Природный элемент калий состоит из трех изотопов: 39К (93,98 %), 40К (0,0119 %) и 41К (6,91 %). Из них 40К является радиоактивным изотопом с периодом полураспада 1,3·109 года [4].
Так как в природных условиях изотопный состав элементов не меняется, то всюду, где бы ни находился элемент калия, он всегда сопровождается своим радиоактивным изотопом 40К и, следовательно, постоянно излучает поток электронов и γ-кванты. В каждом грамме природного калия в секунду распадается в среднем 32 ядра 40К, благодаря чему, например, в организме человека весом 70 кг ежесекундно происходит около 4000 радиоактивных распадов.
Основную часть облучения население земного шара получает от естественных источников радиации. Из всех терригенных радионуклидов К-40 имеет особую значимость, поскольку не только широко распространен в природе, но и будучи биогенным элементом, в основном обуславливает постоянное внутреннее γ- и β-облучение живых организмов [1].
Цель исследования — изучить активность К-40 в объектах окружающей среды урбанизированных территорий Казахстана.
Объекты исследования — почва, растения, воздух на открытой местности, вода, потребляемая населением, продукты питания (молоко, мясо, овощи) в 13 населенных пунктах Казахстана. Выбранные населенные пункты, находятся в зоне влияния отраслей промышленности: нефтедобывающей – Актау, Жанаозен, угледобывающей – Экибастуз, Солнечный, металлургической– Темиртау, Чкалово, цветной металлургии – Усть-Каменогорск, Солнечный, химической – Тараз, уранодобывающей – Созак, Шолаккорган и естественно радононосный регион – Щучинск, Боровое.
Пробоотбор объектов окружающей среды проводился по стандартным методикам: Ми 5-06.001.98 (для проб почвы), СТРК 15.09-2006 (для продуктов питания), СТРК ГОСТ Р-51592-2003.
Методика бета-, гамма спектрометрии была выполнена на соответствующем спектрометре с использованием программного обеспечения «LSRM». Данная методика наиболее эффективна, т. к. обладает высокой точностью и чувствительностью.
Для решения поставленных задач было проведено исследование 71 пробы воздуха, 134 проб почвы, 130 проб растений, 285 проб продуктов питания, 76 проб воды.
По результатам исследований выявлено, что средняя объемная активность К-40 в воздухе всех исследованных населенных пунктов значительно, на 6 порядков, ниже установленных норм [3] (таблица 1). Среднее значение для всех населенных пунктов составляет 5,5Е-5 Бк/м3, при минимально и максимально зарегистрированных значениях 0,3Е-5 Бк/м3 (Жанаозен) и 9,0Е-5 Бк/м3 (Тараз).
Активность К-40 в почве, растениях, молоке, мясе, овощах не нормируется. Однако полученные результаты среднего значения по каждому населенному пункту ниже справочных значений. Выявлены отдельные локальные превышения справочных значений К-40 в растениях г. Тараз, п. Глубокое, п. Шолаккорган, г. Жанаозен.
Таблица 1. Активность К-40 в объектах окружающей среды исследованных населенных пунктов
Примечание: в числителе среднее значение по населенному пункту, в знаменателе пределы вариации.
Нужна помощь в написании статьи?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.
В среднем для всех исследованных населенных пунктов активность К-40 в почве равна 505,1 Бк/кг, минимально выявленная активность в г. Актау (47 Бк/кг), а максимально в п. Боровое (1180 Бк/кг). В растениях активность исследуемого изотопа в среднем для всех населенных пунктов составляет 228,7 Бк/кг, варьируя в широких пределах от 88 Бк/кг (г. Щучинск) до 624 Бк/кг (г. Тараз).
Выявлено, что в молоке активность К-40 в исследованых населенных пунктах равномерна, отличаясь по регионам в 4 раза. Среднее значение по всем населенным пунктам составляет 39,4 Бк/кг, пределы вариации 19 Бк/кг (п. Созак) – 75 Бк/кг (г. Темиртау).
Средняя активность исследуемого радионуклида в мясе по всем населенным пунктам равна 70,7 Бк/кг, при колебании от 31 до 117 Бк/кг (п. Солнечный – г. Темиртау).
В овощах активность варьирует в широких пределах от 19 Бк/кг до 329 Бк/кг, среднее значение по всем населенным пунктам – 93,9 Бк/кг.
Активность в воде на порядок ниже установленного уровня вмешательства. Среднее значение активности по населенным пунктам составляет 2,1 Бк/кг, минимально и максимально выявленные значения 0,9-12 Бк/кг в г. Щучинске и п. Чкалово соответственно.
В продуктах питания активность К-40 снижается в следующем ряду: овощи > мясо > молоко > вода. Таким образом, внутренне поступление К-40 в первую очередь связано с потреблением овощей. Из исследованных видов овощей наибольшая активность статистически достоверно выше в картофеле.
По активности К-40 населенные пункты убывают в следующей последовательности:
в воздухе в 3,6 раза: Боровое > Тараз > Усть-Каменогорск > Темиртау > Щучинск > Глубокое > Чкалово = Созак > Шолаккорган > Солнечный >Экибастуз > Жанаозен > Актау;
в почве в 4,0 раза: Боровое > Щучинск > Тараз > Глубокое > Усть-Каменогорск > Шолаккорган > Созак > Чкалов > Темиртау > Солнечный > Экибастуз > Жанаозен > Актау;
в растениях в 2,4 раза: Тараз > Глубокое > Шолаккорган > Жанаозен > Актау > Усть-Каменогорск > Созак > Экибастуз > Солнечный > Темиртау > Чкалово > Щучинск > Боровое;
в молоке в 2,2 раза: Темиртау > Глубокое > Чкалово > Шолаккорган > Щучинск > Жанаозен > Боровое > Усть-Каменогорск = Солнечный > Экибастуз > Созак > Тараз > Актау;
в мясе в 2,5 раза: Жанаозен > Темиртау > Чкалово > Щучинск > Шолаккорган > Солнечный > Созак > Тараз > Актау > Экибастуз > Боровое > Усть-Каменогорск > Глубокое;
в овощах в 3,7 раза: Чкалово > Глубокое > Усть-Каменогорск > Темиртау > Щучинск > Тараз > Шолаккорган > Созак > Боровое > Жанаозен > Экибастуз = Солнечный > Актау;
Нужна помощь в написании статьи?
Мы - биржа профессиональных авторов (преподавателей и доцентов вузов). Пишем статьи РИНЦ, ВАК, Scopus. Помогаем в публикации. Правки вносим бесплатно.
в воде в 3,1 раза: Чкалово > Тараз > Глубокое > Созак > Темиртау > Шолаккорган > Усть-Каменогорск > Жанаозен > Боровое > Актау = Солнечный > Щучинск > Экибастуз.
Четкой тенденции наибольшей и наименьшей активности К-40 в объектах окружающей среды по исследованным населенным пунктам не выявлено.
Выявлены тесные корреляционные связи между содержанием К-40 в почве и воздухе (r=0,89), а также в овощах и воде (r=0,71). Между другими исследованными объектами выявлены слабые связи.
Таким образом, загрязнение радионуклидом К-40 компонентов среды не обнаружено. Содержание радионуклида в объектах окружающей среды соответствует фоновому значению, и опасности не представляет.
Список литературы:
1. Бекман И. Н. Радон: враг, врач и помощник. Курс лекции. [электронный ресурс] — Режим доступа. URL: http://profbeckman.narod.ru/rad.htm (дата обращения: 27.12.2011)
2. Минералы: Справочник. — М., 1981. — Т.III. — Вып.3. — 393 с.
3. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99). СП 2.6.1.758—99 Издание официальное. — Алматы, 2000. —80 с.
4. Тихонов М. Н., Рылов М. И. Дозообразующие радионуклиды // Атомная стратегия. — 2011. — № 54 (май). — С. 26—28.