Содержание к диссертации
Введение
Раздел 1. Три тий в водных экосис темах кон трольного региона
Раздел 2. Мониторинг трития вводных экосистемах района Белоярской АЭС им. Курча това
2.1. Водоем-охладитель
2.1.1. Характеристика района исследований
2.1.2. Постоянные точки наблюдений
2.1.3. Верховье водоема
2.1.4. Район плотины
2.1.5. Район Биофизической станции
2.1.6. Район Теплого залива
2.1.7. Пути водной миграции трития в водоем
а) Промливневый канал
б) Обводной канал
2.2. Ольховское болото
2.2.1. Характеристика района исследований
2.2.2. Мониторинг трития в Ольховском болоте Резюме
2.3. Реки Пышма, Ница, Тура Резюме
2.4. Тритий в воздушной среде, дождевых и снеговых осадках
2.4.1. Воздушная среда
2.4.2. Дождевые осадки
2.4.3. Снеговые выпадения Резюме
2.5. Озеро Худыш Резюме
2.6. Тритий в питьевой воде г. Заречного Резюме
Раздел 3 Три тий в районе ПО «Маяк»
3.1. Водоемы
3.2. Реки
3.3. Снег
3.4. Питьевая вода
Раздел 4 Три тий в реках Теча, Исе ть, Миасс
Раздел 5 Три тий в воде неко торых рек Западной Сибири
Раздел 6 Три тий в пи тьевой воде г. Екатеринбурга
Заключение
Выводы
Литература
- Характеристика района исследований
- Пути водной миграции трития в водоем
- Тритий в воздушной среде, дождевых и снеговых осадках
- Три тий в воде неко торых рек Западной Сибири
Введение к работе
Актуальность проблемы. В настоящее время проблему тритиевого загрязнения водных экосистем в районах размещения предприятий ЯТЦ можно считать одной из ключевых в радиоэкологии. Это обусловлено, с одной стороны, его относительно высокими концентрациями в природных водах, на несколько порядков величин превышающих таковые по 90Sr, 137Cs и другим антропогенным радионуклидам, высокой миграционной способностью трития, а с другой – отсутствием надежных систем локализации и удержания этого радионуклида. В результате указанных причин тритий становится глобальным загрязнителем природных водных экосистем Земли.
При работе АЭС и других предприятий ядерно-топливного цикла тритий поступает в окружающую природную среду нерегулярно и быстро мигрирует из мест первичного загрязнения, поэтому единичные и несистематические измерения его не позволяют выявить реальных масштабов загрязнения водных систем. В связи с этим необходимо проводить регулярный мониторинг трития. Данная работа служит в качестве примера такого мониторинга радионуклида в районе функционирования Белоярской АЭС на Урале, где в настоящее время работает третий энергоблок и ведется строительство четвертого блока.
Исследуемая проблема весьма актуальна для Уральского региона, т.к. здесь воздействие радиационного фактора на природные экосистемы происходит на фоне сильного загрязнения региона тяжелыми металлами и другими химическими веществами антропогенного характера. Давление радиационного фактора в целом сравнительно велико. Северная часть региона находится в зоне влияния Новоземельского полигона ядерных испытаний, средняя – Белоярской АЭС им. Курчатова, а южная часть – Производственного объединения «Маяк», где в 1957 г. произошла тяжелейшая радиационная катастрофа, оставившая после себя Восточно-Уральский радиоактивный след. На территории региона проводились массовые подземные технологические взрывы, испытания ядерного оружия, сосредоточено производство и хранение ядерных боеприпасов, производится переработка ядерного горючего, ведется добыча и первичная переработка урана и тория. Кроме того, район испытывает загрязнение от природных источников. В настоящее время в регионе функционирует 8 ядерных реакторов, 6 мощных центров по переработке радиоактивных материалов, 6 центров по захоронению ядерных отходов. Кроме того, в пределах Уральского региона было произведено 38 технологических ядерных взрывов, из них 5 – с выбросом на поверхность (Радиоактивные беды Урала, 2000). В Уральском регионе размещены и долгое время функционируют два крупнейших предприятия, являющиеся мощными источниками антропогенного трития – Белоярская АЭС им. И.В. Курчатова и Производственное объединение «Маяк». На Белоярской АЭС ведется строительство четвертого энергоблока БН-800 и планируется строительство пятого энергоблока с реакторной установкой Брест-ОД-300. Все сказанное выше говорит об актуальности проблемы исследования тритиевого загрязнения Уральского региона. Недаром Государственной Думой РФ от 5 декабря 1995 г. был принят, а Президентом России от 9 января 1996 г. утвержден закон РФ «О радиационной безопасности населения России», который направлен на защиту населения России от негативного воздействия радиации.
В связи с тем, что водоемы, реки, родники, колодцы в районах расположения предприятий ядерно-топливного цикла, как правило, широко используются для народно-хозяйственных целей, в том числе как источники питьевого водоснабжения, а также в сельском хозяйстве для полива сельско-хозяйственных угодий, водопоя скота и т.д., контроль за радиационной чистотой воды, особенно по тритию, необходим. Необходимы также знания об особенностях поведения радионуклидов в той или иной экологической обстановке, чтобы прогнозировать последствия влияния малых доз радиации при поступлении радионуклидов в организм животных и человека.
Цель исследований – оценить масштабы тритиевого загрязнения водных экосистем Уральского региона в результате работы предприятий ядерно-топливного цикла.
Основные задачи исследования:
1. Проведение мониторинга трития на Белоярском водохранилище с целью выявления уровней тритиевого загрязнения в различных районах водоема-охладителя и выявление путей поступления радионуклида от БАЭС в водоем;
2. Проведение мониторинга трития в различных звеньях болотно-речной экосистемы для оценки ее загрязнения радионуклидом до и после изменения технологического режима сбросов БАЭС.
3. Выявить масштабы тритиевого загрязнения водных экосистем на территории Челябинской области в результате работы Производственного объединения «Маяк».
4. Оценить загрязнение тритием питьевой воды в крупных городах, расположенных в зоне воздействия предприятий атомной промышленности.
Научная новизна. Впервые проведен многолетний мониторинг трития в водоеме-охладителе Белоярской АЭС им. Курчатова, позволивший оценить масштабы тритиевого загрязнения одного из самых крупных искусственных водоемов Свердловской области, который длительное время находится под воздействием атомного предприятия. Впервые выявлены пути поступления радионуклида от атомной станции в водоем-охладитель. Впервые оценено влияние различных блоков Белоярской АЭС в процессе их функционирования на поступление трития в водные экосистемы. Новыми являются данные о загрязнении радионуклидом дождевой и снеговой воды в районе БАЭС.
Теоретическая и практическая значимость работы. В настоящее время проблема тритиевого загрязнения водных экосистем – одна из главных в радиоэкологии. Это обусловлено отсутствием надежных систем локализации радионуклида в системах водоочистки. Высокая миграционная способность делает этот радионуклид глобальным загрязнителем водных экосистем Земли. В диссертации на примере Белоярской АЭС предложен подход к оценке масштабов загрязнения водных экосистем в районах размещения подобных предприятий путем проведения систематического мониторинга этого радионуклида в течение продолжительного периода времени. Мониторинг позволил оценить динамику изменения концентраций радиоактивного загрязнителя в процессе работы различных энергоблоков и установить пути его поступления в окружающую природную среду. Проведенная работа выявила картину надфоновых загрязнений водной среды тритием в масштабах значительной части Уральского региона, охватывающей 36 водоемов и 8 рек, а также снеговые и дождевые выпадения. Основное внимание в работе уделено таким мощным источникам антропогенного трития, как Белоярская АЭС и производственное объединение «Маяк». Результаты работы могут быть использованы при разработке мероприятий по охране окружающей среды от радиоактивного загрязнения и расчете доз облучения населения в районах предприятий ЯТЦ. Практическая значимость работы заключается еще и в том, что вода многих из исследуемых озер, рек, колодцев, скважин используется для питьевых целей, полива сельскохозяйственных угодий и водопоя скота, водоемы широко используются для купания, разведения и отлова рыбы, поэтому информация о радиационной чистоте воды исследуемого региона весьма важна для правильной организации сельскохозяйственного производства.
Основные положения, выносимые на защиту:
-
Мониторинг трития в различных районах Белоярского водохранилища выявил систематическое превышение уровня глобального и техногенного фона по данному радионуклиду в воде водоема-охладителя, включая его верховье, что свидетельствует о БАЭС как источнике поступления радионуклида в окружающую природную среду.
-
Мониторинг трития в воде Ольховской болотно-речной экосистемы, принимающей стоки БАЭС после прохождения их через систему водоочистки, установил что загрязнение тритием водной артерии от сбросного канала до устья р. Ольховки значительно снизилось после изменения технологического режима сбросов станции.
-
Исследование дождевых и снеговых выпадений в районе Белоярской АЭС позволило квалифицировать их в качестве биоиндикаторов загрязнения воздушного пространства вокруг БАЭС.
-
Оценка современных уровней содержания трития в воде озер и в снежном покрове вокруг Производственного объединения «Маяк» свидетельствует о техногенном загрязнении водных экосистем тритием вокруг этого предприятия.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались на конференции молодых ученых в Институте экологии растений и животных УрО РАН (Екатеринбург, 1998 г.); на семинаре «Проблемы развития атомной энергетики и радиационной безопасности населения регионов Урала и Западной Сибири» (Тюмень, 1998); на 5-й Международной конференции «Environmental Pollution ICEP» (Волгоград-Пермь, 2001); на 1Х Международном экологическом симпозиуме «Урал атомный, Урал промышленный» (Екатеринбург,2001); на Вторых научных чтениях Ю.П. Булашевича «Ядерная геофизика. Геофизические исследования литосферы. Геотермия» (Екатеринбург, 2003); на 2-й Международной конференции «Окружающая среда и экология Сибири, Дальнего Востока и Арктики» (Северск-Томск, 2003); на 2-й Международной конференции «Радиоактивность и радиоактивные элементы в среде обитания человека» (Томск, 2004); на Международной конференции «Современные проблемы генетики, радиобиологии, радиоэкологии и эволюции» (Ереван, 2005); на Международной конференции «Семипалатинский испытательный полигон. Радиационное наследие и проблемы нераспространения» (Курчатов, 2005). Работа также представлена на 15 Международный симпозиум «Экология 2006» в Болгарии (5-9 июля 2006 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 23 статьи и монография.
Структура и объем работы. Общий объем диссертации составляет 108 стр., 31 рисунок и 12 таблиц. Диссертация содержит «Введение», «Литературный обзор», методическую часть, шесть разделов, излагающих экспериментальные данные, заключительную часть, выводы, список используемой литературы, включающий 126 источников.
Характеристика района исследований
Основные положения диссертационной работы докладывались на конференции молодых ученых в Институте экологии растений и животных УрО РАН (Екатеринбург, 1998 г.); на семинаре «Проблемы развития атомной энергетики и радиационной безопасности населения регионов Урала и Западной Сибири» (Тюмень, 1998); на 5-й Международной конференции «Environmental Pollution ICEP» (Волгоград-Пермь, 2001); на IX Международном экологическом симпозиуме «Урал атомный, Урал промышленный» (Екатеринбург,2001); на Вторых научных чтениях Ю.П. Булашевича «Ядерная геофизика. Геофизические исследования литосферы. Геотермия» (Екатеринбург, 2003); на 2-й Международной конференции «Окружающая среда и экология Сибири, Дальнего Востока и Арктики» (Северск-Томск, 2003); на 2-й Международной конференции «Радиоактивность и радиоактивные элементы в среде обитания человека» (Томск, 2004); на Международной конференции «Современные проблемы генетики, радиобиологии, радиоэкологии и эволюции» (Ереван, 2005); на Международной конференции «Семипалатинский испытательный полигон. Радиационное наследие и проблемы нераспространения» (Курчатов, 2005). Работа также представлена на 15 Международный симпозиум «Экология 2006» в Болгарии (5-9 июля 2006 г.).
Материал и методика исследований
Объектами наших исследований служили различные водные системы в Уральском регионе (водоемы, реки, родники, скважины, колодцы,снеговые и дождевые осадки). При этом особое внимание уделялось району Белоярской АЭС (Средний Урал, Свердловская область), где с 1980 г. проводится систематический мониторинг трития в различных водных экосистемах, находящихся в зоне влияния станции (водоем-охладитель, Ольховское болото, р. Ольховка и Пышма). Эпизодические работы проводились в других регионах Уральского региона (территории Челябинской, Курганской областей), а также в Западной Сибири. В качестве контрольных служили наиболее удаленные от источников загрязнения тритием территории, в том числе расположенные на севере Свердловской области (г. Кытлым, г. Краснотурьинск).
Воду для определения содержания в ней трития отбирали по 0,5-1 л на повторность в 3 повторностях. Пробы снега брали в конце периода снеготаяния (марте) на всю глубину снежного покрова с площади 15x15 см в трех повторностях. Дождевые осадки собирали с мая по октябрь в стеклянные емкости во время дождя. Из емкостей для анализа отбирали среднюю пробу воды в количестве 1 л. Все пробы, в том числе из растаявшего снега, фильтровали через бумажный фильтр, дистиллировали и хранили в холодильнике в плотно закрытых сосудах.
Для оценки поступления трития через воздух на крыше Биофизической станции, расположенной примерно в 400 м от БАЭС в пределах санитарно-защитной зоны, размещали открытые стеклянные сосуды с дистиллированной водой. Аналогичные сосуды ставили в помещении биофизической станции. Экспозицию длительностью в 1 сутки проводили в разное время года в течение ряда лет. Сосуды помещали на экспозицию во времени произвольно. После экспозиции проводили анализ воды на содержание в ней радионуклида по принятой нами методике.
Для количественного определения трития в пробах воды проводили предварительное обогащение методом одноступенчатого электролиза с одним или двумя доливами (Чиркова, 1974). Метод основан на значительной разнице в скорости выделения легкого (протия) и тяжелых (дейтерия и трития) изотопов водорода при разрядке ионов на катоде в ходе электролитического разложения воды. Выделяющийся при этом молекулярный водород обогащается протием, а электролит — соответственно тритием и дейтерием (последнего в пробах мало, поэтому при количественном определении трития им можно пренебречь). Обогащение производили с помощью специально сконструированной электролитической установки, представляющей собой плексигласовую ванну, которая наполняется дистиллированной водой (рис.1). На верхней панели крепятся два ряда электролизеров. В верхней части ванны имеется система металлических трубок, через которые осуществляется подача и сброс проточной воды, обеспечивающей охлаждение системы. Температура воды в ванне поддерживается на уровне не более 30 С.
Электролизеры представляют собой стеклянные трубки, изготовленные из термо- и химически стойкого стекла. В электролизеры вставляются электроды, представляющие собой пять параллельных пластин, изготовленных из мягких сортов стали, между которыми имеется свободное пространство. Пластины соединены между собой через одну, образуя катод и анод. Электроды сверху зафиксированы пробками, в которые вставлены стеклянные трубки, выводящие образующийся газ (водород) за пределы помещения.
В электролизеры заливается по 150 мл исследуемой воды, в каждый вносят по 3 г химически чистого КОН, служащего электролитом. После полного растворения реактива включают установку и проводят электролиз при силе тока 10 А. Длительность одного электролиза - от 8 до 12 суток.
По окончании электролиза замеряется объем воды после обогащения, затем ее помещают в колбы из термостойкого стекла и добавляют в каждую по 9 г нитрата свинца для нейтрализации электролита. Это необходимо для того, чтобы извлечь водород из КОН во избежание изотопных эффектов. Воду отгоняют путем дистилляции до сухого состояния осадка.
В процессе приготовления проб в специальные флаконы из бескалиевого стекла наливали по 11 мл сцинтилляционной жидкости (ЖС-8) и добавляли по 1 мл очищенной путем дистилляции пробы. Тщательно закрытые пузырьки помещали в гнезда счетчика на сутки для стабилизации.
Просчет проб осуществляли на американской установке «Дельта-300». Определение концентрации трития проводили относительным методом, путем сравнения со стандартным раствором. Для этого в процесс электролиза включали контрольный электролизер с известным содержанием трития в воде. Такой раствор предварительно готовили на основе стандартного раствора, полученного от фирмы «Изотоп».
Пути водной миграции трития в водоем
Для оценки загрязнения тритием воды Ольховского болота была выбрана постоянная точка наблюдений, которая располагалась в нижней его части, на выходе в р. Ольховку. В период исследований концентрация радионуклида в воде варьировала от 20 до 1300 Бк/л при среднем значении 330 Бк/л.
Сравнение наших данных, полученных для периода работы 3-го энергоблока, с результатами более раннего периода исследований, относящихся ко времени совместной работы 2-го и 3-го блоков, свидетельствует о заметном снижении концентраций трития в воде после снятия с эксплуатации 2-го блока.
Зарегистрированы пиковые выбросы трития в отдельные периоды наблюдений, когда концентрации радионуклида в воде возрастали до 800-1300 Бк/л. Последнее свидетельствует о неравномерности поступления трития в Ольховскую болотно-речную экосистему от Б АЭС. Установлено, что после изменения технологического режима сбросов БАЭС в Ольховское болото концентрация трития в воде заметно снизилась. Картирование болота позволило оценить современные уровни загрязнения радионуклидом всей его площади. Показано, что к настоящему времени значительная часть болота практически очистилась от радионуклида. Об этом свидетельствует тот факт, что концентрация трития в свободной воде по периферии и в конце болота на основной части территории лишь в несколько раз превышает уровень техногенного фона. 2.3. Реки Пышма, Ница, Тура
Река Пышма является наиболее крупной водной артерией в окрестностях Белоярской АЭС, она принимает в себя воды, проходящие через Белоярское водохранилище, а далее ниже по течению — слаборадиоактивные стоки, проходящие через Ольховское болото и р. Ольховку. По течению р. Пышмы расположены населенные пункты и базы отдыха, вода этой реки используется для различных хозяйственных целей.
Река Пышма является правым притоком р. Туры (бассейн р. Оби) и протекает по территории Свердловской и Тюменской областей. Она берет начало на восточных склонах Урала, протекает по территории Западно-Сибирской низменности. Питается преимущественно за счет снеговых вод, частично - дождевых. Длина реки 603 км, площадь бассейна - 19700 км2, средний расход воды 34 м /сек. Река замерзает в первой половине ноября, вскрывается во второй половине апреля.
Для оценки вклада Ольховского болота в загрязнение р. Пышмы сотрудниками Отдела проводился мониторинг трития в воде этой реки выше (д. Ялунино) и ниже (Кумовская мельница) места впадения р. Ольховки. Исследования охватывали периоды совместной работы 1-го, 2-го и 3-го энергоблоков (1981 г.), 2-го и 3-го энергоблоков (1982-1983 гг.) и только 3-го энергоблока (после 1989 г.).
В табл. 11 приведены усредненные концентрации трития в воде р. Пышмы в разные периоды наблюдений. Видно, что в период 1981-1983 гг. средняя концентрация трития в р. Пышме на участке, расположенном выше по течению от места впадения р. Ольховки, составляла примерно 47 Бк/л, а ниже по течению реки была заметно выше. После вывода из эксплуатации 2-го энергоблока (1989 г.) она снизилась на обоих обследованных участках. В целом, можно считать, что в настоящее время тритийсодержащие сбросы, поступающие в реку Пышму из Ольховского болота и р. Ольховки, разбавляются водами этой реки до уровня 2-3 величин техногенного фона.
В целом за период исследований на данном участке реки концентрация трития регистрировалась на уровне от 10 до 44 Бк/л.
Однако в отдельные промежутки времени, на фоне общей стабильной обстановки, отмечались повышенные (пиковые) сбросы трития. В частности, 15-20 июня 2002 г. в п. Мезенское (выше места впадения р. Ольховки) была зарегистрирована концентрация трития в воде -170 Бк/л. Этот сброс радионуклида был отмечен и на участках р. Пышмы, расположенных выше по течению. Источником поступления трития в р. Пышму в данном случае служило не Ольховское болото, а расположенное вверх по течению Белоярское водохранилище, куда, в свою очередь, тритий поступает через промливневый и обводной каналы. Очевидно, такие сбросы связаны с нештатными ситуациями на БАЭС и СФИНИКИЭТ и носят временный характер.
Река Пышма в среднем и нижнем ее течении обследовалась нами неоднократно. В период отсутствия сбросов отмечались невысокие концентрации радионуклида в реке, которые, как правило, не превышали двукратно уровень техногенного фона - до 13 Бк/л (рис. 18). В отдельные же периоды времени, например 15-20 июня 2002 г., были зарегистрированы повышенные (залповые) сбросы: Белокаменный - 22 Бк/л, Пылаево - 430 Бк/л, Успенка - 13 Бк/л, Винзили - 1500 Бк/л, Муллаши - 62 Бк/л. Повышенная концентрация трития в районе п. Мезенское (170 Бк/л), расположенного недалеко от места впадения стоков воды из Белоярского водохранилища в р. Пышму, указывает на то, что изотоп поступил в реку через водоем-охладитель. Возможно, подобная ситуация в р. Пышме носит эпизодический характер, однако она свидетельствует о том, что эта река должна находиться под постоянным наблюдением.
Река Тура, принимающая в себя воды р. Пышмы, протекает по территории Свердловской и Тюменской областей и территориально располагается севернее р. Пышмы. За исключением одной точки (в районе п. Липовское), где концентрация радионуклида оказалась завышенной, в целом
Тритий в воздушной среде, дождевых и снеговых осадках
Если ориентироваться на принятые в нашей стране нормативы, то во всех исследованных нами пробах воды концентрация трития не превышала установленного предела (7,7-103 Бк/л). Тем не менее она была выше уровня техногенного фона (5 Бк/л) и тем более уровня глобального фона (1 Бк/л). Превышение последнего показателя в отдельных случаях достигало 80 раз.
По результатам содержания трития в питьевой воде нами рассчитаны индивидуальная и коллективная дозы облучения жителей г. Озерска с населением 87000 человек. Расчет производили по формулам, приведенным в разделе 2.6. Индивидуальная доза облучения составила 1,2 мкЗв/год, а коллективная —0,1 чел-Зв/год.
На основании полученных данных мы пришли к выводу о необходимости более детального изучения обозначенной проблемы в масштабах ПО «Маяк» и разработке мероприятий по предотвращению загрязнения питьевой воды Уральского региона исследуемым радионуклидом, поступающим при работе предприятий ЯТЦ.
Произведенная нами оценка современных уровней загрязнения тритием воды 34-х водоемов вокруг предприятия ПО «Маяк» показала, что концентрации радионуклида в них варьируют в пределах от 7 до 113 Бк/л при среднем значении 16±3 Бк/л. Наиболее высокие показатели зарегистрированы для озер Татыш (107 Бк/л) и Улагач (113 Бк/л), расположенных на расстоянии 6-7 км южнее ПО «Маяк». По сравнению с 1982 г. содержание трития в воде озер снизилось в среднем в 8 раз, а по сравнению с 1986 г. - в 6 раз. При этом уровень снижения концентраций радионуклида в каждом из обследованных водоемов был свой и варьировал в разных случаях от 2 до 16 раз. В оз. Татыш по сравнению с 1990 г. концентрация трития снизилась в 4 раза. Прослежено четкое уменьшение концентраций радионуклида в воде исследуемых озер в зависимости от расстояния до ПО «Маяк». В озерах, удаленных более чем на 50 км от ПО «Маяк», содержание радионуклида варьирует вокруг средней величины 10 Бк/л, примерно в 2 раза превышающей уровень техногенного фона.
Содержание трития в реках исследуемого региона (Синара, Егоза, Багаряк) в 2001-2002 гг. изменялось от уровня техногенного фона до 16 Бк/л.
Концентрация радионуклида в снеговой воде в настоящее время варьирует в пределах от 6 до 262 Бк/л. Наиболее высокие показатели содержания трития обнаружены в непосредственной близости от предприятия, по мере увеличения расстояния содержание радионуклида в снеге понижается. Проведена предварительная оценка качества питьевой воды в некоторых пунктах в зоне ПО «Маяк». Установлено, что содержание трития в исследуемой воде варьирует от 13 до 80 Бк/л при среднем значении 37 Бк/л. В целом, вода в скважинах была более чистой, чем вода из центрального водопровода. Зарегистрировано повышенное содержание радионуклида в питьевой воде из скважин в п. Новогорный и п. Касли, что требует проведения специальных исследований.
Во всех исследованных нами пробах питьевой воды в районе ПО «Маяк» концентрация трития не превышала установленного предела. Тем не менее она была выше уровня техногенного и глобального фона. Превышение последнего в отдельных случаях достигало 80 раз.
Индивидуальная доза облучения жителей г. Озерска тритием за счет употребления питьевой воды составила 1,2 мкЗв/год, а коллективная - 0,1 чел-Зв/год. Раздел 4. Тритий в реках Исеть, Теча, Muacc
В этом разделе приведены данные содержания трития в реках, подверженных воздействию стоков с предприятий ЯТЦ.
Река Исеть — правый приток р. Тобол — протекает по территории Свердловской, Курганской и Тюменской областей. Она берет свое начало в оз. Исетском недалеко от г. Екатеринбурга. Западнее г. Каменск-Уральского река протекает по территории Восточно-Уральского радиоактивного следа. В районе г. Долматово в нее вливаются загрязненные воды р. Течи, а в районе п. Поротова - р. Миасс. Река Теча берет свое начало в оз. Иртяш, которое располагается недалеко от г. Озерска - в зоне воздействия ПО «Маяк». Далее в эту реку поступают воды из водоемов-отстойников ПО «Маяк». Отличительная особенность этой реки состоит в том, что в нее с 1949 г. сбрасывались радиоактивные воды ПО «Маяк», что привело к сильному радиоактивному загрязнению речной системы. В настоящее время грунты реки содержат повышенные количества цезия-137, стронция-90, плутония- 239,240, технеция- 99 и других радионуклидов (Мокров, 2002).
Наиболее высокие показатели концентраций трития отмечены в р. Тече (рис. 25). В районе Асановских болот концентрация радионуклида в воде составляла 134 Бк/л, далее она снижается вниз по течению примерно в 2-2,5 раза.
Река Миасс протекает южнее р. Течи, но исток ее располагается недалеко от ПО «Маяк». По нашим немногочисленным данным, концентрация трития в этой реке находится на уровне 15-20 Бк/л.
Концентрация трития в воде истока р. Исети (оз. Исетское) составляет 8 Бк/л. Далее по течению реки она варьирует от 9 до 18 Бк/л при среднем значении 15 Бк/л. Несмотря на некоторую вариабельность данных, в целом можно отметить несколько повышенный ( в2 раза) тритиевый фон на всем протяжении реки по сравнению с ее истоком. Очевидно, он создается за счет притоков - рек Теча и Миасс.
Одноразовое обследование воды системы указанных рек в 2002-2003 гг. показало, что концентрация трития в районе г. Ханты-Мансийска варьирует в среднем в пределах 1-3-х уровней техногенного фона (2-15 Бк/л). На момент исследований лишь одно повышенное значение (29 Бк/л) зарегистрировано в нижнем течении р. Вах, впадающей в р. Обь (рис. 26). Раздел 6. Тритий в питьевой воде г. Екатеринбурга
В качестве источников питьевого водоснабжения жителей г. Екатеринбурга используются как поверхностные, так и подземные воды. С целью установления дозы облучения населения за счет употребления воды, содержащей тритий, в 1998 г. были исследованы основные источники водоснабжения: поверхностные водоемы (оз. Исетское, Верх-Исетский пруд, Верхне-Макаровское и Волчихинское водохранилища) и подземные водозаборы (Кольцовский, Елизаветинский, Чубаров Лог, водозабор Компрессорного завода, водозабор Новосвердловской ТЭЦ и Западной фильтровальной станции). Пробы воды из открытых водоемов отбирали в конце апреля из-подо льда, а из подземных водозаборов — после окончания периода снеготаяния (в конце мая - начале июня).
В табл. 22 приведены средние концентрации трития в воде различных источников питьевого водоснабжения. Видно, что содержание радионуклида в питьевой воде г. Екатеринбурга варьирует от 8 до 13 Бк/л. Наиболее низкие показатели отмечены для Верх-Исетского пруда, оз. Исетское, Волчихинского водохранилища и Кольцовского водозабора. Несколько повышена концентрация трития в водозаборах Компрессорного водозабора и водозабора Чубаров Лог. В целом, эти результаты хорошо согласуются с аналогичными результатами содержания трития в природной воде прилегающего района Свердловской области за 1993 г. (в р. Исток около п. Барановское, р. Черемшанке около д. Клевакино и р. Камышинке около д. Кислово концентрация трития составляет 11 ±1 Бк/л).
Три тий в воде неко торых рек Западной Сибири
Уровень природного фона трития в воде составляет 1 Бк/л, а техногенного фона этого радионуклида 5 Бк/л. Допустимые концентрации этого радиоуклида различны для разных стран мира и варьируют от 20 до 7700 Бк/л. Последнее значение допустимого предела установлено для нашей страны в 1999 г., до этого периода соответствующий показатель допустимого предела был значительно выше.
На территории Уральского региона располагаются и функционируют два крупных предприятия ядерно-топливного цикла, которые являются источниками загрязнения тритием окружающей природной среды. Это -Белоярская АЭС им. И.В. Курчатова в Свердловской области и Производственное объединение «Маяк» в Челябинской области.
Мониторинг трития в водоеме-охладителе Белоярской АЭС, проводился в постоянных точках наблюдений, охватывающих акваторию всего водоема, а также сбросных каналов, по которым в него поступают стоки станции. Мониторинг позволил выявить уровни загрязнения воды тритием, превышающие уровень техногенного фона, во всех точках наблюдений, включая верховье водоема. При этом концентрация радионуклида варьировала в районе верховья, расположенного на расстоянии 15 км вверх по течению, от уровня техногенного фона до 60-70 Бк/л. В остальных точках наблюдений она была достоверно выше, чем в верховье, что свидетельствует о вкладе Белоярской АЭС в загрязнение тритием экосистемы водоема-охладителя.
Анализ ранее полученных в лаборатории данных и сопоставление их с нашими результатами позволил отметить тенденцию к снижению концентрации трития в воде Белоярского водохранилища во времени. Особенно четко она проявилась после вывода из эксплуатации 2-го энергоблока (1989 г.), когда содержание радионуклида в воде водоема снизилось примерно в 2 раза.
Основными водными путями поступления трития в Белоярское водохранилище являются промливневый и обводной каналы. Первый из них принимает стоки с территории БАЭС и от соседнего предприятия СФНИКИЭТ; обводной канал дренирует территорию, прилегающую к БАЭС, котельной, водоочистным сооружениям. Концентрация трития в воде указанных водотоков варьировала от уровня техногенного фона до нескольких тысяч Бк/л. После вывода из эксплуатации 2-го энергоблока содержание радионуклида в воде каналов заметно снизилось. В настоящее время, несмотря на проводимые на БАЭС мероприятия по снижению поступления трития в водоем, не исключаются отдельные случаи залповых поступлений радиоизотопа. Так как Белоярское водохранилище широко используется в народно-хозяйственных целях (зона отдыха населения, для рыборазведения и т.д.) - необходим тщательный контроль за сбросами трития в водоем.
Концентрация трития в воде Ольховской болотно-речной экосистемы в первые 35 лет после пуска БАЭС в целом была относительно высокой и варьировала в среднем в пределах 500-10000 единиц (Чеботина, 2005). После вывода из эксплуатации второго энергоблока она заметно снизилась. Следует иметь ввиду, что вода открытых водоемов, содержащая повышенные количества трития, в жаркое время года легко испаряется и загрязняет воздушное пространство окружающих территорий. Водяные пары легко переносятся ветром на смежные территории, создавая тем самым очаги повышенного тритиевого загрязнения. Несмотря на то, что в последние годы концентрация трития в болотной экосистеме снизилась, проблема тритиевого загрязнения не исчезла, особенно если иметь ввиду предстоящее строительство и пуск 4-го энергоблока.
После изменения технологического режима сбросов БАЭС в Ольховское болото наблюдалось дальнейшее снижение содержания радионуклида в болотно-речной экосистеме. Картирование болота позволило оценить современные уровни загрязнения тритием всей его территории. Установлено, что к настоящему времени значительная часть болота практически очистилась от радионуклида. Об этом свидетельствует тот факт, что концентрация трития в свободной воде по периферии и в конце болота на основной части его территории теперь лишь в несколько раз превышает уровень техногенного фона. Изменение технологического режима сбросов в Ольховское болото следует рассматривать как весьма положительную меру, направленную на очистку от радиоактивных загрязнений территории, которая представляла собой склад радиоактивных отходов.
Река Пышма, принимающая на себя содержащие радионуклид стоки из Белоярского водохранилища и Ольховской болотно-речной экосистемы, несет в себе тритий в концентрациях, в несколько (от 2 до 20) раз превышающих уровень техногенного фона. В целом, наблюдается постепенное снижение концентрации радионуклида в воде этой реки, однако периодически наблюдаются всплески повышенных концентраций трития вниз по течению реки. Последнее говорит о необходимости контроля за этим участком реки.
Мониторинг трития в воде оз. Худыш, располагающемся недалеко от Белоярской АЭС, позволил зарегистрировать повышенные концентрации радионуклида начиная с 1988 г. (около 1000 Бк/л). В последующий период времени, после проведения БАЭС соответствующих технологических мероприятий по ремонту трубопровода, отводящего слаборадиоактивные стоки в Ольховское болото, а также в связи с остановкой второго энергоблока содержание трития в озере стало снижаться. В настоящее время содержание радионуклида в воде озера примерно в шесть раз превышает уровень техногенного фона.
Экспериментально установлено, что наряду с водными системами в районе расположения Белоярской АЭС тритий загрязняет воздушную среду, в результате чего вода дождевых и снеговых осадков содержит радионуклид в концентрациях, иногда существенно превышающих уровень техногенного фона. Аналогичная ситуация наблюдается в отношении питьевых вод в районе БАЭС (колодцы, скважины, родники, централизованное водоснабжение).
Концентрация трития в водоемах района ПО «Маяк» уменьшается в зависимости от расстояния от предприятия. Последнее указывает на ПО «Маяк» как источник загрязнения радионуклидом водных экосистем. В 20-25 км зоне вокруг предприятия концентрация трития в водоемах в среднем в 4-10 раз превышает уровень техногенного фона, на более дальнем расстоянии уровень загрязнения превышает этот показатель в 2-3 раза. Отмечена положительная тенденция снижения содержания радионуклида в воде исследованных водоемов в 2001-2002 гг. по сравнению с периодом 1982 и 1986 гг. (соответственно в 8 и 6 раз). Последнее говорит о том, что данная территория постепенно очищается от трития за счет снижения его поступления в окружающую среду и процесса радиоактивного распада.
Концентрация трития в снежном покрове вокруг указанного выше предприятия также зависит от расстояния. Наиболее высокие показатели содержания радионуклида обнаружены в непосредственной близости от предприятия (до 260 Бк/л). На расстоянии 30-45 км концентрация трития в снеговой воде составляет в среднем 26 Бк/л, что примерно в 5 раз превышает уровень техногенного фона.
Реки, подверженные в той или иной степени воздействию стоков с предприятий ЯТЦ (Теча, Исеть, Миасс), несут в себе воду, содержащую тритий в количествах, превышающих в несколько раз уровень техногенного фона. Наиболее загрязненной оказалась р. Теча, в которую поступают воды из водоемов-отстойников ПО «Маяк». В процессе выполнения работы нами было оценено качество питьевой воды по уровню содержания в ней трития для трех больших групп населения, проживающих в гг. Екатеринбург, Заречный, Озерск. Средние концентрации радионуклида в питьевой воде составляли для жителей г. Екатеринбурга 10 Бк/л, г. Заречного — 18 Бк/л, г. Озерска — 34,5 Бк/л. Индивидуальные дозы облучения для жителей указанных городов составили соответственно 0,38 , 0,63 и 1,2 мкЗв/год, а коллективные дозы — соответственно 0,5 , 0,017 и 0,1 чел-Зв/год.
В целом, наши исследования показали, что значительная часть Уральского региона, особенно примыкающая к Белоярской АЭС и ПО «Маяк», характеризуется повышенными уровнями содержания трития в воде по сравнению с уровнем техногенного фона, характерного для контрольных территорий. Учитывая то обстоятельство, что уровень глобального фона для этого радионуклида составляет 1 Бк/л, можно считать, что практически весь тритий в исследуемом регионе, в том числе и на контрольных территориях, имеет антропогенное происхождение. Поскольку очевидно, что предприятия ядерно-топливного цикла являются основными загрязнителями природной среды тритием, следует рекомендовать эксплуатирующим организациям разрабатывать и сооружать технологические узлы для задержания и локализации этого радионуклида в районах размещения подобных предприятий.
