Мониторинг трития в экосистемах Северо-Запада России тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 25.00.36, кандидат наук Давыдочкина, Алена Валерьевна

• Давыдочкина, Алена Валерьевна
• кандидат наук
• 2014

Оглавление диссертации кандидат наук Давыдочкина, Алена Валерьевна

Оглавление

Введение

Глава 1. Обзор современного состояния вопроса исследования

1.1. Естественный тритий

1.2. Искусственный тритий

1.3. Тритий в гидросфере

1.4. Тритий в растениях, почве

1.5. Влияние на живой организм

1.6. Методы определения

Глава 2. Регион исследования

2.1. Физико-географическая характеристика бассейна Финского залива

2.1.1. Геологическое строение и рельеф

2.1.2. Почвы и растительный покров

2.1.3. Климатические условия

2.1.4 Характеристика гидрологической сети

2.2. Источники радиоактивного загрязнения территории бассейна Финского

залива

Глава 3. Методы и фактические материалы исследования

3.1. Методы отбора и обработки образцов

3.1.1. Отбор, обработка и подготовка образцов природных вод и снежного покрова

3.1.2. Отбор и обработка образцов биологических объектов (травяной покров, насекомые, листва деревьев)

3.1.3. Отбор и обработка образов почвенного покрова

3.1.4. Отбор и обработка образцов древесины

3.1.5. Подготовка образцов биологических объектов, почвенного покрова и древесины с помощью установки для окисления проб Sample Oxidizer PerkinElmer 75 307

3.2. Измерение содержания трития с помощью жидкостного

сцинтилляционного счетчика Quantulus-1220

Глава 4. Анализ распределения трития в объектах экосистемы бассейна

Финского залива

4.1. Распределение трития в природных водах и снежном покрове

4.2. Распределение трития в системе почва-трава-насекомые

4.3. Распределение трития в листве деревьев

4.4. Распределение трития в годичных кольцах деревьев

Глава 5. Разработка базы данных содержания трития в объектах экосистемы

региона

5.1. Теоретические предпосылки по созданию баз данных содержания изотопов

в окружающей среде

5.2. Теоретические и экспериментальные основы для разработки базы данных

содержания радионуклидов в объектах экосистемы региона

Заключение

Список литературы

Приложение 1

Приложение 2

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Мониторинг трития в экосистемах Северо-Запада России»

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы.

В настоящее время перед мировым сообществом стоит проблема по контролю содержания радионуклидов в окружающей среде. Одним из важных радиационно-экологически значимых радионуклидов является тритий.

Тритий (Н3, Т) - радиоактивный изотоп водорода, распадается с испусканием (3-частиц. Поступает в биосферу из естественных и антропогенных источников. Естественный тритий образуется в атмосфере при взаимодействии космического излучения с атмосферными газами. В результате антропогенной деятельности уровень содержания трития в природной среде изменился. Резкое увеличение его содержания в биосфере произошло в результате использования атомной энергетики в мирных и военных целях. В настоящее время основным источником искусственного трития являются объекты ядерного топливного цикла. Для экосистем, которые находятся в зоне влияния таких объектов необходим контроль за содержанием трития.

Высокие концентрации трития (более 124 Ти) влияют на жизнедеятельность организмов, приводят к серьезным нарушениям в их развитии. В организм человека радионуклид попадает с пищей, воздухом и водой. Радиологическая опасность трития обусловлена его способностью легко включаться в органические молекулы. Тритий, являясь изотопом водорода, проникает в цитоплазму любой клетки. Испускаемое при распаде р-излучение повреждает генетический аппарат организмов. Биологическое действие трития усиливается образованием при распаде инертного газа гелия, что приводит к разрыву водородных связей молекул ДНК живых клеток, нарушению процесса синтеза органических структур и изменениям организмов на генетическом уровне.

Для региона бассейна Финского залива, где размещается один из потенциально радиационно-опасных объектов Северо-Запада России Ленинградская АЭС, последние исследования содержания трития проводились в 1972 году, данные были представлены только для вод Финского залива.

Полностью отсутствуют данные о содержании трития в почве и биологических объектах региона. В то время как систематическое наблюдение и контроль за радионуклидами необходим для обеспечения радиоэкологической безопасности региона.

В связи с этим, актуальность исследования заключается в изучении состояния окружающей среды через контроль содержания и поведения одного из важнейших биологически значимых радионуклидов - трития в объектах (природные воды, снежный покров, почвенный покров, биологические объекты) экосистем бассейна Финского залива.

Объекты исследования: элементы экосистем бассейна Финского залива: природные воды, снежный покров, почвенный покров, биологические объекты (травяной покров, деревья, листва, насекомые).

Предмет исследования: содержание и распределение трития в объектах экосистем бассейна Финского залива.

Цель работы - выявить основные факторы, влияющие на поведение трития и сформулировать их влияние на различные компоненты экосистем бассейна Финского залива.

Для достижения заявленной цели были поставлены следующие задачи:

- охарактеризовать особенности трития, установить наиболее эффективные способы его определения;

- обосновать выбор региона исследования;

- установить содержание трития в природных водах, снежном покрове, почве и биологических объектах региона;

- охарактеризовать пути поступления трития в экосистемы региона.

Защищаемые положения:

1. Содержание трития в природных водах и снежном покрове региона находится на уровне естественных значений, не превышает предельно допустимую концентрацию трития в воде и зависит от физико-географических условий, определяющих климат региона. Повышенные фоновые значения трития наблюдаются рядом с потенциально опасными радиационными объектами.

2. Распределение трития в системе почва-трава-насекомые в местах, удаленных от потенциально опасных радиационных объектов, находится на одном уровне, связано с естественным фоном трития.

3. Разработана методика мониторинга поведения трития в окружающей

среде.

4. Созданная база данных является основой для организации мониторинга за содержанием и поведением трития в компонентах экосистем, что обеспечивает разработку сценариев развития экологической ситуации в регионе на ближайшую и отдаленную перспективу.

Научная новизна. Впервые для региона бассейна Финского залива проведено комплексное исследование распределения и поведения радиоактивного изотопа водорода - трития в различных компонентах экосистем (природные воды, снежный покров, почвенный покров, биологические объекты).

До сих пор исследования, проводимые в разных регионах России и за рубежом, устанавливали содержание трития в природных водах. Комплексные исследования распределения и поведения этого радиоизотопа еще только начинают проводиться.

Важным и новым в проведенном исследовании является определение содержания и поведения трития на уровне фоновых значений. Это, с одной стороны, вносит вклад в знания о геохимии региона, и с другой - позволяет отслеживать изменения содержания данного радионуклида в связи с деятельностью объектов ядерного топливного цикла, что является важным вкладом в развитие радиоэкологической безопасности региона.

Теоретической основой диссертации являются результаты исследований ведущих отечественных и зарубежных специалистов в области изучения радиоактивных изотопов и, в частности, свойств и особенностей поведения трития в объектах окружающей среды: Б. В. Айвазов, Л. Ф. Беловодский, М. В. Иваницкая, И. Ю. Картрич, Л. А. Ленский, М. Б. Нейман, Ю. А. Сапожников, В. А. Сыроватко, Г. Фор, Р. Хефс, М. С. Хозяинов, Э. Эванс, B.C. Юфин, C.Varlam,

О. БаШап1;, С.-К.Клт, КМотовЫта, А.Тигпег, Я.О.РаНоп, М.НаёгзеЬоласЬ, У.Уатаёа.

Фактический материал и методы исследования. В основу диссертационной работы легли результаты исследований отдельных компонентов экосистемы бассейна Финского залива, проводимые с 2009 по 2012 годы. Было отобрано и проанализировано 225 образцов различных природных объектов. Отбор и подготовка проб к анализу проводились в соответствии с официально утвержденными и разработанными методиками (ГОСТ 23255-78; ГОСТ 23077-78; ГОСТ 17.4.4.02-84; ГОСТ 30-318-2002; К05667-2:2003). Определение активности трития проводилось жидкостно-сцинтилляционным методом в лаборатории Геохимии окружающей среды им. А. Е. Ферсмана.

Обоснованность и достоверность результатов исследования базируется на верифицированных методиках сбора и обработки материалов, разработанных по результатам анализа работ отечественных и зарубежных исследователей; на необходимом и достаточном количестве исходных материалов; применении высокочувствительных систем для подготовки и измерений образцов, ГИС технологий, обработки аналитических материалов и представления результатов.

Теоретическая значимость диссертационного исследования заключается в развитии теории геоэкологии территорий, находящихся в зоне влияния потенциально радиационно-опасных объектов и выявлении закономерностей радиоактивного загрязнения окружающей среды.

Практическая значимость. В ходе диссертационного исследования получены данные, позволяющие прогнозировать динамику радиоактивного загрязнения экосистем бассейна Финского залива. Созданные в результате исследования ГИС-карты и база данных являются основой мониторинга концентраций трития и могут применяться при проведении экологического контроля радиационной обстановки в регионе. Диссертационное исследование проводилось в рамках государственного контракта БСР № 14.В 37.21.1897 «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России 2009-2013».

Апробация работы и публикации. Основные положения диссертации изложены в 13 печатных работах, из них 3 в рецензируемых изданиях. Результаты исследований доложены на VI Международной конференции «Геология в школе и вузе: Геология и цивилизация» (РГПУ им. А. И. Герцена 2009 г.), X, XI Международных семинарах «Геология, геоэкология, эволюционная география» (РГПУ им. А. И. Герцена 2010, 2011 г.), Международной молодежной конференции «Науки о Земле и Цивилизация» в рамках фестиваля науки (РГПУ им. А. И. Герцена 2012 г.), 3-й Международной научно-практической конференции молодых ученых и специалистов памяти академика А. П. Карпинского (ВСЕГЕИим. А. И. Карпинского, 2013 г.).

Содержание работы. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения, двух приложений. Цитированная литература содержит 98 названий. Объем работы - 140 страниц машинописного текста, включая 11 таблиц и 43 рисунка.

Глава 1. ОБЗОР СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ ВОПРОСА ИССЛЕДОВАНИЯ

Проблема ядерной безопасности и загрязнения окружающей среды радиоактивными отходами является актуальной, в связи со свойствами радиации воздействовать на живые организмы. В связи с расширением строительства объектов ядерного топливного цикла возрастает возможность загрязнения окружающей среды радиоактивными отходами, в том числе и радиоактивным водородом - тритием, и его соединениями. В связи с этим, вопросам изучения содержания трития в объектах окружающей среды посвящено много исследований, целью которых является изучение его химических и физических особенностей, установление уровня концентрации радионуклида, пути его поступления, распределения и миграции в природных объектах.

Тритий является сверхтяжелым изотопом водорода, в его ядре содержится один протон и два нейтрона.

Схема распада:

НЗ—>Не3+е"+13

Для трития характерен Ь" распад; радиоактивное ядро трития превращается в ядро следующего в периодической таблице элемента - ядро гелия (Не ), из ядра вылетает электрон (е). Взаимные превращения нуклонов сопровождаются выделением антинейтрино (и). Максимальная энергия (3-излучения 18,6 кэВ. Период полураспада составляет 12,34 года [45].

Тритий был открыт в 30-е годы XX века Резерфордом. В это время тритий находился на уровне естественных значений (0,2 - 0,9 Бк/л) и не представлял угрозы живым организмам. Резкое увеличение его содержания в биосфере произошло в результате развития и использования ядерного оружия и энергетики.

Ранее считалось, что характерным свойством поведения трития в экологических системах, является отсутствие его накопления в отдельных элементах экосистем [48]. Однако, недавние исследования демонстрируют его накопление в богатых органикой осадках и цепях питания [86].

1.1. Естественный тритий

Содержание трития в природе в течение тысячелетий было неизменным -его непрерывное образование в атмосфере компенсировалось естественным распадом. У.Ф. Либби в 1946 г. предположил, что тритий непрерывно образуется в результате идущих в атмосфере ядерных реакций. В статье Ф. Фалтингса и П. Хартека из Физико-химического института при Гамбургском университете, сообщалось об обнаружении трития в атмосферном водороде [45].

Естественный тритий образуется в верхних слоях атмосферы в результате ядерных реакций, вызванных космическим излучением, со скоростью 1200 атомов в секунду в расчете на 1 м2 земной поверхности. При столкновении быстрых нейтронов, протонов и дейтронов космического излучения с атомами, входящими в состав молекул воздуха (Ы14, О16), образуются атомы трития. Пример реакции:

К14 + 1п-»Н3 + С12.

Около 99 % общего количества трития, образующегося таким образом, превращается в тритиевую воду и участвует в процессе циклического перемещения воды в земной биосфере. Наиболее богатые природные источники трития - дождь и снег.

Другой источник природного трития, который вносит небольшой вклад в общий фон, - это земная кора, где тритий образуется при захвате нейтрона изотопа лития (1л6) [1].

Активность трития - число самопроизвольных ядерных превращений на единицу объема, измеряется в единицах активности - беккерелях на литр (Бк/л). Общепринятое содержание трития в воде: один атом трития на 1018 атомов водорода. Такое содержание атомов (Н:Т=1:1018) трития получило специальное название - «тритиевая единица» (ТЕ, ТЦ). Содержание трития в объектах окружающей среды измеряется в тритиевых единицах. Одна тритиевая единица (1 ТО) равна активности 0,1181 Бк/л [2]. Естественное, не вызывающие угрозу для живых организмов, содержание трития в водных объектах находится на

уровне 1-5 Бк/л (8-42 ТЦ) [5]. Природный фон в России на 2010 год составляет 2,2 Бк/л, техногенный 5 Бк/л [98].

Количество трития также, выражают в граммах. Один грамм трития соответствует активности 3,58*1014Бк.

Большая часть природного трития концентрируется в океанах в результате поступления его с осадками или путем прямого обмена водяными парами между воздухом и морской водой. Попав в океан, тритий рассеивается в нем в результате перемешивания воды. Концентрация природного трития на водной поверхности океана составляет в среднем 0,11 Бк/л. Концентрация природного трития в пресной воде обычно выше, чем в морской. До начала проведения ядерных испытаний на планете концентрация трития в пресной воде колебалась от 0,2 до 0,9 Бк/л [22].

Интенсивность космической радиации изменяется с широтой, поэтому осадки, например, в средней полосе России несут в несколько раз больше трития, чем тропические ливни. В дождях, которые идут над океаном, трития мало, поскольку их источник - в основном океаническая вода, а в ней трития немного. Глубинный лед Гренландии или Антарктиды совсем не содержит трития - там он полностью распался.

До 1954 г на Земле существовало 2 кг природного трития [22].

В результате антропогенной деятельности, уровень содержания трития в природной среде начал меняться. С 1954 (начало испытаний термоядерных бомб) в дождевой воде содержание трития увеличилось в тысячи раз. Взрыв водородной бомбы мощностью 1 мегатонна (Мт) приводит к выделению от 0,7 до 2 кг трития. Общая мощность воздушных взрывов за 1945-1962 годы составила 406 Мт, наземных - 104 Мт. Общее количество трития, поступившие в биосферу в результате испытаний, составило сотни килограммов. В 1963 году значение концентрации трития в дождевой воде достигало значения 400 Бк/л. После прекращения испытаний термоядерного оружия, уровень трития стал снижаться. Основным источником техногенного трития в окружающей среде стали атомные электростанции.

По данным на 2008 год общее количество трития в мире, равномерно распределенное между океанами, континентальными водами и атмосферой, составляло 40 кг [54].

По химическим и физическим свойствам тритий близок к кислороду. Тритий существует в форме тритиевой воды (НТО), тритиевого водорода (НТ) и тритиевого метана (СНзТ). Поступление различных форм этого радионуклида в окружающую среду связано с химическими, физическими и биологическими процессами, происходящими в биосфере. Физические процессы - перенос (тритий движется с основным потоком веществ в живых организмах) и диффузный перенос (тритий следует градиенту концентрации от высокого к низкому). В составе органических молекул тритий перемещается в живых организмах и передается по пищевым цепям.

Разница масс изотопов водорода (протия, дейтерия и трития) приводить к небольшим изотопным различиям в химических и физических процессах. Теоретически, химические реакции медленнее происходят с более тяжелыми изотопами, но содержание природного трития в биосфере ниже по сравнению с водородом, поэтому влияние природного трития на большинство процессов, происходящих в водных растворах, незначительно. Как отмечается в статье группы французских авторов [54], не наблюдается очевидных «изотопных эффектов или биоусиления» в природных процессах при участии естественного трития. Перенос и циркуляция веществ между элементами экосистемы, где присутствует природный тритий, могут рассматриваться идентично переносу и циркуляции веществ, в состав которых входит водород.

Тритий, образующийся в результате естественных процессов, происходящих в биосфере, не представляет радиационной опасности для живых организмов. Природный фон трития в водных объектах составляет 2 Бк/л [98].

Изменение содержания этого радионуклида происходит в результате антропогенной деятельности.

1.2 Искусственный тритий

Искусственный тритий образуется в результате деятельности объектов ядерного топливного цикла. В 50-е годы XX века источником искусственного трития были испытаний термоядерного оружия. Тритий, образованный в результате термоядерного взрыва, концентрировался, в виде тритиевой воды в стратосфере. В течение года пары тритиевой воды мигрировали в тропосферу, откуда вместе с осадками выпадали на земную поверхность. На земле техногенная тритиевая вода вступала в процесс циклического перемещения воды в земной биосфере. Большая часть этой воды попадала в океан и разбавлялась его водами. Распределение трития, образованного ядерными взрывами, шло неравномерно: 80% концентрировалось в северном полушарии, 20%- в южном.

Прекращение атмосферных испытаний привело к постепенному уменьшению количества трития. В настоящее время основным источником поступления трития в биосферу является ядерная энергетика.

Искусственный тритий получают в ядерных реакторах, облучая потоком тепловых нейтронов ампулы с дейтеридом лития (1л60)

Тритий образуется в активной зоне атомных реакторов [23] при облучении урана и плутония. На каждый акт деления урана-235 (II" ) (основного ядерного

1л6+п'—>Не4+Н3+ 4,8 МэВ

топлива) тепловыми нейтронами образуется 2-10 4ядер атомов трития.

Рис.1. Образование трития в атомном реакторе [23]

При облучении плутония образование трития увеличивается вдвое. Кроме того, тритий образуется в теплоносителе (охлаждающей среде), при охлаждении им тепловыделяющих стержней реактора (рисунок 1).

Реакции тройного деления изотопов урана в ядерном топливе:

и235+п!—»X+Y+H3 U23 8+п1 ->Х+Y+H3 Pu239+n >Х+Y+H3 Pu^+n1—>X+Y+H3

Из реакторов и установок по переработке топлива тритий выделяется или в виде содержащего тритий водорода (НТ), или в виде более активной тритиевой воды (НТО), которые попадают в атмосферу и гидросферу. Тритий поступает в окружающую среду, с жидкими сбросами, и с газообразными выбросами. При регенерации отработавшего ядерного топлива (урана-235 (U235), плутония-239 (Ри239) большая часть выделяющегося трития поступает в жидкие радиоактивные отходы. За 10 лет работы ядерного реактора на тритиевой (тяжелой воде) образуется в среднем 7* Ю-11 Бк трития.

Тритий в промышленных выпусках предприятий ядерного топливного цикла, так же как и в естественных условиях, содержится в трех основных соединениях: в виде тритиевой воды (НТО), тритиевого водорода (НТ) и тритиевого метана (СН3Т).

Как отмечают A. Baeza, Е. Garcia [51], за исключением относительно небольших районов, вблизи объектов, которые способствуют повышению местного уровня трития (ядерные электростанции, больницы, или научно-исследовательские центры), содержание трития в водах находится в пределах чувствительности, который могут регистрировать приборы, обычно используемые для определения трития, и составляет 16,9 TU (2 Бк/л).

По оценкам на 2009 год, общее количество трития (в виде газа и в виде тритиевой воды), поступающего из антропогенных источников составляло 0,06 кг в год, в то время как количество «естественного» трития находилось в диапазоне от 0,15 до 0,20 кг в год. В настоящее время мировой уровень трития близок

уровню до начала испытаний ядерного оружия: атмосферные осадки: 1 Бк л-1; реки: менее 10 Бк л-1; водоносные горизонты: 1-10 Бк л-1; морская вода: менее 0,3 Бк л-1; льды полюсов 2-4 Бк/л [54].

Таким образом, в настоящее время, не существует глобальной угрозы загрязнения биосферы тритием, как это происходило в 50-х-60-х годах XX века из-за испытаний термоядерного оружия. Естественный тритий не представляет радиоактивную опасность для человека. Поступление трития из антропогенных источников, которыми являются объекты ядерного топливного цикла, требует контроля. Для людей, живущих вблизи таких объектов, существует опасность попадания исследуемого радионуклида в организм, в основном с питьевой водой, в составе которой тритий представляется наиболее опасным для здоровья.

Данный радионуклид существует в основном в виде тритиевой воды, в связи с чем, особое внимание следует уделить его распределению и поведению в гидросфере.

1.3 Тритий в гидросфере

Тритий в виде молекул НТО является составной частью воды, малая его часть входит в состав органического вещества (содержание органического вещества в поверхностных водах около 1 мг/л) [39]. Как уже отмечалось, до начала испытаний ядерного оружия и деятельности предприятий ядерного топливного цикла соотношение концентрации трития в природных водах составляло 1:1018.

Поведение искусственных радионуклидов (в том числе трития), попадающих в океан, их распределение в океане определяются физико-химическими свойствами, в том числе способностью к гидролизу, сродством к взвешенному веществу, участием в биохимических процессах.

В перемешанном слое концентрация трития меняется мало, затем идет слой с резким градиентом, а далее с ростом глубины наблюдается плавное уменьшение концентрации. На общую картину могут накладываться эффекты горизонтального переноса (в Карибском море и на тропических широтах Тихого океана

наблюдается подповерхностный максимум концентрации трития). На высоких широтах северной Атлантики (южнее Гренландии) в глубинных слоях наблюдается повышенные концентрации трития, что связано с быстрым опусканием вод [39].

Как отмечается в исследованиях японских ученых [77], концентрации трития в поверхностных водах континентов относительно выше, чем в океанах из-за ограниченного водного цикла на континентах, и активного растворения поверхностных вод океанов, а также из-за более активного испарения морской воды, которая имеет более низкую концентрацию трития. Так, например, уровень трития в поверхностных водах Японии из-за ее географического положения, окруженной океанами, ниже и фактически более низкая концентрация трития наблюдалась в осадках, по сравнению с концентрациями трития в водах рек, озер и осадках в Китае.

Различия в концентрациях трития в морях и океанах, подтверждают исследования, проведенные в 1972 году в Балтийском море [88]. Было установлено, что концентрации трития в поверхностных водах открытого океана значительно ниже, чем в поверхностных водах Балтийского моря. Содержание трития на Северной Атлантике в 1967 было на уровне приблизительно 20 ТО (2,36 Бк/л), а в северной части Тихого океана в 1968 содержание трития было 24 Ти (2,83 Бк/л). Значения концентраций трития в поверхностных водах Балтийского моря в июне 1972 года составляли 47-70 ТО (5,55 - 8,26 Бк/л), в Финском заливе 62 Ти (7,32 Бк/л). Авторы сделали вывод о том, что загрязнение Балтийского моря долговечными изотопами (в том числе и тритием) в несколько раз больше чем загрязнения открытого океана. Это является следствием того факта, что Балтийское море является закрытым, сравнительно не глубоким водоемом, в котором не происходит интенсивного перемешивания радиоактивных выпадений из атмосферы (атмосферных осадков, содержащих долговечные радиоактивные изотопы) в поверхностном слое воды, как это происходит в открытом океане.

Соответственно, по сравнению с большими по площади и глубокими водоемами, естественные концентрации трития будут выше в сравнительно не

больших и не глубоких водоемах, поскольку в первом случае происходит перемешивание и разбавление тритиевой воды водой водоема.

Существуют исследования, описывающие сезонную зависимость концентрации трития [67]. Максимум концентрации в реках отмечается в апреле -июне, и минимум - в октябре - феврале. Максимум концентрации трития (153 Ти) (18,06 Бк/л) был отмечен в мае. Тенденции в количествах трития в течение года связаны с тем, что наибольшие концентрации радионуклида были отмечены в летние месяцы, как раз тогда, когда были зафиксированы наиболее обильные осадки.

Помимо сезонных вариаций, концентрации трития зависели от происхождения и физических характеристик воздушных масс, из которых образуются осадки. Например, в Дунае, самые высокие концентрации трития были замечены, когда на территорию Югославии проникали воздушные массы из высоких широт, с западными и северо-западными воздушными потоками.

Распределение трития в речных водах подобно распределению трития в осадках, за исключением того, что в случае речных вод распределение имеет менее выраженную амплитуду; концентрации трития достигают максимума летом и минимума в зимнее время, независимо от уровня воды, но этот показатель может незначительно варьироваться в зависимости от местонахождения.

Концентрация трития в подземных водах возрастает с увеличением глубины до максимальной величины на глубине 14 - 20 м от горизонта грунтовых вод.

Концентрация трития в морях и океанах может меняться в зависимости от глубины. В 1988 году в Японии проводились исследования концентраций трития глубинных (глубоководных) вод в Тихом океане [72]. Содержание трития было определено для образцов морской воды, отобранных в Японском море и установлено, что тритий распределен на глубину приблизительно 2000 м. Это означает, что имеет место вертикальное перемешивание водных масс. С другой стороны, в Тихом океане, концентрация трития достигает нулевого значения на глубине приблизительно 1000 м, хотя и были обнаружены значения более, чем 1 ТО (0,11 Бк/л) для образцов, отобранных с большей глубины. В Тихом океане на

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Давыдочкина, Алена Валерьевна, 2014 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Андреев, Б. М. Гетерогенные реакции изотопного обмена трития / Б. М. Андреев - М.: Издательская группа URSS, 1999. - 208 с.

2. Бадаев, В.В. Охрана окружающей среды при эксплуатации АЭС / В. В. Бадаев - М.: Энергоатомиздат, 1990. - 224 с.

3. Брайцева, О. А. Радиоуглеродная лаборатория института вулканологии ДВНЦ АН СССР/ Радиоуглерод в археологических и палеоэкологических исследованиях / О. А. Брайцева, Л. Д. Сулержицкий; под общ. ред. Г. И. Зайцевой, М. А. Кульковой. - СПб.: ИИМК РАН, 2007. - С. 89-94.

4. Бухарина, И. Л., Биоэкологические особенности травянистых и древесных Л растений в городских насаждениях: монография / И. Л. Бухарина, А. А.

Двоеглазова. - Ижевск: Изд-во «Удмуртский университет», 2010.-184 с.

5. Вредные химические вещества. Радиоактивные вещества. Справочник, под ред. Л.А. Ильина, В.А. Филова, - Л., 1990. - С. 67.

6. Гидрогеология СССР. Том Ш. Ленинградская, Псковская и Новгородская обл. - М.: Недра, 1967 - 328 с.

7. Глазовский, Н. Ф. Химический состав снежного покрова некоторых районов Верхнеокского бассейна // Региональный экологический мониторинг / Н. Ф. Глазовский, А. И. Злобина, В. П. Учватов. - М.: Наука, 1983. С. 67-86.

8. ГОСТ 17.1.3.11-84 «Охрана природы. Гидросфера. Общие требования охраны поверхностных и подземных вод от загрязнения минеральными удобрениям». -М., 1980.

9. ГОСТ 17.1.5.05-85 «Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб поверхностных и морских вод, льда и атмосферных осадков». -М., 1980.

10. Грейсер, Е. Л. Пресные подземные воды: состояние и перспективы водоснабжения населенных пунктов и промышленных объектов / Е. Л. Грейсер, Н. Г. Иванова Разведка и охрана недр. - 2005 - вып. 5. - С. 36-42.

11. Даринский, А. В. География Ленинграда / А. В. Даринский. - Л.: Лениздат, 1982. - С. 12-18.

12. Даринский, А. В. География Ленинградской области / А. В. Даринский, А. И. Фролова. - СПб.: Издательство «Глагол», 2005. - 128 е.: ил.

13. Демерс, М. Н. Географические информационные системы. Основы / М. Н. Демерс. - М., 1998.

14. Демин, С. Н. Тритиевая проблема - гигиенические аспекты. // Тритий - это опасно / С. Н. Демин. - Челябинск, - 2001.

15. Евсеева, О. Н. Работа с базами данных на языке С# / Технология ADO.NET: Учебное пособие / О. Н. Евсеева, А. Б. Шамшев. - Ульяновск: УлГТУ, 2009. - 170 с.

16. Единая система информации об обстановке в Мировом океане. Динамическое электронное справочное пособие [Электронный ресурс]. -Режим доступа: http://esimo.oceanography.ru.

17. Иваницкая, М.В., Источники поступления трития в окружающую среду // Тритий - это опасно / М. В.Иваницкая, А. И. Малафеева. - Челябинск, -2001.-С. 22-38.

18. Карта водоносных горизонтов Ленинградской области. М 1:500000. Под ред. Ю. В. Николаева. - СПб: СЗЦ «Геоинформатика и мониторинг», 2005.

19. Катрич И. Ю. Мониторинг трития в природных водах СССР (России).: автореф. дисс. д-ра геогр. наук: 25.00.36 / Катрич Иван Юрьевич -Обнинск, 2009 г.

20. Кириллов, В. В. Структуризованный язык запросов (SQL) / В. В. Кирилов - СПб.: ИТМО, 1994. - С. 80.

21. Лебедев, С. В. Цифровая модель карты экол ого-геологического содержания в ГИС ArcGIS / С. В. Лебедев. - СПб.: Изд-во С.-Петерб. ун-та, 2008. -197 с.

22. Леенсон, И. А. ЮОвопросов и ответов по химии / И. А. Леенсон. - М.: ACT— Астрель, 2002. - 89 с.

23. Ленский Л.А. Физика и химия трития. - М.: «Атомиздат», 1981. - 210 с.

24. Маркелов, A.B. Способ отбора и приготовления проб для радиационного мониторинга экосистем при биоиндикации радиоактивного загрязнения воздуха / A.B. Маркелов, Н.Я. Минеева, И.А. Соболев, С.А. Дмитриев //

Патент Российской Федерации. -№ 2188441, (30^1/00. - Московское государственное предприятие - Объединенный эколого-технологический и научно-исследовательский центр по обезвреживанию РАО и охране окружающей среды (МосНПО «Радон»), 2002.

25. Муравьев, А.Г. Руководство по определению показателей качества воды полевыми методами / А. Г. Муравьев - С-Петербург: Крисмас+, 1998.

26. Нагиба, В. И. Отдаленные последствия действия р-излучения трития на геном человека.: автореф. дисс. к-та биол. Наук: 03.00.01 / Нагиба Вадим Игоревич-М., 2009.

27. Научно-технический отчет Федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Российский государственный педагогический университет им. А. И. Герцена» о выполнении 6 этапа Государственного контракта № П1156. -СПб., 2012.

28. Невская, Е.С. Введение в системы баз данных // Методические указания для студентов вечернего и дневного отделения механико - математического факультета / Е. С. Невская, Н. И. Амелина, Л. А. Мачулина. - Ростов-на-Дону, 2003. - С. 31.

29. Николин, О. А. Тритий в водных экосистемах уральского региона.: автореф. дисс. к-та биол. наук: 03.00.16. Николин Олег Анатольевич -Екатеринбург, 2010.

30. Нормативы допустимого воздействия по бассейну реки Луга и рек бассейна Финского залива (от северной границы бассейна реки Луга до южной границы реки Нева), Невско-Ладожское бассейновое водное управление -СПб, 2012.

31. Нормативы допустимого воздействия рек и озер бассейна Финского залива (от границы Российской Федерации до северной границы бассейна реки Нева), Невско-Ладожское бассейновое водное управление, - СПб, 2012.

32. Об экологической ситуации в Ленинградской области в 2010 году. Администрация Ленинградской области, Комитет по природным ресурсам Ленинградской области, - СПб, 2011.

33. Отчет разработка проекта СКИОВО реки Нева в 6-и книгах. Общая характеристика речного бассейна реки Нева, книга 1. Государственный гидрологический институт, - СПб, 2010.

34. Охрана окружающей среды, природопользование и обеспечение экологической безопасности в Санкт-Петербурге в 2002 году / Под ред. Д.А. Голубева, Н.Д. Сорокина. - СПб, 2003.

35. Руководство по методам и критериям согласованного отбора проб, оценки, мониторинга и анализа влияния загрязнения воздуха на леса. Экономическая комиссия объединенных наций для Европы. Часть IX. Фенологические наблюдения / под ред. Teja Preuhsler. - 2000. -31с.

36. Руководство и методические рекомендации по оценке степени загрязнения атмосферного воздуха населенных пунктов металлами по их содержанию в снежном покрове и почве / Ревич Б. А., Сает Ю. Е., Смирнова Р. С. (Утв. 15 мая 1990 г. № 5174-90) - М.: ИМГРЭ, 1990.

37. Санкт-Петербург: Энциклопедия. - Российская политическая энциклопедия. - М.: 2006.

38. Санкт-Петербургское отделение Международного Зеленого Креста Ленинградская область. Экологическая карта. - СПб: «Дискус медиа», 2007

39. Сапожников, Ю. А. Радиоактивность окружающей среды. Теория и практика / Ю. А. Сапожников, Р. А. Алиев, С. Н. Калмыков. - М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. - 286 с.

40. Степанов, А. В. Радиоактивное загрязнение Балтийского моря после аварии на ЧАЭС / А. В. Степанов, В. П. Тишков, Ю. А. Пантелеев, В. М. Гаврилов Труды радиевого института им. В.Г. Хпопина т. XIV. - 2009. — С. 156-170.

41. Стурман, В. И. Экологическое картографирование: Учебное пособие / В. И. Струман - М.: Аспект Пресс, 2003. - 251 с.

42. Сыроватко, В. А Тритий содержащая вода в процессах водообмена растений: автореф. дисс. к-та биол. наук: 03.00.12 / Сыроватко Владимир Алексеевич. - Киев, 1984.

43. Усачев, В. JI. Тритий в промышленных водоемах ПО «Маяк» // Тритий -это опасно / В. JI. Усачев - Челябинск, 2001.

44. ФГБУ Северо-Западное управление по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды

45. Эванс, Э. Тритий и его соединения / Э. Эванс. - М.: «Атомиздат», - 1970. С. 69-74.

46.Экологическая обстановка в Санкт-Петербурге / Под ред. Д. А. Голубева, Н. Д. Сорокина. - СПб.: ФормаТ, 2004. - 784 е., илл., с.525

47. Экосистемы в критических состояниях / Под. Ред. В. Пузаченко. - М., 1989, 155 с.

48. Юфин, B.C. Тритий и окружающая среда / В. С. Юфин, Б. С. Явелов // Атомная техника за рубежом. - 1973. - № 10. - С. 24-28.

49. Aggarwal, Р. К. Isotope Hydrology. A Historical Perspective from the IAEA // P. K. Aggarwal, J. R. Gat, K. F. O. Froehlich (eds.): Isotopes in the Water Cycle. Springer. - Heidelberg. - 2006. - P. 3-8.

50. Aggarwal, P. K., Araguas-Araguas L.CRP Proposal - Geostatistical Analysis of. Spatial Isotope Variability to Map the Sources of Water for Hydrology and Climate Studies/ IAEA // P. K. Aggarwal, Vienna. - 2006.

51. Baeza, A. A procedure for the determination of very low activity levels of tritium in water samples / A. Baeza, E. Garcia, C. Miro // Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry / - Vol. 241, No. 1 - 1999 - PP. 93-100.

52. Bolsunovsky, A. Ya. Tritium in surface water of the Yenisei River basin/ A. Ya. Bolsunovsky, L. G. Bondareva // Journal of Environm.Radioact. - 2003. - Vol. 66. - PP. 285-294.

53. Bowen, G. J. Global Application of Stable Hydrogen and Oxygen Isotopes to Wildlife Forensics / G. J. Bowen, L. I. Wassenaar, K. A. Hobson // Oecologia. -10.1007/s00442-004-1813-y. - 2005.

54. Boyer, C. Tritium in plants: A review of current knowledge / C. Boyer, L. Vichot, M. Fromm, Y. Losset, F. Tatin-Froux, P. Guetat, P. M. Badot // Environmental and Experimental Botany. - 2009. - Vol. 67. - PP. 34-51.

55. Breban, D. C. Activity concentrations of selected artificial and natural radionuclides in water and sediment samples from the North Western Black Sea, 1999 / D. C. Breban, N. Paunescu, J. Moreno-Bermudez, R. Margineanu // Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. - 2004. - Vol. 260 - PP. 503 -508.

56. Bronic, K. Distribution of Hydrogen, Oxygen and Carbon isotopes in the Atmosphere of Chroatia and Slovenia / K. Bronic, P. Vreca, N. Horvatincic, J. Baresic, B. Obelic // ArhHig Rada Toksikol. - 2006. - Vol. 57. - PP. 23-29.

57. Choi, Y. H. Incorporation into organically bound tritium and the underground distribution of HTO applied to a simulated rice field / Y. H. Choi, H. K. Park, W. Y. Lee // Journal of Environment Radioactivity / - 2000. - Vol. 47. - PP. 279-290.

58. Codd, E. F. A Relational Model of Data for Large Shared Data Banks / E. F. Codd//CACM.- 1970. - 13.

59. Craig, H. The Production Rate of Natural Tritium / H. Craig, D. Lai // Tellur. -1961.-Vol.Xni.

60. Daillant, O. Metabolised Tritium and Radiocarbon in Lichens and Their Use as Biomonitors / O. Daillant, D. Boilley, M. Gerzabek, J. Porstendorfer, R. Tesch // Journal of Atmospheric Chemistry. - 2004. - Vol.49. - PP. 329-341.

61. Fallon, R. D. Influences of pH, Temperature, and Moisture on Gaseous Tritium Uptake in Surface Soils / R. D. Fallon // Applied and Environmental Microbiology. - 1982. - Vol.44, №1. - PP. 171-178.

62. Ferronsky, V. I. Environmental Isotopes in the Hydrosphere / V. I. Ferronsky, V. A. Polyakov. - Wiley. - 1982. - P.466.

63. Fontugne, M. Radionuclides transfer between water and atmosphere in the Loire estuary (FLORE project) / M. Fontugne, D. Maro, L. Tenailleau, G. Abril, M.-V. Commarieu, P. Germain, D. Hébert, M. Rozet, C. Voiseux, L. Solier, C. Noury,

C. Harté, M. Paterne // Radioprotection. - 2005. - Suppl. 1, Vol. 40. - PP. 557562.

64. Fritts, H. C. Tree-Ring Analysis / H. C. Fritts // Transactions of the American Geophysical Union. - 1969. -Vol. 50.

65. Gregorich, E.G. Transformation of plant residues into soil organic matter: Chemical characterisation of plant tissue, isolated soil fractions and whole soil / E. G. Gregorich, C. M. Monreal, M. Schnitzer, and H. R. Schulten // Soil Science. - 1996.- Vol.161. -PP.680-693.

66. Gudelis, A. On determination of radiocarbon leakage from shallow-land radioactive wasty repository / A. Gudelis, R. Gvozdaité, S. Lukosevicius; Edited by J. Eikenberg, M. Jaggi, H. Beer, H. Baehrle // Advances in Liquid Scintillation Spectrometry. Arizona Board of Regents on behalf of the University of Arizona. LSC 2008. - 2009. - PP. 415-420.

67. Hadzisehovic, M. Characteristics of the tritium distribution in the Danube basin region in Yugoslavia / M. Hadzisehovic, D. Spasova, A. Milojevic, K. Buraei, M. Zupancic, V. Urosevic, M. Ristic, S. Pongrac // Journal of Radioanalytical Chemistry - 1982 - Vol. 74, No. 1 - PP. 239-248.

68. Henschler, G. Analysenim biologischen Material. / G. Henschler. VCH Verlags gesells chaftmb H. Weinheim, BRD, - 1988. - Bd. 2 - PP. 24-60.

69. Huber, B. Unseretausen djahrige Eichen - Jahrring Chronologie Sitzungs berichten der Osterreich Akademie der Wissens chatten / B. Huber, V. Giertz, V. Siebenlist //Mathem.-naturwis. Klass. Bd. 178, Wien.-1969.-Abt 1. -HH.1-4.

70. IAEA. Water and Environment News // IAEA, Vienna. - 2007. - Issue No. 22.

71. Investigation of the Environmental Fate of Tritium in the Atmosphere. Published by the Canadian Nuclear Safety Commission (CNSC). Catalogue number: INFO-0792.-2009.

72. Kaji, T. Tritium concentrations of the deep sea-water in the Japan sea and the Pacrfic ocean / T. Kaji, N. Momoshima, Y. Takashima // Radioanal. nucl. chem. letters.- 1988-Vol. 127. - PP. 447-456.

73. Kim, C.-K. Distribution of 3H, 137Cs and 239,240 Pu in the surface seawater around Korea / C.-K. Kim, C.-S. Kim, J.-Y. Yun, K.-H. Kim // Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. - 1997 - Vol. 218, No. 1 - PP. 33-40.

74. Kosinskii, V. V. Tritium Production at Atomic Power Plants with High-Power Channel Reactors and the Entry of Tritium into the Environment / V. V. Kosinskii, M. I. Orlov, V. P. Shamov// Preprint of Ts N11 atominform-ON-4-87 -Moscow.: Ts N11 atominform,1987.

75. Matsumoto, K. Radiocarbon content and stable carbon isotopic ratios of individual fatty acids in subsurface soil: Implication for selective microbial degradation and modification of soil organic matter / K. Matsumoto, K. Kawamura, M. Uchida, Ya. Shibata // Geochemical Journal. - 2007. - Vol. 41. -PP. 483-492.

76. Miyake, Y. Seasonal variation of tritium fractionation and 90 Sr fallout on the Earth / Y. Miyake, K. Saruhashi, K.W.Brown // Radiat.Res. - 1980. - Vol. 21 -.P. 68.

77. Momoshima, N. Tritium concentrations of river water on northern and southern islands of Japan / N. Momoshima, I. T. Poppy, N. Inoue, Y. Tkashima // Journal of Radioandytical and Nuelear Chemistry, Articles. - 1991 - Vol. 150, No. 1 - PP. 163-169.

78. Momoshima, N. Measurement of tritium in forest soil / N. Momoshima, P.I. Tjahaja, T. Okai, Y. Takashima; ed. G.T. Coop D.D. Harkness, A.B. MacKenzie, B.F. Miller and E.M. Scott // Liquid Scintillation Spectrometry 1994. -Radiocarbon. - 1996. - P. 89-96.

79. Oades, J. M. The retention of organic matter in soils / J. M. Oades // Biogeochemistry. - 1988. - Vol. 5. - PP. 35-70.

80. Parton, WJ. Analysis of factors controlling soil organic matter levels in Great Plans grasslands / W. J. Parton, D. S. Schimel, C. V. Cole, and D. S. Ojima // Soil Science Society of America Journal. - 1987. - Vol. 51. - PP. 1173-1179.

81. Povinec, P. P. Spatial Distribution of Isotopes in Groundwater of Slovakia / P.P. Povinec, A.Sivol, M. Richtarikova, R.Breier, E. Luean, P. K. Aggarwal, L.

Araguas-Araguas // Acta Physica Universitatis Comenianae. - Vol. L.LI, Number 1-2. - 2009-2010. - PP. 143-153

82. Pujol, L. Optimisation of Liquid Scintillation Counting Conditions for Rapid Tritium Determination in Aqueous Samples / L. Pujol, J. A. Sanchez-Cabeza // J. Radioanalytical and Nuclear Chemistry. - 1999 - Vol. 242, № 2 - PP. 391-398.

83. Schonhofer, F. Measurement by ultra low level liquid scintillation counting following the Chernobyl accident / F. Schonhofer, J. Weisz //Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, Artieles. - 1987 - Vol. 115, No. 1 - PP. 125-140.

84. Sollin, P. Stabilization and destabilization of soil organic matter: Mechanisms and controls / P. Sollins, P. Homann, and B.A. Caldwell // Geoderma. - 1996. -Vol. 74.-PP. 65-105.

85. Temporal evolution of the H3 levels in the surface waters around the Almaraz Nuclear Power Plant // Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. - 1997 -Vol. 219, No. 1 - PP. 25-31.

86. Turner, A. Distribution of tritium in estuarine waters: role of organic matter / A. Turner, G. E. Millward, M. Stemp // Journal of Environment Radioactivity. -2009. - Vol. 100.-PP. 890-895.

87. Uda, T. Hydrogen isotope exchange reaction rate in tritium and methane mixed gas / T. Uda, K. Okuno, Y. Naruse // Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry Articles/ - 1992-Vol. 159, No. 1 - PP. 145-154.

88. Vakulovski, S. M. 90Sr 137Cs, and Tritium in the Baltic Sea in 1972 / S. M. Vakulovski, I. Y. Katrich, S.G. Malakhov, E.I. Roslyi, V.B. Chumtchev. - UDC 551.464.

89. Varlam, C. Comparative study between external standard method and internal standard method for low-level tritium measurements / C. Varlam, G. Ionita, I. Stefanescu, D. Steflea // International Conference «Nuclear Energy in Central Europe 2001» - Slovenia, 2001.

90. Varlam, C. Applying direct liquid scintillation counting to low level tritium measurement / C. Varlam, I. Stefanescu, O.G. Duliu, I. Faurescu, I. Popescu // Applied Radiation and Isotopes. - 2009 - Vol. 67 - PP. 812-816.

91. Varlam, C. Establishing routine procedure for environmental tritium concentration at Icit / C. Varlam, I. Stefanescu, I. Faurescu, Wagner, D. Faurescu, D. Bogdan // Rom. Journ. Phys. - 2011. - Vol. 56, Nos. 1-2. - PP. 233-239.

92. Woo, H.J. Optimization of liquid scintillation counting techniques for the determination of carbon-14 in environmental samples / H. J. Woo, S. K. Chun, S. Y. Cho, Y. S. Kim, D. W. Kang, E. H. Kim // Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. - 1999. - Vol. 239, №3. - PP.649-655.

93. Yamada, Y. Measurement of tritium in tree rings: relationship between tritium concentration in Pine tree rings and Environmental samples / Y. Yamada, M. Itoh, N. Kiriyama, K. Komura, K. Ueno // Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, Articles. - 1989. - Vol. 132, No. 1. -PP. 59-64

94.URL: http://www.dishisvobodno.ru/rad_eco_spb.html

95.URL: http://www.greenworld.org.ru

96.URL: http://www.on-line.spb.ru/ecology/radiation.php

97.URL: http://ms2.znate.ru/docs/138/index-433779-2.html ?page=2

98.URL: http://ecoportal.su/view_public.php?id=5741