Каюков П.Г., Федоров Г.В., Беркинбаев Г.Д., Бенсман В.А.
ТОО «ЭКОСЕРВИС-С», Алматы, Казахстан
Собранный достаточно обширный материал по результатам радиометрических исследований прошлых лет в Жамбылской области позволил целенаправленно определить и выполнить комплекс исследований для составления радиоэкологического Атласа области. Комплекс включал радиационные съемки территорий населенных пунктов с опробованием почв, воды и растительности, с определением общей альфа- и бета-активности питьевых водоисточников, определением мгновенных и интегральных значений активности радона в воздухе помещений и в воде, с выделением радоноопасных зон и их оценкой, с оценкой воздействия на население выявленных радиоактивных аномалий и радиоактивных отходов, образованных при отработке урановых месторождений, с определением дозовых нагрузок на население от всех техногенных и природных факторов.
Жамбылская область представляет собой пустынную и полупустынную равнину, расположенную в бассейне нижнего течения рек Шу и Таласа, между хребтами Каратау на юго-западе, Кыргызским Алатау на юге и Шу-Илийскими горами (горами Айтау) на востоке.
На представленной геологической карте просматривается радиогеохимическая информация.
Северо-Восточная часть Жамбылской области занята Бетпакдала-Шу-Или-Кендыктасской урановорудной провинцией, включающей несколько радиогеохимических аномальных зон, пространственно связанных с гранитными и гранитоидными массивами, обогащенных ураном и торием. Гранитные и гранитоидные массивы четко прослеживаются по яркой красной окраске. На отдельных участках содержание урана превышает 10 г/т, а тория – 35 г/т. Удельная эффективная активность таких гранитов часто превышает 370 Бк/кг, что ограничивает их использование в качестве строительного материала. В этой провинции открыто Курдайское урановое месторождение, которое стало первым отрабатываемым месторождением в Казахстане. Затем были открыты другие промышленные урановые месторождения, которые интенсивно осваивались 2 рудоуправлениями с 50-х до середины 80-х годов прошлого столетия на базе уранового месторождения Ботабурум и группы урановых месторождений Карасайского рудного поля. Закрытие урановых рудников происходило в кризисные годы, горные выработки были оставлены без должной рекультивации. Генетически с ураном и торием ассоциируются другие рудные зоны и месторождения. К ним можно отнести золоторудные (Аксуек), медные (Шатырколь, Жайсан), угольные (Кулан).
По югу Жамбылской области проходит региональный геохимический пояс Карату-Джабаглы-Киргизский хребет. В Малом Каратау известен фосфоритовый бассейн, включающий более 40 месторождений фосфоритов с повышенным содержанием урана. В Джабаглы распространены ванадиеносные углисто-кремнистые сланцы, обогащенные ураном. В Малом Каратау отмечены выходы небольших массивов верхнеордовикских гранитов и гранитоидов, а в Джабаглы – среднекарбоновых гранитов и гранитоидов. Киргизский хребет насыщен комплексами протерозойских и ордовикских гранитов и гранодиоритов, с которыми пространственно и генетически связаны многочисленные месторождения меди (Акташ), полиметаллов (Гранитогорское), ассоциирующихся с ураном.
Вышеописанные радиогеохимические зоны на территории выходов на поверхность скальных горных пород проявляются по стоку временных и постоянных водотоков и далее в осадочных бассейнах. С ними генетически связаны повышенные значения радиоактивности в осадках конусов выноса речек и ручьев с гор Малого Каратау и Джабаглы, Таласского и Киргизского хребтов на юге Жамбылской области, Шу-Илийских гор, Кендыктаса и Кастека на северо-востоке Жамбылской области.
Эти водные потоки создают повышенный радигеохимический фон воды на участках их впадения в бассейны рек Шу, Талас и Терс (Асса). И эти воды создают на различных сорбционных барьерах урановые концентрации, достигающие уровня рудопроявлений и мелких месторождений (Ассинское, Кумозек).
Учитывая, что основное население Жамбылской области живет в долинах рек, то важно знать информацию по радиоактивности поверхности, представленной на следующем слайде. Карта радиоактивности поверхности составлена специалистами АО «Волковгеология» по донным осадкам, поэтому при её прочтении следует учитывать ландшафтную принадлежность каждого рассматриваемого участка. В горной местности донные осадки промыты и в них уран не задерживается и сносится водными потоками, а далее в аллювиальных осадках, где скорость водных потоков снижается происходит накопление урана. На низкогорье и мелкосопочнике (Шу-Илийские горы) скорость водных потоков невысокая, поэтому радиоактивные ореолы непосредственно примыкают к своим источникам. Таким образом, по этой карте мы легко можем прогнозировать места и районы повышенного радона. Это предгорья Киргизского хребта, Кеендактаса и на некоторых интервалах Шу-Илийских гор.
Первую оценку воздействия радиационного излучения мы делаем по внешнему гамма-излучению. И уже здесь следует учитывать, что человек 80% времени проводит в помещении и 20% вне помещения. Значения МЭД вне помещений ниже значений МЭД внутри помещений на 0,04-0,05 мкЗв/час. И следует заметить наличие корреляции между самими значениями, и если сравните эти карты с картой радиоактивности поверхности, то также обратите внимание на их корреляцию со значениями содержания урана в донных осадках в Т. Рыскуловском, Меркенском, кордайсом и других районах.
Аналогичную корреляцию можно наблюдать значений МЭД с медианными значениями ЭРОА радона по поселкам. Это подтверждает, основную связь радона с радиоактивностью грунтов. Повышенные медианные значения активностей радона в воздухе помещений поселков пространственно сближены и объединяются в группы со сходными геологическими позициями расположения поселков. На их территории находятся либо горные породы с повышенной радиоактивностью, либо районы с уранопроявлениями и районы, характеризующиеся повышенным радиогеохимическим фоном. Иногда здесь отмечаются достаточно выраженные проявления тектонической активности. Объединенные группы включают населенные пункты с высоким медианным значением ЭРОА радона (более 50 Бк/м3) или с превышением норматива ЭРОА радона 200 Бк/м3 и формируют 8 аномальных зон.
Результаты проведенных исследований радиационной обстановки Жамбылской области с оценкой уровней радиоактивности среды обитания населения позволили оценить практически полную дозовую нагрузку на человека от ионизирующего излучения. Наибольшим вкладом в суммарной дозе является активность радона. Поэтому определению дозовой нагрузки от радона уделялось большое внимание. В первую очередь учитывались сезонные колебания условий измерений. Общеизвестно, что проветриваемость помещений в зимнее время ниже, чем в летнее время. В переходный период весной и зимой проветриваемость повышается, но не значительно, так как отопительный сезон либо задерживается или быстро заканчивается. А внешняя температура невысокая, чтобы стремиться проветрить помещение. Другими факторами, повышающими или понижающими концентрацию радона в помещении, являются радиоактивность строительных материалов, наличие отдушин и щелей в строительных конструкциях. В одних случаях они усиливают проветривание, а в других – поступление радона в помещение.
По своей методике мы проводим комплексные измерения радона: мгновенные измерения ЭРОА и коэффициенты равновесия радона приборами фирмы СОЛО (Рамон-02) и измерения ОА радона детекторами фирмы Радосис, устанавливаемыми в несколько сезонов на 2-3 месяца. При этом полученные с Рамон-02 коэффициенты равновесия используем при определении значений ЭРОА радона по значениям ОА радона, полученными с интегральными детекторами. Кривая среднегодовой ЭРОА радона показана коричневым цветом. В нее внесена поправка за зимний сезон. В последующем выполнены измерения в зимний сезон, которые показали хорошую сходимость с прогнозными значениями.
Значимые годовые дозовые нагрузки от радона отмечаются в ряде сельских и поселковых округов Кордайского и Мойынкумского районов со значениями от 3,0 до 3,43 мЗв/год. Наибольшие годовые дозовые нагрузки выявлены в сельских округах Турара Рыскуловском и Меркенском районах. В Кумарыкском округе Т. Рыскуловского района годовая доза от радона составила 5,85 мЗв/год, в Актогайском округе Меркенского района – 6,39 мЗв/год и в Орнекском округе Т. Рыскуловского района – максимальная доза – 9,51 мЗв/ год.
Распределение радоноопасных участков по районам Жамбылской области по результатам работ 2012 и 2013 годов показывает, что наибольшее количество поселков с повышенным радоном находится в Т. Рыскуловском и Меркенском районе, в 2 раза меньше в Кордайском и Моинкумском районах, наименьшее количество в Жуалинском и Таласском районе. Остальные 4 района являются относительно благополучными районами. Если норму по аномальному радону ужесточить до 100 Бк/м3, то количество неблагополучных поселков сразу возрастет на 65%. Следует отметить высокую эффективность наших работ. Количество обследованных детально поселков с выявленными высокими значениями ЭРОА радона составляет 40%. Их количество было бы больше, если выбирать поселки с учетом карты радиоактивности поверхности, карт МЭД внешнего гамма-излучения вне помещений.
Основные результаты комплексных измерений вынесены на космоснимок поселка, на котором хорошо виден контур поселка и домов, разрывные нарушения, участок повышенной активности ЭРОА радона. В прилагаемой таблице показаны основные исходные данные для расчета возможного снижения коллективной дозы за счет применения противорадоновой защиты. Для поселка Жанатурмыс Т. Рыскуловского района такое снижение может составить 1,7 чел.-Зв/год. Согласно п. 3 ГН СЭТОРБ-12 «Для обоснования расходов на радиационную защиту при реализации принципа оптимизации принимается, что облучение в коллективной эффективной дозе в 1 человека-Зиверт приводит к потенциальному ущербу, равному потере примерно 1 человек-Зв года жизни населения. Величина денежного эквивалента потери 1 человек-Зв года жизни устанавливается в размере не менее 1 годового душевого национального дохода». Валовый внутренний продукт на душу населения в Казахстане составляет в 2013 году 7 тыс. долларов или 1,05 млн. тенге (http://www.nomad.su/?a=3-200707060336). Принимая затраты на противорадоновую защиту, можно убедиться насколько быстро могут эти затраты окупиться.
Аналогично можно рассчитать экономический эффект от применения мер по снижению радиоактивности в питьевой воде из грунтовых вод бассейнов рек Шу, Талас и Асса, применяя простейшие устройства по снижению их минерализации. Предварительный расчет показывает, что снижение коллективной дозы можно достигнуть 5 чел.-Зв/год.
Рассмотрены возможности снижения коллективной дозы при применении защитных мероприятий на многочисленных объектах прошлой урановой деятельности, а также от снижения излучения от неисправных рентген-аппаратов.
В 4-х районах Жамбылской области: Моинкумском, Шуском, Кордайском и Меркенском – выявлено более 200 участков радиоактивного загрязнения. Одно это требует предварительного радиометрического мониторинга участков под строительство жилья в поселках этих районов. При этом индивидуальная годовая доза внешнего облучения от некоторых участков радиоактивного облучения может составлять более 10 мкЗв/год, что требует их дезактивации согласно п. 218 СП СЭТОРБ-12. Особенную опасность представляют зольные остатки от угля Куланского буроугольного месторождения. В Меркенском районе уже появились золоблоки из такого угля. Они использованы для постройки заборов, далее следует ожидать и дома из таких шлакоблоков.
В конечном результате составляются радиоэкологические паспорта на каждый район, райцентр, город Жамбылской области с картой радиацинно опасных объектов, текстовой информацией о фоновой и аномальной радиоактивности, предложениями по снижению коллективной дозы.
Работы по составлению радиоэкологического Атласа проводятся в течение трех лет (2011-2013 гг.). По итогам каждого года представлялись и осуществлялись мероприятия по ликвидации радиационных аномалий. Наиболее существенным мероприятием явилась ликвидация радиационной аномалии цезиевой природы на станции Шу в прошлом году. В округах с годовой дозой от природных источников (радона) более 3-4 мЗв/год проводились более детальные обследования радонопроявлений. При этом необходимо проводить измерения как мгновенных, так и интегральных значений активности радона в воздухе помещений для принятия противорадоновых мероприятий.
При расчете эффекта принятия мер по снижению коллективной дозы установлено, что ожидаемый эффект оказывается на порядок и более выше затрат на проведение работ по составлению радиоэкологического Атласа области. Таким образом, составление радиоэкологического паспорта служит эффективному выявлению всех радиационных факторов на территории области, а сам Атлас является оперативным эффективным документом для разработки мер по снижению среднегодовых доз облучения и радиационного воздействия на население.