Фітодезактивація і розсолення технологічних водойм за допомогою макрофітів

Біологічне очищення скидних вод АЕС від радіоактивних та хімічних речовин і сполук завдяки використанню ставків-біоочищення (біоставків) є зрозумілим, бо біохімічне і фізіологічне самоочищення водоймищ у природних умовах за допомогою сукупності живих організмів, що населяють водоймище, є ефективним і  економічно виправданим. Очищення стоків у біоставках – це завершальний етап після первинного механічного і фізико-хімічного очищення, який остаточно формує якість води, що скидається у природні водні об’єкти або на рельєф. Роль біоставків в очищенні скидних вод АЕС є ще більш вагомою, бо за їхньою допомогою скидні води можна піддати повній або частковій дезактивації. Тому здатність біоти ставків-біоочищення АЕС до накопичення і утримання радіонуклідів відіграє важливу роль у підтриманні радіоекологічної безпеки прилеглої до АЕС водної системи [3, 4].
В умовах ставків-охолоджувачів АЕС південного регіону вегетують різні види водяних рослин: повітряно-водних (очерет звичайний і озерний, роголистник вузьколистий і широколистий, малик великий, аір болотний), заглиблені (рдесник гребенчатий, пронзенолистий, уруть колоскова, роголостник темнозелений, елодея канадська), повільно плавучі і з плавучим листям (жовта кубижка, ряска мала, спіроделла), зелені нитчасті водорості (кладофора, спірогира, зігнема).
У роботах [1, 2] при вивченні процесів розподілу радіонуклідів в біотичних і абіотичних компонентах екосистем річок, які знаходяться поблизу зони Чорнобильської АЕС, встановлено, що гідрофіти є одним з основних компонентів водної екосистеми, в які під час вегетативного періоду переходить значна частина активності радіонуклідів, яка присутня у воді і в донних відкладеннях. Тобто макрофіти є потужним фактором обмеження радіоактивного забруднення прісноводної екосистеми [3-5].
Перспективи використання макрофітів для очищення водоймищ від мінеральних і радіоактивних речовин відображені в багатьох роботах, але здебільшого матеріали досліджень з цієї проблеми отримані експериментально в лабораторних умовах. У нашій публікації викладені результати натурних досліджень з дезактивації і розсолення води ставка-охолоджувача Південно-Української (ПУ) АЕС з використанням вищих водяних рослин [6,7].
Об’єкт і методи.Об’єктами досліджень виступали вода і водяні компоненти (риби, донні відклади і гідрофіти: Cladophora  fracta i Petagetonnataus) ставка-охолоджувача ПУ АЕС. Оцінку радіаційної ситуації здйснювали з використанням даних радіометричних і спектрометричних вимірювань вмісту 90Sr, 137Cs, 3H у пробах води і водяних компонентах, які приведені в Бк/кг природної вологості. Обробка проб, радіохімічний, радіометричний і гамма-спектрометричний аналізи виконувалися за рекомендованими методиками, похибка вимірювань не перевищувала 10-15 %.
Результати та їх обговорення. Дослідження з вивчення зменшення радіаційного забруднення ставка-охолоджувача ПУ АЕС з використанням макрофітів розпочинали з оцінки радіаційної ситуації у водоймищі, для чого визначали рівні концентрації радіонуклідів і хімічних речовин у воді і в водоростях. Вода ставка-охолоджувача мала слабко лужну реакцію, з високою мінералізацією (до 1146 мг/л). Гідротермічні дослідження ставка-охолоджувача ПУ АЕС свідчили, що в основному усі зони водоймища приймають участь в процесі охолодження. Активність радіонуклідів у воді знаходилася в межах 0,06-0,28 Бк/л – для  90Sr, 0,02-0,03  Бк/л – для  137Сs, 59-63 Бк/л – для .
Особливості гідротермохімічного режиму ставка-охолоджувача накладали відбиток на розповсюдженість водної рослинності у водоймищі, на її різноманітність і чисельність. Спостереження показали, що на окремих ділянках водоймища зустрічаються невеликі скупчення рдестів, ряски, елодеї і роголистника. Протягом 6-7 місяців (квітень-листопад) реєструвався активний розвиток нитчастих водоростей, в основному, кладофори.
Позитивним фактором для розведення у ставку-охолоджувачі водної рослинності була достатня присутність в водоймищі насіння, плодів, бруньок, а також часток коренів і стеблей водяних рослин, що надходили з балки Ташлик та з Південного Бугу.
Хоча практично складно систематично проводити кількісний підрахунок біомаси водних рослин, їх обсягу нарощування та відмирання, все ж трирічні спостереження показали, що активний розвиток водоростей у водоймищі відбувається на 5 ділянках. Це дрібно водні затоки загальною площею 1,12 км2.
Перша ділянка – затока у верхній частині  водоймища площею 0,4 км2. Ще три ділянки розташовані ближче до АЕС. Це – затоки у східній частині узбережжя, площею відповідно 0,35 км2, 0,08 км2, 0,05 км2. П’ята ділянка (0,24 км2) розташована на західному березі, в районі старого саду. Всі ділянки знаходяться поза основною течією водоймища, дрібні мають мули з високим вмістом органічної речовини. Середня розрахункова величина біомаси рдесту на квадратному метру складала біля 5 кг, нитчастих водоростей – біля 2 кг на м2. Біомаса рдесту на п’ятьох ділянках ставка-охолоджувача складала біля 5,6.106 кг, а кладофори біля 2,24.106 кг. Звичайно, щороку, ці величини коливаються на порядок як в більший, так і в менший бік.
Проби нитчастих водоростей і рдесту пронзенолистого відбирали вздовж берегової лінії ставка-охолоджувача в 37 пунктах. В пробах, крім  90Sr, 137Cs, 3H реєструвалися також природні (226Ra, ізотопи торію, урану) і станційні радіонукліди 24Mn(2,6±1,0 Бк/кг) і 60Со  (3,7±1,1 Бк/кг). Середній вміст  90Sr в кладофорі становив 7,2±2,1 Бк/кг, 137Cs – 10,4±2,4 Бк/кг і 32±10  Бк/кг відповідно. Враховуючи розраховану загальну біомасу водоростей на п’ятьох ділянках і визначену в них питому активність радіонуклідів (таблиці 2,3) сумарна активність радіонуклідів, яку депонувала біомаса рдесту, становила:  90Sr  - 9,5.107 Бк, 137Сs - 12.107 Бк і –18,0.107 Бк, а також біомаса кладофори: 90Sr  - біля 1,6.107 Бк, 137Сs - біля 2,3.107 Бк. Результати свідчили, що ці значення є одного порядку з середнім вмістом  90Sr, 137Cs, 3H в обсязі води ставка-охолоджувача АЕС. Значить біомасою водоростей п’ятьох ділянок можна за достатньо короткий час (за 2-3 вегетативних періоди) вивести з водоймища значну кількість активності основних дозостворюючих радіонуклідів (90Sr, 137Cs, 3H ).
Нами виконані певні роботи з утилізації використаних водяних рослин. Після висушування водорості транспортували до спеціальної установки для спалювання. Попіл, який залишався після спалювання водоростей, проходив радіометричний і спектрометричний контроль. Рівень активності радіонуклідів в ньому не перевищував порядку радіоактивності донних відкладень ставка-охолоджувача АЕС (6-50 Бк/кг), тому його складували в ставках біоочищення очисних споруд господарсько-фекальної каналізації промислово-побутових скидів ПУ АЕС. Невелику частину попелу задіяно у дослідженнях з вивчення можливості використання мінеральних речовин (солей), що накопичувались у водоростях, в якості сольової домішки у харчовий раціон домашніх тварин (свиней). Радіаційно-гігієнічна оцінка м’яса цих тварин показала, що кількість  90Srі 137Cs в м’ясі не перевищувала існуючих рівнів цих радіонуклідів в м’ясі контрольної групи тварин.

Висновки:

  1. Дезективаційний захід зі зменшення рівня радіоактивного забруднення водоймища з використанням макрофітів дає позитивні результати прикладної його реалізації.
  2. Вибрані видигідробіонтів (Cladophorafracta i Pоtagetonnataus) мають достатню здатність до накопичення радіонуклідів з води ставка-охолоджувача АЕС. Більш висока кумуляція станційних радіонуклідів (90Sr, 137Cs, 3H ) з води належить рдестам.
  3. При застосуванні фітодезактиваційних заходів бажано використовувати усі сприятливі  фактори, які наявні у водоймищі: присутність природних скупчень того чи іншого виду макрофітів, особливостей гідротермохімічного режиму водоймища та інше.

Список літератури

  1. Гудков Д.И., Деревец В.В., Кузьменко М.И. и др. Гидробионты в радиоэкологическом мониторинге водоемов зоны отчуждения Чернобыльской АЭС //Зб. наук. праць “Гигиена населенных мест Украины”, Вып.36, т.1, К., 2000. – С. 404-414
  2. Евдокимов В.Н., Марченко Ю.Д. и др. Радиационно-экологическая оценка высшей водной растительности замкнутого водоема //Матеріали III з’їзду з радіаційних досліджень України, К., 2003. – С.301-302.
  3. Кутлахмедов Ю.О., Корогодін В.У., Кольтовер В.К. Основи радіоекології: Навч. посіб. – К.: Вища школа, 2003. – 344 с.
  4.  Лазоренко Г.Е., Егоров В.Н. Роль донных отложений в извлечении радиоцезия из водной среды // Радиоэкология: успехи и перспективы: Материалы науч. семинара (июнь 1994.). – Севастополь, 1994. – С. 117
  5. Мережко А.И., Кузьменко М.И., Величко М.И. и др.. Функционирование растительных сообществ в водных экосистемах малых рек в условиях влияния  АЭС /Гидробиологический журнал, К., 1990. – С.47-50.
  6. Томилин Ю.А., Григорьева Л.И., Железняк И.И. и др. Использование водоростей для очистки пруда-охладителя Южно-Украинской АЭС от радиоактивных веществ //Зб. наук. звітів Інституту біофізики МОЗ СРСР, 1991.
  7.  Томілін Ю.А., Григор’єва Л.І. Радіонукліди у водних екосистемах південного регіону України: міграція, розподіл, накопичення, дозове навантаження на людину і контрзаходи: Монографія. – Миколаїв: Вид-во МДГУ ім. Петра Могили, 2008. – 320 с.

Фітодезактивація і розсолення технологічних водойм за допомогою макрофітів [Електронний ресурс]  / Григор’єва Л.І., Томілін Ю.А., Григор’єв К.В. // Режим доступу: http://eco.com.ua/content/fitodezaktyvaciya-i-rozsolennya-tehnologichnyh...

Topics: 
Оцінка: 
0
No votes yet