Мониторинг земель, загрязненных радиоактивными веществами.

Введение

В настоящее время ядерные испытания запрещены международным договором «О всеобъемлющем запрещении ядерных испытаний», который был принят 50-й сессией Генеральной Ассамблеи ООН в 1996 г. Однако, за более чем 50-летнюю историю проведения испытаний ядерного оружия было осуществлено более 2 000 взрывов.
Радиоактивное загрязнение почвенного покрова представляет большую опасность, так как человек в результате этого подвергается воздействию излучений радионуклидов в процессе производства и потребления сельскохозяйственной продукции. Миграция радионуклидов по пищевой цепи: почва - растения -животные - продукты животноводства, обусловливает поступление в организм человека как искусственных, так и естественных радионуклидов.
Для эффективного управления земельными ресурсами, регулирования отношений в области использования земель и вовлечения их в хозяйственный оборот необходимо выполнение комплекс мероприятий по землеустройству и мониторингу земель [7].
Поэтому важнейшей задачей государственного управления в сфере охраны окружающей среды и рационального природопользования в целом и земельными ресурсами, в частности, является организация мониторинга земельных ресурсов (земель), как комплексной системы наблюдений за состоянием земельных ресурсов, оценки и прогноза изменений их состояния под воздействием антропогенных и природных факторов.
Актуальность темы исследования обусловлена тем, что уровень экологически допустимого воздействия на землю в ряде регионов страны превышен, существует реальная угроза полного истощения и загрязнения земель. Серьезную опасность представляют опустынивание земель, эрозия почв, истощение плодородного слоя, засоление земель, заболачивание и переувлажнение земель, деградация пастбищ и сенокосов, массовое подтопление земель, техногенное загрязнение земель. Особую опасность представляет радиоактивное загрязнение земель [3].
Цель работы – всесторонне охарактеризовать мониторинг земель, загрязненных радиоактивными веществами.
Цель работы достигается благодаря выполнению следующих задач:
- дать общую характеристику государственного мониторинга земель;
- проанализировать определение, функции и особенности мониторинга земель;
- проанализировать радиоактивные вещества и источники их поступления;
- провести обзор особенностей радиоэкологического мониторинг земель.
Предметом исследования является мониторинг земель. Объектом исследования выступает характеристика проведения мониторинг земель, которые загрязнены радиоактивными металлами.
Теоретической, методологической основой исследования являются общенаучные методы исследования, научные труды отечественных ученых, рассматривающих мониторинг земель в целом и мониторинг земель. Загрязненных радиоактивными веществами, в частности.
Методы исследования: теоретический анализ литературы по теме, обобщение, анализ.

1 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ МОНИТОРИНГ ЗЕМЕЛЬ – ОПРЕДЕЛЕНИЕ, ФУНКЦИИ, ОСОБЕННОСТИ

В соответствии со статьей 63.1 Федерального закона от 10.01.2002 №7-ФЗ «Об охране окружающей среды» государственный мониторинг земель является подсистемой единой системы государственного экологического мониторинга (государственного мониторинга окружающей среды), включающей в себя также:
- государственный мониторинг состояния и загрязнения окружающей среды;
- государственный мониторинг атмосферного воздуха;
- государственный мониторинг радиационной обстановки на территории Российской Федерации;
- государственный мониторинг объектов животного мира;
- государственный лесопатологический мониторинг;
- государственный мониторинг состояния недр;
- государственный мониторинг водных объектов;
- государственный мониторинг водных биологических ресурсов;
- государственный мониторинг внутренних морских вод и территориального моря Российской Федерации;
- государственный мониторинг исключительной экономической зоны Российской Федерации;
- государственный мониторинг континентального шельфа Российской Федерации;
- государственный экологический мониторинг уникальной экологической системы озера Байкал;
- государственный мониторинг охотничьих ресурсов и среды их обитания.

Мониторинг земель – система наблюдений за состоянием земель для своевременного выявления различных изменений, их оценки, а также предупреждения и устранения последствий негативных процессов. Мониторинг - преимущественно техническая и информационно-аналитическая работа, связанная с применением технических средств контроля за состоянием земель, взятием проб почв и проведением почвенно-геоботанических обследований, анализов и измерений химического и биологического состава почв, их физического состояния. Можно сказать, что мониторинг - это одновременно мера предупредительного, текущего и последующего контроля [4].
Мониторинг земель - часть государственного экологического мониторинга и систему наблюдений, оценка и прогнозирование, направленные на получение достоверной информации о состоянии земель, об их количественных и качественных характеристиках, их использовании и о состоянии плодородия почв. Мониторинг земель ведется Государственным комитетом по земельным ресурсам и землеустройству, Минприродоресурсы РФ при участии Минсельхозпрода РФ и других заинтересованных министерств и ведомств.
Система мониторинга земель Российской Федерации складывается из множества подсистем, соответствующих конкретному виду целевого назначения земель. Мониторинг земель осуществляется отдельно применительно к землям сельскохозяйственного назначения, землям населенных пунктов и поселений, землям промышленности, транспорта, связи и иного несельскохозяйственного назначения и т. д.
Согласно п. 3 ст. 67 ЗК РФ государственный мониторинг земель может проводиться на трех уровнях:
- федеральный уровень - мониторинг ведется в рамках всей территории Российской Федерации;
- региональный уровень - мониторинг осуществляется в пределах определенных экономических, геополитических и административных границ;
- локальный уровень - мониторинг проводится на объектах ниже регионального уровня вплоть до отдельных крупных землепользователей, землевладельцев, собственников и арендаторов земельных участков.
Согласно п. 2 ст. 67 Земельного кодекса Российской Федерации ведение государственного мониторинга земель направлено на выполнение следующих задач:
1) своевременное выявление изменений состояния земельных ресурсов, оценка уже происшедших изменений, прогноз и выработка рекомендаций о предупреждении либо об устранении последствий негативных процессов, происходящих в почвенном слое земель. В целях ее осуществления органы проводят систематические наблюдения за состоянием водной и ветровой эрозии почвенного слоя земель, вероятностью потери гумуса либо ухудшения структуры, за загрязнением земель пестицидами, другими токсичными веществами, за состоянием береговой линии рек, морей, водохранилищ, за уровнем загрязнения земель свалками, местами захоронения опасных радиоактивных отходов, автомобильными стоянками и т. д;
2) информационное обеспечение ведения государственного земельного кадастра, государственного земельного контроля за рациональным использованием и охраной земельных ресурсов, землеустройства, а также осуществлением иных функций государственного и муниципального управления землями, обеспечение контроля за рациональным использованием и охраной земель;
3) обеспечение населения Российской Федерации информацией о состоянии окружающей среды в части состояния земель. Пользование данными, полученными государственными органами по мониторингу земель, представляется возможным как для граждан, так и для юридических лиц, международных организаций. В целях осуществления последних двух задач государственного мониторинга земель применяются различные способы собирания необходимой информации.
Все приемы, средства и методы осуществления мониторинга земель подразделяются в зависимости от сроков и периодичности их проведения на три вида:
- базовые - осуществляются впервые на той или иной территории и носят общий характер;
- периодические - осуществляются через месяц, квартал, год или иной промежуток времени;
- оперативные - фиксируют все текущие изменения состояния земельных ресурсов [6].


2 РАДИОАКТИВНЫЕ ВЕЩЕСТВА И ИСТОЧНИКИ ИХ ПОСТУПЛЕНИЯ

Радионуклиды – это группы атомов, обладающих свойством радиоактивности, с определенным массовым числом, атомным номером и энергетическим статусом ядра. Радионуклиды нашли широкое применение во всех сферах техники, науки и других отраслях народного хозяйства. В практике медицины радионуклиды стали использоваться для диагностики болезней, стерилизации лекарств, инструментария и других изделий. Разработан ряд прогностических и лечебных радиопрепаратов. Радионуклиды представляют собой радиоактивные изотопы химических элементов с разными массовыми числами.
Радиоактивные изотопы по свойствам относятся к разным категориям. Затронем только самые важные из них. Радиоизотопы делятся на:
- природные;
- искусственные, образующиеся в результате проводимых ядерных реакций за счет деятельности человека. Вторые получают из всех элементов таблицы Менделеева.
Общее количество их достигает 2000 и продолжает увеличиваться. Естественных элементов намного меньше, около 100. По устойчивости ядер радионуклиды классифицируются на: короткоживущие – с периодом полураспада менее 10 суток; долгоживущие – с большим периодом полураспада

. В последние годы в народном хозяйстве все чаще стали применяться радиоизотопы с периодом полного распада в несколько минут, что делает их практически безвредными.
По радиационной токсичности радионуклиды делятся на 4 категории: А – самые высокотоксичные для человека. Это изотопы тяжелых элементов, ядра которых подвержены самопроизвольному распаду. У них относительно большие периоды полураспада. Также эти радиоактивные вещества имеют склонность к накоплению в разных органах тела; Б – радионуклиды высокой токсичности; В – радиоизотопы средней токсичности; Г – радиационные изотопы малой токсичности. Радиоактивные реакции делятся на альфа-распад – спонтанное изменение структуры ядра с возникновением альфа-частиц и бэтта-распад с испусканием или поглощением электронов, позитронов, нейтрино или антинейтрино.
На рис.4 (Приложение 3) приведено схему распространения радиоактивных веществ в окружающей среде.
Повсюду в окружающей среде наблюдается радиоактивность ряда природных и техногенных источников. Некоторые химические элементы, присутствующие в окружающей среде, являются естественно радиоактивными. Эти элементы в различных количествах содержатся в почве, воде, в воздухе в помещениях и вне помещений и даже в наших организмах, так что избежать их воздействия невозможно. Кроме того, Земля постоянно бомбардируется частицами высокой энергии, поступающими как от Солнца, так и из-за пределов Солнечной системы. В совокупности эти частицы называются космическим излучением. Каждый организм получает дозу космического излучения, зависящую от широты, долготы и высоты над уровнем моря.
Крупнейшим техногенным источником радиационного излучения в настоящее время является радиация, используемая в медицине для диагностики и лечения. Испытания ядерного оружия, регулярные выбросы радиации из промышленных и медицинских учреждений, а также такие аварии, как авария на Чернобыльской АЭС, способствовали увеличению количества техногенных радионуклидов в окружающей среде.
Согласно оценке Научного комитета Организации Объединенных Наций по действию атомной радиации (UNSCEAR, 2008), глобальная среднегодовая доза облучения из всех источников радиации в окружающей среде составляет в расчете на одного человека приблизительно 3,0 мЗв/год. Из этого количества 80% (2,4 мЗв) приходится на излучение природных источников радиации, 19,6% (примерно 0,6 мЗв) – на использование радиации для целей диагностики в медицине, а оставшиеся 0,4% (около 0,01 мЗв) – на другие антропогенные источники радиации (рис.2, Приложение 2)


3 ОСОБЕННОСТИ МОНИТОРИНГА ЗЕМЕЛЬ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ РАДИОАКТИВНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ
3.1 Цель и задачи радиоэкологического мониторинга земель

В настоящее время актуальна проблема радиоактивного загрязнения окружающей среды и идентификации источников загрязнения. Интерес к реконструкции радиационной обстановки обусловлен необходимостью изучения уровня и последствий радиоактивного загрязнения территории Украины в результате влияния аварии на ЧАЭС и работы предприятий промышленного комплекса [9].
Мониторинг радиоактивности природной среды - постоянные, непрерывные комплексные наблюдения за состоянием окружающей природной среды и ее загрязнением, природными явлениями, которые происходят в ней, а также оценка и прогноз состояния окружающей природной среды и ее загрязнения. Радиационный мониторинг включает в себя как наблюдения за естественным (природным) радиационным фоном, так и наблюдения за техногенным радиоактивным загрязнением основных природных компонентов, а именно контроль источников загрязнения на данной территории; контроль распределения радионуклидов в компонентах биосферы, оценку их миграционных свойств в конкретных экологических цепочках и способность концентрироваться в отдельных звеньях трофических цепей (в т.ч. загрязнение сельскохозяйственных угодий, почв, воды водоемов, кормов, растительной и животноводческой продукции); контроль доз облучения населения и биоты на данной территории.
Предметом мониторинга являются радионуклиды - продукты ядерного распада с коротким (89Sr, 95Zr, 99Mo, 103Ru, 131I, 133Xe) и средним временем жизни (90Sr, 85Kr, 106Ru, 110mAg, 137Cs, 134Cs, 124Sb, 125Sb, 154Eu, 99Tc, 129I, 135Cs, 236U, 238 , 239 , 240Pu, 241Am, 243Cm). Кроме того, предметом радиационного мониторинга являются продукты активации конструкционных материалов ядерных установок (54Mn, 57Co, 58Co, 60Co, 110mAg), воздуха и воды (3H, 14C). В зависимости от особенностей объекта (территории) мониторинга перечень радионуклидов и их приоритетность могут меняться такое радиоактивные вещества, что является основными источниками радиоактивных загрязнений,
Основные цели радиоэкологического мониторинга состоят в получении объективной информации о радиационном воздействии радиационно опасных объектов; оценке состояния экосистем; оперативном обеспечении органов государственного управления и населения информацией о динамике изменения радиационной обстановки в сельском хозяйстве.
Основные задачи радиоэкологического мониторинга:
- выявление основных путей радиоактивного загрязнения, установление перечня контролируемых радионуклидов;
- регистрация текущего уровня радиоактивного загрязнения, наблюдение и выявление тенденций в его изменении;
- оценка радиационно-экологического состояния и прогноз возможных негативных последствий радиоактивного загрязнения;
- изучение закономерностей поведения радиоактивных веществ, определение количественных параметров миграции радионуклидов, обобщение полученной информации в рамках математических моделей;
- разработка рекомендаций по предупреждению и устранению негативных тенденций, связанных с радиоактивным загрязнением;
- обеспечение исполнительных органов объективной информацией о текущем состоянии экосистем и уровнях их загрязнения радиоактивными веществами для принятия решений, направленных на ограничение поступления радионуклидов в рацион питания населения и снижение дозовых нагрузок.
3.2 Особенности организации мониторинга земель, загрязненных радиоактивными веществами
Этапы организации радиоэкологического мониторинга:
составить перечень радиационно-опасных объектов;
провести анализ имеющихся данных о регламентированных сбросах и выбросах радиационно-опасных объектов, а также о прогнозируемом радиоактивном загрязнении в случае радиационной аварии;
составить перечень радионуклидов, подлежащих контролю;
оценить существующие уровни радиоактивного загрязнения
в зоне размещения радиационно-опасных объектов;
создать сеть стационарных контрольных участков и контрольных пунктов по территориальному принципу с учетом размещения относительно площадки радиационно-опасного объекта; сеть стационарных контрольных участков и пунктов создается на основе существующих сетей путем добавления новых участков и пунктов, обеспечивающих надежную оценку влияния радиационно-опасного объекта;
разработать регламент радиоэкологического мониторинга при работе радиационно-опасного объекта в штатном режиме и при возможных аварийных ситуациях;
организовать сбор и обработку проб; проведение измерений; сбор, анализ, хранение в виде баз данных и передачу информации.
Основными элементами, обеспечивающими наблюдение за уровнями загрязнения и состоянием земель, является сеть контрольных участков и контрольных пунктов, расположенных с учетом размещения источника загрязнения, направления "розы ветров", распределения существующего радиоактивного загрязнения, структуры землепользования, характеристик почвенного покрова.

3.3 Виды наблюдений, контролируемые параметры, методики отбора

В зависимости от сроков и периодичности выделяют следующие виды наблюдений за уровнями загрязнения:
- исходные - фиксирующие уровни загрязнения и состояния экосистем на момент начала проведения мониторинга;
- плановые (периодические или сезонные) - проводятся в соответствии с регламентом мониторинга;
- внеплановые (оперативные) - проводятся в случае возникновения аварийных ситуаций на радиационно опасном объекте;
- сплошное обследование - проводится с целью определения зоны поражения.
Радиологическими подразделениями агрохимической службы проводится определение содержания радионуклидов в почвах не менее двух раз в год.
К методам и средства радиоэкологического монитоирнга можно отнести:
- предварительная оценка радиационной обстановки на местности;
- аэрогамма-съемка;
- полевые методы измерения мощности дозы;
- мобильные системы радиационного контроля;
- пешеходная гамма-съемка
- методы отбора проб окружающей среды и подготовка их к измерениям.
- методы отбора и обработки проб почвы и растительности
- маркировка проб.
Отбор образцов представляет собой важный этап любого радиоаналитического определения, имеющий решающее значение для обеспечения правильности конечных результатов анализа.
В зависимости от сроков и периодичности выделяют следующие виды наблюдений за уровнями загрязнения:
- исходные - фиксирующие уровни загрязнения и состояния на момент начала проведения мониторинга;
- плановые (периодические или сезонные) - проводятся в соответствии с регламентом мониторинга;
- внеплановые (оперативные) - проводятся в случае возникновения аварийных ситуаций на радиационно опасном объекте;
- сплошное обследование - проводится с целью определения зоны поражения.
При подготовке проб к анализу и проведении измерений используется единый перечень методик, утвержденных в установленном порядке и рекомендованных к использованию