Способ радиационного мониторинга экосистем по радиоактивности почв

 

Изобретение относится к области исследования или анализа материалов радиационными методами путем измерения ионизирующих излучений пробы. В способе радиационного мониторинга отбирают пробу с пробных площадей для лесных зон, открытых и городских территорий по углам пробной площади и в середине. Отобранные пробы объединяют и перемешивают. Отбирают пробы весной и осенью в течение 0,2 ч. Готовят пробу для радиометрического анализа в течение 1,2 ч. Для анализа готовят две параллельные пробы и их дубликат, который хранят в течение года. На месте отбора проб удаляют травяной покров ножницами. Пробы берут в 5 точках по краям и в центре с поверхности монолитным слоем размером 10•10 см и глубиной 5 см. Пробы объединяют, очищают от корней и упаковывают в плотную бумагу. Проставляют на упаковке дату, адрес, размер площади, с которой отобрана проба, и транспортируют в лабораторию. Способ позволяет достоверно отобразить радиационную обстановку территории за счет репрезентативного размещения сети отбора проб и повысить достоверность и надежность измерений. 1 з.п. ф-лы.

Изобретение представляет собой способ радиационного мониторинга (контроля) экосистем и относится к области исследования или анализа материалов радиационными методами, а именно путем измерения ионизирующих излучений пробы, в том числе рентгеновского, гамма-, альфа-, бета- и корпускулярного излучений.

Известны инструктивно-методические указания Минздрава по работе санэпидстанций в области радиационной гигиены (1) и Методические рекомендации Минздрава по санитарному контролю за содержанием радиоактивных веществ в объектах окружающей среды (2). Эти указания и рекомендации не предназначались для проведения длительного радиационного мониторинга экосистем и не учитывали специфики такого мониторинга.

В (3) изложено описание передвижной лаборатории радиационного контроля, в которой описан способ измерения содержания радиоактивных веществ в пробах воды, почвы, воздуха и растительности. В этом способе измеряют в пробе концентрацию радиоактивных аэрозолей, гамма-излучения, а также уровень радиоактивного загрязнения и активности ¹³⁷Cs. В (4) описано устройство для отбора проб грунта, загрязненного радиоактивными веществами. Конструкция устройства позволяет исключить разрушение пробы при ее извлечении и производить измерение непосредственно на месте. Известен способ определения радиоактивности веществ по патенту (5), в котором измеряют альфа-, бета-, гамма-излучения и содержание изотопов, а затем сравнивают с внутренним эталоном. К недостатку этого способа следует отнести то, что он также не подготовлен для проведения длительного радиационного мониторинга, поскольку проба почвы не отвечает требованиям репрезентативности в пространстве, что нарушает достоверность мониторинга.

Известны и способы радиационного мониторинга экосистем по радиоактивности объектов окружающей среды, принятые в системе экологического мониторинга города или региона (6), и радиоактивности почв (7), согласно которым отбирают пробу почвы и затем приготовляют пробу с последующим измерением содержания в ней радионуклидов.

Техническим результатом нового способа является повышение репрезентативности и достоверности данных по мониторингу.

Технический результат достигается тем, что пробы почв отбирают с пробных площадей 20•20 м - для лесной зоны, 10•10 м - для открытых территорий и 5•5 м - для городских территорий, в пределах которых пробы отбирают в 5-ти точках - по углам пробной площади 4 пробы и в середине 1 пробу, затем их объединяют в единую пробу и перемешивают, причем отбор производят два раза в год - весной в апреле или мае и осенью в сентябре или октябре, на отбор одной пробы затрачивают до 0,2 часа, а на приготовление одной пробы для радиометрического анализа - до 1,2 часа; для анализа готовят две параллельные пробы и их дубликат, который хранят в течение года, при этом на месте отбора проб ножницами удаляют травяной покров, пробы берут в 5 точках пробной площади по краям и в центре с поверхности монолитным слоем размером 10•10 см, глубиной 5 см, затем пробы объединяют, очищают от корней и упаковывают в плотную бумагу с простановкой на упаковке даты, адреса и размера площади, с которой отобрана проба, и транспортируют в лабораторию.

Разные размеры пробных площадей для лесной зоны, открытых и городских территорий обусловлены неоднородностью почвенно-растительных условий и соответствуют площади выявления фитоценозов. Отбор проб почвы в пяти точках пробной площади (4 по углам и одна в середине) с последующим объединением их в одну интегральную пробу позволяет нивелировать вариабельность почвенных свойств относительно их накопительной способности, обусловленную различиями микрорельефа, степенью увлажнения и мозаичностью растительного покрова. Отбор проб два раза в год - весной в апреле или мае и осенью в сентябре или октябре обусловлен тем, что в весенних пробах, которые отбираются после снеготаяния, содержатся радионуклиды, накопившиеся в биоценозах за зимне-весенний период, а в осенних - за летне-осенний. Тем самым осуществляется круглогодичный контроль за поступлениями радионуклидов в почву.

Технический результат достигается дополнительно и тем, что отобранную пробу высушивают в сушильном шкафу при температуре 60^oС до суховоздушного состояния в течение одной рабочей смены, затем высушенную пробу взвешивают, растирают в ступке до фракции 0,25 мм и просеивают, подготовленную и размельченную пробу помещают на лист из полиэтилена, перемешивают ее перекатыванием, поднимая попеременно углы листа, затем пробе придают форму диска и делят ее на четыре части - из них две диаметрально противоположные части удаляют, а две оставшиеся части перемешивают, доводя остаток пробы до массы 1 кг, после чего одну часть пробы - навеску для радиометрического анализа помещают на обработанную спиртом, высушенную и взвешенную подложку - мишень диаметром 60 мм, поверхность пробы выравнивают на подложке и отвешивают 3 г, при этом другую часть пробы - для гамма-спектрометрического анализа помещают в обработанный спиртом, высушенный и взвешенный мерный стакан вместимостью 1000 мл и отвешивают 900 г, оставшуюся часть пробы упаковывают и оставляют в качестве дубликата.

Проведение радиационного мониторинга по изложенному способу позволяет: а) достоверно отобразить радиационную обстановку территории за счет репрезентативного размещения сети отбора проб, б) повысить достоверность и надежность измерений по сравнению с известными и описанными способами.

Литература 1. Инструктивно-методические указания по работе санэпидемстанции в области радиационной гигиены. - М.: Минздрав СССР, 1964, 60, с.323.

2. Методические рекомендации по санитарному контролю за содержанием радиоактивных веществ в объектах окружающей среды. - М.: Минздрав СССР, 1980.

3. Передвижная лаборатория радиационного контроля. - Патент РФ 2002226, G 01 N 23/00, 1996.

4. Устройство для отбора проб грунта. - Патент РФ, 2061209, G 01 N 1/04, 1996.

5. Способ определения радиоактивности веществ. - Патент РФ, заявка 94012515, G 01 N 1/24, 1996.

6. Система экологического мониторинга города или региона. - Патент РФ 92007530/24, кл. G 01 С 11/00, 1995.

7. Способ радиационного мониторинга экосистем по радиоактивности почв. - Патент РФ RU 97108854 А, кл. G 01 Т 1/167, 1998.

Формула изобретения

1. Способ радиационного мониторинга экосистем по радиоактивности почв, заключающийся в отборе пробы почвы и приготовлении пробы с последующим измерением содержания в ней радионуклидов, отличающийся тем, что пробы почвы отбирают с пробных площадей 20•20 м для лесной зоны, 10•10 м для открытых территорий и 5•5 м для городских территорий, в пределах которых пробы отбирают в 5 точках - по углам пробной площади 4 пробы и в середине 1 проба, затем их объединяют в единую пробу и перемешивают, причем отбор производят два раза в год - весной в апреле или мае и осенью в сентябре или октябре, на отбор одной пробы затрачивают до 0,2 ч, а на приготовление одной пробы для радиометрического анализа - до 1,2 ч, для анализа готовят две параллельные пробы и их дубликат, который хранят в течение года, при этом на месте отбора проб ножницами удаляют травяной покров, пробы берут в 5 точках пробной площади по краям и в центре с поверхности монолитным слоем размером 10•10 см, глубиной 5 см, затем пробы объединяют, очищают от корней и упаковывают в плотную бумагу с простановкой на упаковке даты, адреса и размера площади, с которой отобрана проба, и транспортируют в лабораторию.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что отобранную пробу высушивают в сушильном шкафу при 60^oС до суховоздушного состояния в течение одной рабочей смены, затем высушенную пробу взвешивают, растирают в ступке до фракции 0,25 мм и просеивают, подготовленную и размельченную пробу помещают на лист из полиэтилена, перемешивают ее перекатыванием, поднимая попеременно углы листа, затем пробе придают форму диска и делят ее на четыре части - из них две диаметрально противоположные части удаляют, а две оставшиеся части перемешивают, доводя остаток пробы до массы 1 кг, после чего одну часть пробы - навеску для радиометрического анализа помещают на обработанную спиртом, высушенную и взвешенную подложку - мишень диаметром 60 мм, поверхность пробы выравнивают на подложке и отвешивают 3 г, при этом другую часть пробы - для гамма-спектрометрического анализа помещают в обработанный спиртом, высушенный и взвешенный мерный стакан вместимостью 1000 мл и отвешивают 900 г, оставшуюся часть пробы упаковывают и оставляют в качестве дубликата.