Тема: Радиоактивность почв Кирхгофской возвышенности

Радионуклиды, присутствующие в горных породах, являются одними из естественных источников ионизирующего излучения. Геологические тела с повышенным содержанием радионуклидов определяют экологическую обстановку территории.
К таким телам на территории Ленинградской области относятся ордовикские битуминозные аргиллиты копорской свиты, которые также называются диктионемовыми сланцами (из-за обнаружения в них остатков граптолитов рода Dictyonema).Характерная особенность этих пород - повышенное содержание естественных радионуклидов (ЕРН) - 238U, 232Th, 40K
Толщи аргиллитов чаще перекрыты более поздними отложениями, однако на некоторых территориях (от р. Сясь на востоке до Эстонии на западе), сланцы подходят близко к поверхности и вскрываются реками и ручьями, а также горными выработками (канавы, карьеры и т.д.). Выходы сланцев на дневную поверхность наиболее распространены в районе Балтийско-Ладожского уступа. Он протягивается от р. Волхов до г. Палдиски и далее по дну Балтийского моря до берегов Швеции и является существенным элементом рельефа северной части Восточно-Европейской равнины, отделяет Ордовикское плато от Кембрийской (Предглинтовой, Приморской) низины.
К Балтийско-Ладожскому глинту относится, и территория Дудегофских высот, которые включают в себя горы Ореховую, Воронью, Кирхгоф, а также Кавелахтинскую и Перекюльскую гряды. В настоящее время здесь расположен ряд населенных пунктов (посёлок Дудергоф, деревни Кавелахта, Вариксолово, Пикколово, Мурилово, Перекюля, Карвала, Ретселя). Кирхгофская возвышенность, являющаяся территорией моего исследования представлена контрастным рельефом, изрезанным лощинами с крутыми склонами до 20-41°, и сложным геологическим строением, характерным для гляциотектонических дислокаций, что обуславливает возможность непосредственного контакта высокорадиоактивных пород - диктионемовых сланцев - с почвой на относительно больших пространствах. Здесь ореолы рассеивания природных радионуклидов могут образовываться естественным путем за счет механического или химического обогащения почв радиоактивными элементами, содержащимися в битуминозных аргиллитах.
Очевидно, что диктионемовые сланцы могут представлять реальную опасность для человека, ведь в пределах изучаемой территории расположено несколько населенных пунктов, на территории которых могут располагаться участки с обширными выходами сланцев на поверхность. Кроме того, на участке исследования расположены такие объекты спортивно¬развлекательно характера, как стрелковый клуб «Русское оружие» и горнолыжный курорт «Туутари-парк. Кроме того, планируется построить бобслейно-биатлонный комплекс «Туутаревская зона горнолыжного спорта», три коттеджных поселка, рестораны, гостиницы и объекты инфраструктуры. Во время проведения исследовательских работ я часто становилась свидетелем того, что красивые ландшафты горы Кирхгоф и ее окрестностей используются местными жителями для прогулок, пикников, катания на квадроциклах, мотоциклах, лошадях и т.д. Поэтому так актуально проведение изучения радиоэкологической обстановки именно здесь.
Исходя из всего вышесказанного, была поставлена цель - характеристика диктионемовых сланцев как природного источника ионизирующего излучения, а также оценка радиоэкологической ситуации на Кирхгофской возвышенности.
Для достижения цели необходимо было решить следующие основные задачи:
> Поиск, расчистка выходов диктионемовых сланцев (копорская свита)
> Отбор проб и образцов из толщи диктионемовых сланцев
> Измерение мощности экспозиционной дозы (МЭД) почв непосредственно на точках расчистки
> Проведение пешеходной гамма-съемки по всему исследуемому участку
> Анализ полученных данных и выявление мощностей гамма-поля Кирхгофской возвышенности
> Количественная оценка содержания радионуклидов 238U, 232Th, 40K в диктионемовых сланцах и выявление характера распределения этих элементов по разрезу;
Гамма-сьемка осуществлялась в период с 2018 по 2020 гг. на территории Кирхгофской возвышенности (Ломоносовский район Ленинградской области). Отбор проб проведен там же осенью 2020 года. Всего было отобрано 11 проб диктионемовых сланцев с 4 обнажений. Также в каждой точке отбора производились измерения МЭД над почвами. Пробы отбирались по одному профилю сверху вниз по разрезу, с интервалом 0,3-0,4 м при помощи геологического молотка, хранились и транспортировались в полиэтиленовых пакетах. Средний вес одной пробы 0,5 кг. Лабораторные исследования проводились на базе испытательной лаборатории отдела радиационной гигиены ФБУЗ «Центр гигиены и эпидемиологии в городе Санкт- Петербург».
Выражаю благодарность моему научному руководителю Беляеву А. М за помощь и поддержку по ходу написания выпускной бакалаврской работы. Также выражаю признательность безвременно ушедшему из жизни в начале 2021 года руководителю моих курсовых работ доценту кафедры экологической геологии С.В. Лебедеву за помощь, ценные советы и консультации по ходу ведения исследовательских работ. Кроме того, хочу поблагодарить студентов кафедры экологической геологии Бунина В.О, Гришнякову А.И и Евенкову Т.А. и за помощь в проведении радиометрических исследований.
Купить

Целью работы являлась характеристика диктионемовых сланцев как природного источника ионизирующего излучения, а также оценка радиоэкологической ситуации на Кирхгофской возвышенности.
После проведенных исследований были получены следующие результаты:
1. Значения мощности экспозиционной дозы (МЭД) над почвами г. Кирхгоф варьируют от 11 до 140 мкР/час.
2. Диктионемовые сланцы копорской свиты нижнего ордовика характеризуются повышенным содержанием естественных радионуклидов (ЕРН). Анализ проб на удельную активность радия-226, тория-232, калия-40 и расчеты эффективной удельной активности (Аэфф), показали, что значения Аэфф по всем исследуемым участкам варьируют в среднем от 1800 Бк/кг до 2700 Бк/кг. Наибольшими значениями эффективной удельной активности ЕРН характеризуются пробы обнажения 174 (восточный склон горы Кирхгоф)
3. Расчеты показали, что содержание урана в пласте диктионемовых сланцев колеблется от 130 до 203 г/т, калия от 5 % до 7%, содержание тория менее 14,8 г/т. Содержания тория в основном соответствуют кларку. Для калия наблюдаются превышения в 6 раз над кларковыми значениями.
4. При изучении распределения ЕРН по мощности и простиранию пластов диктионемовых сланцев были выявлены следующие закономерности:
• В ТН 401, 18-10-2 наблюдается однородное распределение калия по толще аргиллитов, а в ТН 174 - его содержание увеличивается вниз по обнажению.
• Содержание радия колеблется в больших пределах, только в ТН 18-10-2 выявлено равномерное увеличение содержания радия от кровли к подошве. Это может объясняется тем, что в этой точке наблюдение залегание пласта, наименее нарушенное по сравнению с другими ТН.
5. Содержание урана в исследуемых разрезах превышает кларковые значения от 36 раз до 56 раз.
6. При оценке потенциального воздействия ионизирующего излучения от диктионемовых сланцев на население было установлено, что степень облучения населения, при нахождении людей в непосредственной близости от выходов радиоактивных пород на дневную поверхность, можно отнести к повышенной и высокой - значения мощности эквивалентной дозы составили от 5,5 до 17,6 мЗв/год. Наибольшая мощность экспозиционной дозы также отмечается на восточном склоне Кирхгофской возвышенности и достигает от 390 мкР/ч. Полученные значения на всех участках накладывают ограничения на жилищную и общественную застройку на данных участках.

Купить