Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Биологические науки
Экология

Диссертационная работа:

Касаткина Надежда Евгеньевна. Адсорбция радионуклидов цезия на донных отложениях и оценка радиоэкологической ситуации в бассейнах Баренцева и Азовского морей : диссертация ... кандидата химических наук : 03.00.16 / Касаткина Надежда Евгеньевна; [Место защиты: Иван. гос. хим.-технол. ун-т]. - Иваново, 2008. - 139 с. : ил. РГБ ОД, 61:08-2/99

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность работы. Промышленное использование ядерных процессов и технологий на основе радиоактивного распада всегда связано с экологическими рисками. В экстремальных случаях эксплуатация атомных электростанций и судов с ядерными энергетическими установками приводит к загрязнению окружающей среды искусственными радионуклидами. За счет прямого поступления, сложных физических, химических и биологических процессов миграции искусственные радионуклиды поступают в морские экосистемы. В связи с этим исследование радиоэкологической ситуации в морях является важной составной частью комплексного экологического мониторинга.

Радионуклиды в том или ином количестве встречаются в морской воде от поверхности до дна. Перераспределение радионуклидов в морских экосистемах определяется, главным образом, процессами турбулентного переноса, обменными адсорбционными и химическими взаимодействиями с поверхностью взвесей и донных отложений. По современным представлениям, поверхностные процессы на твердых частицах считаются основным фактором самоочищения водных масс от искусственных радионуклидов, а донные отложения – субстратом их долговременного захоронения. В то же время при изменении внешних условий донные отложения и взвеси могут стать источником вторичного радиоактивного загрязнения морской воды вследствие интенсификации процессов десорбции. Изменение состояния адсорбционных систем, возникающее при радиоактивном загрязнении, в нестационарных условиях описывается кинетическими закономерностями процессов адсорбции. Поэтому результаты исследований кинетики адсорбции радионуклидов на грунтах имеют важное значение с позиций экологического прогноза.

Баренцево и Азовское моря относятся к водоемам, в которых существует угроза загрязнения искусственными радионуклидами. Как известно, глобальное радиоактивное загрязнение морских акваторий произошло в 1960-х годах XX века в результате выпадений искусственных радионуклидов из атмосферы, связанных с испытаниями ядерного оружия. Определенный вклад в загрязнение экосистем Баренцева и Азовского морей внесла авария на Чернобыльской АЭС, причем в Азовском море имело место залповое поступление радионуклидов от «южного» следа радиоактивного облака. Баренцево море характеризуется высокой концентрацией радиационно-опасных объектов: базы Северного флота, места отстоя и утилизации кораблей с ядерными энергетическими установками, хранилища отработавшего ядерного топлива, плавбазы по перезарядке реакторов АПЛ и др. Исследуемые моря также находятся в зоне потенциального влияния атомных электростанций: Кольской и Ростовской. Кроме того, Азовское море в силу его мелководности и относительной замкнутости можно рассматривать как модельный морской водоем, где все особенности поведения радионуклидов проявляются наиболее наглядно.

В связи с вышеизложенным работы, направленные не только на изучение пространственно-временной изменчивости в накоплении искусственных радионуклидов, но и исследование закономерностей и кинетики адсорбции радионуклидов на донных отложениях, являются актуальными. Результаты таких исследований могут быть использованы для прогноза состояния радиоактивного загрязнения морских экосистем.

Цель работы – установление основных закономерностей адсорбции радионуклидов цезия на донных отложениях Баренцева и Азовского морей и разработка подходов к использованию результатов адсорбционных измерений в моделировании наиболее вероятного распределения радионуклидов между абиотическими компонентами морской экосистемы.

Достижение поставленной цели предусматривает решение следующих задач:

измерение содержания изотопов цезия в воде и донных отложениях Баренцева и Азовского морей;

исследование кинетики адсорбции изотопа 134Cs на различных типах донных отложений Баренцева и Азовского морей;

подбор наиболее вероятной кинетической модели для описания процессов адсорбции и определение кинетических и термодинамических характеристик адсорбционных равновесий из результатов эксперимента;

применение результатов адсорбционного эксперимента в математическом моделировании динамики радиоактивного загрязнения акватории Азовского моря искусственным радионуклидом 137Cs.

Научная новизна. Проведена оценка современного содержания радионуклидов цезия в Баренцевом и Азовском морях, результаты которой дополняют ряд ранее проведенных исследований в данном направлении. Впервые проведено исследование кинетики адсорбции изотопа 134Cs на образцах донных отложений, отобранных в Баренцевом и Азовском морях. Установлено, что процесс адсорбции описывается кинетическим уравнением для обратимой бимолекулярной реакции, которое соответствует сочетанию моделей обратимой конкурентной и ионообменной адсорбции с весьма значительным вкладом конкурентных взаимодействий в общую адсорбционную способность осадков. Определены основные кинетические и термодинамические характеристики процесса адсорбции радионуклидов цезия на различных типах донных отложений. С использованием полученных коэффициентов распределения проведено моделирование динамики радиоактивного загрязнения акватории Азовского моря в период 19502005 гг. Показано, что результаты моделирования состояния загрязнения воды и донных отложений хорошо согласуются с показателями реальной радиоэкологической ситуации в Азовском море.

Практическая значимость. Полученные данные о распределении радионуклидов цезия в компонентах морских экосистем и результаты адсорбционного эксперимента составляют научную основу для организации системы радиационного мониторинга Баренцева и Азовского морей. Математическая модель расчета динамики радиоактивного загрязнения Азовского моря позволяет прогнозировать последствия аварийного поступления радионуклидов в водоем. Научно-обоснованные выводы о современном состоянии и тенденциях в динамике радионуклидного загрязнения экосистем Баренцева и Азовского морей, имеющих важное рыбопромысловое значение, могут использоваться при проведении эколого-географических экспертиз, планировании и управлении программами устойчивого развития регионов.

Достоверность полученных результатов. Достоверность результатов обеспечена применением стандартных методик отбора, подготовки проб и измерения активности радионуклидов в счетном образце, использованием в экспериментах опробованных в других исследованиях методик, статистической оценкой погрешностей измерений и расчетов, а также хорошим согласованием отдельных результатов с литературными данными. Все измерения активности радионуклидов и эксперименты выполнены в лабораториях, имеющих аттестат аккредитации в системе аккредитации радиационного контроля (САРК).

Личный вклад автора. Автором проведен отбор проб воды и донных отложений, выполнены радиоэкологические и экспериментальные адсорбционные исследования, осуществлен подбор наиболее оптимальной схемы обработки экспериментальных данных и расчет термодинамических и кинетических характеристик адсорбционных равновесий, систематизация и обобщение полученных данных. Раздел работы по математическому моделированию динамики радиоактивного загрязнения Азовского моря выполнен в соавторстве с сотрудниками Мурманского морского биологического института Кольского научного центра РАН.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на ежегодных конференциях молодых ученых Мурманского морского биологического института (Мурманск, 20012007 гг.); Международных конференциях «Радиационная безопасность территорий. Радиоэкология города» (Москва, 2003), «Экологические проблемы северных регионов и пути их решения» (Апатиты, 2004), «Эволюция морских и наземных экосистем в перигляциальных зонах» (Ростов-на-Дону, 2004 г.); «Радиоактивность после ядерных взрывов и аварий» (Москва, 2005); «Россия в Международном Полярном году» (Сочи, 2006), «Большие морские экосистемы России в эпоху глобальных изменений (климат, ресурсы, управление)» (Ростов-на-Дону, 2007); «Isotopes in Environmental Studies» – Aquatic Forum 2004, (Монте-Карло, Монако, 2004); Всероссийском семинаре «Термодинамика поверхностных явлений и адсорбции» (Плёс, 2005, 2007).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 28 работ, в том числе 5 статей и 4 раздела в коллективных монографиях.

Структура диссертационной работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, экспериментальной части, результатов работы и их обсуждения, раздела «Основные результаты работы и выводы», списка литературы, включающего 165 наименований отечественных и зарубежных источников, и приложений. Основная часть работы изложена на 114 страницах машинописного текста, включая 28 рисунков и 10 таблиц.

Подобные работы
Архипов Александр Геральдович
Экология ихтиопланктонных сообществ морей Средиземноморского бассейна и северной части Центрально-Восточной Атлантики
Горбачева Елена Анатольевна
Оценка токсичности донных отложений морских акваторий, подверженных антропогенному воздействию (На примере Баренцева и Белого морей)
Батанина Елена Владимировна
Бактериальное сообщество донных отложений водохранилища Бугач и его роль в оценке качества среды
Москвитина Наталья Владимировна
Оценка экологической ситуации предприятий железнодорожного транспорта
Першукова Ольга Юрьевна
Методические основы комплексной оценки экологических последствий аварийных ситуаций на нефтедобывающих предприятиях
Ковалев Владимир Васильевич
Оценка рисков стихийных бедствий и чрезвычайных ситуаций в агропромышленном комплексе Смоленской области и мероприятия по их снижению
Сафаров Айрат Муратович
Оценка состояния окружающей природной среды и ее защита от загрязнения нефтью при аварийных ситуациях
Потуткин Александр Геннадиевич
Миграции атлантического лосося (Salmo salar L. ) в прибрежном районе Белого моря и бассейне реки Варгуза
Медянкина, Мария Владимировна
Экотоксикологическая оценка донных отложений загрязняемых водных объектов : диссертация ... кандидата биологических наук : 03.00.18
Кузнецов Анатолий Анатольевич
Оценка газовой ситуации и повышение эффективности проветривания протяженных подготовительных выработок шахт Подмосковного бассейна

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net