ВВЕДЕНИЕ 15
0 РЕМЕДИАЦИЯ ЗЕМЕЛЬ ПОДВЕРЖЕННЫХ РАДИОАКТИВНОМУ
ЗАГРЯЗНЕНИЮ 22
0.1 Планирование ремедиационных мероприятий 22
0.2 Зарубежный опыт 23
0.3 Результат проведенных работ 26
1 ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАЙОНА ЗАГРЯЗНЕННЫХ УЧАСТКОВ
НА ТЕРРИТОРИИ СИП 27
1.1 Ландшафтно-географическая и климатическая характеристика
исследуемого района 27
2 ОСНОВНЫЕ ТЕХНОГЕННЫЕ ФАКТОРЫ ФОРМИРОВАНИЯ
ТЕХНОГЕННОЙ ОСБСТАНОВКИ В ИССЛЕДУЕМОМ РАЙОНЕ 27
2.1 Испытания на площадке "Опытное поле" 30
2.2 Современная радиационная обстановка на загрязненных территориях,
которые непосредственно оказывают влияние на формирование радиационной обстановки на территории СИП 30
2.3 Участок захоронения радиоактивных материалов ("могильник") 40
2.4 Современное состояние радиационной обстановки на территории
"могильника" 41
2.5 Площадное распределение искусственных радионуклидов на
загрязненных территориях 43
3 ТРЕБОВАНИЯ РК В ОБЛАСТИ НОРМИРОВАНИЯ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОБЪЕКТОВ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ 46
3.1 Современный статус территории СИП и условия проведения какой либо деятельности в местах проведения ядерных взрыв 46
3.2 Порядок передачи земель 48
3.3 Допустимые уровни дозовых нагрузок на население 49
3.4 Требования нормативных документов РК к уровням радиоактивного
загрязнения окружающей среды 50
3.5 Нормирование загрязнения почвенного покрова 53
4 РАЗРАБОТКА ПРОЕКТА ПО РЕМИДИАЦИИ ЗАГРЯЗНЕННЫХ ЗЕМЕЛЬ 55
4.1 Обоснование необходимости проведения ремидиационных работ на
загрязненных участках 55
4.2 Основные этапы создания технологического комплекса для
проведения работ по ремидиации загрязненных площадок СИП 56
4.3 Создание физической защиты площадки «Опытное поле» 56
4.3.1 Детализация границ площадки «Опытное поле» 56
5.3.2Создание периметра физической защиты 56
5.3.3Контроль целостности периметра 57
5.3.4Создание ПХРО (пункта хранения радиоактивных отходов) 57
5.3.5 Подготовка карт хранения РАО (радиоактивных отходов) 57
5.3.6 Создание инфраструктуры 57
4.4 Лагерь на БРВ (Боевые радиоактивные вещества) 57
4.5 Рабочая зона 57
4.5.1 Бокс для дезактивации 58
4.5.2 Площадка для разбраковки, паспортизации и отгрузки радиоактивных
отходов и материалов ограниченного использования 59
4.6 Лагерь на ОПП (опытном поле) 60
4.7 Жилая зона лагеря на опытном поле 60
4.8 Заправочная станция 61
4.9 Крупномасштабная радиационная съемка 64
4.9.1 Создание карты распределения РАО (радиоактивных отходов) на
площадках 64
4.9.2 Радионуклидная идентификация радиоактивных отходов 65
4.9.3 Оценка объемов радиоактивных отходов и материалов ограниченного
использования 66
4.10 Поэтапное изъятие загрязненного грунта и сортировка радиоактивных
отходов 66
4.11 Транспортировка загрязненного грунта на СВХ 66
4.12 Паспортизация и размещение РАО на СВХ 69
4.12.1 Захоронение радиоактивных отходов на пункте хранения
радиоактивных отходов 70
4.12.2 Заключительное обследование площадок «4», «4а» и объекта
«Могильник» 72
4.12.3 Восстановление почвенного покрова площадок «4», «4а» и объекта
«Могильник» 72
«ФИНАНСОВЫЙ МЕНЕДЖМЕНТ, РЕСУРСОЭФФЕКТИВНОСТЬ И РЕСУРСОСБЕРЕЖЕНИЕ» 72
6.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения
научных исследований с позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения 74
6.2 Анализ конкурентных технических решений 74
6.3 Технология QuaD 74
6.4 SWOT-анализ 75
6.5 Планирование научно-исследовательских работ 76
6.5.1 Структура работ в рамках научного исследованияОшибка! Закладка не определена.
6.6 Определение трудоемкости выполнения работ 80
6.7 Разработка графика проведения научного исследования Закладка не определена.
6.8 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) 82
6.9 Расчет материальных затрат НТИ 86
6.10 Основная заработная плата исполнителей темы 86
6.11 Дополнительная заработная плата исполнителей темы 87
6.12 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) 88
6.13 Накладные расходы 88
6.14 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского проекта..89
6.15 Определение ресурсной (ресурсосберегающей), финансовой,
бюджетной, социальной и экономической эффективности
исследования О
шибка! Закладка не определена.
7 СОЦИАЛЬНАЯ ОТВЕТСТВЕННОСТЬ 94
7.1 Производственная безопасность 94
7.1.1 Анализ выявленных вредных и опасных факторов при разработке и
эксплуатации проектируемого решения
7.2 Средства индивидуальной защиты 97
7.3 Экологическая безопасность 99
7.4 Безопасность в чрезвычайных ситуациях 103
7.5 Правовые и организационные вопросы обеспечения безопасности...104
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 106
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 108
ПРИЛОЖЕНИЕ А 110
Республика Казахстан - это многонациональная страна, которая широко представлена различными событиями, непосредственно связанных с ядерной энергией. Такие события как военные ядерные испытания, и мирные ядерные взрывы, и даже добыча и последующая переработка урана. Естественным фактором явилось, что все эти события, на фоне таких трагических событий как (Хиросима-Нагасаки, Чернобыль и другие аварии), привели к значительной настороженности человечества и, первым делом это относиться к Семипалатинскому испытательному полигону (СИП). Эта настороженность очень часто преувеличена и подчас носит предвзятый характер. Общество заболело радиофобией. Психологическое оздоровление общества - процедура весьма сложная и длительная и достижима только при условии объективного оценивания сложившейся ситуации и доступности этих результатов широкой общественности по средствам массовой информации [1].
Одним из главных направлений деятельности Национального ядерного центра Республики Казахстан (НЯЦ РК) и его дочерних предприятий является обеспечение радиационной и ядерной безопасности ныне бывшего СИП и организация ведения хозяйственной деятельности с учетом особенностей его территории.
Решение о создании ядерного исследовательского полигона было постановлено Центральным комитетом КПСС и Советом Министров СССР 21 августа 1947 года.
СИП использовался для различных испытаний ядерного оружия СССР — как в земле (штольнях и скважинах), так и непосредственно в атмосфере. 12 августа 1953 года здесь было проведено испытание термоядерного оружия, в атмосфере — на высоте 30 метров над землей (заряд, который располагался в специальной башне). После этого испытания началось быстрое заражение территории полигона и прилегающих к самому полигону земель, непосредственно радиоактивными элементами. 22 ноября 1955 года термоядерная бомба была сброшена с самолета и разорвалась в небе на высоте 2 км над уровнем земли.
Так, СИП стал смертельно опасным объектом для людей, проживающих недалеко от самого полигона испытаний. Полигон функционировал в период с 1949 по 1989 год. За всё это время было произведено более 450 испытаний, в ходе которых взорвали около 600 как ядерных, так и термоядерных устройств. Из них было примерно 30 наземных и не менее 85 воздушных произведено взрывов. Кроме того, проводились и другие испытания, в число которых входили гидродинамические и гидроядерные испытания данного оружия. Известно, что общая мощность зарядов, непосредственно сброшенных на Семипалатинский ядерный полигон в период с 1949 по 1963 год, в 2,2 тыс. раз больше, чем сила атомной бомбы, которая была скинута США в 1945 году на Хиросиму [2].
Полигон находиться в Республике Казахстане на границе Павлодарской, Восточно-Казахстанской, и Карагандинской областей, на расстоянии 130 километрах северо-западнее г. Семипалатинска, и на левом берегу Иртыша [1].
СИП занимает площадь в 18500 км2. На территории полигона расположен ранее закрытый город Курчатов, который был переименован в честь советского физика Игоря Курчатова, ранее который обозначался как Москва- 400, Берег, Семипалатинск-21, станция Конечная. На географических картах это место показано как «Конечная» (название самой станции) или «Молдары» (село, которое входит в состав Курчатова).
Постановлением Правительства Республики Казахстан № 172 от 07.02.1996 года земли бывшего полигона были переведены в состав земель запаса таких областей как: Карагандинской — это 131,7 тысяч га, Павлодарской — 706 тысяч га, Восточно-Казахстанской областей — 978,9 тысяч га.
Общая площадь использованных и пострадавших земель была оценена в 304 000 км2 [1].
Последнее в истории Казахстана ядерное испытание было произведено 19 октября 1989 года. 29 августа 1991 года Президентом РК Н. А. Назарбаевым был подписан Указ № 409 «О закрытии Семипалатинского ядерного полигона»
С момента закрытия ядерного полигона и по настоящее время учеными Казахстана совместно с международным научным сообществом был получен очень большой объем информации по отношению к текущей радиационной обстановки непосредственно на СИП и прилегающих к полигону землях. И были выявлены все основные участки радиоактивного загрязнения, а в последующем определены основные пути и механизмы текущего и потенциального распространения радиоактивных веществ на данной территории. Полученные данные, дают возможность сделать нам соответствующий вывод, что в настоящее время СИП не оказывает никакого негативного воздействия на население, проживающее на прилегающих к полигону территориях, за исключением населения, проживающего в зоне влияния реки под названием Шаган. Можно однозначно утверждать, что соблюдение норм закона и специально разработанных правил,распространяющихся на деятельность на территории СИП, обеспечивает радиационную безопасность при осуществлении на ней хозяйственной деятельности.
Одновременно с этим, радиоэкологическая ситуация данной территории не является стабильной, и выявлены значительные процессы миграции радиоактивных веществ, и всё это вызывает необходимость проведения регулярного мониторинга радиационной ситуации на СИП и дальнейшего продолжения исследований ситуации на полигоне. Можно отметить, при учёте масштабности СИП и многообразия проведенных на ней испытаний, имеющаяся информация не являются исчерпывающей, но она позволяет предложить научно обоснованный план исследовательских работ и практических ликвидационных мероприятий таких как ремедиация зараженной земли.
Весь комплекс экспериментальных данных, полученных НЯЦ РК к настоящему времени, позволяет сделать соответствующие выводы, о том, что на основной части территории исследуемого полигона уровень концентраций искусственных радионуклидов сравним с уровнем глобальных выпадений, что говорит о возможности передачи этих земель в сельскохозяйственное пользование, без каких-либо на то ограничений. Необходимость планомерных работ и постепенной передачи земель СИП в народнохозяйственный оборот было поддержано руководством страны, что непосредственно нашло отражение в решениях Совета Безопасности от 06 апреля 2009 года и Протокольном решении Межведомственной Комиссии при Совете Безопасности от 7 мая 2009 года. В соответствии с законодательством РК, в настоящее время вся территория СИП относится к землям запаса, согласно (Постановлению РК от 7 февраля 1996 года №172). В соответствии со статьёй 143 "Земельного Кодекса РК". Земельные участки, на которых соответственно проводились испытания ядерного оружия, на основании данной статьи могут быть предоставлены Правительством РК в собственность, землепользование только после завершения всех необходимых мероприятий по ликвидации последствий испытания ядерного оружия и комплексного экологического обследования при наличии заключения государственной экологической экспертизы соответственно положительной [3].
Исходя из вышеперечисленного, необходимым этапом передачи земли является проведение экологического обследования конкретных передаваемых земель. Одной из главных целей и конечной целью работ по СИП должна стать постепенная передача земель СИП в народное хозяйство и использование по назначению. Передача земель возможна только после проведения на ней всех
Вместе с тем, нельзя потерять бесценный научный материал о СИП. Некоторые его участки необходимо сохранить как музейные экспонаты, которые будут отражать важнейший этап развития человечества - этап освоения атома и создания самого грозного в истории человечества ядерного оружия. СИП может рассматриваться как мировая лаборатория для непосредственного исследования поведения искусственных радионуклидов в естественной среде.
Целью моей работы является - разработка проекта технологического комплекса для проведения работ по ремедиации загрязненных земельных участков СИП техногенными радионуклидами, с целью последующей передачи данных земель в сельскохозяйственное пользование населению без каких либо ограничений. Для достижения поставленной цели необходимо выполнить следующие задачи:
1. Произвести обзор мирового опыта при проведении восстановительных работ заражённой почвы радионуклидами и выбрать верное техническое решение данной проблемы.
2. Обосновать необходимость проведения ремедиации загрязненных земель конкретной площадки «Опытное поле» и прилегающих территорий загрязненных радионуклидами.
3. Разработать проект по проведению восстановительных работ на площадке «Опытное поле» и соседних загрязненных территорий.
Первым этапом длительной работы по ремедиации земли мной была выбрана "северная" территория СИП. На карте территория обозначена красной границей.
Оснований для такого решения было несколько:
• именно на этом ядерном полигоне в такой промежуток времени как с 1995 по 2007 годы было сформировано и накоплено большое количество информации о конкретном содержании искусственных радионуклидов в различных объектах окружающей среде;
• эта территория находиться на минимальном расстоянии к такому основному населенному пункту района как г. Курчатов;
• на данной заражённой территории полигона ведётся несанкционированная сельскохозяйственная деятельность населения;
Имеющейся уже информации недостаточно для передачи данных земель в пользование населению:
• недостаточная плотность исследования почвенного покрова по трансурановым изотопам и недостаточная надежность этих данных;
• недостаток надежных экспериментальных данных и необходимых расчетов о содержании радионуклидов в различных природных средах (водных источниках, воздухе);
• отсутствия расчетов о дозовых нагрузках на население территории;
• отсутствия данных по конкретному содержанию некоторых радионуклидов, которые могут внести определённое значение в дозовые нагрузки (плутоний-241, тритий) и другие.
На основании этих данных, было принято решение о проведении комплексного экологического исследования этой "северной" территории СИП по данной схеме:
• теоретическая оценка возможного радионуклидного загрязнения "северных" территорий СИП, включая и расчет возможных концентраций полного спектра радионуклидов образующихся при ядерном испытании, таких как: технеций - 99, самарий - 151, плутоний - 238, америций-241, тритий;
• оценка основных техногенных факторов, которые способны повлиять в настоящий период времени на существующую радиоэкологическую обстановку на данной территории;
• экспериментальное определение характера и уровня загрязнения почвенного покрова, при этом исследования необходимо проводить по разной сетке - с шагом 1,5 км для западной части, 1 км для восточной части, а для центральной части предварительно провести исследовательские работы по возможному уточнению шага сети опробования;
• оценка общих характеристик почвенного покрова, и характера распределения основных радионуклидов в почвах, а также форм нахождения основных искусственных радионуклидов;
• гидрогеологическое исследование условий этого района и конкретного характера загрязнения водных сред и прогноз возможного его изменения;
• исследование характера загрязнения воздушной среды этой территории;
• проведение геоботанического описания теоретической и
экспериментальной оценки уровней и характера загрязнения растительного покрова, а также возможных концентраций радионуклидов в сельскохозяйственной, растениеводческой продукции при ее производстве на этой территории;
• оценка животного мира данного района и содержания
радионуклидов в организме диких и домашних животных;
• определение дозовых нагрузок на население данного участка и персонала при осуществлении деятельности на исследуемой территории, в том числе при сценарии "фермер, ведущий натуральное хозяйство" на основе экспериментальных данных;
Данные исследования были проведены Национальным ядерным центром в период с 1995 по 2007 гг.
По результатам проведенных работ были выявлены локальные земельные участки, уровни загрязнений которых превышают допустимые пределы для ведения сельскохозяйственной деятельности населения.
В ходе выполнения данной работы был проведён обзор и анализ международного опыта по ремедиации (реабилитации) земель, которые подвергались загрязнению техногенными радионуклидами вследствие испытания ядерного оружия. В результате анализа было выбрано техническое решение по проведению ремедиационных мероприятий опираясь на международный опыт, в частности на выполненные работы на испытательном полигоне расположенного в Австралии, район Маралинга. Выполнение ремедиационных работ на испытательном полигоне расположенном в 130 километрах северо-западнее г. Семипалатинска, на левом берегу Иртыша.
Разработан проект ремедиационных работ на Семипалатинском испытательном полигоне, который включает в себя следующее:
1. Разделение и классификация загрязненного грунта на радиоактивные отходы и материалы ограниченного использования. Это позволяет уменьшить радиоактивные отходы т.к. материалы ограниченного использования можно применять при строительстве дорог.
2. Размещение радиоактивных отходов на охраняемый пункт хранения радиоактивных отходов и последующая консервация отходов с дальнейшим захоронением радиоактивных отходов на специальном комплексе для захоронения этих отходов.
По Семипалатинскому испытательному полигону был разработан и предложен проект по ремедиационным мероприятиям, который в свою очередь позволит локализовать наиболее загрязнённые земельные участки, и оградить доступ населения к радиационно-опасным объектам полигона. А так же провести очистку загрязнённых территорий площадь которых составляет 24 000 км и передать в сельскохозяйственное пользование населению более 15 000 км2.
Новизна этой работы - создание проекта ремедиации зараженных земель для Семипалатинского испытательного полигона, республики Казахстан с целью достижения благополучной радиационной обстановки на данной территории. В последующем передача очищенных от радионуклидов земель в сельскохозяйственное использование населению республики.
1. Андрюшин И. А. Ядерные испытания СССР. Гидроядерные эксперименты. Инвентаризация затрат плутония / И. А. Андрюшин, Н. П. Волошин, Р И. Илькаев, А. М. Матущенко, В. Н. Михайлов, А. К. Чернышев [и др.] // Инф. бюлл. ЦНИИатоминформ. - 1998. - No12. - С. 60-63.
2. Андрюшин И. А. Общие характеристики и некоторые вопросы экологических последствий ядерных испытаний СССР: тр. РФЯЦ-ВНИИЭФ /И. А. Андрюшин, Р И. Илькаев, А. К. Чернышев. - Т 1. - Саров: Научно исследовательское издание, 2001. - 637 с.
3. Материалы по вопросам радиоэкологического состояния территории бывшего СИП в результате воздействия значимых ядерных испытаний: окончательный доклад. Арзамас-16. - Москва, Санкт-Петербург, 1994.
4. Материалы по вопросам радиоэкологического состояния территории бывшего СИП в результате воздействия значимых ядерных испытаний: окончательный доклад. Арзамас-16. - Москва, Санкт-Петербург, 1994.
5. Crouch E.A.C. Atomic Data and Data Tables / E.A.C. Crouch. - 1977. - V.19. - P 417-532.
6. Атомные взрывы в мирных целях: сб статей / под ред. И. Д. Морохова. - М.: Атомиздат, 1970. - 124 с.
7. Радиоактивное загрязнение природных сред при подземных ядерных взрывах и методы его прогнозирования /под ред. Ю. А. Израэля. - Ленинград: Гидромет. изд-во, 1970. - 67 с.
8. Мирные ядерные взрывы: обеспечение общей и радиационной безопасности при их проведении / кол. авт. под рук. проф. В. А. Логачева - М.: Изд. АТ, 2001.
9. Логачев В. Радиоэкологические последствия испытаний БРВ на Семипалатинском полигоне / В. Логачев // Бюллетень по атомной энергии. - 2002. - No12.
10. Василенко И. Я. Чернобыль и проблемы радиобиологии / И. Я. Василенко. - 2001.
11. Давыдов М. Г. Радиоэкология. Избранные главы / М. Г. Давыдов.
12. Источники, эффекты и опасность ионизирующей радиации: доклад на Генеральной Ассамблее ООН за 1988 г. - М., 1992.
13. Павлоцкая Ф. И. Миграция радиоактивных продуктов глобальных выпадений в почвах / Ф. И. Павлоцкая. - М.: Атомиздат, 1974.
14. Глобальные выпадения и человек. - М.: Атомиздат, 1974.
15. Моисеев А. А. Цезий-137 в биосфере / А. А. Моисеев, П. В. Рамзаев. -М.: Атомиздат, 1975.
16. Бонина Т. А. Анализ некоторых результатов долгосрочного радиоэкологического мониторинга территории Республики Беларусь / Т. А. Бонина [и др.].
17. Чернобыль. Радиоактивное загрязнение природных сред / под ред. Ю. А. Израэля. - М.: Гидрометеоиздат, 1990.
18. Государственные санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99). СП 2.6.1.758-99. Издание официальное. - Алматы, 2000. - 80 с.
19. Гигиенические требования к безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов: Санитарные правила и нормы №4.01.071.03: утв. приказом министра здравоохранения Республики Казахстан от 11 июня 2003 г. № 447.
20. Радиационная обстановка 60. на территории СССР в 1990 г.: Ежегодник /под ред. К. П. Махонько. - Обнинск: НПО "Тайфун", 1991.
21. Постановление Кабинета Министров РК № 653 от 31 июля 2007 г. "Об утверждении критериев оценки экологической обстановки территорий".
22. Временные допустимые уровни содержания радионуклидов в объектах контроля Минсельхоза Республики Казахстан, не вошедших в перечень Минздрава Республики, 22.02.94.