XX Международный конкурс научно-исследовательских и творческих работ учащихся

Старт в науке

Экологическая безопасность водоемов Южного Урала

• Авторы
• Руководители
• Файлы работы
• Наградные документы

Казакова Е.А. 1

---

1ГБУ ДО Региональный центр выявления, поддержки и развития способностей и талантов у детей и молодежи Челябинской области "КУРЧАТОВ ЦЕНТР", г.Челябинск

Эсман Г.Е. 1Гибовская М.В. 2

---

1МОУ "ОЦ №1" СОСНОВСКОГО РАЙОНА

2Отдела радиационной безопасности Белоярской АЭС

Работа в формате PDF

2.2 MB

Автор работы награжден дипломом победителя II степени

Диплом школьникаСвидетельство руководителяСвидетельство руководителя

Введение.

Что такое вода? Вода – это удивительное вещество, благодаря которому сформировалась наша планета, и возникло все живое на ней. Если бы на Земле не было воды, то не было бы растений, животных, не было бы нас с вами.

Вода входит в состав многих минералов и горных пород, присутствуют в почве, во всех организмах. Вода нужна практически во всех отраслях народного хозяйства. Водопотребление связано с забором воды из источников, ее загрязнением и безвозвратным расходованием ее части. Наиболее крупные водопотребители:- сельское хозяйство (58%), промышленность и энергетика (35%), коммунально-бытовое хозяйство (7%). (Приложение № 1)

Под экологической безопасностью понимают предотвращение существующей угрозы значительного ухудшения экологических параметров среды обитания людей и биосферы в целом, состоянию атмосферы, видовому составу животного и растительного мира, а также опасности истощения невозобновляемых природных ресурсов в результате различных видов деятельности человека.

Длительное функционирование экологически грязных технологий в промышленности, сброс недостаточно очищенных коммунальных стоков, поступление загрязнений рассредоточенным стоком с водосборных площадей значительно ухудшает качество воды в водных объектах. Наиболее подвержены загрязнению реки, протекающие по территории промышленных городов. Как правило, в воде таких рек наблюдается превышение предельно допустимых концентраций тяжелых металлов, нефтепродуктов, азотсодержащих веществ как следствие влияния деятельности промышленных и коммунальных предприятий.(Приложение 2)

Мы выдвинули гипотезу: Качество воды зависит от внешних антропогенных факторов.

Нами была обозначена цель работы: оценка последствий антропогенных воздействий Уральского региона.

Для её выполнения были определены задачи:

• Изучить влияние антропогенного воздействия

• Провести радиохимический анализ

• Сравнить полученные результаты

• Проанализировать по гис картам изменения водных объектов связанных с антропогенными факторами

Предметом исследования является: качество воды в исследуемых водоемах Южного Урала. Объектом исследования мы определили: водные объекты Южного Урала

В ходе работы мы использовали методы: изучение научно-популярной литературы и средств Интернета, анализ собранной информации и обобщение сведений, проведение наблюдений и опытов, сравнение, гис картирование.

I. Теоретическая часть

1.1. Свойства воды

Вода является основным компонентом большинства растительных клеток и тканей. Содержание воды в клетках варьирует в зависимости от типа клеток и физиологических условий. Например, в корне моркови содержится около 85 % воды, тогда как молодые листья салата на 95 % состоят из воды. (Приложение № 3)

Вода является средой, в которой происходит диффузия растворенных соединений по клеткам растения; представляет собой вещество, необычайно удобное для регуляции температуры; служит растворителем необходимым для протекания многих биохимических реакций; наконец, вода довольно мало сжимаема при давлениях, существующих в организме, что подчеркивает ее роль в поддержании структуры растения.

Минеральные вещества, необходимые для роста, и органические соединения, синтезируемые в ходе фотосинтеза – все они транспортируются по растению в виде водных растворов. У активно растущих растений существует непрерывный водный поток из почвы через тело растения к листьям, где вода испаряется в основном через устьица.

Вода представляет собой один из необходимых метаболитов, т.е. непосредственно участвует в метаболизме. Она служит источником кислорода, выделяемого в ходе фотосинтеза, и водорода, используемого для восстановления углекислого газа.

Вода является той физико-химической средой, благодаря которой может осуществляться большинство реакций обмена веществ, обеспечивающих непрерывный процесс разрушения и восстановления живых тканей.

Основные функции воды:

1) Обеспечивает подержание структуры,

2) служит растворителем служит растворителем и средой для диффузии.

3) участвует в реакциях гидролиза

4) является средой, где происходит оплодотворение,

5) обеспечивает распространение семян,

6) обуславливает осмос,

7) участвует в фотосинтезе

8) транспортирует неорганические ионы и органические молекулы

9) обеспечивает прорастание семян

10) обеспечивает транспорт веществ

11) обеспечивает осморегуляцию

12) способствует охлаждению

13) служит одним из компонентов смазки

14) служит опорой некоторым организмам

15) выполняет защитную функцию

16) способствует миграции организмов.

1.2 Характеристики исследуемых озер и рек Южного Урала

Южный Урал славится своими разнообразными и красивыми. Особенно много озер в восточных предгорьях. На многих озерах построены санатории, базы отдыха и летние оздоровительные лагеря для детей. Озера активно используются для рыборазведения многочисленными рыбными хозяйствами Южного Урала, а также являются источниками питьевой воды для городов и других населенных пунктов, которые расположены на их берегах.

Помимо природных озер на Южном Урале немало рукотворных озер – водохранилищ. Они построены на крупнейших реках региона – Миассе, Урале, Увельке, Уфе. Эти объекты хранят в себе огромное количество пресной воды. Водохранилища служат источниками питьевой воды для крупнейших городов региона и для обеспечения хозяйственной деятельности предприятий.

Таким образом, озера Южного Урала входят в число главных природных богатств и главных природных ресурсов, которые определяют существование и развитие экономики и самого человека на территории Челябинской области. Поэтому давайте рассмотрим три озера из которых осуществлялся забор воды : (Приложение № 4)

Озеро Смолино - это гордость нашего города. Озеро находится в южной части города, на стыке Уральских и Западно - Сибирских геологических структур. Граница между ними выражена довольно чётко в виде возвышенной гряды на западном берегу озера. Впадают родники и небольшие речки. Озеро бессточное. Юго-восточная часть берега заболочена. Длина озера 6,7 км, ширина 3.5 км, средняя глубина 3,8 м, максимальная глубина 6,7 метров. Площадь водного зеркала на отметке уровня 217, 2 м составляет 27 км2. Объём водной массы 108 млн м3. Форма озёрной котловины корытообразная. Рельеф дна выровненный, иловые отложения имеют мощность от 20 см до 1 метра. В прибрежной части дно твёрдое, песчаное, береговая линия изрезана слабо, берега невысокие и ровные. С 1961 года озеро объявлено памятником природы.

Шершневское водохранилище:

Шершнёвское водохрани́лище (кр. Шершни) — искусственный водоём, созданный в 1963—1969 годах на реке Миассна территории города Челябинска и Сосновского района Челябинской области России между посёлками Полетаево и Шершни. Шершневское водохранилище активно используется людьми, хозяйственные постройки, пастбища, сады и огороды зачастую доходят до уреза воды. Вдоль берегов водохранилища расположено в общей сложности 8 коллективных садов. Вокруг водохранилища на расстоянии от 50 до 200 м проложена местами асфальтированная, но, в основном, грунтовая дорога. На берегах водохранилища ведётся застройка индивидуальных жилых домов, зачастую без центральной канализации и индивидуальной системы очистки (кроме реки Серазак обнаружено 15 локальных несанкционированных мест сбросов стоков различного происхождения).

Озеро Касарги:

Касарги — среднее по размеру озеро, расположенное на территории Сосновского района Челябинской области — примерно в 15 км к западу от областного центра. Весьма живописное, богатое рыбными запасами, оно в почёте у отдыхающих и рыбаков. озеро получило название от деревни, расположенной на его берегу, которая в свою очередь — от старинного тюркского мужского имени Косарги. Данное имя можно перевести на русский как «кочевник». Озеро испытывает сильную антропогенную нагрузку, на его берегах бывает много отдыхающих (особенно — в выходные), после которых остаются горы мусора. Достопримечательности Древний курган. В начале нулевых на восточном берегу озера археологи обнаружили древнее захоронение, в котором были найдены предметы быта, датируемые V в. до н. э.

Река Верхняя Пышма

Пышма берёт начало из озера Ключи на окраине Верхней Пышмы и впадает в реку Туру в 97 км от устья. Длина реки — 603 км. Бассейн — 19700 км². Пышма — равнинная река на всём протяжении. В верховье ширина русла изменяется от 15 до 40 м. В русле реки много каменистых перекатов, скальных шивер и порогов с быстрым течением, чередующихся со спокойными плёсами. В русле и на пойме много дражных котлованов и выемок, затопленных горнопроходческих карьеров и рудников, канав торфоразработок. Долина Пышмы давно освоена и плотно заселена; на берегах реки расположены промышленные города и посёлки: Верхняя Пышма, Сухой Лог, Камышлов, Талица, Заречный, Берёзовский, Белоярский, а также многочисленные сёла и деревни. Главой достопримечательностью по берегам Пышмы являются скалы. На реке создано Белоярское водохранилище, предназначенное для нужд Белоярской АЭС. В первые годы работы в бассейн реки Пышмы поступали радиоактивные отходы. Однако на Белоярском водохранилище это почти не сказалось, в частности рыба в нем совершенно нормальная, не имеет повышенного фона. Также встречается несколько небольших прудов.

1.3. Требования к качеству воды.

Качества воды должны отвечать показателям СанПиН 2.1.4.1074-01 «Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения»: «состав и свойства воды при любом типе водоисточника, способе обработки воды и конструктивных особенностях 10 водопроводной сети должны обеспечивать безопасность её в эпидемическом отношении, безвредность химического состава и благоприятные органолептические свойства». (Приложение № 5). Питьевая вода должна иметь общую жёсткость не более 7 ммол/л. При определении качества воды немаловажное значение имеют органолептические (воспринимаемые органами чувств) свойства: температура, прозрачность, цвет, запах, вкус, жёсткость. Органолептические показатели воды должны отвечать следующим требованиям: запах при температуре 20°С и при подогреве воды до 60°С не более 2 баллов; привкус при температуре 20°С не более 2 баллов; мутность по стандартной шкале не более 1,5 мг/л. Водородный показатель рН должен быть в пределах 6,5-8,5. При обнаружении в воде веществ, придающих привкус (сульфатов, хлоридов), сумма их концентрации, выраженная в долях от максимально допустимых концентраций каждого вещества в отдельности не должна быть более 1. Бактериологические показатели воды: общее количество бактерий в 1 мл неразбавленной воды не более 100; количество бактерий группы кишечной палочки в 1 л воды не более 3.

1.4. Вода и её очистка

Водоочистка – комплекс технологических процессов, имеющих целью довести качество воды, поступающей в водоснабжение, до установленных показателей. Устранение мутности воды, её осветление достигается удалением взвешенных высокодисперсных веществ естественным и искусственным путем. Естественное осветление воды осуществляется путем простого осаждения содержащихся в ней более крупных взвешенных частиц в осадочных бассейнах (отстойниках) и последующей медленной фильтрацией через песок фильтров для задержки более мелкой взвеси и окончательного осветления. Фильтрованная вода уже значительно лучше (здоровее) нефильтрованной, но все же она еще не вполне безвредна. Для окончательного обеззараживания воды, т. е. для уничтожения последних остатков бактерий, воду обрабатывают хлором (иногда другими окислителями, например, озоном).

Места сбора представлены на гис карте:

https://earth.google.com/web/@55.92976068,62.88627318,168.8615235a,215275.76196961d,30y,0h,0t,0r/data=MikKJwolCiExTmdHbHJpcFIxeXJYVGZlOXFqb3N0bUUweXc5anBvbnkgAQ

1.5. История Белоярской АС

Белоя́рская а́томная электроста́нция им. И. В. Курчатова (БАЭС) — российская атомная электрическая станция, расположена в городе Заречный, в Свердловской области, вторая промышленная атомная станция в стране (после Сибирской), единственная в России АЭС с разными типами реакторов на одной площадке. (Приложение № 6) На станции были сооружены три энергоблока: два с реакторами на тепловых нейтронах и один с реактором на быстрых нейтронах. В настоящее время единственным действующим энергоблоком является 3-й энергоблок с реактором БН-600 электрической мощностью 600 МВт, пущенный в эксплуатацию 8 апреля 1980 — первый в мире энергоблок промышленного масштаба с реактором на быстрых нейтронах. Он также является крупнейшим в мире энергоблоком с реактором на быстрых нейтронах. Первые два энергоблока с водографитовыми канальными реакторами АМБ-100 и АМБ-200 функционировали в 1964—1981 и 1967—1989 годах и были остановлены в связи с выработкой ресурса. Топливо из реакторов выгружено и находится на длительном хранении в специальных бассейнах выдержки, расположенных в одном здании с реакторами. Все технологические системы, работа которых не требуется по условиям безопасности, остановлены. В работе находятся только вентиляционные системы для поддержания температурного режима в помещениях и система радиационного контроля, работа которых круглосуточно обеспечивается квалифицированным персоналом.

Новый 4-й энергоблок с реактором БН-800 мощностью 880 МВт находится в стадии строительства (работы ведутся под руководством ОКБМ им. И. И. Африкантова). Согласно Федеральной целевой программе развития атомной энергетики, ввод энергоблока в эксплуатацию был запланирован на 2014 г. Проект сооружения был заложен программой развития ядерной энергетики Российской Федерации на 1993-2005 год. Программа определяла основные стратегии и задачи развития энергетического комплекса страны и усовершенствования действующих АЭС. Одна из стратегий предусматривала создать и ввести в эксплуатацию в ближайшее десятилетие 4 блок Белоярской АЭС. Проект БН-800 для БАЭС был разработан еще в 1983 году. С тех пор его еще два раза пересматривали. Впервые в 1987 году после аварии на атомной электростанции в Чернобыле, а второй раз – после принятий новой нормативной документации по безопасности в 1993 году. Проект реактора прошел все экспертизы и проверки. В 1994 году БН-800 прошел независимую экспертизу Свердловской комиссии. Результаты всех проверок были положительными. И уже в 1997 году была выдана лицензия Госатомнадзора РФ на установку реактора. Согласно проекту, в реакторе БН-800 позволяется не только использовать энергетический плутоний, но и перерабатывать оружейный плутоний. Также блок дает возможность утилизировать изотопы актиниды из облученного топлива реакторов на топливных нейтронах. Особенности БН-800 БН-800 считается безопасной установкой. Он оборудован дополнительной системой аварийной защиты. Она работает на основе пассивных элементов, которые активизируются при повышении температуры. Также проект реактора соответствует всем экологическим требованиям. Так, документацией предусмотрено сокращение потребления атмосферного кислорода и органического топлива, утилизация продуктов деления ядерных материалов и других радиоактивных отходов. Кроме того, энергоблок БН-800 в будущем будет служить базой для проверки новых проектов по улучшению производительных показателей и повышению безопасности. Введение блока в эксплуатацию имеет большое значение для дальнейшего развития энергетических технологий России. На сегодняшний день Белоярская – 2 АЭС в России после Сибирской и единственная в стране по наличию разных типов реакторов на одной территории. Объемы электроэнергии, которую вырабатывает станция, составляют около 10% от общего объема Свердловской энергосистемы. Сейчас работает только один реактор, но на этапе завершения находится сооружение БН-800. Правительство начало рассматривать возможность строительства 5-го энергоблока с мощностью 1200 МВт. Белоярская АЭС, фото которой приведено ниже, неоднократно выигрывала ежегодный конкурс и получала звание лучшей АЭС Российской Федерации. Для охлаждения реакторов Белоярской АЭС было создано Белоярское водохранилище. Является филиалом концерна «Росэнергоатом».

1.6. Воздействие АЭС на окружающую среду

Воздействие АЭС на окружающую среду при соблюдении технологии строительства и эксплуатации может и должно быть значительно меньше, чем других технологических объектов: химических предприятий, ТЭЦ. Однако радиация в случае аварии – один из опасных факторов для экологии, человеческой жизни и здоровья. В этом случае выбросы приравниваются к возникающим при испытании ядерного оружия.

Каково воздействие АЭС в нормальных и нештатных условиях, можно ли предотвратить катастрофы и какие меры принимаются для обеспечения безопасности на ядерных объектах?

Развитие и значение атомных электростанций

Первые исследования по ядерной энергетике пришлись на 1890-е гг., а строительство крупных объектов началось с 1954 г. Атомные электростанции возводятся для получения энергии путем радиоактивного распада в реакторе.

Сейчас используются такие типы реакторов третьего поколения:

• легководные (наиболее распространенные);

• тяжеловодные;

• газоохлаждаемые;

• быстро-нейтронные.

В период с 1960 г. по 2008 г. в мире были введены в работу около 540 атомных реакторов. Из них около 100 закрылись по разным мотивам, в том числе из-за негативного воздействия АЭС на природу. До 1960 г. реакторы отличались высоким показателем аварийности из-за технологического несовершенства и недостаточной проработки регулирующей нормативной базы. В следующие годы требования ужесточались, а технологии совершенствовались. На фоне уменьшения запасов природных энергоресурсов, высокой энергоэффективности урана строились более безопасные и оказывающее меньшее негативное воздействие АЭС.

Для плановой работы атомных объектов добывается урановая руда, из которой обогащением получается радиоактивный уран. В реакторах вырабатывается плутоний – самое токсичное из существующих веществ, полученных человеком. Обработка, транспортировка и захоронение отходов деятельности АЭС требует тщательных мер предосторожности и безопасности.

Факторы воздействия АЭС на окружающий мир

Наряду с прочими промышленными комплексами атомные электростанции оказывают воздействие на природную среду и человеческую жизнедеятельность. В практике использования энергетических объектов нет на 100% надежных систем. Анализ воздействия АЭС проводится с учетом возможных последующих рисков и ожидаемой пользы.

При этом совершенно безопасной энергетики не существует. Воздействие АЭС на окружающую среду начинается с момента возведения, продолжается при эксплуатации и даже по ее окончании. На территории расположения станции по выработке электроэнергии и за ее пределами следует предусматривать  возникновение таких негативных влияний:

• Изъятие земельного участка под строительство и обустройство санитарных зон.

• Изменение рельефа местности.

• Уничтожение растительности из-за строительства.

• Загрязнение атмосферы при необходимости взрывных работ.

• Переселение местных жителей на другие территории.

• Вред популяциям местных животных.

• Тепловое загрязнение, влияющее микроклимат территории.

• Изменение условий пользования землей и природными ресурсами на определенной территории.

• Химическое воздействие АЭС – выбросы в водные бассейны, атмосферу и на поверхности почв.

• Загрязнение радионуклидами, которое может вызвать необратимые изменения в организмах людей и животных.Радиоактивные вещества могут попадать в организм с воздухом, водой и пищей. Против этого и других факторов существуют специальные превентивные меры.

• Ионизирующее излучение при выводе станции из эксплуатации с нарушением правил демонтажа и дезактивации.

Один из самых значительных загрязняющих факторов – тепловое воздействие АЭС, возникающее при функционировании градирен, охлаждающих систем и брызгальных бассейнов. Они влияют на микроклимат, состояние вод, жизнь флоры и фауны в радиусе нескольких километров от объекта. КПД атомных электростанций составляет около 33-35%, остальное тепло (65-67%) выделяется в атмосферу.

На территории санитарной зоны в результате воздействия АЭС, в частности водоемов-охладителей, выделяются тепло и влага, вызывая повышение температуры на 1-1,5° в радиусе нескольких сот метров. В теплое время года над водоемами образуются туманы, которые рассеиваются на значительное удаление, ухудшая инсоляцию и ускоряя разрушение зданий. При холодной погоде туманы усиливают гололедные явления. Брызговые устройства вызывают еще большее повышение температуры в радиусе нескольких километров.

Охлаждающие воду испарительные башни-градирни испаряют летом до 15%, а зимой до 1-2% воды, формируя пароконденсатные факелы, вызывая на 30-50% уменьшение солнечного освещения на прилегающей территории, ухудшая метеорологическую видимость на 0,5-4 км. Воздействие АЭС сказывается на экологическом состоянии и гидрохимическом составе воды прилегающих водоемов. После испарения воды из охладительных систем в последних остаются соли. Для сохранения стабильного солевого баланса часть жесткой воды приходится сбрасывать, заменяя ее свежей.

В нормальных условиях эксплуатации радиационное заражение и влияние ионизирующего излучения сведены к минимуму и не превышают допустимый природный фон. Катастрофическое воздействие АЭС на окружающую среду и людей может возникнуть при авариях и утечках.

Возможные техногенные воздействия АЭС

Не стоит забывать про техногенные риски, возможные в атомной энергетике. Среди них:

• Внештатные ситуации с хранением ядерных отработанных веществ. Производство радиоактивных отходов, происходящее на всех этапах топливно-энергетического цикла, требует дорогостоящих и сложных процедур переработки и захоронения.

• Так называемый «человеческий фактор», который может спровоцировать сбой в работе и даже серьезную аварию.

• Утечки на предприятиях, перерабатывающих облученное топливо.

• Возможный ядерный терроризм.

Нормативный срок функционирования АЭС составляет 30 лет. После вывода станции из эксплуатации требуется сооружение прочного, сложного и дорогостоящего саркофага, который придется обслуживать еще очень длительный промежуток времени.

Защита от негативных влияний, их контроль

Предполагается, что воздействие АЭС в виде всех перечисленных выше факторов должно контролироваться на каждом этапе проектирования и эксплуатации станции.Специальные комплексные меры призваны спрогнозировать и предотвратить выбросы, аварии и их развитие, минимизировать последствия.

Важно уметь прогнозировать геодинамические процессы на территории станции, нормировать электромагнитные излучение и шум, воздействующие на персонал. Для размещения энергетического комплекса участок выбирается после тщательного геологического и гидрогеологического обоснования, проводится анализ его тектонического строения. При строительстве предполагается тщательное соблюдение технологической последовательности работ.

Задача науки, обслуживающей и практической деятельности – не допустить чрезвычайных ситуаций, создать нормальные условия для эксплуатации атомных станций. Одним из факторов экозащиты от воздействия АЭС является нормирование показателей, то есть установление допустимых значений того или иного риска и следование им.

Для минимизации воздействия АЭС на окружающую территорию, природные ресурсы и людей проводится комплексный радиоэкологический мониторинг. Чтобы отвратить ошибочные действия работников электростанции, осуществляется многоуровневая подготовка, занятия на учебных тренажерах и другие мероприятия. Для предотвращения террористических угроз применяются физические защитные меры, а также ведется деятельность специальных государственных организаций.

Современные атомные станции создаются с высокими показателями защищенности и безопасности. Они должны соответствовать высочайшим требованиям надзорных органов, включая защиту от загрязнения радионуклидами и другими вредными веществами. Задача науки – снизить риск воздействия АЭС в результате аварии. Для ее решения проводится разработка более безопасных по конструкции реакторов, имеющих внушительные внутренние показатели самозащиты и самокомпенсации.

Насколько безопасно воздействие АЭС на окружающий мир?

В природе существует естественная радиация. Но для экологии опасно интенсивное радиационное воздействие АЭС в случае аварии, а также тепловое, химическое и механическое. Также весьма актуальна проблема с утилизацией ядерных отходов. Для безопасного существования биосферы нужны особые защитные меры и средства. Отношение к строительству атомных электростанций в мире крайне неоднозначно, особенно после ряда крупных катастроф на ядерных объектах.

Восприятие и оценка атомной энергетики в обществе никогда не будут прежними после Чернобыльской трагедии, произошедшей в 1986 году. Тогда в атмосферу попало до 450 разновидностей радионуклидов, включая короткоживущий йод-131 и долгоживущие цезий-131, стронций-90.

После аварии некоторые исследовательские программы в разных странах были закрыты, нормально функционирующие реакторы превентивно прекратили свое действие, а отдельные государства ввели мораторий на ядерную энергетику. Вместе с тем около 16% электроэнергии в мире вырабатывается с помощью АЭС. Заменить атомные электростанции способно развитие альтернативных источников энергии.

1.7. Методика измерений активности бета-излучающих радионуклидов в объектах окружающей среды Белоярской АЭС радиометрическим методом

_{Методика включает в себя измерения активности, удельной активности, объемной активности, поверхностной активности (далее активности) бета-излучающих радионуклидов в объектах окружающей среды (пробах воды, воздуха, почвы, растительности, продуктов питания, донных отложений, атмосферных выпадениях) в санитарнозащитной зоне и зоне наблюдения Белоярской АЭС радиометрическим методом. Методика измерений разработана на основе СТО 26.31.030. Измерения суммарной активности бета-излучающих радионуклидов, активности стронция-90 и цезия-137 в пробах окружающей среды выполняют радиометрическим методом, основанным на измерении скорости счета бета-излучения образцов, полученных в результате первичной пробоподготовки и радиохимических анализов, с помощью альфа-бета радиометра для измерений малых активностей УМФ-2000. Удельную, объемную, поверхностную суммарную активность бетаизлучающих радионуклидов, удельную, объемную, поверхностную активность стронция-90 и цезия-137 в пробах окружающей среды представляют в следующих единицах измерений: в пробах водорослей, донных отложений и пищевых продуктов — в Бк/кг сырой массы; в пробах молока — в Бк/кг, в пробах воды и аспирационного воздуха — в Бк/мз , в пробах выпадений — в Бк/м2 сутки, в пробах почвы — в Бк/кг сухой массы или в Бк/км2, в пробах растительности — в Бк/кг сухой массы.}

_{Места отбора проб воды для определения радиоактивности устанавливается в зависимости от местных условий. Пробы отбирают в стеклянные бутыли или полиэтиленовые канистры и маркируются. Перед наполнением их необходимо трижды ополоснуть отбираемой водой. В лаборатории проба воды может быть вся выпарена до сухого остатка, сухой остаток озоляется при температуре (400-450)°С. Выпаривание проводят в фарфоровых, кварцевых чашках или посуде из нержавеющей стали, предварительно объем проб измеряется цилиндром. Для обсчета на объемную активность бета-излучающих радионуклидов (200-400) мг золы наносятся на подложку и просчитывается на радиометрической установке. Затем вся зола направляется на гамма-спектрометрический и радиохимический анализ. Результаты, характеризующие объемную активность бетта-излучающих радионуклидов , представляют в Бк/дмз. На всех этапах пробоподготовки измеряют объем, массу пробы для представления результатов измерений. (Приложение № 8)}

_{При выполнении измерений соблюдают условия, приведенные в Таблице 1.}

Таблица 1 — Условия измерений

2. Практическая часть

В своей работе я решила провести сравнительных анализ воды наиболее крупных открытых водоемов Челябинской и Свердловской области, а именно сравнить активности бета-излучающих радионуклидов в объектах окружающей среды в санитарно-защитной зоне и зоне наблюдения Белоярской АЭС радиометрическим методом. Мной были взяты пробы воды из 3 водоемов Челябинской области и 1 проба воды из водоема Свердловской области. Пробы были собраны в 2 бутылки (с каждый пробы) объемом по 5 литров. (Приложение № 7) Анализ проб воды был проведен в лаборатории филиала АО «Концерн Росэнергоатом «Белоярская атомная станция» в соответствии с разработанными методиками измерения. (Приложение № 8)

2. 1. Выделение стронция - 90 из проб воды по методу экстракции с МИОМФк и цезия 137

Содержание стронция-90 в пробах окружающей среды мы определяли в лаборатории по дочернему радионуклиду иттрий-90, который выделяют прямым методом с помощью МИОМФка (моноизооктиловый эфир метилфосфоновой кислоты). Вначале полученные пробы воды выпаривали до сухого остатка. Далее полученный остаток перемещали в фарфоровый тигель и высушивали в муфельной печи при температуре 450 ^оС. Перед выделением показателей стронция – 90 и цезия – 137 мы определяли суммарную бета активность, что бы узнать общее количество бета-излучающих радионуклидов содержащихся в пробе. После определения суммарной бета активности, золу воды, мы перенесли в стакан на 400 см^з , внесли носители иттрия, стронция, цезия по 1 см^з смачили золу концентрированной соляной кислотой и высушили. Эту обработку повторяли несколько раз. Далее заливали золу 2 N соляной кислотой и кипятили. Перед кипячением и через 15 минут добавляли (3-4) капли перекиси водорода. Через 20 минут стакан снимали, давали осадку осесть на дно и фильтровали, не перенося осадка на фильтр синяя лента. Осадок заливали дистиллированной водой и кипятили еще 15 минут. Если осадок не растворился полностью, то повторяли кипячение с кислотой и водой. К горячему раствору прибавляли столько щавелевой кислоты, чтобы он приобрел зеленый цвет (цвет оксалатного комплекса железа) и нейтрализовали аммиаком до рН=4 для осаждения оксалатов кальция, стронция иттрия. Осадок оставляли в теплом месте на два часа. Отфильтрованный осадок оксалатов, промывали небольшими порциями горячей воды. Далее фильтрат идет на определение Cs ¹³⁷. Осадок высушивают и прокаливают в течение (2-3) часов при температуре (600-700) ^ос для разложения оксалатов. Осадок карбонатов помещают в стаканы емкостью 100 см^з и растворяют в 15 см^з концентрированной азотной кислоте при кипячении. Не растворившиеся частицы отфильтровывают, промывают водой и отбрасывают. Фильтрат и промывные воды объединяют, помещают в плоскодонную колбу на 1 дм^з и доводят водой до 500 см^з . Концентрация раствора (0,3-0,4) моль/дм³. Вносят в раствор последовательно 0,3 см³ толуола, 1 см^з МИОМФКа. Пробу перемещают на механическую мешалку и встряхивают в течение 15 минут. Если образовавшийся экстракт не очень плотный, в раствор добавляют 5 см^з раствора хлорного железа. Пробу вторично перемешивают на механической мешалке до образования твердого экстракта. Экстракт фильтруют через двойной слой марли и переносят на подложку для измерения активности иттрия-90 на радиометре УМФ-2000. (Приложение № 9) Все данные были занесены в Таблицы 1,2,3.

Таблица№ 1 Расчет суммарной бета-активности

N * K * P_золы

A = -------------------- Бк /л ,

Р_{навески}* V_пр

где N - cкорость счета установки малого фона УМФ-2000(без фона), имп/сек ;

К — градуировочный коэффициент измерения суммарной бета-активности ;

Р_золы - вес, получившейся золы, г;

Р_{навески} — вес навески, взятой для анализа, г;

V_пр — объем воды, взятой для анализа, л .

0,036 * 5,7*1,4197

1. оз. Шершни А _{сумм.бета-акт.} =------------------------- = 0,073 ± 0,014 Бк/л.

0,4 * 10,0

0,034 * 5,7 * 27,50

2. оз. Кассарги А _{сумм.бета-акт.} = ------------------------ = 1,33 ± 0,25 Бк/л.

0,4 * 10,0

0,070 * 5,7 * 12,44

2. оз. Смолино А _{сумм.бета-акт.} = ------------------------- = 1,24 ± 0,24 Бк/л.

0,4 * 10,0

0,068 * 5,7 * 1,35

4. р. Пышма А _{сумм.бета-акт.} =------------------------- = 0,13 ± 0,025 Бк/л.

0,4 * 10,0

Таблица№ 2 Расчет активности Sr-90

N * K

A = -------------- Бк /л ,

V_пр

где N - cкорость счета установки малого фона УМФ-2000, имп/сек ;

К — градуировочный коэффициент измерения Sr-90 в воде радио -

метрическим методом экстракцией МИОМФК (моноизооктиловым эфиром метилфосфоновой кислоты) ;

V_пр — объем воды, взятой для анализа, л .

0,009 * 13,0

1. оз. Шершни А_sr-90 = --------------------- = 0,012 ± 0,003 Бк/л.

10,0

0,063 * 13,0

2. оз. Кассарги А_sr-90 = ------------------- = 0,082± 0,017 Бк/л.

10,0

0,059 * 13,0

3. оз. Смолино А_sr-90 = ------------------- = 0,077 ± 0,016 Бк/л.

10,0

0,022 * 13,0

4. р. Пышма А _sr-90 =------------------------- = 0,029 ± 0,006 Бк/л.

10,0

Таблица№ 3 Расчет активности Cs-137

N * K

A = -------------- Бк /л ,

V_пр

где N - cкорость счета установки малого фона УМФ-2000, имп/сек ;

К — градуировочный коэффициент измерения Cs-137 в воде радио -

метрическим методом ;

V_пр — объем воды, взятой для анализа, л .

0,021 * 21,1

1. оз. Шершни А_Cs-137 = ------------------- = 0,044 ± 0,010 Бк/л.

10,0

0,023 * 21,1

2. оз. Кассарги А_Cs-137 = ------------------- = 0,049 ± 0,010 Бк/л.

10,0

0,023 * 21,1

3. оз. Смолино А_Cs-137 = ------------------- = 0,049 ± 0,010 Бк/л.

10,0

0,010 * 21,1

4. р. Пышма А _Cs-137=------------------------- = 0,021 ± 0,0043 Бк/л.

10,0

Проанализировав представленные образцы, можно сделать следующие выводы:

Что согласно основного документа «Нормы радиационной безопасности НРБ-99/2009», мы видим, что уровень вмешательства данных радионуклидов в организм человека не превышают нормы, следовательно отрицательного воздействия на организм человека и окружающею среду нет.

2.2. Социологический опрос

Я провела социологический опрос среди учащихся 9 класса МАОУ МП Лицей №148 г. Челябинска и сотрудников Федерального банка на предмет общей осведомленности, что такое экологическая безопасность. Я ввела критерии: возраст и пол, чтобы разгруппировать респондентов по демографическому критерию. В анкете приняли участие 20 человек; в возрасте от 14 до 45 лет. При составлении анкеты я специально добавила вопрос творческого характера, где им предстояло сформулировать свои мысли относительно экологического мониторинга и радиоактивного загрязнения.

После опроса я поняла, что вопрос экологической безопасности нашего города беспокоит как взрослых так и школьников. Мной к заполнению была предложена анкета со следующими вопросами:

Из данного социологического опроса можно сделать следующие выводы, что жители г. Челябинска не зависимо от своего возраста переживают за экологию города. Вследствие того, что Челябинск является промышленным городом с большим количеством заводов, экологическая ситуация в городе является особенно острой. К наиболее острым проблемам экологии городской среды опрашиваемые отнесли: загрязнение атмосферного воздуха, проблема чистой «питьевой воды», охрана растительного покрова и почв, управление отходам и строительство АЭС.

Список литературы.

1. Андреева М.А. Биологические типы озер Южного Урала. //redbook.ru/newprints-579.html.

2. Воронцов А.И., Харитонова Н.З. «Охрана природы», М., Высшая школа, 1997 с.68-91.

3. «Инженерная экология и экологический менеджмент» Под ред. Иванова Н.И., Фадина И.М.,-М., Логос, 2008, с. 124-149.

4. «Инженерная экология» Под ред. Медведева В.Т.-М., Гардарики, 2005, с.59-84.

5. Касьяна А.А. «Современные проблемы экологии». Москва, 2007, с. 59.

6. Константинов В.М. «Охрана природы»,- М.,Академия,2003, с. 75-89

7. Родзевич Н.Н., Пашканг К.В. «Охрана водоемов», - М., Просвещение, 2008, с.15-29.

8. «Проблемы охраны окружающей природной среды и природопользования» Под ред. Буркова Н.А., Ширяева В.В.- Киров, 2006, с.23-31.

9. Челябинская область. Краткий справочник: Авторы-составители Гитис М.С., Моисеев А.П. – Челябинск: Абрис, 2006, с 148.

10. Методика измерений активности бета-излучающих радионуклидов в объектах окружающей среды Белоярской АЭС радиометрическим методом,2015

11. Методика отбора пробоподготовки при радиационном контроле объектов окружающей среды.,2019

12. Доклад об экологической ситуации в Челябинской области в 2022 г.

Приложение

Приложение № 1

Приложение № 2

Приложение № 3

Приложение № 4

о.Смолино о.Касарги

Шершнёвское водохранилище р. Верхняя Пышма

Приложение № 5

Приложение № 6

Белоярская АЭС

Приложение № 7

Пробы воды

Приложение№8

АО «Концерн Росэнергоатом «Белоярская атомная станция»

Приложение № 10

Проведение опытов