Обумовленість процесів водного винесення продуктів радіоактивної та нерадіоактивної природи

Проаналізовано залежність режиму розчинних органічних речовин гумусової природи у водах дренажної мережі каналів лівобережжя р. Прип’ять від гідродинамічних та гідрологічних чинників. Доведено існування залежності концентрації ⁹⁰Sr у воді від вмісту в ній фульвокислот. Дано кількіс- ну оцінку винесе...

Full description

Saved in:

Bibliographic Details
Published in:	Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля
Date:	2011
Main Author:	Шевченко, О.Л.
Format:	Article
Language:	Ukrainian
Published:	Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України 2011
Subjects:	Проблеми Чорнобиля
Online Access:	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/112986
Tags:	Add Tag No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:	Обумовленість процесів водного винесення продуктів радіоактивної та нерадіоактивної природи / О.Л. Шевченко // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2011. — Вип. 17. — С. 131–138. — Бібліогр.: 8 назв. — укр.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine

_version_	1860148797885120512
author	Шевченко, О.Л.
author_facet	Шевченко, О.Л.
citation_txt	Обумовленість процесів водного винесення продуктів радіоактивної та нерадіоактивної природи / О.Л. Шевченко // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2011. — Вип. 17. — С. 131–138. — Бібліогр.: 8 назв. — укр.
collection	DSpace DC
container_title	Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля
description	Проаналізовано залежність режиму розчинних органічних речовин гумусової природи у водах дренажної мережі каналів лівобережжя р. Прип’ять від гідродинамічних та гідрологічних чинників. Доведено існування залежності концентрації ⁹⁰Sr у воді від вмісту в ній фульвокислот. Дано кількіс- ну оцінку винесення гумусових кислот ґрунтовими водами та поверхневим стоком. Підкреслюється основна роль у винесенні гумусових речовин і суттєва в мобілізації ⁹⁰Sr процесів вторинного заболо- чування водозборів та евтрофікації водотоків, що розвинулись у зоні відчуження за 25 років. Приведен анализ режима растворимых органических веществ гумусовой природы в водах дренажной сети каналов левобережья р. Припять и его зависимости от гидродинамических и гидрологических факторов. Доказано существование зависимости концентрации ⁹⁰Sr в воде от содержания в ней фульвокислот. Количественно оценен вынос гумусовых кислот грунтовыми водами и поверхностным стоком. Подчеркивается основная роль в выносе гумусовых веществ и существенная – в мобилизации ⁹⁰Sr процессов вторичного заболачивания поверхности водосборных бассейнов и эвтрофикации водотоков, которые приобрели широкое развитие на отчужденной территории за 25 лет после Чернобыльской катастрофы. The analysis mode of soluble organic matter in natural humic water drainage channels left bank of. Pripyat and its dependence on the hydrodynamic and hydrological factors. Proved the existence of the concentration of ⁹⁰Sr in the water on the content of fulvic acid in it. Quantified removal of humic acids of groundwater and surface runoff. Emphasizes the primary role in the removal of humic substances and significant - in the mobilization of ⁹⁰Sr processes of secondary swamping of the surface watershed and eutrophication of waterways, which have acquired extensive development on the alienation of the territory for 25 years after the Chernobyl disaster.
first_indexed	2025-12-07T17:50:49Z
format	Article
fulltext	ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2011 ВИП. 17 131 УДК 550.424.4 О. Л. Шевченко ОБУМОВЛЕНІСТЬ ПРОЦЕСІВ ВОДНОГО ВИНЕСЕННЯ ПРОДУКТІВ РАДІОАКТИВНОЇ ТА НЕРАДІОАКТИВНОЇ ПРИРОДИ Київський національний університет імені Тараса Шевченка Проаналізовано залежність режиму розчинних органічних речовин гумусової природи у водах дренажної мережі каналів лівобережжя р. Прип’ять від гідродинамічних та гідрологічних чинників. Доведено існування залежності концентрації 90Sr у воді від вмісту в ній фульвокислот. Дано кількіс- ну оцінку винесення гумусових кислот ґрунтовими водами та поверхневим стоком. Підкреслюється основна роль у винесенні гумусових речовин і суттєва в мобілізації 90Sr процесів вторинного заболо- чування водозборів та евтрофікації водотоків, що розвинулись у зоні відчуження за 25 років. Ключові слова: розчинні органічні речовини, окиснюваність, фульвокислоти, евтрофікація, меліоративні канали, водне винесення, 90Sr, ґрунтові води, лівобережна заплава. Вступ Як відомо, у гідрогеохімії використовують такі поняття, як сторонні (спеціальні та універсальні) гідрохімічні показники пошуку корисних копалин, у тому числі пошуку про- мислових підземних вод. До цих показників відносять речовини та елементи, що мають па- рагенетичний або сингенетичний зв'язок з корисними елементами. Вони можуть бути широ- ко розповсюджені в геосфері, але збільшують концентрацію чи проявляють аномальні влас- тивості на ділянках залягання покладів відповідних корисних копалин. Гідрохімічні дані, які ми отримуємо за останнє десятиріччя по зоні відчуження, усе більше переконують у тому, що після вивільнення з паливної матриці та певного мобілізаційного періоду 90Sr асоціюєть- ся, розсіюється та акумулюється в аквальних ландшафтах за геохімічними законами, які ді- ють для його природних носіїв у зоні гіпергенезу, тобто перевідкладається на різноманітних геохімічних бар’єрах, асоціюється з полімолекулярними органічними лігандами, гідроокиса- ми заліза, акумулюється в ортштейнах, ландшафтних елементах, збагачених на сульфати то- що. Крім того, згідно з дослідженнями М. Г. Валяшко та Гіббса, присвячених термодинаміч- ній або хімічній рівновазі вихідних іонів та їхніх сполук, існують найбільш вірогідні хімічні зв’язки між аніонами та катіонами (на основі вільних енергій Гіббса) як на макро-, так і на мікрокомпонентному рівнях. Поширюючи ці підходи на вивчення обумовленості вмісту 90Sr в поверхневих та ґрун- тових водах можна дійти висновку, що його вміст на сьогодні обмежується буферністю при- родних розчинів, яка, у свою чергу, значною мірою залежить від ступеня евтрофікації та сап- робності вод або від концентрації у воді органічних речовин, рН та деяких компонентів не- органічної природи. Проаналізовані нами зв’язки вмісту 90Sr з мінеральними макро- і мікро- компонентами виявились менш вагомими, ніж його залежність від загального вмісту фуль- вокислот та легкорозчинної органічної речовини (за перманганатною (ПО) і біхроматною (БО) окиснюваністю) [1, 2]. Так, коефіцієнти парної кореляції між вмістом 90Sr та ПО повер- хневих вод визначені в межах від 0,61 до 0,85 (для різних водотоків), а найбільший коефіці- єнт зв’язку між вмістом 90Sr та вмістом одного з неорганічних іонів ( HCO3) становив 0,66, причому лише на одному з восьми об’єктів. Для більшості меліоративних каналів чорнобильської зони відчуження (далі - зона ві- дчуження), особливо для каналів другого порядку, на водозборах яких поширені гідроморфні ґрунти, характерні відновлювальні умови, що пов’язується з надходженням великої кількості органічної речовини, яка зв’язує кисень, а також перевищенням сумарної швидкості дихання гідробіонтів над темпами аерації води. До підвищення вмісту органічної речовини та об’ємної активності вод річок зони відчуження найчастіше призводить одна й та сама причи- на – затоплення берегових схилів та заплав, винесення органічного матеріалу різного © О. Л. Шевченко, 2011 О. Л. ШЕВЧЕНКО ________________________________________________________________________________________________________________________ ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2011 ВИП. 17 132 ступеню розкладу під час високих повеней із заболочених ділянок. Середньорічні показники вмісту гумінових (ГК) і фульвокислот (ФК) у водах р. Прип’ять за найбільш показовий бага- товодний період 1995 - 2000 рр. змінювались переважно в межах: ГК – 0,75 (1995) - 2,25 (1998); ФК – 16,6 (2000) - 26,2 (1997) мг/дм3 [3], приймаючи максимальні значення у най- більш багатоводні роки [4]. Тобто надходження гумусових кислот у поверхневі води тісно пов’язано з обсягами водного стоку й рівнями поверхневих та ґрунтових вод. Для більш чіткої уяви про формування органічного та вторинного радіаційного забру- днення водотоків зони відчуження перед подальшими дослідженнями було поставлено мету: гідрогеологічними методами надати кількісну оцінку обсягам винесення 90Sr та органічних речовин ґрунтовими водами та встановити значення останніх у винесенні цих компонентів. Щодо визначення винесення ґрунтовими водами та їхньої ролі в загальному водно- радіаційному балансі водотоків, то цей аспект уже детально розглядався нами в інших публі- каціях [5 - 7]. У цій статті більше уваги приділяється кількісному визначенню винесення ор- ганічних речовин і факторній обумовленості його значень. Залежність вмісту 90Sr та органічних речовин у воді від типу водообміну Проаналізувавши ряди гідрохімічних спостережень, починаючи з 1987 р., ми дійшли висновку, що макроіонні складові хімічного складу не створюють помітного впливу на кон- центрацію 90Sr в поверхневих і ґрунтових водах доти, поки переважна більшість твердофаз- них стронцієвмісних частинок не дисоціює і 90Sr рівноважно не розподілиться між твердою та рідкою фазами. Прискорити мобілізацію радіонуклідів здатні розчинні органічні речови- ни, серед них, у першу чергу, ФК. Тобто хімічний склад вод зони відчуження з наявним діа- пазоном рН та концентраціями макрокомпонентів майже не впливає на інтенсивність руйну- вання паливних частинок. Кількість радіонукліда, що спонтанно мобілізується з них, нівелює вплив хімічного складу. Лише після завершення процесів мобілізації 90Sr можна очікувати деяких змін його концентрацій у зв’язку із змінами хімічного складу води. Мобілізація та обмінна адсорбція 90Sr протікають досить швидко. При цьому його ві- дносний розподіл за хімічними формами для окремих водотоків упродовж тривалого часу (4 - 6 років) залишається незмінним. Зміни в розподілі на окремих об’єктах обумовлювались суттєвими змінами гідродинамічної обстановки та режиму поверхневих вод (заростання ка- налу та уповільнення течії, розчистка каналу, ліквідація підпірних споруд тощо). Виходячи з цього, дослідні балансові майданчики вибирались за критерієм відмінності гідродинамічної обстановки, що враховує характер водообміну між ґрунтовими та поверхневими водами. Та- ким чином, було виділено ділянки: 1) з відкритою дренажною мережею (за відсутності за- критого дренажу) з неусталеним відтоком ґрунтових вод у бік каналу; 2) діючого закритого дренажу з переважно сезонним припливом дренажних вод у канал; 3) з відтоком поверхне- вих вод з каналу на поповнення запасів ґрунтових вод (зони підпору); 4) двостороннього протягом року неусталеного руху ґрунтових вод. На ділянках відкритої дренажної мережі з постійним притоком ґрунтових вод до ка- налу (ділянки типу 1) вміст органічних речовин у поверхневих водах на порядок вищий, ніж у ґрунтових водах, відібраних із свердловини. Відношення БО і ПО ґрунтових вод до БО і ПО поверхневих вод на ділянках, де ґрунтові води постійно живлять поверхневі (крім діля- нок з торфами на водозборі), найменші серед чотирьох наведених типів. Вміст у поверхневих водах ФК та ГК повністю відповідає їхньому вмісту у водах поверхнево-схилового стоку. У верхній частині слабопроточного каналу К-99 лівобережної Прип’ятської системи вміст цих кислот (24,7 і 1,3 мг/дм3 відповідно) майже ідентичний їхній кількості в дощовому стоці (24,7 і 1,4 мг/дм3). Для каналів, що проходять через менш забруднені території і мають у нижній течії більш проточний режим, подібно каналу МК-1 Прип’ятської системи, від витоків до гирла синхронно зменшуються окиснюваність з 65 до 11 мг О/дм3 та вміст 90Sr з 27,4 до 1,9 Бк/дм3. ОБУМОВЛЕНІСТЬ ПРОЦЕСІВ ВОДНОГО ВИНЕСЕННЯ ПРОДУКТІВ ________________________________________________________________________________________________________________________ ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2011 ВИП. 17 133 У верхніх частинах каналів на ділянках типу 2, де стік формується за рахунок ґрунто- вих вод, вміст і склад розчиненої органічної речовини у воді каналів порівняно невисокий і відповідає її концентрації та складу в ґрунтових водах, відібраних із дренажних колекторів. Однак після дощів це співвідношення суттєво змінюється: з площинним стоком у канал над- ходить більше, порівняно з дренажним стоком, легкоокиснюваної органічної речовини. На ділянках діючого закритого дренажу концентрації ГК, ФК та показники окиснюваності ґрун- тових вод, відібраних із дренажних колекторів, практично відповідають значенням відповід- них показників поверхневих вод водоприймачів. Навесні в дренажному стоці показники ПО та БО, а також вміст ФК зростають порівняно з осінніми та стають вищими, ніж у водах во- доприймачів. Суттєво зростає весною (майже на порядок) об’ємна активність 90Sr як у ґрун- товому, так і в поверхневому стоці. Цікаво, що із вмістом ГК відбуваються протилежні змі- ни: восени їхній вміст хоча й не вищий, ніж весною, але в ґрунтових водах більший, ніж у поверхневих. На верхніх ділянках каналів, до яких примикає систематичний закритий дре- наж, 75 - 100 % вмісту ФК і ГК у поверхневих водах забезпечено винесенням із дренажних колекторів. Але найбільш помітне зростання їхньої кількості в поверхневих водах каналів та річок, що живляться водами з меліоративних систем, відбувається не в періоди спаду павод- ків та в межінь – при спрацьовуванні рівнів ґрунтових вод, - а після дощів та затримки пове- рхневої води, що піднялась на укоси. На ділянках живлення ґрунтових вод за рахунок фільтраційних втрат із перекритих каналів (3-й тип водообміну) у ґрунтових водах фіксуються найвищі значення БО, що може свідчити й про підвищене надходження 90Sr до ґрунтових вод. На ділянках перемінного протягом року руху ґрунтових вод (до і від каналу) у період припливу ґрунтових вод у канал у них утримується гумусових речовин помітно менше, ніж у поверхневих водах (4-й тип). У періоди, коли поверхневі води живлять ґрунтові, концентра- ції органічних речовин у тих та інших найбільш близькі. Установлені закономірності збері- гаються й для 90Sr. Оцінка винесення гумусових кислот грунтовими та поверхевими водами Незважаючи на певні невизначеності, пов’язані з браком даних по підземному стоку з різних типів ґрунтів, спробуємо розрахувати абсолютне та відносне значення обсягів вине- сення гумусових кислот з водозбору окремого каналу (МК-7 лівобережної Прип’ятської сис- теми), на якому в 1997 - 2000 рр. проводились регулярні вимірювання витрат. Попередньо, методом скінчених різниць, розраховуються значення бічного притоку ґрунтових вод до ка- налу [5, 6]. Помноживши отримані значення на виміряні концентрації гумусових речовин, можна визначити об’єми винесення останніх з ґрунтовим стоком. Так, отримано, що на один погонний метр каналу в 2000 р. з ґрунтовими водами надходило в пригирловій частині: 111,42 м3/рік · 0,04 г/м3 = 4,457 г/рік ГК з одного боку і 8,9 г/рік – з обох боків; 111,42 м3/рік · 0,8 г/м3 = 89,14 г/рік ФК з одного боку каналу і 178,3 г/рік – з обох боків. Пригирлова частина каналу має найглибший базис ерозії. Тут найбільші, витримані в часі градієнти підземного потоку, які становлять 0,01. Тому визначені значення винесення ГК і ФК є максимальними для мінеральних ґрунтів на водозборі даного каналу. До української частини каналу (довжина 5,63 км) надходить близько 50,1 кг/рік ГК і 2007,7 кг/рік ФК. Але отримані результати носять більшою мірою орієнтовний характер, оскільки у зв’язку із значною плямистістю типів ґрунтів на водозборі, а також змінами інтен- сивності дренованості, не можуть бути абсолютно коректними. Щоб виконати більш точну оцінку, було зроблено поправку на зменшення величини ґрунтового стоку по довжині магістрального та бічних до нього каналів, ураховуючи існу- вання підпорів від бобрових гребель, залишених перемичок, напівзачинених заслінок шлю- зів. Середня витрата була близько 25,2 м3/рік. Слід урахувати й строкатість ґрунтового пок- риву. Так, у верхній частині переважають торф’яники та лучні ґрунти, загальна площа яких О. Л. ШЕВЧЕНКО ________________________________________________________________________________________________________________________ ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2011 ВИП. 17 134 на водозборі каналу становить близько 70 %, а поблизу гирла – мінеральні піщані ґрунти. Порівнюючи вміст ФК та ГК у водах свердловин на піску і в торфі, було виявлено, що в ґру- нтових водах з торф’яних ґрунтів концентрація цих кислот в 30 разів більша. У той же час стік із верхньої підтопленої і зарегульованої частини, де поширені торф’яні ґрунти, стано- вить близько 45 % від загального стоку каналу МК-7. Загальний виміряний стік каналу (Qк) за 2000 р. був 9,782 млн м3. Звідси, з водозбору, на якому поширені торфовища, надійшло близько 4,4 млн м3 із водозбору, складеного мінеральними ґрунтами – 5,382 млн м3. Частка ґрунтового стоку із заторфованого водозбору становить близько 20 %, у складі стоку з іншої частини водозбору – 38 - 40 % ґрунтового стоку. Якщо концентрація ГК і ФК у ґрунтовому стоці була 1,2 та 22,5 г/м3 відповідно, то винесення ґрунтовими водами ГК і ФК із заторфо- ваної частини водозбору приблизно дорівнюватиме: ΣWga = 0,88 млн. м3 · 1,2 г/м3 = 1056 кг і ΣWfa = 0,88 · 22,5 = 19800 кг. Відповідно з іншої частини водозбору винесено: ΣWga = = 2,642 млн м3 · 0,04 г/м3 = 105,68 кг ГК і ΣWfa = 2,642 · 0,8 = 2113,6 кг ФК. Таким чином, із усієї площі водозбору ґрунтовим стоком винесено 1,162 т ГК і 21,914 т ФК. Якщо каналом за рік винесено приблизно 7,0 т ГК і 150,55 т ФК, то внесок ґрун- тових вод у загальне винесення 16,5 і 14,6 % відповідно. Із системи балансових рівнянь можна більш точно порахувати частку ґрунтового сто- ку в сумарному, якщо для концентрації ГК і ФК у власне поверхневому стоці прийняти зна- чення, отримані для площинного стоку з укосів під час дощів: ГК – 1,39 г/м3, ФК – 24,65 г/м3.     −= −= .2 .2 1 1 пов fa гр fa к fa пов ga гр ga к ga QCQСQС QCQСQС (1) або     ⋅=+ ⋅=+ 9,782 15,39 24,65 0,8 9,782 0,72 1,39 0,04 . . повгр повгр QQ QQ . Але дана система рівнянь виявилась некоректною. Кращі результати дають системи балансових рівнянь виду:     −= −= .2 . 1 . пов ga гр ga к ga гркпов QCQСQС QQQ (2) або     −= −= .2 . 1 . пов fa гр fa к fa гркпов QCQСQС QQQ Підставивши у друге рівняння кожної із систем замість річних об’ємів поверхневого стоку .повQ перше рівняння, отримаємо, що в балансі ГК у системі "грунтові - поверхневі во- ди" величина річного стоку ґрунтових вод ( грQ ) дорівнює 4,852 млн м3 або 49,6 %; з балансу ФК випливає значення стоку об’ємом 3,795 млн м3 або 38,8 % від сумарного стоку каналу ( кQ ). Друге значення близьке до величини отриманої з розчленування гідрографу – 3,522 млн м3 (36 %). Перевіримо отримані значення іншим методом – за розрахованими модулями підзем- ного стоку. У 2000 р. модуль підземного стоку до каналу МК-7 був близький до 4,5 л/с км2. Тоді модуль винесення ГК дорівнюватиме Мga = 4,5 (л/с км2) · 0,04 (мг/л) = 0,18 (мг/с/км2). Для площі водозбору 20 км2 винесення ГК становитиме 0,18 (мг/с/км2) · 20 (км2) ·× × 86400 (с/добу) = 311,04 г/добу або 114,0 кг/рік. Відносне винесення ГК за рахунок ґрунтового стоку у сумарному стоці ГК каналу до- рівнюватиме 114,0 · 100/7043,04 = 1,6 % ОБУМОВЛЕНІСТЬ ПРОЦЕСІВ ВОДНОГО ВИНЕСЕННЯ ПРОДУКТІВ ________________________________________________________________________________________________________________________ ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2011 ВИП. 17 135 Це значення за рахунок низької концентрації ГК, характерної для піщаних ґрунтів, скоріш за все занижене. До того ж модуль підземного стоку можливо був дещо більшим. Оскільки модуль сумарного поверхневого стоку дорівнював 15,5 л/с/км2, то очевидно, що по відношенню до нього частка стоку ґрунтових вод становитиме близько 27 %. Якщо згідно з масовим співвідношенням стоків з органогенних та мінеральних ґрунтів оперувати середнім значенням концентрації ГК у змішаному ґрунтовому стоці 0,33 мг/дм3, то отримаємо модуль винесення 1,5 мг/с/км2, а загальне винесення ґрунтовим стоком – 0,94 т (13,4 %), що достатньо близько до раніше отриманого значення 1,16 т. Аналогічно, при середній концентрації ФК 6,23 мг/дм3, отримаємо модуль їхнього пі- дземного винесення, рівний 28 мг/с/км2, загальне винесення ґрунтовим стоком – 17,7 т (11,8 % від сумарного). Вірогідно, що реальний відсоток винесення гумусових кислот ґрун- товими водами лежить у діапазоні між двома отриманими різними методами значеннями: 13,4 - 16,5 для ГК і 11,8 - 14,6 % для ФК. За розрахунками, забезпеченими більш регулярними вимірюваннями та більшою кіль- кістю пробовідборів, винесення 90Sr ґрунтовими водами становило за цей рік 2,1 % від сума- рного винесення каналом. У 2000 р. з достатньою частотою проводились спостереження за вмістом органічних речовин у поверхневих водах каналу МК-5, одному з основних каналів лівобережжя, що за- безпечує скидання води в Прип’ять з найбільш забрудненої північно-західної частини Прип’ятської системи (через проран в дамбі № 7). За 315 діб (з 1 січня по 10 листопада 2000 р.) було винесено 37,5 т легкоокиснюваної органічної речовини гумусової природи (ви- значено за ПО). При цьому за рахунок ґрунтового стоку – не більше 10 т. Графік винесення має три екстремуми – в середині липня після руйнування перемички, у серпні та наприкінці вересня. Середнє значення ПО за рік в каналі 24,86 мг О/дм3. Сумарне винесення органічних речовин через окремі підвідні канали до прорану в дамбі № 7 і в річку, за період наявного стоку з 12 лютого до 10 листопаду 2000 р., визначено в кількості 310,75 т. Вихід з ладу дренажних систем і збільшення кількості атмосферних опадів у 1997 - 1999 рр. та в 2001 р. викликали підвищення рівнів ґрунтових вод, що привело до зростання надходження в них органічних речовин з верхніх найбільш гумусованих шарів ґрунту (діля- нки 2 - 4-х типів). Однак у слабопроточних водотоках вміст у воді ФК і 90Sr обумовлений бі- льшою мірою вимиванням їх із ґрунтів при підйомі рівнів поверхневих вод. Наявність у воді каналів меліоративних систем зони відчуження великої кількості комплексоутворюючих лігандів значною мірою обумовлюється гідрологічним режимом ка- налів. Через відсутність водорегулювання в періоди паводків вода затримується на зарослих рослинним покривом укосах каналів по два-три місяці, що веде до загибелі й розкладу трав’яної рослинності, листвяного опаду. В умовах підпору води відбувається заміна прика- нальної рослинності на гігрофільну з відмиранням видів, непристосованих до перезволожен- ня або затоплення. Наприкінці квітня, з підвищенням температури води до 15 оС, у водах ка- налів із слабопроточним або застійним режимом активно розвиваються незакріплені нитчасті водорості, вміст 90Sr в яких з часом зростає (за даними експериментів, до 57-ї доби). Макси- мальний вміст цих гідробіонтів у воді спостерігається на 40 - 45-ту добу з подальшим змен- шенням. Саме ці та подібні їм форми гідробіонтів, а також їхні рештки та немінералізовані продукти розпаду, забезпечують досить високу концентрацію завислих речовин у стоячій воді каналів, яка іноді досягає 1 г/дм3 [7]. Надмірний вміст водоростей у воді спричиняє збі- льшення концентрації органічних речовин, що при їхньому відмиранні неодмінно супрово- джується зростанням чисельності бактерій. У цілому фітобентос, що розвивається на укосах каналів, на відміну від фітопланктону, який безпосередньо знаходиться в товщі води, зазви- чай виступає як непряме джерело біологічного забруднення, що має негативний вплив на якість води внаслідок надходження в неї продуктів життєдіяльності та розпаду. Тому зна- чення бентоносних водоростей на формування якості води визначається в основному балан- сом процесів первинного продукування та розпаду органічної речовини [8]. Біологічне за- О. Л. ШЕВЧЕНКО ________________________________________________________________________________________________________________________ ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2011 ВИП. 17 136 бруднення викликане фітобентосом, обумовлюється зсувом балансу первинної продукції та деструкції органічної речовини в позитивний бік. Джерелом біологічного забруднення в да- ному випадку є залишкова органічна речовина, що не піддається розсіюванню внаслідок де- струкції і залишається у воді. Висновки На сучасному етапі органічні речовини гумусової природи відіграють одну з основних ролей у комплексоутворенні 90Sr в аквальних екосистемах. На жаль, ще й досі Центр радіое- кологічного моніторингу зони відчуження не проводить систематичні спостереження за їх- нім вмістом у воді, що не дозволяє виконувати широку діагностику природно-техногенної евтрофікації водотоків зони відчуження. Накопичені до нашого часу дані режимних спостережень (Науково-інженерний центр радіогідрогеоекологічних полігонних досліджень НАН України) щодо вмісту радіонуклідів у ґрунтових та поверхневих водах каналів меліорованих водозборів, значення витрат потоків та, урешті, дані про винесення активності у водоприймачі, дають змогу зробити балансові розрахунки, статистичний та логічно-апріорний аналіз з висновками про джерела та чинники забруднення природних вод радіонуклідами, а також відстежити зв’язки між вмістом радіо- нуклідів та компонентів нерадіаційної природи. Надходження органічних речовин, так само як і 90Sr, у природні води відбувається на- самперед у результаті розчинення та винесення їх з ґрунту атмосферними опадами, поверх- невими водами при затопленні або безпосередньо з гідробіонтів при їхньому розкладанні (як у болотах). У меліоративних каналах зони відчуження із застійним режимом процеси гуміфі- кації відбуваються здебільшого безпосередньо в їхніх межах, інколи органічні речовини над- ходять з болотними водами з поверхні водозбору. Це спричинює до утворення та накопичен- ня великої кількості умовно розчинних органічних сполук 90Sr і 137Cs як у катіонній, так і в аніонній формах. З аналізу чинників формування концентрації органічних речовин у поверхневих водах каналів можна скласти такий їхній ряд за зменшенням впливу: тривале затоплення укосів, яке супроводжується розкладом місцевих організмів > притік болотних вод з прилеглих ді- лянок водозбору > змив дощовими водами під час літніх паводків > спрацювання високих рівнів ґрунтових вод та надходження дренажних вод > змив талими водами. Зважаючи на практично синхронні коливання вмісту 90Sr із вмістом розчиненої органічної речовини, мож- на припустити, що роль означених чинників у надходженні цього радіонукліда в поверхневі води зменшується в тому ж порядку. Розчинна органічна речовина є не тільки комплексо- утворювачем та складовою розчинних форм 90Sr, вона, крім цього, є потужним каталізатором таких процесів, як руйнування паливних частинок, що веде до мобілізації радіонуклідів та ремобілізації з донних відкладів і ґрунтів. Зростання вмісту розчиненого 90Sr в поверхневих водах річок, за наявності тенденції до збільшення рівня трофності каналів та водойм зони відчуження, стримується достатньо високими значеннями рН (6,6 - 8,6), що сприяє утворенню слабкорозчинних високомолеку- лярних асоціатів. У застійних каналах спостерігається також невисока мінералізація і низь- кий вміст компонентів (кальцію, магнію), що сприяють витісненню 90Sr в розчин. До позитивних характеристик хімічного складу вод каналів слід віднести також неви- соку мінералізацію та порівняно низький вміст компонентів, що сприяють витісненню 90Sr в розчин (кальцій та магній). В якості індикатора підтоплення та відновних процесів слугує підвищений вміст іонів амонію і низький вміст нітратів. В умовах аерованості ґрунту та ґрунтових вод, а також при нормальних швидкостях відтоку поверхневих вод у воді переважають нітрати. Те, що коли- вання вмісту 90Sr в поверхневих водах мають значно більш тісний зв'язок з коливаннями концентрації іонів амонію, ніж нітратів, підтверджує, що вміст 90Sr у воді в більшій мірі ви- ОБУМОВЛЕНІСТЬ ПРОЦЕСІВ ВОДНОГО ВИНЕСЕННЯ ПРОДУКТІВ ________________________________________________________________________________________________________________________ ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2011 ВИП. 17 137 значається відновною гідрохімічною обстановкою. Зростання вмісту NH4 + у воді здебільшого збігається з підвищенням концентрації 90Sr, особливо навесні, що демонструє вимивання цих компонентів з поверхні водозбору та надходження в практично відновне середовище слабо проточних, зарегульованих каналів. Досить високі значення вмісту NH4 + відзначаються та- кож в осінній період, але концентрації 90Sr при цьому або знижуються або залишаються практично незмінними. Не допускати затоплення заболочених заплав річковими водами та підтоплення ґрун- товими водами можна в разі ефективної експлуатації осушувальних систем на заплавних ді- лянках річок. Ефективним заходом щодо оздоровлення якісного складу поверхневих вод мо- же стати розчистка та поглиблення русел водотоків з видаленням органо-мінеральних мулис- тих наносів, що забезпечить прискорення відтоку, посилення дренування грунтових вод, кращу аерацію води та мінералізацію органічних решток. СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ 1. Шевченко О.Л., Осадча Н.М. Проблеми, пов’язані з евтрофікацією водотоків, та біохімічні чин- ники формоутворення сполук 90Sr і 137Cs у поверхневих водах. // Бюлетень екологічного стану Зони відчуження та зони безумовного (обов’язкового) відселення. - 2006. - № 28. – С. 60 - 69. 2. Шевченко О.Л., Осадча Н.М., Долін В.В. Біогеохімічні чинники формоутворення радіонуклідів у поверхневих водах // Зб. наук. праць Ін-ту геохімії навколишнього середовища. - 2007. - Вип. 14. – С. 119 - 128. 3. Осадчая Н.Н., Осадчий В.И. Оценка выноса растворенных органических веществ гумусовой природы со стоком р. Припять // Тр. УкрНИГМИ К. - 2001. - Вып. 249. – С. 161 - 177. 4. Осадча Н.М., Осадчий В.І. Стік розчинених гумусових речовин з басейну Прип'яті: розрахунок, чинники, річний розподіл // Український географічний журнал. - 2002. - № 1. – С. 51 - 57. 5. Шевченко А.Л., Наседкин И.Ю. Естественно-антропогенные особенности формирования водоо- бмена и распространения радиоактивных веществ на мелиоративных системах гумидной зоны // Водообмен в гидрогеологических структурах и Чернобыльская катастрофа; Под ред. В. М. Шестопалова / НАН Украины. - К.: ТОВ "Карбон ЛТД". - 2001. - Ч. 1. - С. 162 - 232. 6. Шевченко О.Л., Насєдкін І.Ю. Водно-радіаційно-балансові дослідження для обгрунтування во- доохоронних заходів у Чорнобильській зоні відчуження // Меліорація і водне господарство. - 2003. - Вип. 89. - С. 157 - 170. 7. Шевченко А.Л., Долин В.В., Наседкин И.Ю. и др. Гидрологические изменения и их влияние на радиологические показатели в Чернобыльской зоне отчуждения // Водные ресурсы. - 2002. -Т. 29, № 4. - С. 489 - 504. 8. Оксиюк О.П., Олейник Г.Н., Шевцова Л.В. и др. Гидробиология каналов Украинской ССР / Ин-т гидробиологии АН УССР. – К.: Наук. думка. - 1990. – 240 с. А. Л. Шевченко ОБУСЛОВЛЕННОСТЬ ПРОЦЕССОВ ВОДНОГО ВЫНОСА ПРОДУКТОВ РАДИОАКТИВНОЙ И НЕРАДИОАКТИВНОЙ ПРИРОДЫ Приведен анализ режима растворимых органических веществ гумусовой природы в водах дренажной сети каналов левобережья р. Припять и его зависимости от гидродинамических и гидро- логических факторов. Доказано существование зависимости концентрации 90Sr в воде от содержания в ней фульвокислот. Количественно оценен вынос гумусовых кислот грунтовыми водами и поверх- ностным стоком. Подчеркивается основная роль в выносе гумусовых веществ и существенная – в мо- билизации 90Sr процессов вторичного заболачивания поверхности водосборных бассейнов и эвтрофи- кации водотоков, которые приобрели широкое развитие на отчужденной территории за 25 лет после Чернобыльской катастрофы. Ключевые слова: растворимые органические вещества, окисляемость, гумусовые кислоты, ме- лиоративные каналы, водный вынос, 90Sr, грунтовые воды, эвтрофикация, левобережная пойма О. Л. ШЕВЧЕНКО ________________________________________________________________________________________________________________________ ISSN 1813-3584 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ 2011 ВИП. 17 138 O. L. Shevchenko CONDITIONED ОF PROCESS OF WATER REMOVAL PRODUCT RADIOACTIVE AND NON-RADIOACTIVE GENESIS The analysis mode of soluble organic matter in natural humic water drainage channels left bank of. Pripyat and its dependence on the hydrodynamic and hydrological factors. Proved the existence of the con- centration of 90Sr in the water on the content of fulvic acid in it. Quantified removal of humic acids of groundwater and surface runoff. Emphasizes the primary role in the removal of humic substances and signif- icant - in the mobilization of 90Sr processes of secondary swamping of the surface watershed and eutrophica- tion of waterways, which have acquired extensive development on the alienation of the territory for 25 years after the Chernobyl disaster. Keywords: soluble organic matter, oxygen demand, humic acids, amelioration canals, water removal, 90Sr, ground water, eutrophication, the left-bank floodplain. Поступила в редакцию 28.0211
id	nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-112986
institution	Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
issn	1813-3584
language	Ukrainian
last_indexed	2025-12-07T17:50:49Z
publishDate	2011
publisher	Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України
record_format	dspace
spelling	Шевченко, О.Л. 2017-01-30T19:09:39Z 2017-01-30T19:09:39Z 2011 Обумовленість процесів водного винесення продуктів радіоактивної та нерадіоактивної природи / О.Л. Шевченко // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2011. — Вип. 17. — С. 131–138. — Бібліогр.: 8 назв. — укр. 1813-3584 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/112986 550.424.4 Проаналізовано залежність режиму розчинних органічних речовин гумусової природи у водах дренажної мережі каналів лівобережжя р. Прип’ять від гідродинамічних та гідрологічних чинників. Доведено існування залежності концентрації ⁹⁰Sr у воді від вмісту в ній фульвокислот. Дано кількіс- ну оцінку винесення гумусових кислот ґрунтовими водами та поверхневим стоком. Підкреслюється основна роль у винесенні гумусових речовин і суттєва в мобілізації ⁹⁰Sr процесів вторинного заболо- чування водозборів та евтрофікації водотоків, що розвинулись у зоні відчуження за 25 років. Приведен анализ режима растворимых органических веществ гумусовой природы в водах дренажной сети каналов левобережья р. Припять и его зависимости от гидродинамических и гидрологических факторов. Доказано существование зависимости концентрации ⁹⁰Sr в воде от содержания в ней фульвокислот. Количественно оценен вынос гумусовых кислот грунтовыми водами и поверхностным стоком. Подчеркивается основная роль в выносе гумусовых веществ и существенная – в мобилизации ⁹⁰Sr процессов вторичного заболачивания поверхности водосборных бассейнов и эвтрофикации водотоков, которые приобрели широкое развитие на отчужденной территории за 25 лет после Чернобыльской катастрофы. The analysis mode of soluble organic matter in natural humic water drainage channels left bank of. Pripyat and its dependence on the hydrodynamic and hydrological factors. Proved the existence of the concentration of ⁹⁰Sr in the water on the content of fulvic acid in it. Quantified removal of humic acids of groundwater and surface runoff. Emphasizes the primary role in the removal of humic substances and significant - in the mobilization of ⁹⁰Sr processes of secondary swamping of the surface watershed and eutrophication of waterways, which have acquired extensive development on the alienation of the territory for 25 years after the Chernobyl disaster. uk Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля Проблеми Чорнобиля Обумовленість процесів водного винесення продуктів радіоактивної та нерадіоактивної природи Обусловленность процессов водного выноса продуктов радиоактивной и нерадиоактивной природы Conditioned оf process of water removal product radioactive and non-radioactive genesis Article published earlier
spellingShingle	Обумовленість процесів водного винесення продуктів радіоактивної та нерадіоактивної природи Шевченко, О.Л. Проблеми Чорнобиля
title	Обумовленість процесів водного винесення продуктів радіоактивної та нерадіоактивної природи
title_alt	Обусловленность процессов водного выноса продуктов радиоактивной и нерадиоактивной природы Conditioned оf process of water removal product radioactive and non-radioactive genesis
title_full	Обумовленість процесів водного винесення продуктів радіоактивної та нерадіоактивної природи
title_fullStr	Обумовленість процесів водного винесення продуктів радіоактивної та нерадіоактивної природи
title_full_unstemmed	Обумовленість процесів водного винесення продуктів радіоактивної та нерадіоактивної природи
title_short	Обумовленість процесів водного винесення продуктів радіоактивної та нерадіоактивної природи
title_sort	обумовленість процесів водного винесення продуктів радіоактивної та нерадіоактивної природи
topic	Проблеми Чорнобиля
topic_facet	Проблеми Чорнобиля
url	https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/112986
work_keys_str_mv	AT ševčenkool obumovlenístʹprocesívvodnogovinesennâproduktívradíoaktivnoítaneradíoaktivnoíprirodi AT ševčenkool obuslovlennostʹprocessovvodnogovynosaproduktovradioaktivnoiineradioaktivnoiprirody AT ševčenkool conditionedofprocessofwaterremovalproductradioactiveandnonradioactivegenesis

Обумовленість процесів водного винесення продуктів радіоактивної та нерадіоактивної природи

Institution

Similar Items