Актуальность работы обусловлена необходимостью получения современных данных о концентрации химических элементов в системе «вода–почва–растения» на припортальном участке штольни 504 площадки «Дегелен» бывшего Семипалатинского испытательного полигона. В период весеннего половодья возможен вынос элементов за пределы площадки штольни 504. Цель: изучение пространственного распределения химических элементов в системе «вода–почва–растения» в водотоке штольни 504. Для достижения данной цели были поставлены следующие задачи: 1) определить уровни концентрации химических элементов в воде; 2) изучить уровни концентрации химических элементов в почве; 3) выявить особенности накопления химических элементов в растениях штольни 504. Методы. Элементный состав воды определялся методами масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (Elan 9000 «Perkin Elmer SCIEX»), атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой («iCAP 6300 Duo» Thermo Scientific). Анализ таких показателей, как общая минерализация, содержание сульфатов, гидрокарбонатов, хлоридов, кальция, магния и натрия, проводился титриметрическими, колориметрическими, потенциометрическими методами в соответствии с ГОСТ. Результаты. Анализ данных, полученных по воде, показал высокое содержание таких элементов, как Li, Be, Al, Mn, Zn, Rb, Sr, Cd, Cs, La, Ce, U, среднее содержание которых в несколько раз превышает показатель кларка в подземных водах аридного климата (сульфатные воды). Также для воды замечено превышение предельно допустимых уровней для таких элементов, как Be (2800 ПДК), Mn (260 ПДК), Al (76 ПДК), U (70 ПДК) и Cd (50 ПДК). По последним данным выявлено, что содержание таких элементов, как Li, Be, Al, в воде увеличилось в 2 раза, тогда как Co, Ni и Cu – в десятки раз. Пространственное распределение исследуемых элементов в почве штольни 504 неоднородно, большая часть элементов концентрируется в грунте севернее русла водотока. На данном участке выявлено повышенное содержание таких элементов, как Be, Mn, Cu, Zn, Мо, Cd, Cs, Pb и U, превышающих показатель кларка литосферы. Индекс превышения значения кларка литосферы составил для концентрации урана 1000 раз. Сравнение полученных данных на загрязненных участках со значением предельно-допустимых концентраций химических элементов для почвы выявило превышение у Pb (26 ПДК), Mn и Cu (9 ПДК). Химический состав воды и почвы штольни 504 является уникальным по содержанию редкоземельных элементов. Среднее содержание РЗЭ в воде в тысячу раз превышает показатель кларка в подземных водах аридного климата и подземных водах СИП. Замечено превышение предельно допустимого уровня концентрации для самария в воде. Характерным является преобладание группы легких РЗЭ с ярко выраженной церий-лантановой специализацией. Для большинства видов растений штольни 504 на загрязненном участке выявлено повышенное содержание Be, Сd, Cs, Pb, U и ряда РЗЭ. Концентрация исследуемых элементов в таких видах растений, как тростник и вейник, на сравниваемых участках менялась незначительно, что, видимо, обусловлено наличием физиолого-биохимических механизмов, препятствующих их поступлению. Исходя из вышеизложенного, можно сделать вывод, что пространственное распределение элементов на площадке штольни 504 связано, прежде всего, с выносом химических элементов штольневыми водами. В воде штольни 504 выявлено порядка десяти элементов, превышающих значения кларка и предельно допустимые уровни.

Актуальность данной работы обусловлена тем, что в зоне воздействия «Восточного» следа радиоактивных выпадений Семипалатинского испытательного полигона не велись работы по оценке содержания химических элементов в компонентах природной среды, включая тяжелые металлы. Параллельное обследование состава твердых частиц аэрозолей воздуха и почвы испытательной площадки «Опытное поле» Семипалатинского испытательного полигона, где проводились наземные и воздушные ядерные испытания, дает наиболее полную картину о возможных источниках поступления химических элементов в компоненты природной среды по «Восточному» следу, а также пути миграции некоторых элементов и радионуклидов в составе воздушных аэрозолей. Обследование территории северо-восточной части полигона, включая населенные пункты по следу прохождения радиоактивных выпадений, представляет особый интерес для безопасного проживания населения, в приоритете которого сельскохозяйственная деятельность.Целью представленной работы является оценка уровней накопления химических элементов в компонентах природной среды в зоне воздействия «Восточного» следа Семипалатинского испытательного полигона.Объекты: почва, твердые частицы аэрозолей воздуха.Методы: анализ проб методами альфа-, бета- и гамма-спектрометрии, масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой, атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой, радиохимии и сканирующей электронной микроскопии; статистическая обработка результатов анализа основных исследуемых компонентов природной среды; оценка динамики пространственного распределения содержания радионуклидов и химических элементов в пробах почвы и твердых частиц аэрозолей воздуха исследуемого участка.Результаты. Изучен химический состав (радионуклидный и элементный) почвенного покрова по профилю «Восточного» следа, а также твердых частиц аэрозолей воздуха размером 2,5 мкм и общих взвешенных частиц, отобранных с участков, расположенных вблизи границ испытательной площадки «Опытное поле» Семипалатинского испытательного полигона. Выявлено пространственное распределение концентраций исследуемых групп химических элементов, радионуклидов в почвенном покрове по «Восточному» следу радиоактивных выпадений. Проведенный корреляционный анализ содержания элементов в пробах воздуха позволил выявить ассоциацию элементов, характерных как для мелких частиц (PM-2,5), так и для общих взвешенных частиц воздуха испытательной площадки «Опытное поле» СИ Семипалатинского испытательного полигона. Содержание практически всех исследуемых химических элементов в составе твердых частиц аэрозолей воздуха не превышает его допустимые уровни – предельно допустимые концентрации.

Ссылка для цитирования Сезонная динамика содержания химических элементов в твердых частицах аэрозолей воздуха малых населенных пунктов, расположенных в зоне влияния «Восточного» следа радиоактивных выпадений Семипалатинского испытательного полигона / А.Е. Темиржанова, Е.Г. Язиков,  М.Т. Дюсембаева, Е.З. Шакенов, Н.Ж. Мухамедияров,  А.Ж. Ташекова,  Г.М. Есильканов, В.В. Колбин, М.А. Умаров // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2021. – Т. 332. – № 12. – С. 189-199. Актуальность данной работы обусловлена тем, что возникает вопрос о проведении исследований для выявления содержания химических элементов по одному из основных следов «Восточный» Семипалатинского испытательного полигона и прилегающих к нему территории, включая некоторые малые населенные пункты, посредством изучения твердых частиц аэрозолей воздуха. На примере сел Долонь, Бескарагай и Канонерка изучение элементного состава твердых частиц аэрозолей воздуха даст наиболее полную картину о качестве воздуха малых населённых пунктов со схожими климатическими условиями. Данные населенные пункты расположены в следе «Восточный», недалеко от условно обозначенных границ Семипалатинского испытательного полигона. Среди них особо актуальным вопросом является изучение качественного состава атмосферного воздуха непосредственно самого полигона и прилегающих к нему зон. Особый интерес среди них вызывает химический состав твердых частиц аэрозолей воздуха (PM-2,5 – Particulate matter – твердые частицы аэрозолей воздуха с диметром менее 2,5 мкм, PM-10 – Particulate matter – твердые частицы аэрозолей воздуха с диметром менее 10 мкм, TSP-Total suspended particles – Общие взвешенные частицы), содержащих радиоактивные элементы и тяжелые металлы. Взвешенные вещества размером менее 10 мкм распространяются на большие расстояния и являются потенциальными загрязнителями основных компонентов природы. Цель: определить источники поступления химических элементов в атмосферу населенных пунктов, в зоне воздействия «Восточного» следа радиоактивных выпадений, прилегающей к территории Семипалатинского испытательного полигона, на примере сел Долонь, Бескарагай и Канонерка, а также оценить качество атмосферного воздуха. Объекты: твердые частицы аэрозолей воздуха, почва. Методы. Пробы проанализированы методами масс-спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (МС-ИСП), атомно-эмиссионной спектрометрии с индуктивно-связанной плазмой (АЭС-ИСП) и сканирующей электронной микроскопии; проведены процедуры внутреннего контроля качества (сравнение результатов, полученных различными способами анализа); статистическая обработка результатов анализа основных исследуемых компонентов природной среды; сезонная динамика распределения содержания элементов в твердых частицах аэрозолей воздуха исследуемых малых населенных пунктов. Результаты. Изучен химический состав (элементный) твердых частиц аэрозолей воздуха размером 2,5 мкм, а также почвы малых населенных пунктов. Выявлена сезонная динамика распределения концентраций исследуемых групп химических элементов. Анализ сезонного изменения химического состава аэрозолей воздуха позволил выявить их источники поступления. Превышения ПДК среднесуточного содержания нормируемых химических элементов в составе твердых частиц аэрозолей воздуха не обнаружено.

Ссылка для цитирования: Определение 151Sm в пробах почвы с использованием метода жидкостной сцинтилляционной спектрометрии / С.Е. Сальменбаев, К.А. Берикхан, Н.Ж. Мухамедияров, Ф.Ф. Жамалдинов, А.А. Харченко, К.Т. Мустафина,  // Известия Томского политехнического университета. Инжиниринг георесурсов. – 2022. – Т. 333. – № 5. – С. 100-107. Актуальность исследования обусловлена отсутствием информации об уровнях содержания в почвах Семипалатинского испытательного полигона техногенного радионуклида 151Sm. Расчетное количество 151Sm, которое могло быть рассеяно во время наземных и атмосферных испытаний ядерных зарядов, проведенных на Семипалатинском испытательном полигоне, составляет 6,1·105 Ки. Как известно, почва является депонирующей системой, накапливающей различные токсичные, вредные вещества и радионуклиды. В результате ветровой и водной эрозии почв, поглощения радионуклидов растениями, может происходить их дальнейшее перераспределение и миграция, в результате чего радионуклиды могут поступать в организм человека, приводя к его облучению. Цель: разработка способа радиохимического определения 151Sm в почвах Семипалатинского испытательного полигона с использованием метода жидкостной сцинтилляционной спектрометрии. Объекты: поверхностные пробы почвы, отобранные на территории Семипалатинского испытательного полигона. Основными критериями при выборе образцов было наличие в них 137Cs как возможного индикатора присутствия 151Sm, и отсутствие радиоактивных изотопов Eu как основного мешающего радионуклида. Значения удельной активности 137Cs в исследуемых образцах варьировали от 3,6 до 780 Бк/кг. Метод. Способ определения 151Sm включает полное кислотное разложение исследуемых образцов почвы концентрированными растворами кислот (HF, HNO3), выделение и радиохимическую очистку с использованием ионообменных смол, а также осаждение малорастворимых соединений. Удельная активность 151Sm определялась с помощью ультра-низкофонового жидко-сцинтилляционного спектрометра Quantulus 1220. Кривая эффективности регистрации 151Sm от гашения в образце была построена с использованием метода CIEMAT/NIST. Для измерения концентрации изотопов самария использовался масс-спектрометр Agilent 7700x, содержание гамма-излучателей оценивалось с помощью гамма-спектрометров ВЕ-5030 и GEM 5825. Результаты. Разработан способ определения 151Sm в пробах почвы с использованием метода жидкостной сцинтилляционной спектрометрии. Средний химический выход составил 83 %, предел обнаружения – 0,01 Бк/г для времени измерения 60 мин. Зафиксированные значения удельной активности 151Sm составили диапазон от 158 до 290 Бк/кг.