Радиоэкологическая обстановка в РБ

26 апреля 1986 года произошла крупномасштабная авария на Чернобыльской АЭС. Ей созвучна другая крупномасштабная авария, происшедшая также на территории нашей страны: это ядерная авария на Южном Урале в сентябре 1957 года на производстве "Маяк" (вблизи г. Кыштым Челябинской области), о ней населению нашей страны стало известно лишь в 1991 году. Во внешнюю среду было выброшено 120 млн Ки (120 МКи) активности. Она относится к числу наиболее тяжелых; в результате аварии образовался радиоактивный след, получивший название Восточно-Уральского. Вдоль "следа" население было эвакуировано; на данной территории повысился уровень смертности, возросло число раковых заболеваний, рождаются дети-уроды (Вести. 1992. 7 июня).

К числу крупнейших радиационных аварий относятся аварии в Уиндскейле (Великобритания) в 1957 году и на АЭС в Тримайл-Айленд (США) в 1979 году.

Авария на Чернобыльской АЭС вызвала разрушение активной зоны реакторной установки и части здания, где она располагалась. Произошло это перед остановкой блока на плановый ремонт при проведении испытаний режимов работы одного из турбогенераторов. Мощность реакторной установки внезапно возросла, что привело к ее разрушению и выбросу части накопившихся в активной зоне радионуклидов в атмосферу.

Образовавшееся в момент аварии облако сформировало след на местности в западном и северном направлениях в соответствии с метеорологическими условиями переноса воздушных масс. В последующие десять суток продолжался интенсивный выброс радиоактивных газов и аэрозолей, что обусловило формирование радиоактивно загрязненной территории сложной конфигурации. Помимо радиоактивных выпадений вблизи ЧАЭС были сформированы крупные пятна на территории Беларуси, Украины, западных областей Российской Федерации.

Имеются пятна загрязнений в Краснодарском крае, в районе Сухуми, Прибалтике. Пострадали также 10 европейских стран (Швеция, Финляндия, Польша, ФРГ, Швейцария, Италия и др.)..

Суммарный выброс продуктов деления (без радиоактивных благородных газов ксенона, криптона) составил около 50 МКи (1,851018 Бк), что соответствует примерно 3,5 % общего количества радионуклидов в реакторе на момент аварии. К 6 мая 1986 года выброс радиоактивных веществ практически завершился.

Наиболее пострадавшей республикой является Беларусь, на ее территории выпало 80 % РВ. 18,4 % (почти 1/5~часть) территории республики загрязнены РВ (1 613,4 тыс. га). С радиоактивной струей выделилось радиоактивных веществ массой 77 кг, не считая нескольких тонн ядерного топлива, графита и материала конструкции вблизи АЭС.

26 апреля и 6 мая 1986 года отмечены самые мощные выбросы. Высота первого выброса доходила до 1700 м.

26 апреля радиационный фон в г. Минске превышал естественный в 9000 раз, в г. Гомеле — в 120 000 раз. В Минске 28 апреля радиационный фон соответствовал 500 мкР/ч (данные Белгидромета), естественный радиационный фон Республики Беларусь — 0,01—0,02 мР/ч (или 10—20 мкР/ч).

В табл. 6.1 показаны площадь радиоактивных загрязнений, количество населенных пунктов и количество населения, проживающего на территориях с разными плотностями загрязнения.

В Гомельской области один чистый район — Октябрьский. В Витебской — один грязный — Толочинский.

В Минской области загрязнены 12 районов: Березинский, Борисовский, Вилейский, Воложинский, Логойский, Молодечненский, Солигорский с уровнем загрязнения 1—5 Ки/км²и др. В Воложинском и Солигорском районах имеются населенные пункты с плотностью загрязнения 5—15 Ки/км².

Помимо приведенных в таблице радионуклидов, в атмосферу выброшены тритий и радиоуглерод (периоды полураспада соответственно 12,3 и 5730 лет), которые включились в биосферный обмен. Поскольку углерод и водород — основа органической жизни, эти изотопы оказались в тканях растений и животных, распространились повсеместно.

На расплавленную зону реактора с вертолетов в течение многих дней сбрасывались тонны песка, доломита, бора, свинца. Падая с высоты, они также временно увеличили количество выносимых в атмосферу пыли и других аэрозолей, ставших радиоактивными.

Радиоактивная загрязненность разных районов в результате аварии в Чернобыле оказалась очень неравномерной. Пятна радиоактивности образовались не только вокруг АЭС, но и на очень больших расстояниях от нее, причем иногда удаленные территории загрязнены сильнее, чем ближние. Это объясняется тем, что, во-первых, истечение радиоактивной струи из разрушенного реактора было длительным, во-вторых, с изменением направления ветра менялось и направление радиоактивного облака, в-третьих, происходило неравномерное очищение атмосферы от радиоактивных изотопов. Самые легкие частицы поднимались очень высоко, осаждались медленно, успев несколько раз обогнуть земной шар и за время от нескольких месяцев до года распространились по всему северному полушарию. Более тяжелые аэрозоли расположились в приземном воздухе, откуда за дни или недели опустились на земную поверхность.

Дождь очень эффективно вымывает радионуклиды из атмосферы, но в ту теплую весну дождей было мало; там, где они прошли, образовались радиоактивные пятна.

Осаждение радиоактивных частиц можно вызвать и искусственно, с помощью метеорологических снарядов или авиации, чтобы предотвратить бесконтрольное распространение и не допустить загрязнения крупных промышленных центров. Такая операция также осуществлялась.

В первое время после аварии основной вклад в суммарную радиоактивность вносили короткоживущие изотопы — йод-131, стронций-89, теллур-132, инертные газы ксенон и криптон и другие, но наибольшую опасность представляют цезий-137 и 134, стронций-90, плутониевые радионуклиды, входящие в состав "горячих" частиц. "Горячие", или топливные, частицы — это крупные (десятки и более микрон) с исключительно высокой радиоактивностью частички ядерного топлива, выброшенные взрывом. Помимо плутония и урана в них содержится и осколочная радиоактивность. "Горячие" частицы выпали, в основном, в южной части Гомельской области недалеко от АЭС, но в небольшом количестве обнаружены и в других местах.

Ученые Е.П. Петряев, профессор, заведующий кафедрой радиохимии БГУ, В.Б. Нестеренко, член-корреспондент АН Беларуси, директор Института радиационной безопасности, публично объявили в 1988 году о том, что "горячие" частицы (плутония) есть не только в Гомельской области, но и практически по всей Беларуси, включая Минск.

Из физических методов их изучения этими учеными был применен метод фотографии. Лист каштана прикладывался к рентгеновской пленке и получалась картинка. Делались и электронные фотографии таких частиц. При исследовании почвы обнаружилось, что таких "горячих" частиц на 1 м² может быть от одной до ста тысяч.

Е.П. Петряев отмечает, что у него сложилось впечатление, что частицы в почве начинают разрушаться. Из крупных становятся мелкими. И вот тут опасный момент: плутоний может попасть в воду. Но не только плутоний, но еще более опасный америций-241. Таким образом, я вижу, что в будущем ситуация может осложниться, потому что... в природе существует круговорот воды.

А в легких концентрация частиц тоже уменьшается. Это означает, что частицы в легких разрушаются точно так, как и в почве, и начинают миграцию по всему организму. Плутоний ведь почти не выводится.

По представлению радиобиологов, частицы, попавшие в легкие, начинают выжигать, плавить ткани. Медики уже наблюдают образование полостей в легких, печени, каверны, пустоты, микро- и макрополости.

Плутония-241 с периодом полураспада 14,64 года было в 100 раз больше, чем более опасного плутония-239. За 6 лет треть плутония-241 распалась, и образовалось аналогичное количество атомов америция-241. Еще через б лет его будет столько же. И там, где люди жили на относительно безопасной территории, они попадают под действие америция, то есть речь идет о качественном преобразовании, смещении загрязнений, а дальше — о новой волне переселений; переделке карт радиационной загрязненности америцием. Америций более подвижен, чем плутоний. В массовом масштабе переход плутония в америций начнется лет через 7—8, т.е. на территории, загрязненной плутонием-241, будет ровно столько же америция-241.

Созданы карты радиационной обстановки на территории Республики Беларусь по цезию-137, стронцию-90, плутонию-239, которые отражают ситуацию по различным периодам времени и публикуются в периодической печати.

Загрязнение территорий Республики Беларусь цезием-137 следующее:

1—5 Ки/км² (29,92 тыс.км²),

5—15 Ки/км²(10,17 тыс.км²),

15—40 Ки/км² (4,21 тыс.км²),

более 40 Ки/км² (2,15 тыс.км²).

Весьма летучий цезий распространен практически по всей территории республики. Цезий-137 — основной радионуклид, формирующий аварийное пятно загрязнений, простирающееся на севере Гомельской области и на юге Могилевской.

Наибольшая концентрация стронция-90 отмечена в 30-километровой зоне и вокруг нее. Ситуация по стронцию-90 представлена на карте с плотностями загрязнения:

1—2 Ки/км²,

1—3 Ки/км²,

более 3 Ки/км².

Больше всего его выпало на юге Гомельской области (Хойникский, Брагинский, Наровлянский районы). Участки с плотностью загрязнения 3 Ки/км² и более находятся в зоне отселения. Небольшие локальные пятна такой же плотности обнаружены около деревень Слабожанка, Гречихина, Дворище, Рудное, Стреличево Хойникского района.

Участки загрязнения 2 Ки/км² совпадают с участками цезия-137 с загрязнением 15 Ки/км², т.е. с зонами жесткого контроля.

В Могилевской области плотность загрязнения стронцием-90 не превышает 2 Ки/км². Максимальные величины обнаружены в д. Углы Костюковичского, д. Высокий Борок Краснопольского районов.

В соответствии с удельным весом в составе выбросов биологически наиболее значимых радионуклидов, в развитии аварийной радиационной обстановки можно выделить два основных периода: "йодной опасности" продолжительностью до 1,5—2 месяцев, и "цезиевый", который будет длиться многие годы.

В "йодном периоде" кроме внешнего облучения (формировалось до 45 % дозы за первый год) основные проблемы были связаны с молоком — главным "поставщиком" радиойода внутрь организма и листовыми овощами.

Известно, что по прошествии 10 периодов полураспада иода его активность снижается на 3 порядка (в 1000 раз), поэтому к концу июня 1986 года период "йодной опасности" практически закончился, и на первый план выдвинулась "цезиевая проблема".

"Цезиевый период" будет продолжаться долгие годы, и это является одной из причин тревоги населения. Основными "поставщиками" цезия в организм человека являются молоко, хлеб, овощи.

Итак, основное значение при чернобыльском радиоактивном выбросе имели и имеют в настоящее время радионуклиды йода-131, цезия-137, стронция -90, плутония-239.

С воздухом в организм человека поступает едва ли больше 1% всей радиоактивности, примерно 5 % попадает с водой, но основная опасность — это радионуклиды в пище (94 %).

Наиболее чувствительными к радиоактивному загрязнению среди сообществ наземных организмов является лесной биогеоценоз, а наиболее радиочувствительными видами — хвойные породы. Последние играют своеобразную роль фильтра, который задерживает значительную часть выпадающих радионуклидов. Следствием этого может явиться повышенное повреждение хвойных пород в биогеоценозе и даже их полная гибель. Выпадающие радионуклиды накапливаются также в лесной подстилке, лишайниках, мхах.

В растения радионуклиды попадают в результате атмосферных осадков, при фотосинтезе (углерод-14, тритий), из почвы. Авария на ЧАЭС по времени совпала с разгаром сель-хозработ, вегетацией и ростом трав. Выпавшие радионуклиды осели на листьях; их очень много поглотили естественные "легкие" природы — леса, где развита поглощающая поверхность. Лиственные деревья ежегодно сбрасывают свой покров, поэтому степень накопления ими радионуклидов меньшая. Хвойные леса из-за медленной смены хвои сохраняют радиоактивность дольше.

Сейчас, когда атмосфера преимущественно очищена, РВ попадают в растения в основном через корневую систему. Из почвы всасываются лишь водорастворимые изотопы. Лучшей растворимостью обладает стронций-90, поэтому он является более подвижным, чем цезий-137.

Накопление радионуклидов зависит и от типа почвы, и ее водного режима: хуже всего радионуклиды высасываются из черноземов, а лучше всего — из торфоболотистых, песчаных и подзолистых почв, которыми так богата наша республика. Экспериментально установлено, что цезий в белорусском Полесье аномально подвижен, и в растениях этой зоны его оказывается больше, чем в других местах.

Есть растительные организмы, которые обильно поглощают радионуклиды, их называют растениями-концентраторами: злаки, бобовые, черная рябина, клюква, черника, голубика, малина, мхи, лишайники, грибы. Исследования, выполненные в послеаварийный период, позволили установить, что грибы отличаются наивысшей способностью к поглощению радионуклидов.

Отличительной особенностью грибов как биологических объектов является наличие всасывающей поверхности грибницы, или мицелия, представляющей собой плотное сплетение нитей в верхнем (4—5 см) слое почвы, распространяющихся на расстояние до 10 м и более, активно поглощающих элементы минерального питания.

Для каждого вида грибов характерен свой коэффициент накопления радионуклидов из почвы. Он равен отношению удельной активности грибов к удельной активности почвы из слоя поглощения.

По степени накопления цезия-137 главнейшие виды грибов подразделяются на четыре группы.

1. Грибы-аккумуляторы: польский гриб, горькуша, краснушка, моховик желто-бурый, рыжик, масленок осенний, козляк. В плодовых телах этих видов уже при загрязнении почв близким к фоновым значениям (0,1—0,2 Ки/км²) содержание радионуклидов может превышать ПДУ.

2. Грибы, сильно накапливающие радионуклиды: подгруздок черный, лисичка желтая, волнушка розовая, груздь черный, зеленка, подберезовик.

3. Грибы, средне накапливающие радионуклиды: опенок осенний, белый гриб, подосиновик, под зеленка, сыроежка

желтая.

4. Грибы-дискриминаторы радионуклидов. В эту группу включены виды, отличающиеся наименьшим накоплением. К ним относятся: строчок обыкновенный, рядовка фиолетовая, шампиньон, сыроежка цельная и буреющая, зонтик пестрый, опенок зимний, вешенка.

При приготовлении грибов их следует тщательно промыть, очистить от почвенных частиц, отварить в соленой воде и первый отвар не использовать. При кипячении в подсоленную воду лучше добавить немного столового уксуса или лимонной кислоты, чтобы в первый отвар из тела гриба вышло больше радионуклидов.

Содержание стронция и цезия в повышенных количествах отмечается также в шпинате, укропе, петрушке, щавеле, но удельный вес этих растений в пищевом рационе незначителен. Фрукты, как правило, имеют невысокую радиоактивность. Это не относится к семечкам и косточкам.

По количеству цезия-137 растения можно расположить в следующем убывающем порядке: пшеница — ячмень — горох — гречиха — овес — фасоль — картофель — морковь — свекла — бобы. Салат и вегетативные части растений накапливают в 5—50 раз больше нуклидов, чем зерно и корнеплоды. У одних растений наиболее ценные их части накапливают большое количество нуклидов (огурцы, морковь, помидоры), у других — небольшое (лук, капуста, свекла).

Разные виды животных также не в одинаковой степени накапливают радиоизотопы. Концентрация РВ в мясе зависит от степени загрязненности пастбищ. В 1986 году мясо северных оленей, питающихся ягелем (лишайник), оказалось в десятки раз более "грязным", чем мясо коров в пораженных районах. Меньше стронция и цезия отмечается в свинине. Стронций накапливается в костях, откуда он практически не выводится, сохраняясь до полного распада. Повышена радиоактивность печени животных, выполняющей роль фильтра перерабатываемых веществ.

В озерах, реках тоже существуют организмы-концентраторы, например, моллюски, ракообразные, некоторые водоросли.

В организм рыб радионуклиды поступают через жабры и с пищей, они попадают в печень и другие внутренние органы. Большое количество РВ накапливается в икре.