Ядерно-геофизические методы при радиоэкологических исследованиях: На примере провинции Лаокай (СРВ)

Все сказанное целиком относится к пограничной с КНР провинции Лаокай (СРВ), находящейся в истоках Красной реки. Провинция переживает бурный экономический рост, связанный как с удобным географическим положением, так и с наличием различных полезных ископаемых и рекреационных ресурсов. Многие полезные ископаемые добываются, вывозятся в другие провинции и за рубеж (в Китай). Исследования, выполненные при участии автора, специалистов ХГГУ, Комиссии по атомной энергии СРВ и других организаций, показали, что радиометрический контроль технологического процесса горного производства или вообще не налажен, или налажен весьма слабо.

Этими же коллективами специалистов проведены радиоэкологические исследования низкофоновых активностей в жилой зоне, в зонах отдыха и туризма (рекреационных зонах), выполнен точечный контроль воды, почвы, воздуха, продуктов питания. Было показано, что систематический радиометрический контроль отсутствует или проводится малочувствительными приборами, не выявляющими аномалий. В тех случаях, когда выявляли аномалии, не исследовали их генетические причины. При оценке доз, как правило, оценивали интегральную дозу по гамма-излучению. Компонентный состав дозы, например, вклад радона, не учитывали (из-за отсутствия необходимых измерений).

Провинция бурно развивается, население быстро растет, однако радиоэкологическая обстановка остается практически неизвестной. Исследования начального этапа (50гг), выполненные малочувствительной аппаратурой, не выявили никаких аномалий фона естественной радиоактивности.

Однако наши предварительные исследования показали, что имеются значительные аномалии фона, имеющие урановую природу и связанные с месторождениями полезных ископаемых в данной провинции. Выполненные нами измерения концентраций радиоэлементов в водах показали, что в ряде случаев они значительно превышают фон, поскольку источники питьевого водоснабжения города Лаокай находятся как раз в районах ведения горных работ. Измерения содержания радиоэлементов в организме жителей города Лаокай, выполненные независимой лабораторией в Швеции, показали, что имеются значительные аномалии концентраций урана (в волосах), превышающие в 10 раз фоновые концентрации для жителей других регионов Вьетнама (например, г. Ханой).

Все сказанное потребовало организации геолого-геофизических работ для систематического изучения радиогеоэкологической обстановки в данной провинции. Потребовалось выбрать рациональный комплекс полевых и лабораторных работ для построения карт естественной радиоактивности, для изучения природы радиоактивных аномалий, путей миграции радиоизотопов, источников поступления радиоизотопов в организм жителей региона. Предполагалось, что результаты исследований и рекомендации будут использованы провинциальным правительством для выбора схем развития региона. Предполагалось также, что результаты исследований будут служить моделью для организации и проведения аналогичных радиогеоэкологических исследований в других провинциях Вьетнама. Основные задачи работы 1) Выбор и обоснование комплекса полевых и лабораторных геолого-геофизических исследований для радиогеоэкологического изучения провинции Лаокай,.

2) Выбор рациональных масштабов интегральных и спектральных гамма-методов исследования и эманационных съемок для различных объектов (регион, рудник, обогатительная фабрика, населенные пункты и т. д.).

3) Проведение интегральных и спектрометрических измерений гамма-поля в Ml: 10 000 для детализации выявленных аномалий. Проведение измерений содержания радона в воздухе, отбор проб для лабораторных измерений.

4) Создание и обоснование лабораторной системы исследований проб пород, руд, воды, воздуха, включающей международные стандартные образцы МАГАТЭ и международный сопоставительный анализ результатов измерений.

5) Обработка и анализ совокупности полевых и лабораторных результатов, построение набора карт в единой цифровой картографической системе Maplnfo Professional,.

6) Выработка и передача для практического использования рекомендаций по дальнейшему развитию провинции Лаокай с учетом выполненных радиогеоэкологических исследований.

Научная новизна работы.

1) Создан рациональный комплекс геологических (съемка, анализ образцов, гидрогеологические методы) и геофизических методов (интегральные и спектральные гамма-методы, высокочувствительная эманационная съемка, высокочувствительный рентгенорадиометрический анализ) для радиогеоэкологического исследования различных регионов Вьетнама.

2) Создана метрологическая система для радиогеоэкологических исследований во Вьетнаме, включающая эталонные модели концентраций радиоэлементов, полевые и лабораторные стандарты содержаний радиоэлементов, эталоны для калибровки аппаратуры, международные стандартные образцы состава пород, почв и воды (утвержденные МАГАТЭ—1АЕА).

3) Установлена и доказана связь между уровнем радиационного фона в некоторых горно-добывающих регионах Вьетнама, уровнем содержания урана в подземных водах и аномалиями радиоактивности участков тела жителей данного региона.

Основные защищаемые результаты.

1) На основе обработки и анализа более чем 4000 измерений (3000 точек гамма-съемки, 200 образцов почвы, 250 проб воды, 140 образцов человеческих волос и т. д.) выявлены радиационно опасные регионы Вьетнама. Анализ выполнен несколькими независимыми лабораториями (Вьетнам, Швеция), прошедшими сертификацию и сопоставительный анализ по программам МАГАТЭ (Международной комиссии по атомной энергииIAEA).

2) Выбран рациональный масштаб радиогеоэкологической съемки на различных объектах горнодобывающих предприятий (закрытое рудное тело, открытая горная выработка, обогатительная фабрика, склад концентрата и т. д.) и единая цифровая система представления результатов в среде Maplnfo Professional, что облегчает их хранение в базе данных, обмен и различную математическую обработку.

3) Предложена классификация объектов провинции Лаокай по относительной радиационной опасности, связанной с горнодобывающей деятельностью. Материалы переданы Министерству природных ресурсов и руководителям провинций для принятия управленческих решений в развитии данного региона. Практическая ценность и использование результатов.

Результаты работ, изложенные в диссертации, переданы руководству провинции Лаокай для принятия практических решений, изложены в отчетах XI ГУ и Комиссии по Атомной Энергии СРВ. В качестве эксперта МАГАТЭ автор знакомился в постановкой и проведением ядерно-физических работ во многих странах мира (США, Япония, Малайзия, Австрия и др). Этот опыт использован при выполнении данной работы и при организации работ в лабораториях Комиссии по атомной энергии СРВ. Апробация результатов.

Результаты работы опубликованы в международных, вьетнамских и российских изданиях, доложены на Международной конференции Новые идеи и методы в науках о Земле (МГГРУ 2005), доложены в Международной комиссии по Атомной Энергии (МАГАТЭ-1АЕА). Личный вклад.

Все полевые и лабораторные работы, а также обработка и анализ результатов, построение карт выполнены автором или при его непосредственном участии и руководстве. В качестве эксперта МАГАТЭ автор знакомился в постановкой и проведением ядерно-физических работ во многих странах мира (США, Япония, Малайзия, Австрия и др). Этот опыт использован при выполнении данной работы и при организации работ в лабораториях Комиссии по атомной энергии СРВ.

Благодарности Автор благодарит руководство Министерства промышленности и Комиссии по атомной энергии СРВ, руководство провинции Лаокай, коллег из Xl’l 'У, профессорско-преподавательский состав МГТРУ, своих руководителей, консультантов и коллег.

Выводы:

1. Таким образом, установлена и доказана связь между уровнем радиационного фона в некоторых горно-добывающих регионах провинции Лаокай, уровнем содержания урана в подземных водах и аномалиями радиоактивности участков тела жителей данного региона.

2. В качестве обобщения результатов исследований по нескольким регионам провинции Лаокай предложена классификация различных зон по относительной радиационной опасности, связанной с горно-добывающей деятельностью. Классификация включает 5 известных позиций и две позиции, разработанные для данного региона:

1 Эквивалентная доза для населения превышает 1 мЗвгод,.

2)эквивалентная доза для работников, имеющих дело с радиацией, превышает 5 мЗвгод,.

3) эквивалентная доза для профессионалов, имеющих дело с радиацией, превышает 20 мЗвгод,.

4) если объект имеет концентрацию урана выше 30 ррт (3*10″ 5), содержание тория выше 60 ррт (6*10″ 5) и содержание калия 4810 Бккг, то минеральное сырье этого объекта нельзя использовать для изготовления строительных материалов.

5) если объект имеет концентрацию урана выше 295 ррт (3*10″ 4), содержание тория выше 860 ррт (86* 10″ 5), проживание в регионе опасно.

6)концентрация радона в воздухе превышает 150 мБклитр (150 Бкм) (требуется вентиляция).

7)если альфаи бетаактивность воды превышает соответственно 0.1 и 1 Бклитр воды (нормы СРВ TCVN5945−1995), то использование воды опасно. региона.

• Результаты исследований будут служить моделью для организации и проведения аналогичных радиогеоэкологических исследований в других провинциях Вьетнама.

Заключение

.

1. Создан рациональный комплекс геолого-геофизических методов, пригодный для радиогеоэкологического исследования различных регионов Вьетнама. Комплекс опирается на систему метрологии для радиогеоэкологических исследований во Вьетнаме, которая включает эталонные модели концентраций радиоэлементов, полевые и лабораторные стандарты содержаний радиоэлементов, эталоны для калибровки аппаратуры, международные стандартные образцы состава пород, почв и воды (утвержденные МАГАТЭ— Международной комиссией по атомной энергии— (IAEA).

Комплекс предполагает выбор рационального масштаба радиогеоэкологических исследований на различных объектах: жилая зона, водный бассейн, горнодобывающие предприятия (закрытое рудное тело, открытая горная выработка, обогатительная фабрика, склад концентрата и т. д.).

2. С помощью этого комплекса выполнен замкнутый цикл радиогеоэкологических исследований в провинции Лаокай (СРВ).

На основе обработки и анализа более чем 4000 измерений выявлены ранее неизвестные радиационно опасные зоны провинции Лаокай Вьетнама. Анализ выполнен несколькими независимыми лабораториями (Вьетнам, Швеция), прошедшими сертификацию и сопоставительный анализ по программам МАГАТЭ (Международной комиссии по атомной энергии— IAEA).

3. Установлена и доказана связь между уровнем радиационного фона в некоторых горно-добывающих регионах провинции Лаокай, уровнем содержания урана в подземных водах и аномалиями радиоактивности участков тела жителей данного региона.

4. Картографический материал в работе представлен на единой цифровой основе в среде Maplnfo Professional, что облегчает его хранение в базе данных, обмен и различную математическую обработку.

5. Предложена классификация различных зон по относительной радиационной опасности, связанной с горно-добывающей деятельностью (на примере провинции Лаокай). Классификация включает 5 известных позиций и две позиции, разработанные для данного региона: 1 Эквивалентная доза для населения превышает 1 мЗвгод,.

2)эквивалентная доза для работников, имеющих дело с радиацией, превышает 5 мЗвгод,.

3) эквивалентная доза для профессионалов, имеющих дело с радиацией, превышает 20 мЗвгод,.

4) если объект имеет концентрацию урана выше 30 ррш (3*10″ 5), содержание тория выше 60 ррш (6*10″ 5) и содержание калия 4810 Бккг, то минеральное сырье этого объекта нельзя использовать для изготовления строительных материалов.

5) если объект имеет концентрацию урана выше 295 ррш (3*10″ 4), содержание тория выше 860 ррш (86*10″ 5), проживание в регионе опасно.

6)концентрация радона в воздухе превышает 150 мБклитр (150 Бкм) (требуется вентиляция).

7)если альфаи бетаактивность воды превышает соответственно 0.1 и 1 Бклитр воды (нормы СРВ TCVN5945−1995), то использование воды опасно.

Материалы переданы Министерству природных ресурсов и руководителям провинций для принятия управленческих решений в развитии данного региона).