8 Радиационный мониторинг
Мониторинг окружающей природной среды - система регулярных длительных наблюдений в пространстве и времени за состоянием окружающей природной среды и предупреждение о создающихся критических ситуациях, вредных и опасных для здоровья людей и других живых организмов. Различают базовый, глобальный, региональный и импактный мониторинги.
Радиационный мониторинг является составной частью экологического мониторинга и обеспечивает оценку экологического состояния окружающей среды и изменения биоты при ионизирующем воздействии естественной и антропогенной компоненты радиационного.
Мониторинг принято делить на: базовый (или фоновый), глобальный, региональный, локальный, импактный. Базовый мониторинг (фоновый) - слежение за общебиосферными, в основном природными, явлениями без наложения на них региональных антропогенных влияний. Биосферный мониторинг наблюдения за глобально-фоновыми изменениями в природе: степенью радиации; наличием в атмосфере СО2, О3; ее запыленностью; циркуляцией тепла; газовым обменом между океаном и воздушной оболочкой земли; мировой миграцией птиц, животных, растений и насекомых; погодно-климатическими изменениями на планете.
Фоновое глобальное состояние биосферы изучают на фоновых станциях, которые организованны в ряде стран на базе биосферных заповедников. Фоновое состояние среды в прошлом можно реконструировать с помощью анализа колец деревьев, газовых слоев ледников и донных отложений.
Глобальный мониторинг - слежение за общемировыми процессами и явлениями в биосфере Земли, включая все ее экологические компоненты и предупреждение о возникающих экстремальных ситуациях. Региональный мониторинг - слежение за процессами и явлениями в пределах какого-то региона, где эти процессы и явления могут отличаться и по природному характеру, и по антропогенным воздействиям от базового фона, характерного для всей биосферы.
Региональный мониторинг дает оценку антропогенного влияния на природную среду в ходе обычной хозяйственной деятельности человека, которая обязательно предполагает тот или иной вид взаимодействия с природой, (градостроительство, сельское хозяйство, энергетика, и т.д.). При региональном мониторинге оценивают взаимодействие человека и природы в различных отраслях народного хозяйства, дают характеристику общего нарушения природной среды, привноса и выноса из природных систем веществ и энергии.
Региональный мониторинг проводят агрослужба, гидроклиматическая, лесоустроительная, сейсмологическая и другие службы. Локальный мониторинг осуществляет контроль за содержанием токсичных для человека химических веществ и других загрязнителей в атмосфере, природных водах, растительности, почве, подверженных воздействию конкретных источников загрязнения. При локальном мониторинге состояние окружающей среды оценивается с точки зрения здоровья человека, что служит самым важным, емким и комплексным показателем состояния окружающей среды. Проводят локальный мониторинг природоохранные службы предприятий.
Импактный мониторинг (мониторинг источников антропогенного воздействия) - мониторинг региональных и локальных антропогенных воздействий в особо опасных зонах и местах. Под источником антропогенного воздействия следует понимать источники эмиссии (выделения) веществ, энергии и излучений в природные среды, а также изъятие природных ресурсов, нарушение естественной структуры и их составляющих.
По методам ведения и объектам наблюдения выделяются например: авиационный, космический, окружающей человека среды, агроценозов, леса. Авиационный мониторинг - мониторинг, осуществляемый с самолетов, вертолетов и др. летательных аппаратов (воздушные шары, дирижабли и т.п.), не поднимающихся на космические высоты (в основном в пределах тропосферы.
Космический мониторинг - мониторинг с помощью космических средств наблюдения (часто авиационный и космический мониторинги объединяют в дистанционный, добавляя получение данных от приборов расположенных в труднодоступных местах без постоянного присутствия человека).
Мониторинг окружающей (человека) среды - слежение за состоянием окружающей человека природной среды и предупреждение о создающихся критических ситуациях вредных или опасных для здоровья людей и других живых организмов.
Естественная составляющая радиационного фона характеризуется плавностью, замедленностью изменений, возникающие колебания незначительны, хотя в некоторых случаях могут быть заметны, - например выбросы радона при изменениях в коре при землетрясениях, потоки излучения при вспышках на солнце или взрывах сверхновых и т.д.
Антропогенная составляющая ионизирующего излучения в окружающей среде характеризуется достаточно быстрыми изменениями, как в некоторых случаях в глобальном масштабе, так и в отдельных регионах, причем для таких изменений характерно появление в биосфере новых, ранее не существовавших нуклидов, или значительное увеличение концентраций радионуклидов имеющихся в ландшафте. В зависимости от необходимости естественную и антропогенную составляющие радиационного фона можно учитывать отдельно.
Мониторинг состояния окружающей среды включает:
- наблюдения за загрязнением атмосферы, поверхностных вод, почв и радиоактивности на Государственной сети наблюдений;
- оценку и анализ данных наблюдений;
-прогноз состояния и загрязнения природных сред (в том числе и радиоактивности) на базе анализа данных наблюдений.
Радиационный экологический мониторинг - это информационная система, созданная с целью наблюдения, прогнозов изменений радиационной составляющей в окружающей среде на всех уровнях общего экологического мониторинга, она способна выделить антропогенную составляющую радиационного воздействия на окружающую среду на фоне остальных природных процессов. Система радиационного экологического мониторинга обеспечивает наблюдение радиационной составляющей во всех средах, оценку полученных данных с учетом экологического нормирования – рисунок 9 - на основании этих оценок принимаются решения с целью снижения возможного негативного влияния. Мониторинг должен быть непрерывным – это обеспечивает управление качеством окружающей среды. Оценка получаемой радиационной составляющей производится непрерывно, что позволяет анализировать эффективность принимаемых решений и воздействий и производить их корректировку.
Экологическое нормирование - система правил (норм) и содержащихся в них количественных и качественных показателей (нормативов) оценки состояния окружающей среды и степени воздействия на нее, определяющая и обеспечивающая благоприятную среду для существования человека и сохранения биологического разнообразия. Документом, определяющим допустимые уровни радиационного воздействия на человека являются нормы радиационной безопасности (НРБ), которые периодически пересматриваются, учитывая новые научные знания, и обеспечивают сохранность здоровья человека при воздействии источников ионизирующего излучения, в случаях не превышения допустимых уровней облучения.
На основе этой системы действует государственная система наблюдения и контроля за состоянием окружающей среды, в том числе и ее радиационной составляющей.
Задачи системы состоят из следующих элементов:
- наблюдение за радиационными параметрами (характеристиками) во всех средах;
- обеспечение организации оперативной информации.
Нормативы, используемые для оценки полученной информации - ПДЭН (предельно допустимая экологическая нагрузка). ПДЭН - воздействие (совокупность воздействий), которые или не влияют на качество окружающей среды или изменяют его (качество) в допустимых пределах (т.е. не разрушая экосистему и не вызывая отрицательных последствий у живых существ, в первую очередь у человека).
Для Казахстана вопрос радиационного мониторинга имеет существенное значение. Как отмечено в статье 3.3.2. радиоактивное загрязнение Указа президента РК от 03.12.2003 N 1241 "О концепции экологической безопасности РК 2004—2015 годы", серьезную реальную угрозу экологической безопасности Казахстана представляет радиоактивное загрязнение, источники которого подразделяются на четыре основные группы:
- отходы неработающих предприятий уранодобывающей и перерабатывающей промышленности (отвалы урановых рудников, самоизливающиеся скважины, хвостохранилища, демонтированное оборудование технологических линий);
- территории, загрязненные в результате испытаний ядерного оружия;
- отходы нефтедобывающей промышленности и нефтяного оборудования;
- отходы, образовавшиеся в результате работы ядерных реакторов, и радиоизотопная продукция (отработанные источники ионизирующего излучения).
В Казахстане имеются шесть крупных ураноносных геологических провинций, множество мелких месторождений и рудопроявлений урана, которые обусловливают повышенный уровень естественной радиоактивности, отходы, накопленные на уранодобывающих предприятиях и в местах проведения ядерных взрывов.
На 30 % территории Казахстана существует потенциальная возможность повышенного выделения природного радиоактивного газа - радона, который представляет реальную угрозу для здоровья человека. Опасным является использование для питьевых и хозяйственных нужд воды, зараженной радионуклидами.
На предприятиях Казахстана находится более 50 тысяч отработанных источников ионизирующих излучений, и при радиационном обследовании было обнаружено и ликвидировано более 700 неконтролируемых источников, из которых 16 - смертельно опасные для человека.
Для предотвращения угрозы радиоактивного заражения населения и загрязнения окружающей среды необходимо: завершить работы по инвентаризации радиоактивных источников загрязнения и разработать программу, включающую изучение отрицательного воздействия естественной радиоактивности на здоровье населения, а также принять ограничительные меры при выборе площадок под строительство и использовании естественных строительных материалов; проводить контроль радиоактивного загрязнения природных источников питьевой воды и в рамках утвержденной Программы ликвидации и консервации нефтяных и самоизливающихся гидрогеологических скважин ликвидировать гидрогеологические скважины с высоким содержанием радионуклидов; разработать меры по своевременному информированию населения об опасности повышенного радиационного облучения; завершить к 2005 году работу по инвентаризации и оценке воздействия на окружающую среду и здоровье населения отвалов уранодобывающей промышленности в рамках Программы по ликвидации радиоактивных отвалов уранодобывающей промышленности.
Комплексное решение проблемы должно включать создание специализированной организации по переработке и захоронению радиоактивных отходов. Результатом проведения данных мероприятий будет снижение облучения населения и радиоактивного загрязнения окружающей среды.
Определенную опасность представляет возможность неконтролируемого переноса материалов опасных в радиационном отношении под действием ветра, например породы хвостохранилищ, и воды, например вынос радионуклидов на дневную поверхность из разрушенных штолен, в которых проводились ядерный взрывы на Семипалатинском ядерном полигоне. К сожалению, практические системы радиационного мониторинга трудоемки и дороги, поэтому, как правило, непрерывность получения информации о радиационном состоянии на больших площадях, где возможно изменение радиационной обстановки проводятся эпизодически и не дают полной картины протекающих процессов.
Часто, говоря о радиационном мониторинге, подразумевают под этим систему радиационного контроля на предприятии, при грузоперевозках и т.д. системы такого рода обычно автоматизированы, их действие может быть автоматическим и непрерывным. На рисунке 10 – показана схема подобной автоматизированной системы. Эти системы не только информационные. Таким системам может быть представлена оценка и, даже, принятие решений.
Данные измерений, полученные по проводной или беспроводной системе поступают в базу данных ПК,
Автоматизированная система радиационного мониторинга - это универсальное решение задач радиационного контроля на контрольно-пропускных пунктах объектов и в зонах досмотра, а также обеспечение радиационного мониторинга технологических процессов предприятий.
Система является эффективным средством борьбы с угрозой намеренного загрязнения территории объекта радиоактивными веществами и облучения персонала. Система интегрируется в комплексные системы безопасности
Область применения таких систем достаточно широка, это:
- радиационный мониторинг важных государственных объектов и режимных производств;
- радиационный контроль в аэропортах, ж/д вокзалах, метрополитене и других местах большого скопления людей наиболее привлекательных для проведения террористических актов;
- радиационный мониторинг на важных государственных объектах (таможенных, военного назначения и других);
- радиационный контроль продукции металло-перерабатывающих комбинатов, промышленных предприятий и других производств;
- учет и контроль ядерных материалов на предприятиях ядерно-топливного цикла, а также при решении других подобных задач.