 2,8± 0,1
Sr
-90, Бк/кг,л
Cs-137,
Бк
/
кг,л
Рис.4 Содержание радионуклидов в сельхозпродуктах в зоне наблюдения
Запорожской АЭС
