РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ. РАДИОЭКОЛОГИЯ, 2008, том 48, № 3, с. 378-382
^=РАДИОЭКОЛОГИЯ
УДК [616+591.5+581.5+630.182]:539.1.04
СООТНОШЕНИЕ КРИТЕРИЕВ РАДИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ ЧЕЛОВЕКА И ОКРУЖАЮЩЕЙ СРЕДЫ
© 2008 г. С. В. Казаков, С. С. Уткин*
Институт проблем безопасного развития атомной энергетики РАН, Москва
Используется системный подход к обоснованию радиационной защиты человека и окружающей среды, учитывающий и обобщающий требования антропоцентрического и экологических подходов к обеспечению радиационной безопасности. Формализованным образом рассмотрен вопрос о соотношении критериев радиационной защиты человека и биокомпонент на примере различных стратегий использования водного объекта. Доказывается, что в отношении водной среды, хотя методология и конечные выводы справедливы и для наземных экосистем, условие выполнения нормативов радиационной безопасности, ориентированных на человека, в условиях неограниченного (по радиационному фактору) использования ресурсов окружающей среды, необходимо и достаточно для защиты объектов живой природы. Это позволяет с общих биосферных позиций найти компромисс между антропоцентрическим и экологическими подходами в радиационной защите окружающей среды.
Антропоцентрический принцип, экологический подход, радиационная защита, радиоэкология.
Сегодня обеспечение радиационной безопасности окружающей среды основано на принципе достаточности радиационной защиты популяций живых компонент окружающей среды при соблюдении санитарно-гигиенических критериев радиационной безопасности населения - антропоцентрический подход ("защищен человек - защищена природа") [1].
На настоящее время уже имеются прецеденты использования критериев радиационной защиты компонент живой природы в рамках национальных стандартов. В российском законодательстве требования регламентирования радиационного качества окружающей среды содержатся в положениях федерального закона "Об охране окружающей среды" [2]. МАГАТЭ и Международная комиссия по радиологической защите (МКРЗ) активно включились в процессы формирования подходов к построению новой системы обеспечения радиационной безопасности окружающей среды [3, 4], в которой фактически постулируется отказ от принципа "защищен человек - защищена природа".
Научное обоснование регламентирования радиационного воздействия на живые компоненты окружающей среды имеет важное методологическое и практическое значение. В проблеме радиационной защиты окружающей среды одно из центральных мест занимает вопрос о том, в каком взаимоотношении между собой находятся крите-
* Адресат для корреспонденции: 115191 Москва, ул. Большая Тульская, 52, ИБРАЭ РАН; тел.: (495) 955-23-77; e-mail: uss@ibrae.ac.ru.
рии радиационной защиты человека и окружающей среды в ситуациях, когда радиационному воздействию подвергаются (или могут подвергаться потенциально) как когорты лиц из населения, так и объекты внешней среды? Ответ на этот вопрос, который кажется достаточно тривиальным, учитывая значительное различие между численными значениями критериев радиационной безопасности для человека и существенно большими диапазонами допустимых пределов радиационного воздействия на биоту, далеко не так очевиден, как кажется на первый взгляд, если принять во внимание процессы миграции и накопления радиоактивных веществ в объектах окружающей среды и неэквидозный характер облучения компонентов биоты [5].
В работах [6, 7] нами разработаны основные положения регламентирования радиационного воздействия на окружающую среду, которые, по крайней мере принципиально, позволяют "примирить" между собой антропоцентрический и экоцентрический подходы. Суть его заключается в том, что человек рассматривается как неотъемлемый компонент экосистемы вне зависимости от того, присутствует ли он в этой экосистеме действительно. Тем самым предполагается, что объект экосистемы "человек" (реально или виртуально) является составляющей рассматриваемой экосистемы, живя в ней без ограничений (по радиационному фактору) в использовании ресурсов экосистемы для удовлетворения своих жизненных потребностей, в первую очередь - в пищевых ресурсах. При таком подходе соблюдение регламентов радиационного воздействия на чело-
века гарантированно (в соответствии с наиболее консервативным подходом и жесткими оценками) обеспечивается соблюдение радиационной безопасности для биотических составляющих окружающей среды. Показано, что в достаточно консервативных условиях формирования дозы для населения в критических составляющих окружающей среды соблюдается по крайней мере более чем 10-кратный запас по отношению к уровню допустимого воздействия на биотические компоненты.
Компромисс в данном подходе между антропоцентрическим и экоцентрическим принципами радиационной защиты достигается путем определения условий применимости антропоцентрического принципа (жизнедеятельность населения
без ограничений1 по радиационным критериям в использовании ресурсов окружающей среды для существующих и будущих поколений) и реферированием объектов окружающей среды по уровням радиочувствительности и степени аккумуляции радиоактивных веществ, исходя из общесистемных радиоэкологических принципов.
Кроме того, данный подход к построению системы радиационной защиты человека и окружающей среды позволяет формализованным образом рассмотреть вопрос о соотношении между собой критериев радиационной защиты человека и окружающей среды.
Рассмотрим ситуацию с формированием дозы для населения при использовании водного объекта.
В общем случае при требовании совместного выполнения условий радиационной безопасности населения и живых компонент водной среды, входящих в пищевые цепи критических групп населения, имеем систему неравенств
тв
X £;+X т X С
_ £ ■
< Б -
— ^ сум
г-го радионуклида; ю; (Гр кг/Бк) - дозовый коэффициент для у'-го компонента в условиях лучевого равновесия, дающего максимальные значения дозы; Бсум (Зв) - предел годовой дозы облучения для критической группы населения, формирующейся за счет присутствия радионуклидов в водном объекте (дозовая квота на водопользование); Бу (Гр) -годовой дозовый предел облучения '-го компонента водного объекта; Бвнеш + Бинг + ДБ - годовые дозы за счет внешнего, ингаляционного и
иных путей формирования дозы для населения соответственно.
Проанализируем эту систему неравенств на следующем примере: комплексное использование водного объекта, ограничиваясь для простоты и наглядности питьевым и рыбохозяйствен-ным назначением водного объекта и считая, что его радиоактивное загрязнение обусловлено присутствием только одного радионуклида.
Практически очевидно, что при таком сценарии формирования дозы для критических групп населения и при условии одновременного соблюдения критериев обеспечения радиационной безопасности для человека и гидробионта, используемого населением (в рассматриваемом случае таким биообъектом является рыба) имеем
Св тв£ + Ср тр £ < Р, Срю< Б*,
(1) (2)
- ( Бвнеш + Бинг + ДБ )
ХюС' < Б,
где С;в (Бк/кг) - удельная активность г'-го радионуклида в воде; тв (кг) - годовое потребление воды; Су (Бк/кг) - удельная активность г'-го радионуклида ву'-ом компоненте; ту (кг) - годовое потребление -го компонента лицами из критической группы населения; £; (Зв/Бк) - дозовый коэффициент для населения при внутреннем поступлении
1 Заметим, что ввод даже таких ограничений, как ориента-
ция оценки качества водных объектов по критериям содержания радионуклидов в питьевой воде, уже не обеспечивает гарантированного радиационного благополучия водных экосистем.
где Св (Бк/кг), Ср (Бк/кг) - удельная активность г'-го радионуклида (индекс г здесь и в последующем опущен) соответственно в воде и рыбе; тв, тр - годовое потребление соответственно воды (730 кг) и рыбы (45 кг для критической группы "рыбаки"); £ (Зв/Бк) - дозовый коэффициент для населения при внутреннем поступлении радионуклида; Ю (Гр кг/Бк) - дозовый коэффициент для рыбы; Р (Зв) и Б* (Гр) - годовые дозовые пределы облучения для критических групп из населения и для рыбы соответственно. Отметим, что левая часть в (2) является консервативным выражением для оценки дозы, получаемой рыбой (в условиях лучевого равновесия), дающим максимальные значения дозы, и в этом случае Ю соответствует полному выходу энергии ионизирующих излучений на распад. Выражения (1) и (2) следует рассматривать как систему неравенств.
Рассмотрим, каким образом выполнение условия (1) накладывает ограничение на дозу облучения рыбы. "Текущая" (реально реализуемая при содержании в воде радиоактивных веществ на уровне, определяемом неравенством (1)) годовая
2 Для водных экосистем эти пути формирования дозы обычно невелики по сравнению с внутренним облучением по пищевым цепочкам, поэтому ими можно пренебречь.
доза облучения (не дозовый предел!) рыбы, очевидно, равна:
В = Срю. (3)
Подставляя это выражение в (1), получаем Р - Втр£/ю
С, <
т, £
(4)
Заметим - из физических соображений следует, что
Откуда
0 < Р - Втр£/ю.
В < Р ю/тр £.
(5)
(6)
Примечательно то, что в (6) не входят в явном виде показатели содержания радионуклидов в воде и рыбе. Тем самым наибольшие значения величины В обусловлены теми радионуклидами, для которых достигает своих максимальных значений отношение ю/£, т.е. теми радионуклидами, у которых максимальный выход энергии на распад и минимальное значение £.
Оценим величину В для трех наиболее значимых с радиологической точки зрения радионуклидов: 908г, 137Сз и 239Ри (при Р = 1 мЗв/год, тр = 45 кг/год, численные значения ю и £ - по [1, 2]):
В(137Сз)3 < 7.2 мГр/год; (7)
В(90Бг)4 < 1.6 мГр/год; (8)
В(239Ри) < 1.4 мГр/год. (9)
Проанализируем полученные данные. Безопасная доза облучения водных организмов, в том числе и представителей ихтиофауны, Вб оценивается, по разным данным, в 200-5000 мГр/год [8-10]. Доза в 400 мГр/год, что примерно соответствует суточной дозе в 1 мГр, вообще рассматривается многими радиоэкологами как обоснованный уровень допустимого воздействия на все виды биоты [11, 12]. Столь большое отличие этих значений от оценок, полученных в рамках выполнения условий радиационной безопасност
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.