5.2.2. Загрязнение гидросферы

Вода есть одним из наиболее необходимых и наиболее распространенных веществ. Она является мощным растворителем и участвует в жизненно важных процессах, которые происходят в растениях и живых организмах. Живые организмы используют водные растворы для функционирования биологических процессов.

Общий объем воды на нашей планете оценивается в 1385 млн. км³. Если распределить этот объем равномерно по поверхности Земли, то глубина этого слоя равнялась бы 2650 м. Но только незначительная часть этой воды пригодна для использования человеком. Абсолютно большую часть этих вод составляет морская вода, непригодная для питья и технического использования. Около 2 % воды является пресной – пригодной для питья, 70 % этой воды содержится в ледяных полярных шапках и горных ледниках или в глубоких подземных водоносных горизонтах. Объем воды, который находится в распоряжении человека и пригоден к употреблению, зависит от скорости, с которой источники восстанавливаются или пополняются в процессе глобального гидрологического цикла, а не от общего количества пресной воды. Ежегодно на поверхность континентов выпадает около 113 тыс. м³ воды, 72 тыс. м³ из них испаряется в атмосферу, а 42 тыс. м³ воды пополняют водоносные горизонты и возвращаются реками в океаны. Если условно всю воду влить в ванну, то порция воды, которая может быть использована человеком, составляет около одной чайной ложки. Гидрологический цикл является очень эффективным производителем пресной воды, но он очень неэффективный с точки зрения ее распределения. Вследствие этого складывается ситуация, в результате которой некоторые страны, богатые водными ресурсами, используют эти ресурсы неполностью, а другие страны страдают от недостатка водных ресурсов. Например, в Канаде запасы пресной воды составляют около 122 млн. м³ на человека в год, а в некоторых других около 1,2 тыс. м³ на человека в год. По современным данным ежегодный расход воды на Земном шаре составляет порядка 150 км³, а возможный водозабор из рек и подземных источников – порядка 600 км³. Засорение источников пресной воды резко снижает этот потенциальный водозабор.

Увеличение численности населения привело к резкому увеличению потребления воды. Самые высокие показатели роста населения наблюдаются в засушливых регионах, в которых уже сейчас существует недостаток воды. Сейчас большинство стран Африки, Ближнего Востока, а также Северный Китай, части Индии, Мексики и другие страдают от недостачи воды.

Использование природных водных ресурсов не должно приводить к нарушению гидрологического цикла, в результате чего произошло бы быстрое истощение водных ресурсов. Тем не менее, понимая важность этой проблемы, в мировой практике существует значительное количество примеров, когда широкомасштабные водные проекты не учитывали их влияние на окружающую природную среду, что приводило к губительным последствиям. Как пример можно привести строительство Асуанской плотины на р. Нил. В результате были уничтожены целые экосистемы, это привело к эрозии почв, заиливанию водохранилища, нарушению баланса питательных веществ и т. д.

С развитием промышленности реки и озера загрязняются сбросами недостаточно очищенных сточных вод, промышленными отходами и термическими водами тепловых станций. Существенное влияние на качество поверхностных вод оказывает смыв удобрений, пестицидов и гербицидов с сельхозугодий, а также выпадение кислотных дождей. Загрязнение промышленными отходами, удобрениями, пестицидами создает реальную угрозу существованию человека на Земле.

Особенным видом загрязнения гидросферы является тепловое загрязнение, обусловленное сбросом теплых вод от энергетических установок. Значительное количество тепла, которое поступает от нагретых вод в реки и озера существенно изменяет биологический режим, в результате чего нарушается условия нереста рыб, погибает зоопланктон и т.д.

Основными источниками загрязнения поверхностных водных объектов являются:

• сточные воды промышленных и коммунальных предприятий;

• отходы от разработки рудных и нерудных ископаемых;

• шахтные воды и воды нефтепромышленности;

• отходы после переработки технических культур.

Значительными источниками загрязнения поверхностных вод являются целлюлозно-бумажная промышленность, химическая, пищевая и текстильная промышленности, а также предприятия черной и цветной металлургии, сельскохозяйственное производство.

Состояние водных объектов в Украине. Гидрографическая сеть Украины представлена речными системами Вислы, Дуная, Днестра, Южного Буга, Днепра, Северского Донца и рек Причерноморья и Приазовья.

Водопользователями в 2001 г. забрано из водных объектов 17577 млн. м³ воды, в частности из подземных источников 2750 млн. м³. Использовано около 11296 млн. м³ воды. Наиболее используется вода из бассейнов рек Днепра (7589 млн. м³), Северского Донца (1271 млн. м³), Южного Буга (869 млн. м³) и Днестра (636 млн. м³). Непосредственно из Черного и Азовского морей забрано 19 и 853 млн. м³ воды соответственно. В водные объекты в 2001 г. сброшено 3170,6 тыс. т загрязняющих веществ. Наибольшее количество загрязняющих веществ водопользователями сброшено в бассейнах рек Днепр (890 тыс. т), Северского Донца (443,3 тыс. т) и в воды Азовского моря (103 тыс. т).

Качество поверхностных вод определяется совокупностью физических, химических и биологических факторов, которые являются результатом функционирования водной экосистемы, а также антропогенной нагрузкой на нее. По показателю интегрального индекса загрязнения основные речные бассейны можно разместить в такой последовательности: водные объекты Крыма (2,56); Дунай (2,9); Днепр (3,08); Южный Буг (3,2); Северский Донец (3,3); Днестр (3,4); Западный Буг (3,61); реки Приазовья (3,9).

Качество поверхностных вод определяет совместное влияние природных и антропогенных факторов. Среди природных факторов на химический состав воды существенно влияет климат, который определяет величину водного стока. В бассейнах рек Западного Буга, Днепра, Дуная и Северского Донца наблюдается тенденция к увеличению рН воды, что связано с высоким уровнем техногенной нагрузки на эти водные объекты.

Кислородный режим рек Украины удовлетворительный. Наблюдается некоторое уменьшение растворенного кислорода в воде отдельных рек в летний период, что может быть обусловлено уменьшением растворимости кислорода с увеличением температуры воды.

У большинства речных бассейнов Украины наблюдается уменьшение содержания в воде минеральных соединений азота, которые определяют уровень эвтрофикации воды. Несмотря на уменьшение содержания минерального азота, он остается значительным в водах Северского Донца, и рек Приазовья – соответственно 2,4 и 3,4 мг/дм³.

Содержание минерального фосфора в водных объектах играет существенную роль. Считается, что его содержание более 0,05 мг/дм³ нарушает экологическое равновесие в водных экосистемах и вызывает эвтрофикацию водоемов. В водах Дуная, Южного Буга, рек Крыма и Приазовья на протяжении последнего ряда лет наблюдается уменьшение минеральных соединений фосфора, а в реках Днепр, Северский Донец, Западный Буг наблюдается увеличение минеральных соединений фосфора.

В водах Дуная, Днепра, Западного Буга несколько уменьшилось содержание растворенных органических соединений, а среди них ароматических органических веществ гумусового происхождения. В водах Днестра и Южного Буга их содержание увеличилось.

Для большинства рек Украины загрязнение металлами имеет тенденцию к уменьшению. Наиболее высокое содержание меди и марганца наблюдалось в бассейне Днестра, цинка – в водах Южного Буга и Северского Донца, хрома – в бассейне Западного Буга. Наиболее низкое содержание тяжелых металлов наблюдалось в реках Крыма.

Практически во всех бассейнах наблюдается рост содержания фенолов. Особенно значительным он был в реках Приазовья. Содержание нефтепродуктов в воде увеличилось только для рек Южного Буга и Днепра. В других водных объектах содержание нефтепродуктов стабилизировалось или уменьшилось.

Гидробиологическая оценка качества воды показала, что наиболее распространенным состоянием водных объектов можно считать состояние экологической и антропогенной напряженности (около 70 % контролируемых объектов). Остальные водные объекты характеризируются экологической напряженностью с элементами регрессии.

Микробиологическая оценка качества воды показывает, что превышение санитарно-гигиенических нормативов по физико-химическим показателям наблюдается в 65 % проб, по бактериологическим – в 22 %. Наиболее часто наблюдается превышение санитарно-гигиенических нормативов по биологическому содержанию кислорода, нефтепродуктам, индексу ЛПК, коли-фагов. Кроме этого, наблюдается превышение содержания таких тяжелых металлов, как марганец, свинец, кадмий, хром, никель.

Наряду с загрязнением поверхностных вод Украины от источников, расположенных на ее территории, существенную роль играют источники, расположенные вне ее территории. За трансграничным переносом загрязненных поверхностных вод проводится наблюдение на 26 водных объектах. По данным наблюдений поверхностные воды на трансграничных участках западной границы (Западный Буг, Дунай, Днестр) загрязнены в основном соединениями азота, фенолами, соединениями тяжелых металлов. На северной и северно-восточной границе с Беларусью и Россией (Припять, Десна, Днепр) поверхностные воды в основном загрязнены соединениями тяжелых металлов, фенолами, нефтепродуктами и соединениями азота. Реки на восточной границе (реки бассейна Северский Донец) в основном загрязнены нефтепродуктами, соединениями азота, тяжелыми металлами и фенолами, также выявлено содержание пестицидов.

Радиоэкологическое состояние поверхностных вод. Основная часть техногенных источников поступления радионуклидов в окружающую природную среду находится в бассейнах р. Днепр и его притоков, а также в бассейне р. Южный Буг. Поэтому в качестве оценки воздействия радиоактивных источников на водные объекты Украины можно использовать их воздействие на радиоэкологическое состояние р. Днепр и его притоков и Южного Буга.

Дунай и верховье Днепра находятся под воздействием радиоактивных источников, расположенных вне территории Украины.

Днепр. Комплексное исследование экологического состояния р. Днепр и его притоков было проведено в ходе украинско-канадской экспедиции (сентябрь 1994 г.) а также международных экологических экспедиций по обследованию состояния трансграничных участков бассейна реки Днепр (октябрь 2000 г. и май-июнь 2001г.). Значительное место в ходе этих экспедиций было уделено исследованию радиоэкологического состояния р. Днепр и его притоков.

Радионуклиды в воде и донных отложениях. Исследованы объемные активности радионуклидов в воде и удельные ─ в донных отложениях, распределение этой активности по глубине. Основные исследуемые радионуклиды ─ ³H, ⁴⁰K, ¹³⁷Cs, ⁹⁰Sr, уран, торий и продукты распада урана и тория.

Калий-40. Объемная активность ⁴⁰K в воде большинства притоков р. Днепр довольно стабильна и изменяется в диапазоне от 0,02 до 0,35 Бк/л. По величине активности ⁴⁰K можно выделить р. Ингулец с объемной активностью 0,9 Бк/л. В 1940 году объемная активность ⁴⁰К в воде р. Днепр была у города Днепропетровска - 26 мБк/л, а у города Кременчуга ─ 59 мБк/л. Как видно из полученных данных, активность речной воды, обусловленная изотопом ⁴⁰K, за последние десятилетия увеличилась примерно в пять раз. Радионуклид ⁴⁰K относится к естественным радионуклидам. Его концентрация определяется солевым составом природных вод. Чем больше минерализация, тем больше калия в воде и, следовательно, больше изотопа ⁴⁰K. В воде морей и океанов объемная активность ⁴⁰K достигает величин 11-18 Бк/л. Так что величину объемной активности ⁴⁰K порядка 1 Бк/л (р. Ингулец) можно считать не очень большим значением. Возможным источником сравнительно повышенного содержания ⁴⁰K можно считать химические удобрения, смываемые с полей. Объемная активность ⁴⁰K в воде притоков бассейна р. Днепр в его верхнем течении заметно меньше, чем объемная активность ⁴⁰K в воде притоков бассейна Днепра в его нижнем течении. Это объясняется меньшей минерализацией воды притоков бассейна р. Днепр в его верхнем течении.

Содержание радионуклида ⁴⁰K в донных отложениях изменяется в диапазоне 30-520 Бк/кг. Эта удельная активность соответствует удельной активности ⁴⁰К в почвах исследованных регионов, лежащей в диапазоне 12-740 Бк/кг, что позволяет утверждать, что основным источником поступления этого радионуклида в донные отложения является поверхностный сток и грунтовые воды. Исследование содержания ⁴⁰K в донных отложениях на разных глубинах показывает, что его накопление идет неравномерно. Вероятно, поступление радионуклида в водную среду и затем в донные отложения зависит от количества вносимых в почвы калийных удобрений и поверхностного стока. В целом по бассейну р. Днепр удельная активность ⁴⁰K в донных отложениях возрастает вниз по течению. Удельная активность ⁴⁰К в донных отложениях притоков нижнего течения р. Днепр несколько выше, чем в водохранилищах Днепровского каскада.

Суммарная объемная альфа-активность воды. По оценкам работы общая альфа-активность воды р. Днепр в 1940 г. лежала в диапазоне от 60 до 100 мБк/л. Величины объемных альфа-активностей, измеренные в разных водохранилищах, превышают довоенные данные. В Кременчугском водохранилище величина суммарной объемной альфа-активности воды достигает значения 0,7 Бк/л, в Днепровском – 0,25 Бк/л, в Каховском – 1,4 Бк/л.

Наибольшие значения суммарной альфа-активности зарегистрированы в р. Ольшанка и р. Кривая Руда, где значение объемной альфа-активности превышает величину 2,5 Бк/л. Относительно велики значения объемной альфа-активности в устьях рек Рось, Ирклей, Псел и Коноплянка.

Объемная бета-активность воды. Объемная бета-активность воды в исследованных реках находится на уровне фоновых значений и составляет менее 0,3 Бк/л (минимальная детектируемая активность использованной методики измерений ─ МДА) за исключением р. Горынь и устья р. Десна ─ 0,4 и 0,5 Бк/л, соответственно. В 1940 г. суммарная объемная активность воды р. Днепр составляла 0,04-0,07 Бк/л. К 1994 г. объемная активность калия‑40, а, следовательно, и объемная бета-активность воды р. Днепр увеличилась до 0,1-0,3 Бк/л (суммарная объемная бета-активность воды может быть больше за счет искусственных радионуклидов, образовавшихся в результате испытаний ядерного оружия в 1945-1980 гг. и аварии на ЧАЭС в 1986 г. ─ в основном за счет цезия-137 и стронция-90).

Уран. Концентрация урана в речных водах имеет большой разброс значений от 0,5 мБк/л до 1 Бк/л (20 нг/л – 40 мкг/л). Воды осадочных пород имеют среднюю концентрацию, лежащую в более узком диапазоне 5-210 мБк/л (0,2-8 мкг/л). Воды урановых месторождений имеют более высокие средние концентрации урана, лежащие в диапазоне 1,3 – 2400 Бк/л (50 мкг/л-90 мг/л). Средняя объемная активность урана в водах р. Днепр лежит в диапазоне 30-40 мБк/л (1,3-1,7 мкг/л).

В соответствии с классификацией и полученными данными, высокоактивные воды текут в р. Мокрая Московка и р. Базавлук, повышенной активности ─ в реках Ирклей, Орель, Ингулец. Остальные реки имеют воду умеренной активности. Высокое содержание урана в реках Орель, Базавлук и Ингулец можно объяснить тем, что в площади водосбора этих рек расположены известные нам месторождения урановых руд. Река Мокрая Московка, протекающая через г. Запорожье и содержащая сбросы промышленных предприятий города, имеет относительно высокое содержание урана в воде, равное 640 мБк/л (24 мкг/л).

Удельная активность естественного урана в донных отложениях лежит в диапазоне 5,4-144 Бк/кг (0,2-5,4 мкг/г), что несколько выше, чем его активность в почвах площади водозабора ─ 5-40 Бк/кг. Это показывает, что существуют техногенные источники поступления урана в поверхностные воды в среднем и нижнем течении р. Днепр.

В двух точках на р. Базавлук и р. Ингулец пробы донных отложений были исследованы на разных глубинах: 1-5 см, 6-10 см, 11-15 см, 16-20 см, 21-25 см. Анализ этих данных позволяет оценить накопление урана в донных отложениях в разные годы.

Если предположить, что темп накопления донных отложений равен примерно 1 см/год, то видно, что на р. Базавлук в начале 90-х годов накопление урана в донных отложениях увеличивалось. На р. Ингулец накопление урана в донных отложениях 26-35 лет назад было высоким, затем примерно в два раза стало меньшим, а в начале 90^х годов опять увеличилось.

Стронций-90 и цезий-137.

Бассейн р. Припяти. Содержание радионуклидов ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs до ввода в эксплуатацию Чернобыльской АЭС в воде р. Припять регистрировались, соответственно, в концентрации (1,59–2,15)^.10^-2 и 7,4^.10^-4–1,33^.10^-2 Бк/л. Однако и после введения, в условиях безаварийной работы, Чернобыльская АЭС не оказывала существенного влияния на содержание радионуклидов в воде этих водоемов.

Загрязнение вод р. Припяти в течение различных сезонов года, в значительной степени зависит от местных условий формирования радиоактивных стоков в пределах Чернобыльской зоны отчуждения. Преимущественный смыв радионуклидов ⁹⁰Sr объясняется физико-химическими формами ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr, так как фиксация радионуклидов ¹³⁷Cs в почвах зоны отчуждения происходила значительно быстрее, чем ⁹⁰Sr. В результате, смыв ¹³⁷Cs в периоды дождевых паводков, снеготаяния или затопления пойм практически прекратился.

По данным сток радионуклидов из зоны отчуждения Чернобыльской АЭС представлен преимущественно ⁹⁰Sr. Суммарный вклад радиоактивного стока малых рек в загрязнение р. Припяти на участке ее протекания через зону отчуждения Чернобыльской АЭС может составлять от 23 до 45 Ки/год. Дополнительно сток фильтрующихся вод из Припятского и Семиходовского затонов может составлять 2–5 Ки/год.

Вторичное загрязнение р. Припяти радионуклидами и особенно ⁹⁰Sr происходит не только в периоды весеннего половодья и дождевых паводков, но и вследствие ледовых заторов, приводящих к существенному повышению уровней воды в реке с выходом на загрязненную пойму. Так, в период с 16 января по 2 февраля 1991 г. наблюдалось резкое увеличение концентрации ⁹⁰Sr в Припяти в пределах зоны отчуждения. При этом наблюдался подъем воды в реке на 2 м выше нормального, который был вызван ледовым затором. Вследствие смыва радионуклидов с подтопленной территории наблюдалось увеличение содержание ⁹⁰Sr у г. Чернобыля с 1,1–1,5 до 5,9 Бк/л.

Наибольший вынос радионуклидов Припятью в Киевское водохранилище зарегистрирован в аварийном 1986 г. – около 66 ТБк ¹³⁷Cs и 27,6 ТБк ⁹⁰Sr. В последующие годы эта величина составляла в годы средней водности 10–14 ТБк и в маловодные годы – 3–4 ТБк. Около 60 % выноса ⁹⁰Sr Припятью формируется на части бассейна, расположенной на территории зоны отчуждения. Годовой вынос ¹³⁷Cs, начиная с 1988 г., редко превышал половину выноса ⁹⁰Sr, а в отдельные годы не составлял и 25 %. Около 85–90 % общего выноса рекой ¹³⁷Cs формируется за пределами зоны отчуждения Чернобыльской АЭС. За период 1986–2000 гг. с водотоком р. Припяти в Киевское водохранилище поступило 123 ТБк ¹³⁷Cs и 152 ТБк ⁹⁰Sr.

На основании проведенных в 2000-2001 г. исследований состояния трансграничных участков бассейна р. Днепр можно констатировать, что содержание радионуклидов ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr при поступлении вод р. Припяти с Украины на территорию Белоруссии составляет, соответственно 0,008 и 0,009 Бк/л. Далее, протекая по загрязненным в результате аварии на Чернобыльской АЭС землям Белоруссии, содержание ¹³⁷Cs в воде р. Припяти увеличивается более, чем в 16 раз – до 0,13 Бк/л, а ⁹⁰Sr – более чем 10 раз – до 0,10 Бк/л. Проходя по землям зоны отчуждения Украинского участка, концентрация ¹³⁷Cs увеличивается в среднем до 0,17, а ⁹⁰Sr – до 0,27 Бк/л.

Основными притоками Припяти, имеющими значение при трансграничном переносе радионуклидов на территорию Белоруссии, являются рр. Стырь, Горынь, Стоход и Уборть. На первых двух расположены, соответственно, Ровенская и Хмельницкая АЭС.

Содержание радионуклидов ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr в р. Стырь и Стоход в период исследований 2000 г. было, соответственно, 0,002 и 0,007 Бк/л и 0,004 и 0,006 Бк/л. Несколько выше была активность ⁹⁰Sr в воде р. Уборть – до 0,01 Бк/л. Это, очевидно, обусловлено более близким расположением бассейна этой реки к северо-западному следу радиоактивных выпадений в результате аварии на Чернобыльской АЭС и более высокой растворимостью соединений стронция по сравнению с ¹³⁷Cs, содержание которого было на уровне 0,002 Бк/л.

Представляет интерес содержание радионуклидов, находящихся не только в растворенной фракции, но также и сорбированных на взвесях. Взвеси играют существенную роль в миграции и распределении радионуклидов в водных экосистемах, поскольку в значительных количествах сорбируют некоторые радионуклиды, и в частности ¹³⁷Cs. Это имеет большое значение при оценке выноса радионуклидов с речным стоком, поскольку величина содержания ¹³⁷Cs, сорбированного на минеральных и органических частицах, может достигать 75 % от общего содержания в воде, а ⁹⁰Sr, вследствие его большей растворимости, – от нескольких единиц до 30 %.

Бассейн р. Десны. В бассейне Десны размещены две АЭС – Смоленская и Курская, оснащенные, соответственно, двумя и четырьмя реакторами типа РБМК. Согласно данным, содержание ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs до 1986 г. регистрировалось в воде реки, соответственно, на уровне 0,009 и 0,006 Бк/л. В мае 1986 г. удельная активность радионуклидов в реке возросла до 0,18 и 173,8 Бк/л. За период 1995–1996 гг. – содержание радионуклидов снизилось, соответственно до уровней 0,015 и 0,027 Бк/л.

По полученным в 2000–2001 гг. данным содержание ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs на всем протяжении исследуемого участка Десны изменялось несущественно, и было на уровне, соответственно, 0,002–0,003 и 0,006 Бк/л. Содержание исследуемых радионуклидов в воде р. Сейм – основного притока Десны было для ¹³⁷Cs – 0,003 и для ⁹⁰Sr – 0,004 Бк/л.

Обращает на себя внимание уровень содержания радионуклидов в воде правого притока Десны – р. Снов. Удельная активность ¹³⁷Cs в воде этой реки составила 0,07, а ⁹⁰Sr – 0,02 Бк/л. Среди данных, полученных в период проведения экспедиционных исследований 2000–2001 гг. эти показатели занимают по величине второе место после устьевой части р. Припяти. Повышенное содержание радионуклидов в воде р. Снов можно объяснить тем, что она берет свое начало на юго-западных территориях Брянской области России, подвергшихся в результате аварии на Чернобыльской АЭС интенсивному радионуклидному загрязнению.

Верхний Днепр и водохранилища Днепровского каскада. Содержание ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr в воде верхнего Днепра и Киевского водохранилища регистрировалось в диапазонах, соответственно 0,001–0,002 и 0,017–0,025 Бк/л.

В период проведения исследований 2000-2001 гг. концентрация ¹³⁷Cs в воде верхнего Днепра и Киевского водохранилища была практически на одном уровне и составляла 0,001–0,002, для ⁹⁰Sr – 0,010– 0,017 Бк/л, что свидетельствует о продолжающемся процессе снижения удельной активности радионуклидов в этих водных объектах.

В слабопроточных водных объектах, таких как водохранилища днепровского каскада, донные отложения выполняют важнейшую функцию, седиментатируя значительную часть радиоактивных веществ. Так, радионуклидное загрязнение Киевского и других водохранилищ Днепровского каскада в первые недели после аварии на Чернобыльской АЭС формировалось за счет атмосферных выпадений. При этом большая часть ¹³⁷Cs была седиментирована донными отложениями. Под влиянием гидродинамических и гидробиологических процессов общая картина загрязнения донных отложений водохранилищ в послеаварийный период постепенно менялась и достигла современного состояния только через 3–4 года после аэрозольного поступления в 1986 г. В 1993 г. количество радионуклидов чернобыльского происхождения в донных отложениях Киевского водохранилища составило для ¹³⁷Cs – 2,3–2,7 Ки, для ⁹⁰Sr – 700–800 Ки. Наиболее загрязнены участки водохранилища в устьевой области р. Припяти, где речные воды «освобождаются» от взвешенных веществ. Большая часть ¹³⁷Cs находится в донных отложениях в фиксированном физико-химическом состоянии с глинистыми минералами донных грунтов, которые в свою очередь покрыты слоем (5–25 см) песка и ила, что делает радиоцезий малодоступным для вторичного перехода в воду и последующей миграции по большинству трофических цепей.

Среднегодовая объемная активность ⁹⁰Sr в воде Днепровского каскада водохранилищ резко возрастает от 0,049 Бк/л (выше устья р. Припять) до 0,129 Бк/л (Киевское водохранилище), что обусловлено выносом активности из наиболее загрязненной после аварии на ЧАЭС зоны. Затем среднегодовая объемная активность ⁹⁰Sr в воде постепенно уменьшается до 0,062 Бк/л (Днепродзержинское водохранилище) и опять увеличивается до 0,093 Бк/л (Каховское водохранилище). Объемная активность ⁹⁰Sr в воде Днепровского каскада водохранилищ в 2000 г. находится примерно на уровне 1994 г. Следует отметить, что максимальные величины активностей наблюдаются в период весенних паводков, когда поверхностный сток с загрязненных после аварии на ЧАЭС территорий максимален.

На Каховском водохранилище расположена Запорожская АЭС. Во время исследований 1994 г. осуществлялась “продувка” ее пруда-охладителя. Содержание радионуклидов в воде в той части водохранилища, где осуществлялась продувка, было несколько выше, чем среднее по водохранилищу: соответственно 0,09 и 0,07 Бк/л по ⁹⁰Sr, 0,11 и 0,09 Бк/л по ¹³⁷Cs. В нижней части водохранилища концентрация ⁹⁰Sr в воде равнялась 0,07 Бк/л, а ¹³⁷Сs — 0,04 Бк/л. Результаты измерений в 2000 г. показывают, что среднегодовые объемные активности ⁹⁰Sr и ¹³⁷Сs в воде Каховского водохранилища в районе ЗАЭС существенно не отличаются от среднегодовых значений по всему водохранилищу.

Радионуклиды уранового и ториевого рядов в донных отложениях. Из всех элементов уранового ряда измерены активности следующих элементов: ²²⁶Ra, ²¹⁴Bi, ²¹⁴Pb. Удельная активность радионуклида ²²⁶Ra в донных отложениях притоков р. Днепр, по нашим данным, лежит в диапазоне 2,5-132 Бк/кг. В донных отложениях притоков верхнего бассейна р. Днепр удельная активность ²²⁶Ra существенно меньше, что обусловлено составом почв, с которых идет поверхностный сток.

Относительно высоки удельные активности ²²⁶Ra в донных отложениях рек Коноплянка, Мокрая Московка, Конка.

Отметим, что дочерние продукты  ²¹⁴Bi и ²¹⁴Pb имеют концентрации в 2-5 раз меньшие, чем ²²⁶Ra, во всех пробах. Это можно объяснить тем, что при измерениях возможна утечка дочернего продукта ²²⁶Ra  радиоактивного газа ²²²Rn. В процессе измерений сохранение этого промежуточного продукта распада не контролировалось. Распределение ²²⁶Ra и его дочерних продуктов по глубине донных отложений примерно равномерное.

Удельная активность ²³⁸U в донных отложениях возрастает вниз по течению и достигает максимума на расстояниях 200-700 км от устья р. Днепр, что хорошо согласуется с составом почвообразующих горных пород.

Измерялась удельная активность в донных отложениях следующих радионуклидов ториевого ряда: ²³²Th, ²²⁸Ac, ²¹²Bi, ²¹²Pb и ²⁰⁸Tl. Удельная активность первых четырех, которые могут находиться в радиоактивном равновесии, лежит в диапазоне 7-51 Бк/кг. По данным работы, в известняковых и песчаных подстилающих почвообразующих горных породах, характерных для Украины, удельная активность ²³²Th в 2-3 раза меньше удельной активности ²²⁶Ra, что и наблюдается при измерении активности донных отложений. Исключение составляют правобережные притоки верхней части бассейна р. Днепр, водосбор которых характеризуется почвами, имеющими низкое содержание урана. Радионуклид ²⁰⁸Tl не находится в радиоактивном равновесии с вышеуказанными радионуклидами. По схеме распада его активность составляет около 36 % от активности материнских радионуклидов. Аномальных значений удельных активностей элементов ториевого ряда и их зависимости от глубины не обнаружено.

Тритий в воде. Уровень трития в поверхностных водах Украины возрос за счет поступления трития в атмосферу и водные объекты от атомных электростанций и испытаний ядерного оружия в среднем до 4 Бк/л, это так называемый техногенный фон. Эта величина несколько больше среднего уровня трития в поверхностных водах и осадках в средних и низких широтах по данным работы ─ 2-10 ТЕ (тритиевых единиц) или 0,24-1,2 Бк/л.

Тритий является основным радиоактивным компонентом жидких сбросов атомных электростанций с реакторами, которыми (после закрытия ЧАЭС в Украине эксплуатируется только один тип реакторов) оснащены АЭС Украины (Запорожская, Ровенская, Хмельницкая и Южно-Украинская).

Первые однократные измерения содержания трития в природных и технологических водоемах района размещения Ровенской АЭС, расположенной на р. Стырь, относятся к 1982 г. Активность трития в период, когда на номинальную мощность был выведен только первый блок, в стоке промливневой канализации (ПЛК), отведенном непосредственно в р. Стырь, составляла 37,8 Бк/л, а в воде реки в районе сброса – 5,6 Бк/л. В 1983 г. после введения в действие второго блока активность радионуклида в стоке ПЛК увеличилась до 354–361 Бк/л. В р. Стырь на расстоянии 25–100 м от стока ПЛК, ниже по течению, активность радионуклида была в пределах 44,7–175,8 Бк/л, тогда как выше по течению от стока – 2,4–5,2 Бк/л. Содержание трития в воде р. Стырь, на которой расположена Ровенская АЭС, в ноябре 1993 г. составляло около 400 Бк/л, что значительно превышало ранее зарегистрированные концентрации трития в водах этой реки. Время увеличения активности трития в р. Стырь совпадает с предполагаемым отрезком времени, в который происходило повышенное поступление радионуклида в речную систему Днепра и его водохранилищ. Поэтому наиболее вероятным источником увеличения концентрации трития в Припяти, о котором будет сказано ниже, с последующим увеличением активности этого радионуклида в днепровских водохранилищах является Ровенская АЭС. Общий сброс трития в р. Стырь в исследуемый период составил 11 ГБк/сут., что соответствует годовому поступлению (около 4 ТБк).

Эпизодические измерения содержания трития в водоемах района размещения Хмельницкой АЭС, расположенной на р. Горынь, проводились с 1986 по 1989 гг. Наблюдалось увеличение активности трития в пруду-охладителе АЭС в период 1987–1989 гг. с 55 до 134 Бк/л.

По данным работы повышенные концентрации трития в районе Хмельницкой АЭС наблюдались только в пруду-охладителе – 50– 100 Бк/л. Содержание трития в природных водоемах района размещения Хмельницкой АЭС, включая бассейн р. Горынь, не превышало уровень 4,7 Бк/л.

Влияние Хмельницкой АЭС, учитывая сравнительно небольшую мощность и режим эксплуатации пруда-охладителя, на содержание трития в р. Горынь, происходит за счет газообразных выбросов АЭС и в период проводимых исследований носило несущественный характер для водных экосистем региона.

Исследования содержания трития в р. Днепр, его притоках и водохранилищах показали, что в начале 90-х годов наибольшими концентрациями характеризовались верхняя часть Днепра, Киевское и нижняя часть Каховского водохранилища, – соответственно 8,8, 10,6 и 7,3 Бк/л. Для остальных водохранилищ днепровского каскада и нижнего участка Днепра отмечены более низкие концентрации. В частности, в Каневском водохранилище среднее содержание радионуклида было 4,4, в Кременчугском – 3,7, в Днепродзержинском – 2,8 и Днепровском водохранилище – 4,4 Бк/л. В воде верхнего участка Каховского водохранилища концентрация трития в среднем составила 3,9, а нижнего участка Днепра – 5,5 Бк/л. Повышенное содержание трития в Киевском водохранилище может быть объяснено влиянием АЭС, расположенных в бассейне р. Припяти. Кроме этого, в результате аварии на Чернобыльской АЭС в 1986 г. в окружающую среду поступило значительное количество газообразного трития выпавшего с атмосферными осадками на значительной территории водосбора Днепра.

Объемная активность трития в воде водохранилищ Днепровского каскада в сентябре 1994 года была следующей: Киевское 2,5-32,7 Бк/л; Каневское 16,2-54,6 Бк/л; Кременчугское 21,5-61,7 Бк/л; Днепродзержинское 19,2-30,8 Бк/л; Днепровское 16,0-30,3 Бк/л; Каховское 8,5-39,1 Бк/л. Эти величины объемной активности трития в воде водохранилищ Днепровского каскада существенно выше величин, полученных в 1993 году и фонового значения 0,3 Бк/л, что, возможно, связано с проведением в летний период планово-профилактических работ на АЭС, расположенных в бассейне р. Днепр.

Проведенные измерения содержания трития в бассейне р. Припяти на территории зоны отчуждения Чернобыльской АЭС показали, что содержание радионуклида здесь в 1993 г. характеризовалось концентрациями 4,1–11,0 Бк/л с максимальными значениями в пруду-охладителе Чернобыльской АЭС.

Такое распределение трития в исследуемых водоемах не превышало уровень, характерный для водных объектов, расположенных на территории Украины, а незначительное увеличение радионуклида в пруду-охладителе ЧАЭС свидетельствует о том, что сбросы и выбросы трития Чернобыльской АЭС не превышают усредненные нормализованные величины для реакторов типа РБМК. Однако в мае 1994 г. было зарегистрировано значительное увеличение (более чем в 10 раз) содержания трития во всех исследуемых водоемах 30-км зоны влияния ЧАЭС с максимальными значениями в р. Припяти (более 120 Бк/л). Несмотря на увеличение содержания трития в водоемах зоны отчуждения Чернобыльской АЭС в мае 1994 г., уже через два месяца, прошедших с момента весеннего пробоотбора, концентрация радионуклида в них снизилась до уровня 1993 г. Исключение составил пруд-охладитель, содержание трития в котором оставалось на уровне 17,2–25,5 Бк/л.

Аналогичное увеличение, носившее не столь выраженный характер, наблюдалось и в апреле 1995 г. В последующих месяцах 1995 и 1996 гг. среднее содержание трития в водоемах 30-километровой зоны Чернобыльской АЭС постепенно снижалось от 16,3 Бк/л в апреле 1995 г. до 4,8 Бк/л в июле 1996 г. В ноябре 1996 г. среднее содержание трития в исследуемых водоемах оставалось на уровне 4,9 Бк/л.

На основании анализа имеющихся данных предполагается, что возможным источником увеличения содержания трития в каскаде днепровских водохранилищ в сентябре 1994 году были атомные электростанции, расположенные в бассейне Припяти и оснащенные реакторами типа ВВЭР.

Концентрации трития в воде большинства исследуемых в 2000-2001 гг. рек бассейна р. Днепр находятся ниже предела МДА для применяющихся средств измерений ─ 2,3 Бк/л, или незначительно превышают МДА ─ до 3,4 Бк/л. Эти величины несколько меньше среднего фона в 1993 г. Исключение составляет р. Стырь, где концентрация трития в воде составляет 7,5 Бк/л. Повышенная концентрация трития в воде р. Стырь возможно объясняется влиянием Ровенской АЭС (остальные электростанции, расположенные в бассейне р. Днепр, сбрасывают жидкие отходы в специальные пруды-охладители). Концентрация трития в сточной воде принята по среднему значению (р. Стырь, г. Кузнецовск, сброс промливневой канализации РАЭС) ─ 195 Бк/л.

Южный Буг. Контроль за радиационным состоянием реки Южный Буг проводится в районе расположения ЮУАЭС – в месте водозабора (насосная подпитки Ташлыкского водохранилища) на расстоянии 500 м выше по течению от точки сброса в р. Южный Буг из Ташлыкского водохранилища, у шлюза плотины Ташлыкского водохранилища, у выпуска продувочных вод, на расстоянии 500 м ниже по течению от точки сброса в р. Южный Буг и на расстоянии 7 км от точки сброса ниже по течению (с. Бугское). Госкомгидромет проводит контроль за радиационным состоянием реки Южный Буг в районе г. Николаева.

Содержание ⁹⁰Sr в водах Южного Буга в районе города Николаев в 2002 году изменялось в диапазоне 10 – 35 Бк/м³ при среднегодовом значении 18 Бк/м³, а содержание ¹³⁷Cs изменялось в диапазоне от 0,67 до 12,3 Бк/м³ при среднегодовом значении 5,1 Бк/м³. Среднегодовое значение ⁹⁰Sr по сравнению с 1993 годом (55,5 Бк/м³) уменьшилось почти в три раза. Хотя в 2000 г. среднегодовое значение ⁹⁰Sr было равно 26 Бк/м³, а для ¹³⁷Cs – 1,55 Бк/м³.

На расстоянии 7 км от точки сброса продувочных вод из Ташлыкского водохранилища среднегодовая концентрация ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs в 2000 – 2001 годах равнялась 24 и 18 Бк/м³ соответственно. До сброса продувочных вод были зафиксированы среднегодовые концентрации ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs, которые в пределах ошибок не отличались от среднегодовых концентраций, полученных на расстоянии 7 км ниже сброса. Такое поведение концентраций можно объяснить смывом радионуклидов из территорий, загрязненных в результате аварии на ЧАЭС, и в меньшей мере, влиянием ЮУАЭС. Среднегодовая концентрация трития в месте сброса из Ташлыкского водохранилища равна 14 Бк/м³, на расстоянии 7 км от точки сброса равнялась около 10 Бк/м³ , а в районе города Николаев около 4 Бк/м³.

Дунай. На украинской части реки Дунай наблюдение за радиационным состоянием ведется в створе г. Измаил. В 2002 г. содержание ⁹⁰Sr диапазоне 12-76 Бк/м³ при среднегодовом значении 28 Бк/м³. На протяжении почти 10 лет среднегодовая величина концентрации ⁹⁰Sr практически не изменяется. В 1993 году среднегодовая величина концентрации ⁹⁰Sr равнялась 37 Бк/м³, а 2000 году – 33 Бк/м³.

Концентрация ¹³⁷Cs в 2002 году изменялась в диапазоне от 0,54 до 6,9 Бк/м³ при среднегодовой величине 1,75 Бк/м³. В 2000 г. среднегодовая величина равнялась 1,38 Бк/м³, что также говорит о постоянстве содержания ¹³⁷Cs в нижнем течении реки Дунай.

Концентрация трития в реке Дунай в 1993 г. изменялась в диапазоне 2,5 – 6,6 Бк/м³ при среднегодовой величине 4,5 Бк/м³.

Таким образом, можно считать, что радиоэкологическое состояние водных объектов Украины является устойчивым. Локальные изменения могут быть вызваны как источниками радиоактивного загрязнения, так и при возникновении наводнений, в результате чего радионуклиды из загрязненных территорий попадают в водные объекты.