Среднегодовые выпадения трития на территории СССР

за 1970–1990 гг. (10¹⁶ Бк) [Радиационная…, 1987–1991]

Год	1970	1971	1972	1973	1974	1975	1976
Выпадения	34,1±6,2	34,2±7,6	30,0±5,3	26,3±3,6	27,2±3,6	24,5±3,5	20,7±2,7
Год	1977	1978	1979	1980	1981	1982	1983
Выпадения	21,0±2,4	23,0±2,7	16,0±1,8	10,3±1,5	11,6±1,4	9,0±1,3	8,9±1,5
Год	1984	1985	1986	1987	1988	1989	1990
Выпадения	6,8±1,2	6,6±1,2	6,0±1,2	5,9±1,1	7,5±1,1	5,6±0,7	3,7±0,4

Таблица 2

Среднегодовые выпадения трития на территории России

за 1991–2007 гг. (ПБк) [Радиационная…, 1991–2006]

Год	1991	1992	1993	1994	1995	1996	1997
Выпадения	44,4±7,4	30,5±4,4	33,5±4,4	38,9±5,6	22,6±2,2	28,9±4,1	32,6±4,5
Год	1998	1999	2000	2001	2002	2003	2004
Выпадения	35,8±5,2	26,7±4,6	21,2±3,6	29,6±4,4	23,6±2,6	24,9±5,7	21,6±4,1
Год	2005	2006	2007
Выпадения	23,7±3,7	23,9±3,4	24,2±4,1

Наряду с атмосферными осадками, поверхностные воды являются важнейшим транспортным звеном в системе круговорота воды в природе.

В третьей главе представлены данные о концентрациях трития в основных реках СССР и России. Расположение пунктов отбора проб речных вод приведено выше на рис. 1, а в табл. 3 представлены среднегодовые концентрации трития, осредненные по основным рекам СССР и России за период 1975–2007 гг.

Таблица 3

Среднегодовые концентрации трития в речных водах, осредненные

по основным рекам СССР и России, Бк/л

Год	1975	1976	1978	1979	1980	1981	1982	1983	1984
Концентрация	11,3	11,4	12,4	14,9	11,5	7,1	9,8	8,0	7,3
Год	1985	1986	1987	1988	1989	1990	1991	1992	1993
Концентрация	7,5	6,1	6,4	5,9	4,4	4,3	4,2	4,7	3,5
Год	1994	1995	1996	1997	1998	1999	2000	2001	2002
Концентрация	5,0	2,5	3,8	3,8	3,6	3,6	2,7	3,2	2,7
Год	2003	2004	2005	2006	2007
Концентрация	2,4	2,3	2,7	2,7	2,6

Результаты определения концентраций трития в речных водах и атмосферных осадках за одновременные сезоны года позволили выявить ряд особенностей временного и пространственного распределения этого изотопа в основных реках СССР и России – рис. 6.

Рис. 6. Меридиональное распределение среднегодовых концентраций трития в атмосферных осадках – 1 и речных водах – 2 на территории СССР за период 1978–1982 гг. в относительных единицах

Установлено, что концентрация трития в речных водах определяется, главным образом, его концентрацией в атмосферных осадках над водосборной площадью реки и временем задержки инфильтрующихся атмосферных осадков в почво-грунтах, через которые осуществляется питание и разгрузка подземных вод в речное русло. Поэтому, так же, как и в атмосферных осадках, содержание трития в речных водах подвержено временным и пространственным изменениям.

Для географического распределения относительной концентрации трития характерно то, что эта величина (– среднегодовое значение концентрации трития в речном стоке, нормированное на среднегодовое значение для всех наблюдаемых рек СССР), осредненная за период 1972–1982 гг., в основном ниже, или близка к единице для рек ЕТС, в то время как для рек Сибири и Дальнего Востока она находится в области значений (1,07–1,74) возрастает в восточном направлении примерно до 130–135 в.д. (рис. 7).

Рис 7. Меридиональное распределение относительных концентраций трития

в реках CCCР: 1 – северные реки; 2 – остальные реки
Из общего пространственного распределения концентраций трития в речных водах выделяются значения, полученные для рек Невы и Ангары. Это объясняется тем, что воды этих рек собственно представляют собой сток из таких крупных озер, как Ладожское и Байкал, где формирование изотопного состава определяются спецификой водообмена этих водоемов.

Относительные значения концентраций трития в водах рек СССР, расположенных между 25⁰ в.д. и 130⁰ в.д., могут быть описаны уравнением:

(4)

а для рек, расположенных восточнее 130⁰ в.д. уравнением:

(5)

где: – концентрация трития в i-ой реке;

– среднее значение концентрации по всем обследованным рекам СССР и России.

Максимум концентраций трития в речных водах практически совпадает с положением пространственного максимума концентраций трития в атмосферных осадках (см. рис. 6).

На основе синхронных экспериментальных данных были определены для каждого морского бассейна коэффициенты стока трития, которые вместе с процентным количеством стока трития и его выпадений приведены в табл. 4, из которой видно, что коэффициенты стока трития (отношение количества стекающего трития к выпавшему) иногда значительно отличаются (до 3,5 раз) от коэффициентов стока воды. Такое распределение стока трития может свидетельствовать о том, что для рек, впадающих в Ледовитый океан, происходит поступление в речные воды ранее выпавшего трития, закономерность выпадения которого обусловлена «континентальным эффектом».

Сток ранее выпавшего трития в бассейны морей Ледовитого и Тихого океанов подтверждается и тем фактом, что выпадения трития (табл. 4) на акватории этих бассейнов за период 1978–1989гг. меньше стока трития за тот же период времени

Таблица 4

Расчетные характеристики выпадения трития

с атмосферными осадками и его стока по бассейнам морей

Бассейн моря	Коэф-фициент стока воды	Коэф-фициент стока трития	Отношение коэффициентов стока трития и воды	Сток трития с бассейна в % суммарного стока со всех бассейнов	Выпадение трития на бассейн в % суммарного выпадения на территорию всех бассейнов
Белое, Баренцево	0,48	0,75±0,05	1,56	6,9	4,8
Карское	0,36	0,50±0,03	1,39	29,0	31,9
Лаптевых	0,49	1,26±0,13	2,57	22,4	9,7
Восточно-Сибирское	0,51	1,45±0,16	2,84	6,5	2,4
Чукотское	0,49	1,68±0,16	3,43	0,6	0,2
Берингово	0,42	1,00±0,16	2,38	4,3	2,2
Охотское, Японское	0,39	0,63±0,06	1,62	17,6	14,8
Аральское, водоемы Ср. Азии и Казахстана	0,17	0,17±0,01	1,00	2,6	8,7
Каспийское	0,21	0,19±0,01	0,90	5,2	13,9
Черное, Азовское	0,18	0,14±0,05	0,78	2,2	8,2
Балтийское	0,34	0,48±0,05	1,41	2,7	3,2

Рассчитан сток трития в моря, омывающие территорию СССР и России. Показано, что около 70 % трития, выпавшего с атмосферными осадками на территорию Советского Союза и России, стекает в моря Северного Ледовитого океана. Показано, что среднее значение коэффициента стока трития в целом по СССР и России за период 1978–1982 гг. оказалось равным 0,47±0,07 и превышало на 25 % коэффициент водного стока.
В четвертой главе представлены данные о степени загрязнения тритием морей, омывающих территорию СССР и России. Показано, что наиболее загрязненными являются замкнутые моря и моря с ограниченным водообменом.

На примере Азовского моря предложена методика расчета баланса и балансовых составляющих запасов техногенного трития в море. Уравнение баланса имеет вид:

, (6)

где – изменение запаса трития в море (Бк);

– количество трития, поступившего в море с атмосферными осадками (Бк);

– количество трития, поступившего в море с речным стоком (Бк);

– количество трития, поступившего из смежного водоема (Бк);

– количество трития, поступившего в море вследствие обмена влагой между атмосферой и поверхностью моря (Бк);

– количество трития, вытекающего в смежный водоем (Бк);

– количество трития, уходящего из моря вследствие обмена влагой между атмосферой и водной поверхностью (Бк);

– искомая концентрация в море (Бк);

– относительная влажность атмосферы;

, , , , , – соответствующие водные составляющие;

 – коэффициент фракционирования трития при фазовых переходах.

На основе предложенной методики проведена оценка запасов трития и его балансовых составляющих в Азовском, Черном, Каспийском, Балтийском и Белом морях. Сравнение рассчитанных запасов трития на основе балансовых составляющих с запасами, определенными на основе экспериментальных данных для указанных морей (рис. 8–13) показало, что различие между этими величинами не превышает 20 %. Установлено, что основным путем поступления глобального трития в моря является молекулярный обмен водной поверхности моря с атмосферой. На основе расчетов балансовых составляющих показано, что Азовское (в 1960–1961 гг. и в 1965–1984 гг.) и Балтийское (в 1979–1982 гг.) моря явились одним из источников трития для атмосферы –

Рис. 8. Схема отбора проб и концентрации трития в Азовском море (кБк/м³): 1 – 1973 г.; 2 – 1984 г.

Рис. 9. Концентрация трития в поверхностной воде Черного моря (кБк/м³):1 – 1973 г.; 2 – 1977 г.

Рис. 10. Схема отбора проб и распределение трития в поверхностных водах Каспийского моря: числитель – в 1975 г.; знаменатель – в 1985 г.

Рис. 11. Схема отбора проб и концентрации трития (кБк/м³)

в Балтийском море: 1 – 1972 г, 2 – 1980 г.

Рис. 12. Распределение концентраций трития в Белом море (кБк/м³)

и в юго-восточной части Баренцева моря

Рис. 13. Распределение концентраций трития (кБк/м³)

в Карском море в 1982 г. () и 1992 г.()
рис. 14, т.е. поток трития через границу водная поверхность – атмосфера (в сторону атмосферы – Q_обм↑) превышает встречный поток (поступление трития в море за счет молекулярного обмена и с атмосферными осадками – Q_обм↓ + Q_ос). Показано влияние речных вод на распределение концентраций трития в поверхностных водах Черного, Каспийского, Белого, Баренцевого и Карского морей, а для Черного моря, также влияние притока вод из Мраморного моря.

На основе экспериментальных данных о вертикальном профиле концентраций трития в Черном море, с помощью ящичной модели, оценена среднемноголетняя скорость вертикального движения воды на горизонте 200 м, которая составила примерно 2500 км³/год.

Рис. 14. Отношение оттока трития в атмосферу вследствие молекулярного обмена к суммарному его поступлению из атмосферы вследствие молекулярного обмена и с атмосферными осадками: 1 – Азовское море; 2 – Балтийское море.

Рассчитаны выпадения и сток трития в Арктические моря России
(1978–2000 гг.) – табл. 5. Результаты табл. 5 позволяют заключить, что около 85 % выпадений трития и около 80 % стока трития приходится на водосборные площади Карского моря и моря Лаптевых. Полученные данные подтверждают предположение о стоке ранее выпавшего трития для моря Лаптевых, Восточно-Сибирского и Чукотского морей, поскольку сток трития с водосборных площадей этих морей превышает его выпадения – табл. 5.

Таблица 5

Выпадения трития на водосборный бассейн

и его сток в Арктические моря России (1978–2000 гг.)

Море	Выпадение трития на водосборную площадь моря, ПБк	% от суммарных выпадений	Сток трития с водосборной площади моря, ПБк	% от суммарного стока
Белое и Баренцево моря	67	9,9	47	10,5
Карское море	434	64,0	214	47,9
Море Лаптевых	139	20,5	143	31,6
Восточно-Сибирское море	35	5,1	41	9,3
Чукотское море	2	0,4	3	0,7
Общее	667	100,0	448	100,0

<предыдущая страница | следующая страница>