Мониторинг радиационного загрязнения окружающей среды

Для оценки значимости существует множество методов: например, Н. Ли описывает 24 метода. Наиболее простым и часто применяемым методом оценки значимости является сравнение их с универсальными стандартами. Стандарты могут быть количественными (например, предельно допустимые концентрации загрязняющих веществ) или носить характер качественных норм (например, ограничения на определенные виды хозяйственной деятельности в пределах особо охраняемой природной территории или вблизи культурных памятников). Однако следует иметь в виду важные ограничения применимости стандартов для оценки значимости:

• на многие виды воздействия стандарты отсутствуют (например, в момент написания этой книги в России не существовало стандарта на концентрации или выбросы диоксинов);
• многие стандарты разработаны на основе приблизительных данных (недостаточно проверенных, неточных или неполных) и, таким образом, их область применения ограничена;
• стандарты основаны на представлении о "пороговом воздействии", в то время как многие виды воздействия (например, ионизирующее излучение) не имеют порогового значения: не исключено, что их влияние проявляется при сколь угодно малых величинах;
• стандарты не всегда годятся для учета непрямых, кумулятивных воздействий, синергетического действия нескольких факторов;
• стандарты редко применимы для учета уникальных условий, характерных для конкретной ситуации.

Очень близок к сравнению со стандартами метод оценки значимости, основанный на сравнении величины воздействия с усредненными значениями данного параметра для рассматриваемой местности. Такой метод вносит в оценку значимости элемент "контекста", учета местной ситуации. К этому типу методов относится сравнение параметров состояния окружающей среды с фоновыми значениями. Сравнение величины воздействий со стандартами или с характерными значениями является "объективным" методом оценки значимости воздействий (хотя стандарты, конечно, могут рассматриваться как субъективная величина).

Биотестирование

Оценка степени загрязнения может быть проведена с использованием физико-химических и биологических методов. Биологические методы оценки - это характеристика состояния экосистемы по растительному и животному населению.

Любая экосистема, находясь в равновесии с факторами внешней среды, имеет сложную систему подвижных биологических связей, которые нарушаются под воздействием антропогенных факторов. Прежде всего, влияние антропогенных факторов, и в частности, загрязнения отражается на видовом составе сообществ и соотношении численности слагающих их видов. Биологический метод оценки состояния системы позволяет решить задачи, разрешение которых с помощью физических и химических методов невозможно. Рекогносцировочная оценка степени загрязнения по составу бионтов позволяет быстро установить его санитарное состояние, определить степень и характер загрязнения и пути его распространения в экосистеме, а также дать количественную характеристику протекания процессов естественного самоочищения.

Биотестирование - использование в контролируемых условиях биологических объектов (тест-объектов) для выявления и оценки действия факторов (в том числе и токсических) окружающей среды на организм, его отдельную функцию или систему организмов.

Наиболее полно методы биотестирования разработаны для гидробионтов и позволяет использовать их для оценки токсичности загрязнений природных вод, контроля токсичности сточных вод, экспресс - анализа в санитарно-гигиенических целях, для проведения химических анализов в лабораторных целях и решения целого ряда других задач.

В зависимости от целей и задач токсикологического биотестирования в качестве тест - объектов применяются различные организмы: высшие и низшие растения, бактерии, водоросли, водные и наземные беспозвоночные и другие.

Например, при сбросе в водоем токсических веществ, содержащихся в промышленных сточных водах, происходит угнетение и обеднение фитопланктона. При обогащении водоемов биогенными веществами, содержащимися, например, в бытовых стоках, значительно повышается продуктивность фитопланктона. При перегрузке водоемов биогенами возникает бурное развитие планктонных водорослей, окрашивающих воду в зеленый, сине-зеленый, золотистый, бурый или красный цвета ("цветение "воды). "Цветение" воды наступает при наличии благоприятных внешних условий для развития одного, редко двух-трех видов. При разложении избыточной биомассы, выделяется сероводород или другие токсичные вещества. Это может приводить к гибели зооценозов водоема и делает воду непригодной для питья. Многие планктонные водоросли в процессе жизнедеятельности нередко выделяют токсичные вещества. Увеличение в водоемах содержания биогенных веществ в результате хозяйственной деятельности человека, сопровождаемые чрезмерным развитием фитопланктона, называют антропогенным эвтрофированием водоемов.

Подчеркивая всю важность биоиндикационных методов исследования, необходимо отметить, что биоиндикация предусматривает выявление уже состоявшегося или происходящего загрязнения окружающей среды по функциональным характеристикам особей и экологическим характеристикам сообществ организмов. Постепенные же изменения видового состава формируются в результате длительного отравления водоема, и явными они становятся в случае в случае далеко идущих изменений. Таким образом, видовой, видовой состав гидробионтов из загрязняемого водоема служит итоговой характеристикой токсикологических свойств водной среды за некоторый промежуток времени и не дает ее оценки на момент исследования. [ 6, 7 ]

 

4.3 Приборное обеспечение радиационно-экологического мониторинга

 

    Основу приборов составляют высокочувствительные датчики, которые обеспечивают оперативное измерение радиационного фона, радиоактивности воздуха, воды в реках, озерах, системах водоснабжения, почвы, продуктов питания и т.д. Созданные авторами датчики позволяют обнаружить появление радиации на ранних стадиях зарождения аварийной ситуации. Полученная с помощью наших приборов информация позволяет реально оценить радиационную обстановку на АЭС и в окружающей среде, и принять адекватные действия по обеспечению безопасной эксплуатации АЭС и минимизации ее воздействия на окружающую среду. В настоящее время основной объем информации о состоянии радиационной обстановки на объекте и о его влиянии на окружающую среду централизованно собирается и обрабатывается автоматизированными системами контроля радиационной обстановки – АСКРО. АСКРО обеспечивает радиационный мониторинг АЭС и прилегающих территорий (в том числе населенных пунктов), газовых и аэрозольных радиоактивных выбросов, охлаждающей и технологической воды. Она состоит из двух подсистем: первая – позволяет получать информацию о радиоэкологическом состоянии окружающей среды. Это очень важный компонент, поскольку непосредственно связан с обеспечением безопасности населения. Основу этой подсистемы составляют стационарные посты, которые располагают на прилегающих к АЭС территориях и в населенных пунктах. Стационарные посты, помимо измерителей климатических параметров (температура, давление, влажность, скорость ветра), оборудованы радиационными мониторами, которые непрерывно измеряют мощность дозы фотонного излучения. Дополнительно посты могут быть оснащены приборами для радиоактивного (a- и b-излучения) анализа проб воды, почвы, растительности, донных отложений и пищевых продуктов, измерения концентраций радиоактивных аэрозолей и радиоактивных выпадений. Для визуализации измеренных параметров посты оснащаются специализированными табло, что очень важно при размещении их в населенных пунктах (рис. 4.3.1.).

Рисунок 4.3.1 – Средства визуализации информации [9]

Вторая подсистема представляет собой комплекс приборов и блоков детектирования, которые позволяют измерять:

• мощность дозы g-излучения на территории АЭС (рис. 4.3.2)

 

 

Рисунок 4.3.2 – Измерение мощности дозы фотонного излучения [9]

 

• мощность дозы g-излучения при мониторинге транспорта и персонала на пропускных пунктах (рис. 4.3.3)

 

Рисунок 4.3.3 – Радиационные мониторы РИГ – 08 для обнаружения радиационного загрязнения [9]

 

• радиоактивность аэрозолей и газовых выбросов (рис. 4.3.4)

Рисунок 4.3.4 – Приборы измерения радиоактивных газовых выбросов [ 13 ]

 

а) – РГА-06 – измерение концентрации радона;

б) – БДГБ-40П – измерение концентрации аргона, ксенона;

в) – БДГА-01П – измерение α-активных газов;

г) – РБГ-08 – измерение радиации в вентиляционных и помещениях АЭС

 

• радиоактивность воды, сбрасываемой в бассейн-охладитель, и технической воды, образующейся при проведении работ на АЭС, радиоактивность донных отложений (рис. 4.3.5)

Рисунок  4.3.5 – Приборы для измерения радиоактивности жидких сбросов [ 13 ]

 

а)  проточный радиометр жидкости РЖБ-11М

б) погружной блок детектирования БДИГ-31П2Ж

в) радиометр жидкости РЖБ-11П

 

Компьютерная обработка позволяет получать не только оперативную информацию, но и определять суточные, месячные и годовые тренды радиационных параметров. Информация, поступающая от первой и второй подсистем, объединяется на центральном посту. В состав центрального поста помимо сервера и компьютера рабочего места оператора введено панорамное устройство – «табло-карта» для оперативного и наглядного информирования пользователей о радиоэкологическом состоянии окружающей среды. Дополнительно, для расширения функциональных возможностей используются переносные приборы (рис. 8), позволяющие оперативно и с высокой чувствительностью обнаруживать и локализовывать радиационное загрязнение.

Основные особенности предлагаемой системы АСКРО (радиационного мониторинга) состоят в следующем:

• высокая чувствительность и оперативность измерений радиационно-экологических параметров;
• комплексная оценка радиоэкологического состояния окружающей среды;
• широкие возможности для решения радиоэкологических и технологических измерений на АЭС и других ядерно-опасных объектах.

Для упрощения использования приборов и блоков детектирования они поставляются в законченном функционально-конструктивном виде, что позволяет достаточно легко подключать их к коммуникациям объекта (трубопроводы, вентсистемы, сбросные коллекторы и пр.) и в тоже время они оснащены как локальными средствами отображения, так и коммуникационными разъемами для включения их в объектовые информационные системы. Интерфейс обмена информацией выполняется в соответствии со спецификацией существующей объектовой системы или техническим заданием заказчика. В таблице А представлен основной перечень приборов для радиационно-экологического мониторинга. Предлагаемые технические средства могут быть использоваться и как автономные приборы, и как компоненты в составе систем измерения, контроля и управления радиационно-опасных объектов.

Отличительные особенности блоков детектирования:

• высокая чувствительность измерений;
• возможность раннего обнаружения радиационной аномалии;
• оперативность измерений (получение информации в реальном времени);
• повышенная устойчивость к воздействию внешних неблагоприятных факторов – климатические условия, вибрация и удары, внешний радиационный фон, электромагнитные поля.

В настоящее время разработано достаточное количество приборов и установок для осуществления радиационного мониторинга и контроля радиационной обстановки, которые успешно применяются на производстве. В быту и при возникновении чрезвычайных ситуаций. [ 8, 9 ]

4.4 Сравнение приборов радиационного контроля.

4.4.1 «АСРК-08» Автоматизированная система радиационного контроля

 

Предназначена для контроля транспортных средств и пешеходов, перевозящих (переносящих) радиоактивные вещества (или загрязненных радиоактивными веществами). Система непрерывно отслеживает уровень радиационного фона в точках расположения устройств детектирования установок радиационного контроля и сигнализирует о скачкообразном изменении радиационного фона в сторону увеличения. Информация о факте срабатывания установки передается на центральный пульт системы.

 

 

 

Технические характеристики:

• Число постов контроля – 8.

• Чувствительность блоков детектирования, установленных в РИГ-08П-2Т и РИГ-08-01 к излучению 137Cs – не менее 30 (имп/с)/(мкР/ч).

• Время измерения – 0,125 с.

• Время срабатывания – 0,25 с.

• Погрешность порогов срабатывания определяется статистической погрешностью и для фона 12 мкР/ч не превышает 1,9%.

• Число ложных срабатываний не более 1 за 8 часов работы.

• Температура окружающей среды:

для устройств детектирования, табло и выносного сигнализатора от минус 40 до +50оС,

для пульта, компьютера, сотового модема и мнемосхемы от +10 до + 45оС.

• Питание осуществляется от сети переменного тока напряжением

220 +20-30 В, 50 ± 1 Гц.

• Потребляемая мощность каждого входящего в систему устройства указана в документации на него.

 

Состав системы:

• Установка радиационного контроля РИГ-08П-2Т * шт
• Установка радиационного контроля РИГ-08-01 * шт
• Блок сигнализации БСР-35М * шт
• Комплект разъемов * шт
• Кабель связи с компьютером 1 шт
• Диск с программным обеспечением 1 шт
• Паспорт 1 шт