4. Морские научные исследования в рейсах НИС «Импульс» № 45 и 45 «а» (руководитель В.А. Горячев) 4.1. Основание для организации экспедиции План-программа отряда "Динамика вод залива Петра Великого", утвержденная Ученым советом ТОИ ДВО РАН 22.03.11 г., выполняемая при поддержке грантов РФФИ 10-05-00366-а, 11-05-98585-р_восток_а и ДВО РАН: 11-III-Д-07-026, 09-III-А-07-329. 4.2. Цели экспедиции Изучение процессов взаимодействия вод залива Петра Великого и прилегающей части Японского моря с использованием радиоактивных трассеров (тритий, берилий-7, радиокобальт, радиоцезий) 4.3. Основные задачи экспедиционных работ Отобрать пробы морской воды, взвеси, донных осадков, донных организмов, атмосферных осадков, аэрозолей для лабораторного анализа на содержание естественных и искусственных радионуклидов. Определить уровни и изотопный состав радиоактивного загрязнения объектов морской среды вблизи потенциальных источников искусственных радионуклидов в заливе Петра Великого. Определить степень влияния аварийных выбросов АЭС Фукусима-1 на радиоактивность морской среды залива Петра Великого. 4.4. Источники финансирования и сроки проведения: Гранты РФФИ 10-05-00366-а, 11-05-98585-р_восток; гранты ДВО РАН: 11-III-Д-07-026, 09-III-А-07-329. Сроки проведения работ: с 15 мая по 15 октября 2011 г. 4.5. Организационная структура экспедиции Заявлено в план-программе 6 членов отряда, принимали участие в экспедиционных работах 6 человек. 4.6Методы измерений и обработки данных. Гидрологические характеристики - температура, соленость, давление измерялись автономными гидрологическим зондом YSI-6920 SBE 19 plus. Обработка результатов осуществлялась с использованием П/О: EcoWatch, Ocean Data View, Excel, Surfer, GmmaVision-32. Для определения радиоактивности морской воды (растворенная и взвешенная формы) в заданной точке с помощью погружного насоса из поверхностного слоя в полиэтиленовую емкость (объем 200 л), находящуюся на борту судна, отбиралась проба, из которой на переходе между станциями радионуклиды концентрировались на сорбенте АНФЕЖ с предварительным отделением взвеси фильтрацией через 5-10 параллельных двухслойных пакетов фильтров (ФПП-15+Синяя лента). Прокачка воды через фильтровальное устройство и сорбент осуществлялась с помощью низковольтного погружного DPW69-12. Время заполнения емкости около 20 мин., время концентрирования 60-75 мин. Количество отфильтрованной взвеси определяется по разнице веса высушенного фильтра после прокачки известного объема пробы воды и первоначального веса фильтра. При этом если фильтр не промывается пресной водой, свободной от радионуклидов, вводится поправка на соль по количеству испарившейся при сушке воды и солености пробы. На берегу в лаборатории сорбент вначале высушивается в сушильном шкафу в течение 8-10 часов при температуре 70-80˚С, затем сжигается в муфельной печи при температуре 430450˚С. Объем 80 г сорбента, используемого для извлечения радионуклидов 320 см3, оставшаяся после процедуры сжигания зола занимает в измерительной емкости для гамма-спектрометрии объем 4.5-4.7 см3. Минимизация объема пробы имеет важное значение для процесса гамма-спектрометрического анализа, т.к. улучшается счетная геометрия системы детектор-образец. 4.7 Используемые технические средства и их краткая характеристика GPS, эхолот, YSI-6920 с погрешностью определения: давления ±0.1 бар, температуры ± 0,01оС, солености ± 0.01‰. Система отбора и концентрирования радионуклидов из морской воды в составе: погружной насос с регулируемой производительностью (0.5-5 л/мин), водомерные счетчики, фильтрующее устройство для отделения взвеси, картридж с сорбентом АНФЕЖ для концентрирования растворенных радионуклидов, производительность системы 100200 л/час. Измерение радиоактивности образцов выполняется на гамма-спектрометре с детектором из сверхчистого германия GEM150 и цифровым амплитудным анализатором DSPEC jr 2.0, относительная эффективность регистрации 150% на линии 1.33 МэВ (60Co), определяется как отношение абсолютной эффективности германиевого детектора к абсолютной эффективности детектора NaJ(Tl) с размером кристалла 7.5×7.5 см. Разрешение (FWHM) 1.9 кэВ на линии 1.33 МэВ (60Co). 4.8 Объемы выполненных работ За время экспедиции отобрано 12 проб поверхностной воды и одна с глубины 30 м. Отбор проб сопровождался гидрологическим зондированием до глубины места, но не более 70 м – предельной глубины для зонда YSI-6920. Непосредственно на борту судна выполнено извлечение из проб радионуклидов на сорбент АНФЕЖ с предварительным отделением взвешенного вещества. Положение точек отбора проб приведено на рис.1. Рис. 1. Положение точек отбора проб поверхностной воды в 45 и 45а рейсах НИС «Импульс» в период с 16 по 25.05.2011 г. 4.9 Предварительные результаты работ В лаборатории после предварительной подготовки проб был проведен их гаммаспектрометрический анализ. Результаты, приведенные в таблице 1, показывают в некоторых пробах (№ 3,4,7,9,10,11,12) кроме обычного фонового набора радиоизотопов присутствие 134Cs, изотопа с относительно коротким периодом полураспада (2.06 лет), который мог попасть в поверхностные воды исследуемых акваторий только в результате оседания на морскую поверхность загрязненных этим радионуклидом атмосферных аэрозолей и в растворенной форме в составе осадков. Результаты мониторинга радиоактивного загрязнения атмосферы, проводимого в ТОИ, показали присутствие 131J (Т1/2=8.021 дней) в составе аэрозолей, отбираемых установкой, расположенной на крыше института, на 12-е сутки после аварии, а 134Cs в пробе, отобранной в период с 25.03 по 01.04.2011 г. Максимальная концентрация 131J в аэрозоле зарегистрирована в пробе отобранной в период 01-08.04.2011 г, а 137Cs и 134Cs в пробе отобранной в период 0815.04.2011 г. Время, прошедшее с начала аварии до появления максимальной концентрации аварийных радионуклидов в атмосфере Владивостока 20-28 дней (период экспозиции аэрозольного фильтра 7 дней), что соответствует периоду обращения вокруг Земли воздушных масс в средних широтах северного полушария. Первая попытка обнаружить аварийные радионуклиды в морской воде залива Петра Великого была предпринята 6-7-го апреля, для чего в Уссурийском заливе было отобрано 3 пробы, но гамма-спектрометрический анализ показал присутствие в них только 137Cs с концентрацией не превышающей фоновую, характерную для этого района моря. В годы, предшествующие аварии АЭС Фукусима-1, 131J и 134Cs как в атмосфере, так и в водах морей и океанов отсутствовали. Таблица 1. Результаты определения удельной объемной активности искусственных радионуклидов в пробах морской воды отобранных в 45 и 45а рейсах НИС «Импульс» в период с 16 по 25.05.2011 г. V Концентрация, Бк/м3 Время отбора Станция Град. в. д. Град. с.ш. пробы 60 137 пробы Co Cs 134Cs л 1 17.05.11 16:13 131.7852 43.2676 87 0.046 0.8 <0.05 3 18.05.11 14:28 131.9162 43.2026 218 0.042 1.1 1.3 4 25.05.11 12:52 131.8194 43.0805 218 <0.03 0.9 1.4 5 25.05.11 14:39 131.6661 43.0356 216 <0.03 1.7 <0.03 6 20.05.11 12:22 131.5799 42.9179 218 <0.038 1.1 <0.03 7- 0 м 20.05.11 15:16 131.8559 42.883 210 <0.028 1.6 0.1 7-30 м 24.05.11 15:34 131.8313 42.8853 217 <0.047 2.4 3.4 8 24.05.11 13:55 132.4142 42.8067 214 0.104 2.6 <0.04 9 24.05.11 12:00 132.1254 42.975 219 0.3 1.8 0.3 10 16.05.11 13:15 132.2829 43.0463 222 0.2 1.2 1.9 11 17.05.11 11:58 132.2969 43.1671 228 0.14 1.7 0.2 12 17.05.11 14:12 132.302 43.2615 231 <0.028 1.9 1.1 4.1. Выводы Все задачи, запланированные на экспедиционный период, выполнены.