Анализ распределения урана в аэрозольных выпадениях на территории города Новосибирска

Abstract

Актуальность. Биогеохимическая индикация (по растениям) состояния окружающей среды широко применяется в геоэкологических исследованиях территорий. Этот метод позволяет определять источники антропогенного воздействия, границы зон неаварийных выбросов крупных промышленных предприятий, включая объекты ядерно-топливного цикла. Использован комплекс экспериментальных и расчетных математических методов для оценки зоны аэрозольных выпадений U на территории в результате штатной деятельности предприятия ядерно-топливного цикла. Цель: установить характер распределения, формы нахождения и пути миграции U в зоне влияния предприятия ядерно-топливного цикла (на примере г. Новосибирска) по данным опробования листьев тополя. Объект: листья деревьев рода тополь (Populus L.) - сезонный депонирующий планшет, биомонитор, улавливающий аэрозоли из атмосферы. Методы. Проведена биогеохимическая сьемка территории. Элементный состав золы листьев тополя изучали методом инструментального нейтронно-активационного анализа. Элементный состав частиц на поверхности листьев изучали на сканирующем электронном микроскопе с рентгеноспектральным анализом. Для определения пути миграции U использовали метод авторадиографии. Численный анализ пространственного распределения концентрации урана выполняли на основе соотношений баланса массы легкой примеси в приземном слое атмосферы. Полученные результаты обрабатывали с помощью описательной статистики. Результаты. Получены данные о закономерностях распределения и путях миграции U в зоне влияния объектов ядерно-топливного цикла на территории г. Новосибирска. В северо-восточной части города выявлены высококонтрастные биогеохимические ореолы U. Установлены количественные изменения концентраций в южных направлениях атмосферных выносов U от хвостохранилища твердых радиоактивных отходов. Изучен характер распределения концентраций U по высоте кроны дерева вблизи предприятия ядерно-топливного цикла - с наветренной стороны от его промышленной площадки концентрация U в пробах листьев тополя в 2-3 раза выше, чем с подветренной. На поверхности листьев обнаружены фазы оксида U размерами от 0,5 до 6 мкм. Установлен ветровой путь поступления U.выше, чем с подветренной. На поверхности листьев обнаружены фазы оксида U размерами от 0,5 до 6 мкм. Установлен ветровой путь поступления U.

Relevance. Biogeochemical indication (by plants) of the state of the environment is widely used in geoecological studies of territories. It a llows identifying the sources of anthropogenic impact, the boundaries of the zone of non-accidental emissions of large industrial enterprises, including nuclear fuel cycle facilities. A complex of laboratory and mathematical methods was used to estimate U aerosol deposition on the urbanized territory as a result of the regular activity of the nuclear fuel cycle enterprise. The aim of the research is to establish the nature of distribution, forms of location and pathways of migration of uranium in the zone of influence of the nuclear fuel cycle enterprise (on the example of Novosibirsk) according to the sampling of poplar leaves. Methods. Biogeochemical survey of the territory was carried out. The elemental composition of poplar leaf ash was studied by instrume ntal neutron activation analysis. The elemental composition of particles on the leaf surface was studied using a scanning electron microscope with X-ray spectral analysis. U migration pathway was determined by autoradiography. Numerical analysis of the spatial distribution of uranium concentration was performed based on the mass balance ratios of a light impurity in the surface layer of the atmosphere. The results obtained were processed using descriptive statistics. Results. The data on the distribution patterns and migration pathways of U in the zone of influence of nuclear fuel cycle facilities in the territory of Novosibirsk were obtained. Highly contrasting biogeochemical halos of U were identified in the northeastern part of the city. Qua ntitative changes of U concentrations in the southern directions of atmospheric U removal from the solid radioactive waste tailing pond were determined. The character of distribution of U concentrations over the height of tree crowns in the vicinity of the nuclear fuel cycle enterprise was studied - on the windward side from its industrial site the U concentration in samples of poplar leaves is 2-3 times higher than on the leeward side. Mineral phases of U oxide with sizes from 0,5 to 6 microns were fixed on the leaves surface. The windward pathway of U entry was established.