Оцінка рівня радіоактивного забруднення води. Радіогідроекологічне моделювання

2.4. Радіогідроекологічний аналіз водних екосистем

Оцінка рівня радіоактивного забруднення води. З метою аналізу рівня забруднення води радіонуклідами підготовляють пробу води в скляних банках місткістю від 0,5 до 3 л. При цьому визначають характеристики ємності з відібраною пробою води: товщину шару води d і середню відстань від радіонуклідів до дозиметра r.

На практиці радіоактивність поверхневих вод визначається щільністю потоку гамма-випромінювання. Радіометр ставлять скляну ємність так, щоб край водної поверхні на 3-5 мм не досягав приладу. Не знімаючи сталевої кришки з дозиметра і встановивши перемикач для вимірювання у мкЗв/год, обчислюють середнє значення з 3-5 послідовно знятих відліків. Після цього дозиметр приймають з проби і, встановивши прилад на те саме місце, вимірюють фоновий показ приладу, значення якого віднімають від попереднього. Отриману різницю множать на 800 для банки місткістю 3 л, на 1000 (2 л), 1200 (1 л), 1500 (0,5 л). Кінцевий результат відповідатиме об'ємній активності проби в бекерелях на дм³ (Бк/дм³).

Потужність експозиційної дози гамма-випромінювання D описують такою формулою (Білявський, Бутченко, Навроцький, 2002):

де А – активність певного радіонукліда; r – середня відстань від радіонуклідів до дозиметра; Kj – стала, що визначає тип радіонукліда; для радію-226 вона дорівнює 8,4·10⁶.

Послаблення потоку гамма-випромінювання у шарі води описують такою залежністю:

де І та І₀ – інтенсивність гамма-випромінювання на вході й виході шару води завтовшки d; m – коефіцієнт поглинання випромінювання.

Оскільки швидкість реєстрації n імпульсів пропорційна інтенсивності І гамма-випромінювання, під час практичних досліджень використовують залежність кількості імпульсів, що реєструється дозиметром за хвилину, від товщі води. Тоді коефіцієнт поглинання випромінювання обчислюють:

На основі проведених обчислень роблять висновок про рівень радіоактивного забруднення проби води, що є основою для проведення радіогідроекологічного аналізу і моделювання радіаційної ситуації будь-якої водної екосистеми.

Радіогідроекологічне моделювання. За результатами багаторічних прикладних радіоекологічних та гідроекологічних праць (Кадастр…, 1998 а, б; Комплексний…, 2000; Самойленко, 1999 та ін.) розроблена методика радіогідроекологічного моделювання та оцінювання рівня радіоактивного забруднення водних об'єктів України, особливо радіаційно забрудненої Поліської низовини.

Під час радіогідроекологічного моделювання пріоритетність як об'єктам дослідження надавалася адміністративним районам з можливістю подальших узагальнень на рівні басейнів річок. Однак розроблений алгоритм досліджень дає змогу використання такої методики для аналізу характеристик водотоків. Цей алгоритм був перевірений і на його ґрунті проведене картографічне та геоінформаційне районування радіоактивно забруднених територій Великого Полісся і півночі Лісостепу за гідрологічно-ландшафтними умовами та можливими радіоекологічними наслідками інтенсивного природокористування (Самойленко, 1999).

Новим і цікавим методично-практичним рішенням стало моделювання гідроекологічного стану радіаційно небезпечних басейнів Дніпра і його допливів: Прип'яті, Тетерева, Случа, Горині, Стира та багатьох інших, визначених за результатами детального моніторингу якості поверхневих вод і однорідних за ландшафтно-гідрологічними умовами та можливими радіоекологічними наслідками місцевого водокористування.

Розроблена методика радіогідроекологічного моделювання ґрунтується на застосуванні комплексу модельних індексів рівня радіоактивного забруднення цих водних об'єктів. Узагальнений символьний запис груп показників екосистем водойм, елементи яких проаналізовані за відповідною методикою для отримання конкретних індексів рівня радіогідроекологічного стану має такий вигляд (Комплексний…, 2000):

Д ∈ [( СолІС); (ВМ); (БР); (РЕ); (КА)], (5)

де Д – компоненти радіогідроекологічних (гідрофізико-хімічної, екотоксичної, радіаційної) груп показників: (СолІС) – показники сольового та іонного складу води; (ВМ) – вміст важких металів у воді; (БР) – вміст біогенних речовин у воді; ( РЕ) – вміст радіоактивних речовин у воді; ( КА) – коефіцієнт донної акумуляції. При цьому (СолІС) ∈ ( Cl ^– ; SO ₄ ^2– ; Ca ²⁺ ; Mg ²⁺ ; Na ⁺ ; K ⁺ ; C З), де СЗ – сухий залишок; (ВМ) ∈ ( Pb , w , f , d ; Zn , w , f , d ; Cu , w , f , d ; Cd , w , f , d …); (БР) ∈ ( NH ₄ ⁺ ; NO ₃ ^– ; NO ₂ ^– ; PO ₄ ^3– ); (PE ) ∈ ( Cs , w , f , d ; Sr , w , f , d ; U , w , f , d …), де w – вміст у воді, f – вміст у рибі, d – вміст у птахах.

Авторами цієї методики запропоновані п'ять якісних категорій радіогідроекологічного стану водних екосистем з відповідними для них числовими значеннями, а саме «задовільний», «незадовільний», «дуже незадовільний», «критичний» і «катастрофічний» (Комплексний…, 2000). Це дає змогу змоделювати і прогнозувати інтенсивність процесу накопичення водними екосистемами не лише радіонуклідів, а й отримати комплексну картину їхнього геохімічного та радіоактивного забруднення.

Контрольні запитання

1. Техніко-експлуатаційні характеристики і принцип роботи з дозиметром-радіометром «Прип'ять».

2. Методика вимірювання потужності дози гамма-випромінювання та густини потоку бета-випромінювання.

3. Методика контролю радіаційної чистоти довкілля.

4. Характеристика лабораторних радіометричних і радіоспектроскопічних методів.

5. Характеристика радіогеохімічних і радіоізотопних методів. Оцінка радіогеохімічного забруднення.