Лекция № 5
УРал «атомный»
Уральский регион, к которому относят Башкортостан, Пермскую, Свердловскую, Челябинскую, Оренбургскую и Курганскую области, включает много объектов ядерного топливного цикла (ЯТЦ), которые так или иначе воздействуют на радиационную ситуацию по крайней мере в прилегающих территориях. Предусмотренная («штатная») деятельность этих предприятий не сопровождается радиоэкологически значимым рассеянием радионуклидов в окружающей среде. Другое дело – последствия подземных взрывов и аварий, перечень которых в настоящее время стал доступен. В основном это события прошлого. Но до сих пор некоторые объекты уральского ландшафта (реки, озера, почва) содержат некогда техногенно рассеянные, теперь уже только долгоживущие искусственные радионуклиды, среди которых сейчас имеет смысл говорить только о стронции-90, цезии-137 и в ряде случаев об изотопах плутония, поскольку короткоживущие изотопы распались.
Ниже предлагается небольшой перечень объектов и участков уральского региона, где расположены промышленные объекты, места захоронения радиоактивных нуклидов (отходы ЯТЦ и научно-исследовательских организаций) и места техногенного (аварийного) радиохимического загрязнения.
Излагаемые сведения опубликованы в книге В.И.Булатова «Россия радиоактивная» (Новосибирск: ЦЭРИС, 1996.270 с.)
Пермская область. Известно 10 подземных ядерных взрывов в районе г.Оса для интенсификации добычи нефти. С 1977 г. начался вынос продуктов деления с нефтью (в 65 скважинах) и отмечены выходы радиоактивных вод около Воткинского водохранилища.
Пять взрывов было проведено на Гежском месторождении нефти (около г.Красновишерска и Соликамска); здесь тоже возможны выходы радионуклидов на поверхность с подземными водами.
Три взрыва (кодовое название «Тайга») были произведены в 1971 г. на участке водораздела Печоры и Колвы (приток Камы) во исполнение «проекта века» (переброска вод Печора – Кама). До 1989 г. здесь была «закрытая зона». Предположительная мощность взрыва 159 кт. «Комсомольская правда» в 1991 г. писала по этому поводу, что «радиоактивные продукты выбрасываются в атмосферу и загрязняют местность по следу облака, а на навале (который образовался от взрыва вокруг пород высотой 15 – 20 м) возможен контакт человека с радионуклидами». Фон у котлована доходил до 2500 мкР/час. При выбросе грунта образовалось озеро с островом, максимальная мощность фона здесь достигала 12 Р/час.
Официальные заявления не согласуются с этими данными: «Эти взрывы <…> не привели к регистрируемому загрязнению объектов природной среды» (Челюканов и др. О радиационной обстановке в Пермской области //Информ. бюл. ЦОИ, 1992, №2. с. 72 –74).
В этом официальном комментарии наибольшее удивление вызывает утверждение об отсутствии «регистрируемого загрязнения». Уж если целью была фальсификация данных (для «успокоения» общественного мнения), то можно было бы сообщить о том, что количество рассеянных взрывом радионуклидов «не превышает установленных норм», но «отсутствие регистрируемого загрязнения» в данной ситуации может быть итогом либо заказа на дезинформацию, либо метрологического любительства, когда исследователь не может отличить работающий прибор от неисправного.
Башкортостан. В этой республике также в 1965, 1973, 1974 годах были произведены подземные ядерные взрывы для интенсификации нефтедобычи и с целью захоронения токсичных промышленных отходов (у г.Стерлитамака).
Кроме того в Башкирии размещен Уфимский ПЗРО (пункт захоронения радиоактивных отходов), входящий в систему спецкомбинатов «Радон», предназначенных для захоронения низкоактивных («местных», не относящихся к ЯТЦ) отходов.
Ситуация на ПО «Маяк». Радиохимическое производство на этом комбинате и происходившие на нем инциденты и аварии затрагивают не только Челябинскую область, но и часть прилегающих районов Свердловской, Тюменской и Курганской областей. Радиационная ситуация в этом регионе в настоящее время основательно изучена и основные данные широко опубликованы (см., например: Уткин В.И. и др. Радиоактивные беды Урала. Екатеринбург: УрОРАН, 2000; Восточно – Уральский радиоактивный след. Проблема реабилитации населения и территорий Свердловской области. Екатеринбург: УрОРАН, 2000; Последствия техногенного радиационного взаимодействия и проблемы реабилитации Уральского региона. Под общей редакцией С.К.Шойгу.М.: «Комтехпринт», 2002).
Ниже приводятся сведения, представляющие прямое заимствование из упомянутой монографии В.И.Булатова (с.181)
«1.Аномально высокой является радиационная нагрузка, приходящаяся на район санитарно-защитной зоны междуречья Теча – Мишеляк площадью около 30 – 40 км2. В нем сосредоточена основная часть отходов радиохимического производства, в том числе:
• более 20 тыс. могильников, ‹…› содержащих около 500 тыс.т. твердых отходов.‹…› Незначительная часть твердых отходов суммарной активностью примерно 4 млн Ки остеклована;
• до 20 тыс.м3 выделенных из жидких отходов высокоактивных осадков суммарной активностью около 150 млн Ки находится в спецхранилищах;
• не менее 900 млн. Ки высокоактивных жидких отходов захоронены в емкостях;
• продолжается сброс среднеактивных жидких отходов в бессточные озера Карачай и Старое Болото. В оз.Карачай объемом 0,4 млн м3 накоплено около 120 млн Ки, а в оз.Старое Болото объемом 0,3 млн м3 – примерно 2 млн Ки.
2.Радиационная обстановка в регионе обусловлена аномальными ситуациями, связанными с большим накоплением активности и несовершенством технологии хранения отходов, имевших место в период деятельности ПО «Маяк».
3.В 1949 – 1952 гг. (по другим данным, до 1956 г.) осуществлялся сброс средне- и высокоактивных вод в открытую речную систему в 6 км от истока р.Теча. За этот период сброшено 76 млн м3 сточных вод общей активностью по бета-излучению 2,75 млн Ки.
В настоящее время слабоактивные отходы ПО «Маяк» сбрасывает в каскад водоемов, отделенный от р.Теча плотиной. Объем указанных водоемов 380 млн м3, куда депонировано порядка 2 млн Ки активности. Одним из основных источников загрязнения р.Теча являются пойменные участки – Асановские болота площадью примерно 30 км2, содержащие около 6 кКи по стронцию-90 и цезию-137. Их территория открыта для доступа и деятельности населения. Оценочные запасы стронция-90 и цезия-137 на участке с.Муслюмово не менее 400 Ки. Содержание цезия-137 в речных илах этого поселка равно300 – 500 нКи/кг, что позволяет классифицировать их в качестве твердых радиоактивных отходов.
4.В 1957 г. произошел тепловой взрыв одной из емкостей, содержащей жидкие отходы активностью20 млн Ки. До 90% активности оказалось локализованной вблизи источника. Выброшенные в воздух радионуклиды активностью около 2 млн Ки образовали облако радиоактивных отходов, которое прошло над Челябинской, Свердловской и Тюменской областями. Образовался Восточно-Уральский радиационный след. Максимальная длина образовавшегося следа составила 300 км. Его территория плотностью загрязнения более 0,1 Ки/км2 по стронцию-90, на которой оказалось 217 населенных пунктов с общей численностью населения примерно 270 тыс.чел., составила 23 тыс.км2. Территория с плотностью загрязнения более 2 Ки/км2 по стронцию-90 была 1000 км2 с населением 2100 чел. В качестве критерия безопасности населения установлена плотность загрязнения 2 Ки/км2.
Наибольшему загрязнению подверглись Каслинский, Кунашакский и Аргаяшский районы Челябинской области, откуда в разные сроки после аварии были переселены 10,2 тыс.чел.
5.В 1967 г. с обнажившейся береговой полосы оз.Карачай произошло рассеяние радиоактивных иловых отложений (около 600 Ки) на расстояние до 75 км. Загрязнение в основном наложилось на существующее загрязнение территории от аварии 1957 г. В составе выпадений в смеси содержались в основном цезий-137 и стронций-90. Территория этого радиоактивного следа, ограниченная изолинией 0,1 Ки/км2 по стронцию-90, составила 2700 км2. На ней оказались 63 населенных пункта с численностью жителей 41,5 тыс.чел.»
В настоящее время, спустя 46 лет после образования ВУРСа, задачи реабилитации носят скорее экономический, компенсационный характер, нежели собственно радиологический. Следует иметь в виду, что в момент взрыва радиоактивных отходов в них содержалась большая доля «среднеживущих» радионуклидов (например, изотопы церия и других лантаноидов, изотопы рутения, циркония и ниобия), интенсивный распад которых сформировал в то время наиболее значимую часть дозовой нагрузки. Сейчас во всех подсистемах биогеоценозов этого «следа» можно обнаружить присутствие только «тридцатилетних» изотопов стронция и цезия. Именно эти радионуклиды, биогеохимическое поведение которых хорошо изучено, в настоящее время определяют удельную активность вод открытых водоемов на территории ВУРСа. Кроме того, отмечается и миграция радионуклидов в подземные воды. Оз.Карачай расположено на водоразделе рельефа, поэтому здесь наблюдается растекание подземных вод во все стороны от водоема. За все время использования Карачая в качестве накопителя радиоактивных отходов из него в подземные воды поступило 3,5 млн.м3 промышленных растворов, содержащих более 105 Ки стронция-90 и цезия-137 в сумме (доля цезия по активности – 20%) и более двухсот тыс. тонн неорганических солей (преимущественно нитрата натрия), безусловно, не радиоактивных.
Своеобразие этой радиоэкологической ситуации, как и в рассмотренном ранее случае с глобальным рассеянием иода-131 чернобыльского происхождения, заключается в том, что масса этих распространившихся радионуклидов смехотворно мала (если, конечно, иметь в виду региональную ступень пространственной иерархии): 595 г радиостронция и 234 г радиоцезия. Каждый читатель, используя закономерности, сообщенные в первой лекции, сможет в этом убедиться сам. Ведь драматизм и в то же время парадоксальность этой картины состоят не в том, что просочившаяся в подземные воды масса радионуклидов меньше одного килограмма, а в том, что компактное обособление этой массы (т.е. концентрирование радионуклидов) представляет собой дорогостоящее мероприятие. В химико-технологическом отношении здесь нет никаких «секретов», но экономическая оценка может развеять все надежды на легкий успех. Кстати, если оценивать не проникшее в подземные воды, а содержащееся в оз.Карачай количество того же радиоцезия, то по данным упомянутой книги (В.И.Булатов. Россия радиоактивная, с.185), если его пересчитать на массу, составит около 800 кг. Если бы он весь находился в компактном и отвержденном виде (например, был бы «остеклован», т.е. вмещен в инертную стеклянную массу), то это не вызвало бы никаких трудностей с дальнейшим захоронением подобного «консерва» в специально оборудованном и охраняемом подземном хранилище.
Судьба Карачая и каскада водоемов-накопителей (запруд), специально устроенных по руслу р.Теча, чтобы обеспечить сорбцию (фиксацию, поглощение) донными отложениями радионуклидов, находящихся в воде, до сих пор не совсем ясна. К обсуждению этой проблемы периодически возвращается внимание общественности не только Челябинской области. Есть опасение, что переполнение прудов-накопителей в один из предстоящих паводковых периодов может стать причиной дополнительного распространения радиоактивных изотопов стронция и цезия и их проникновения в почвы и водоемы, которые до сих пор считались «чистыми» в радиохимическом отношении.
Поскольку обезвреживание отходов ЯТЦ – искусственных долгоживущих радионуклидов – достижимо только в итоге выполнения трех последовательных операций, - концентрирование , отверждение и захоронение (изоляция от воздействия природных и антропогенных факторов), - постольку неизбежна организация первого процесса (концентрирование). В химической технологии разработаны различные способы компактного «собирания» рассеянного вещества, но в данном случае одним из наиболее приемлемых методов многие экологи и гидрологи считают постепенное «упаривание» (это инженерный термин) загрязненных радионуклидами природных вод, используя в качестве источника тепла атомную электростанцию. После этого чистый водный конденсат можно будет сбрасывать в окружающую природную среду (например, в какой-нибудь водоем), а образовавшийся «кубовый осадок», содержащий радионуклиды, направлять на отверждение.
Тем не менее, и у этого проекта есть много противников, которые принципиально настроены против строительства в этом месте АЭС и вообще против дальнейшего развития и совершенствования атомной энергетики. Впрочем, до сих пор ни один идеолог «антиатомного» движения не сделал ни одного альтернативного и разумного предложения для решения обсуждаемой задачи, имеющего радиоэкологический и экономический смысл. Мышление некоторых «природоохранных» деятелей протекает в рамках двух императивов, - «долой!» и «даешь!» - унаследованных еще со времен надежд на мировую революцию. Но и здесь возникает некая смысловая пауза: если АЭС – «долой», то остается открытым вопрос – что же «даешь»?
Таким образом, самый опасный вид деятельности при решении обсуждаемой проблемы – полная бездеятельность, замещаемая изредка «антиатомными» митингами, акциями и пикетами: радиогеология и радиобиология на подобные воздействия не реагируют.
Не следует забывать, что деятельность «зеленого» движения не свободна от влияния и давления международных сырьевых и экономических связей и структур.
«Наша страна, - пишет В.Дерновой в газете «Век» №46, ноябрь 2001 г., - хочет стать цивилизованной. Но изменение законодательства, вступление в ВТО, политические инициативы и десятки других мер останутся лишь благими намерениями, если не создать энергетику, соизмеримую с уровнем развитых стран. Варварски используя нефть, уголь и газ, мы продолжаем жечь ассигнации. А между тем США и Китай давно сделали выбор в пользу атомной энергетики. Франция 75% энергии производит на АЭС, Япония – 35%, а Россия – только 15%. Помешали и Чернобыль, и дикий характер реформ, толкнувший нашу страну на путь затратной экономики, пожирающей будущее – стратегические запасы сырья. ‹…› «Зеленое» движение в основном все платное – его финансируют около 25 различных иностранных фондов. Чем больше скандал, затеянный «активистами» движения, тем больше оплата. Примечательно, что «зеленые» протестуют, как правило, там, где внедряются передовые производства и технологии. Атомные технологии – основа будущего процветания России. А кому, кроме нас, нужно ее процветание?»
Белоярская атомная электростанция (Свердловская область). В настоящее время на территории БАЭС функционирует блок БН-600, третий по счету, принцип действия которого отличается от первых двух, снятых с эксплуатации. Именно эти два блока с реакторами канального типа (близкие по конструкции к реактору ЧАЭС, претерпевшему катастрофу в 1986 г.) в свое время явились источниками рассеяния искусственных радионуклидов на локальном уровне. Важно иметь в виду, что это рассеяние не было вызвано авариями или еще какими-либо неполадками в работе, а явилось результатом «штатного» режима эксплуатации станции в соответствии с нормами радиационной безопасности, действовавшими в то время.
Два первых блока работали с 1964 по 1989 гг. При этом осуществлялся сброс низкоактивных нетехнологических (в частности банно-прачечных) вод в расположенное рядом Ольховское болото и в искусственный водоем – Белоярское хранилище. В результате этого по данным исследований, выполненных к 1989 году, было установлено, что в прилегающей к БАЭС части водохранилища образовалась зона с надфоновым содержанием трития (радиоактивный «сверхтяжелый»водород), кобальта-60, стронция-90 и цезия-137 в воде. Эти же радионуклиды были обнаружены в грунтах, растениях (водорослях), рыбе и планктоне.
В выше цитированной книге «Радиоактивные беды Урала» (В.И.Уткин и др.; с.40) сообщается:
«На 1989 г. запас радионуклидов в Белоярском водохранилище составил 245 ГБк по кобальту-60, 134 ГБк по стронцию-90, 668 ГБк по цезию-137. Все изотопы более чем на 90% сосредоточены в донных отложениях. Вклад Белоярской АЭС в загрязнение грунта оценивается примерно следующим образом. Практически весь кобальт-60, содержащийся в донных отложениях, поступил в них в результате работы АЭС. Примерно половина запаса стронция-90 станционного происхождения, столько же изотопа поступило в результате глобальных выпадений. Наличие цезия-137 в донных отложениях на 93% обусловлено работой АЭС, остальные 7% - глобальными выпадениями из атмосферы.‹…›
После вывода из эксплуатации второго энергоблока в 1989 г. концентрация радионуклидов в воде Белоярского водохранилища снизилась. В частности, содержание трития во всех его районах уменьшилась примерно в два раза.
В целом, в настоящее время радиационная ситуация на Белоярском водохранилище не вызывает опасения. Радиационный фон по берегам и на поверхности зеркала водоема не отличается от естественного фона, характерного для Свердловской области. Концентрация изотопов в воде не превышает допустимых уровней для питьевой воды (НРБ-99). В отдельных случаях было зафиксировано незначительное превышение норм СП-АЭС для питьевой воды по стронцию-90 и цезию-137 в районе биофизической станции (это подразделение Института экологии растений и животных УрО РАН, расположенное неподалеку от БАЭС, - Авт.), связанное с микроавариями на АЭС. Последнее, однако, не повлияло на радиационную ситуацию в водоеме в целом.‹…›
Наибольшее влияние Белоярская АЭС оказывает на Ольховскую болотно-речную экосистему.‹…›
Из болота вытекает небольшая речка Ольховка протяженностью 3,5 км, впадающая в р.Пышму.‹…› С момента начала эксплуатации станции предполагалось использовать Ольховское болото в качестве природного барьера на пути миграции радионуклидов в открытую гидрографическую сеть, поэтому, наряду с хозфекальными стоками п.Заречный, в него производился сброс слаборадиоактивных вод Белоярской АЭС в количестве примерно 106 м3/год.‹…› Общий запас радионуклидов в грунтах Ольховского болота оценивается примерно в 7,4 ТБк (напомним, что 1 терабеккерель равен 1012 Бк, - Авт.). Основным загрязнителем данных отложений является цезий-137, концентрация которого варьирует в пределах 10 – 100 кБк/кг.‹…›
Кроме территории Ольховского болота загрязненными оказались примыкающие к нему почвы и произрастающие на них растения. Плотность загрязнения этих почв цезием-137 примерно в 10-20 раз выше по сравнению с аналогичными почвами, удаленными от болота на расстояние более 0,5 км.
После вывода из эксплуатации второго энергоблока максимальное содержание кобальта-60 в донных отложениях болотной экосистемы снизилось почти в 10 раз, а концентрации стронция-90 и цезия-137 практически не изменились. Резко сократилось поступление трития в Ольховское болото, а следовательно и вымывание его в р.Пышму.
В настоящее время Ольховское болото не выполняет роль природного фильтра на пути миграции радионуклидов, в связи с чем в 1998 г. на Белоярской АЭС проведена реконструкция сбросов для снижения вымывания радионуклидов из болота, при этом часть сточных вод выведена в обход болотной системы. С радиоэкологической точки зрения это мероприятие дало положительный эффект. Как будет развиваться ситуация в Ольховском болоте и р.Пышме в дальнейшем, покажет время.»