Все ли потеряно? Загрязнение древесины радионуклидами

12.10.2018

Постоянное уменьшение в европейской части страны запасов традиционно используемой в качестве сырья древесины хвойных и твердолиственных пород обуславливает необходимость поиска новой сырьевой базы. Для изготовления пиломатериалов в том числе могут быть использованы леса, подвергшиеся радиоактивному загрязнению.

МАСШТАБ ПРОБЛЕМЫ
В 15 областях площадь земель лесного фонда, загрязненных цезием-137 при аварии на Чернобыльской АЭС, составляет 982,6 тыс. га. Такие леса занимают значительную часть лесного фонда в европейской части России.

В зонах с плотностью загрязнения почвы цезием-137 свыше 5 Ки/м2 находится почти 40 % площади загрязненных лесов. В Брянской области загрязнено 171 тыс. га лесного фонда, а в Белгородской – 15,4 тыс. га. Значительную часть из них (более 45 %) занимают средневозрастные леса, что обуславливает их высокую пожароопасность. Вследствие этого возникает большая угроза вторичного радиоактивного загрязнения прилегающих территорий. Загрязненные леса нуждаются в проведении противопожарных и лесозащитных мероприятий: санитарных рубках, создании противопожарных разрывов, разрубках и расчистках квартальных просек, устройстве дорог противопожарного назначения и т. д.

Уровень радиоактивного загрязнения регламентируется в нормативной документации двумя основными «долгоживущими» продуктами деления – стронцием-90 и цезием-137. Основными факторами, определяющими накопление этих загрязняющих компонентов в древесине, являются видовая принадлежность, условия произрастания деревьев и биологическая доступность радионуклидов. Загрязненность древесины техногенными радионуклидами зависит от плотности загрязнения почвы цезием-137. Для сосны при одном и том же диапазоне изменения плотности загрязнения почвы этим радиоизотопом интенсивнее всего его концентрация нарастает в лубе, менее всего она изменяется в древесине. В противоположность сосне, для ели с изменением плотности загрязнения почвы интенсивнее всего возрастает концентрация цезия-137 в древесине и менее всего – в коре.

СВОЙСТВА ДРЕВЕСИНЫ
При облучении древесины происходит некоторое снижение ее физико-механических показателей. Однако при исследовании древесины, произрастающей на территории с загрязнениями свыше 40 Ки/м2, установлено, что ограничения на ее использование будут определяться только содержанием в них радионуклидов.

По степени убывания обычно образуется следующий ряд: береза, дуб, осина, ольха, сосна. Древесина сосны может использоваться без ограничений при плотности загрязнения до 15 Ки/м2. В исследованиях Т. В. Мащенко (кандидат сельскохозяйственных наук, до цент Брянского государственного инженерно-технологического университета) по использованию древесины в строительном комплексе в зависимости от условий произрастания деревьев на радиоактивно загрязненных территориях установлена величина удельной активности цезия-137 в древесине для различных зон ствола (табл. 1).

Величина удельной активности цезия-137 в древесине для различных зон ствола.jpg

Свойства древесины меняются,
но ее использование возможно

Из таблицы видно, что загрязненность ствола дерева с удалением от поверхности снижается. После удаления коры и двухсантиметрового слоя такую древесину возможно перерабатывать, чтобы получить строительные материалы с содержанием радионуклидов на допустимом уровне.


В полученных пиломатериалах допустимая удельная активность стронция-90 должна быть не более 2300 Бк/кг, цезия-137 – не более 190 Бк/кг.


ПЕРЕРАБОТКА? ВОЗМОЖНА!
Наиболее приемлемым способом переработки загрязненной древесины является получение обрезных пиломатериалов. При этом производится удаление периферийной части с бóльшим уровнем радиоактивности из необрезного пиломатериала. Для этого предлагается использовать устройство, содержащее механизм подачи, два однопильных станка для последовательной обрезки по каждой из кромок и направляющие для перемещения пиломатериалов параллельно обрезаемым кромкам.

На рисунке показана схема получения обрезных пиломатериалов. В исходном положении пиломатериал (1) прижат к одной из направляющих (2). При подаче пиломатериала вдоль направляющей (2) пила (3) обрезает загрязненную радионуклидами полосу (4). Обрезка пиломатериала с противоположной стороны производится аналогичным образом.

Схема-Радионуклиды.jpg

Схема получения обрезных пиломатериалов из загрязненной радионуклидами древесины:

а – первый проход;
б – второй проход;
1 – необрезной пиломатериал;
2 – направляющая;
3 – пила;
4 – загрязненная радионуклидами полоса

Схема получения обрезных пиломатериалов из загрязненной радионуклидами древесины-2.jpg

Последовательная обрезка параллельно кромке сначала с одной стороны, затем с другой позволяет получить обрезные пиломатериалы, не загрязненные радионуклидами, причем процесс обрезки может быть механизирован и выполняться без перенастройки оборудования. Новизна технического решения на устройство для получения обрезных пиломатериалов из необрезных подтверждена патентом РФ на полезную модель № 105854.

Наиболее загрязненная радионуклидами часть древесного ствола (кора и двухсантиметровый слой) должна удаляться непосредственно на лесосеке, чтобы исключить перенос радиоактивных элементов на незагрязненные территории. Для этого можно применять мобильные окорочные станки с приводом от дизельных или бензиновых двигателей, например, станок ВК-16 с приводом от трактора для окорки древесины диаметром от 6 до 36 см. Образующиеся при этом радиоактивно загрязненные отходы необходимо оставлять на месте обработки в специально подготовленных траншеях.

НАПРАВЛЕНИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
В соответствии с СП 2.6.1.759-99 «Допустимые уровни содержания цезия-137 и стронция-90 в продукции лесного хозяйства» полученные пиломатериалы возможно в дальнейшем использовать в конструкциях, мало соприкасающихся в процессе эксплуатации с человеком, – например, в обрешетке крыши, если величина допустимого уровня содержания це-зия-137 и стронция-90 составляет, соответственно, не более 370 Бк/кг и 5200 Бк/кг.

Несмотря на то, что при облучении древесины происходит некоторое снижение ее физико-механических показателей, при использовании древесины, произрастающей на территории с загрязнением свыше 40 Ки/м2, ограничения на ее применение будут определяться только содержанием в них радионуклидов.

При соответствующей обработке использование подобной древесины безопасно для гражданского строительства
Таким образом, наиболее приемлемым способом переработки загрязненной радионуклидами древесины является получение обрезных пиломатериалов, которые могут быть использованы в строительстве жилых помещений и домов: для изготовления бруса и бревен, досок половых и потолочных, балок, стропил и перекрытий, дверных и оконных рам и других изделий, при допустимом уровне содержания цезия-137 и стронция-90.

Александр Лукаш доцент, к. т. н.



Оцените материал:
Читайте также в рубрике
08.11.2022
Лесозаготовка. БП
06.09.2022
Лесозаготовка. БП
21.07.2022
Лесозаготовка. БП
31.05.2022
Лесозаготовка. БП
21.04.2022
Лесозаготовка. БП
21.12.2021
Лесозаготовка. БП
24.09.2021
Лесозаготовка. БП
17.06.2021
Лесозаготовка. БП
12.02.2021
Лесозаготовка. БП
26.10.2020
Лесозаготовка. БП