РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ. РАДИОЭКОЛОГИЯ, 2007, том 47, № 2, с. 196-203
ИЗУЧЕНИЕ ПОСЛЕДСТВИЙ ^^^^^^^^^^ РАДИАЦИОННЫХ АВАРИЙ
УДК 574:577.391
ЧЕРНОБЫЛЬ И ОКРУЖАЮЩАЯ СРЕДА
© 2007 г. С. И. Спиридонов1*, Р. М. Алексахин1, С. В. Фесенко2, Н. И. Санжарова1
всероссийский НИИ сельскохозяйственной радиологии и агроэкологии, Обнинск 2 Международное агентство по атомной энергии, Вена, Австрия
Проанализирована информация о последствиях радиоактивного загрязнения природных экосистем в результате аварии на Чернобыльской АЭС. Рассмотрены основные закономерности миграции радионуклидов в окружающей среде и оценены масштабы радиационного поражения биоты. Показано, что территория, на которой проявляются признаки прямого радиационного поражения живых организмов, по размерам существенно меньше ареала, где удельная активность радионуклидов в объектах природной среды превышает допустимые уровни. Оценена значимость последствий радиоактивного загрязнения природных экосистем с точки зрения формирования доз облучения населения. Сделан вывод о том, что ущерб от всех факторов аварии для человека (прямое действие облучения, ограничение хозяйственной активности и т.п.) больше, чем ущерб для объектов окружающей среды.
Чернобыльская АЭС, природные экосистемы, радиоактивное загрязнение, миграция радионуклидов, дозы облучения, радиационные эффекты, антропоцентрическая и экоцентрическая концепции.
Авария на Чернобыльской атомной электростанции 26 апреля 1986 г. признана одной из крупнейших техногенных катастроф. Массированное загрязнение обширных территорий в результате выброса в окружающую среду очень большого количества радионуклидов (1.85 х 1018 Бк, 50 МКи) привело к формированию ряда негативных (медицинских, социальных, психологических и т. п.) последствий для населения, проживающего на территориях, подвергшихся радиоактивным выпадениям. Загрязнение сельскохозяйственных угодий и вызванные этим производство и потребление продукции с повышенным содержанием радиоактивных веществ были и остаются одним из основных источников облучения населения. В то же время ряд важных последствий аварии на Чернобыльской АЭС связан с радиоактивным загрязнением природных экосистем, составляющие которых могут представлять собой значимые источники внешнего и внутреннего облучения человека, с одной стороны, и являются объектами, подверженными действию ионизирующего излучения - с другой. С этих позиций целесообразно выполнить комплексный анализ функционирования объектов окружающей среды в после-чернобыльский период и дать интегральную оценку масштабов радиационного поражения биоты в сравнении с последствиями аварии на Чернобыльской АЭС для человека.
*Адресат для корреспонденции: 249032 Обнинск, Калужская обл., ГНУ ВНИИСХРАЭ РАСХН; тел.: (48439) 7-4420; факс: (48439) 6-80-66; e-mail: spiridonov@riar.obninsk.org.
РАДИОАКТИВНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
В результате аварии на Чернобыльской АЭС радиоактивному загрязнению подверглись обширные территории бывших республик Советского Союза (Белоруссии, России, Украины) и ряда других стран Европы. Анализируя пространственный характер чернобыльских выпадений, следует выделить две особенности - масштаб радиоактивного загрязнения, обусловленный значительной высотой выброса продуктов горения (до 7 км), и неоднородность распределения радиоактивных веществ по территории. Во время выброса и распространения радиоактивного облака происходило фракционирование радиоактивных частиц с преобладанием в нижних слоях тугоплавких, а в верхних слоях - летучих радионуклидов, таких как 13^, 13^, изотопов иода. На пространственную структуру радиоактивных выпадений помимо эффекта фракционирования существенное влияние оказали погодные условия, наличие осадков в момент прохождения облака, микро- и мезорельеф местности. В результате аэрального осаждения радионуклидов были загрязнены не только сельскохозяйственные угодья, включающие пахотные земли и луга, но и природные экосистемы (лесные, водные).
В первый период после аварии на Чернобыльской АЭС радиационная обстановка на территории, подвергшейся радиоактивным выпадениям, определялась короткоживущими и среднеживу-щими радионуклидами, сформировавшими значительные, в некоторых случаях, дозы облучения
растений и животных, составляющих природные и аграрные экосистемы. Следует подчеркнуть, что Чернобыльская катастрофа относится к наиболее тяжелым радиационным авариям не только по объему выброшенной активности, но и по большому содержанию в выбросе долгоживущих радионуклидов. Специфическая особенность чернобыльских выпадений - повышенное удельное содержание трансурановых элементов, большинство из которых было ассоциировано в топливных "горячих" частицах, выпадавших в пределах 30-километровой зоны Чернобыльской АЭС.
Огромные пространства бывшего Советского Союза и сопредельных стран были загрязнены долгоживущим биологически значимым радионуклидом - Площади территорий, подвергшихся радиоактивным выпадениям с плотностью загрязнения превышающей 5 Ки/км2
(185 кБк/м2), составили в Белоруссии - 14600, в России -8100 и в Украине - 2100 км2. Именно этот радионуклид будет формировать уровни дозовых нагрузок на объекты окружающей среды от внешнего облучения в течение длительного времени. Повышенное содержание в компонентах природных экосистем, входящих в рацион питания человека (грибы, ягоды, дичь, рыба), приводит к дополнительному внутреннему облучению населения. Несмотря на то, что общепризнанным фактом является признание чернобыльской катастрофы "сельской аварией", нельзя сбрасывать со счетов значимость последствий радиоактивного загрязнения природных экосистем, поскольку их составляющие представляют собой источники внешнего и внутреннего облучения человека.
МИГРАЦИЯ РАДИОНУКЛИДОВ В ПРИРОДНЫХ ЭКОСИСТЕМАХ
Совокупность процессов миграции радиоактивных веществ в лесных экосистемах, загрязненных в результате аварии на Чернобыльской АЭС, можно разделить на группы, характеризуемые различными направлениями и интенсивностями переноса радионуклидов. К первой группе процессов можно отнести первичное распределение выпадающих радионуклидов между компонентами лесных экосистем и последующее очищение лесной растительности от радиоактивных веществ. Перенос радиоактивных веществ из атмосферы на лесную растительность и почву осуществляется посредством гравитационного осаждения, вымывания радиоактивных аэрозолей атмосферными осадками и сухих выпадений [1].
Вертикальная миграция задержанных древесным ярусом радионуклидов происходит под влиянием метеорологических факторов - ветра, атмосферных осадков. В перемещении радиоактивных веществ под полог леса существенную роль играет биогенный перенос - опад хвои, листвы и
других загрязненных компонентов крон. После поступления радионуклидов под полог леса значительная их часть в течение длительного времени остается в составе лесной подстилки и верхнего слоя почвы. Среди комплекса процессов, протекающих в почве, значительную роль играют фиксация радионуклидов и вертикальный перенос по почвенному профилю. Накопление радионуклидов в растительности нижнего яруса леса, вследствие корневого поглощения из подстилки и почвы, обуславливает поступление радиоактивных веществ в организм лесных животных.
Загрязнение водных экосистем в первые дни после аварии на Чернобыльской АЭС произошло в результате выпадения радиоактивных аэрозолей на поверхность водоемов, а в последующий период - за счет смыва радионуклидов дождевыми осадками с загрязненных водосборов. Чернобыльская АЭС расположена в непосредственной близости от р. Припять, являющейся компонентом Днепровского водного бассейна - одной из наиболее крупных водных систем Европы. В течение первых нескольких недель после аварии происходило интенсивное снижение удельной активности радионуклидов в речной воде в результате физического распада короткоживущих радионуклидов. В последующий период времени уменьшение удельной активности радиоактивных веществ в речной воде происходило вследствие их переноса с водными потоками и перехода в донные отложения. По прошествии нескольких лет после аварии загрязнение речной воды стали определять долгоживущие радионуклиды 13^ и 9^г.
Удельные активности радионуклидов в воде озер (первоначально загрязненных в результате аэральных выпадений) зависят от интенсивности поступления и выноса радионуклидов с входящими и выходящими водными потоками. Следует отметить, что в регионах, подвергшихся радиоактивным выпадениям, существует значительное количество автономных водных экосистем (таких, как озеро Кожановское, расположенное в Брянской области), отличительной особенностью которых является отсутствие контакта с другими водными объектами. Удельная активность долгоживущих радионуклидов в компонентах экосистем такого типа, как правило, превышает удельную активность радиоактивных веществ в аналогичных звеньях "открытых" водных экосистем [2]. В загрязненных водоемах происходит интенсивное перераспределение и накопление радионуклидов в таких компонентах, как донные отложения, бентос, водные растения, рыба, что имеет важное значение с точки зрения дополнительного облучения как водных организмов, так и человека, связанного пищевой цепочкой с гидросферой.
Доза облучения, Гр, Зв
Дозовые нагрузки на объекты окружающей среды и население для территории, расположенной на расстоянии 10-16 км к северо-западу от Чернобыльской АЭС:
I - фитопланктон, 2 - зоопланктон, 3 - население, 4 -рыбы, 5 - мышевидные грызуны, 6 - зообентос, 7 -крупный рогатый скот, 8 - хвойные деревья (сосна), 9 - почвенная мезофауна, 10 - зерновые культуры,
II - луговые травы.
РАДИАЦИОННЫЕ ЭФФЕКТЫ:
ЧЕЛОВЕК И БИОТА (ОБОСНОВАННОСТЬ ТЕЗИСА "ЗАЩИЩЕН ЧЕЛОВЕК -ЗАЩИЩЕНА БИОТА")
Во второй половине прошлого столетия в области радиационной защиты окружающей среды доминировала антропоцентрическая концепция, основанная на постулате "если радиационными стандартами защищен человек, то защищена от действия ионизирующих излучений и биота". В настоящее время активно обсуждается вопрос о возможной смене парадигм в отношении радиационной защиты окружающей среды с антропо
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.