Радиационная биология. Радиоэкология, 2022, T. 62, № 6, стр. 650-659

ДИНАМИКА РАДИОЭКОЛОГИЧЕСКОЙ ОБСТАНОВКИ В ЗОНЕ НАБЛЮДЕНИЯ ФГУП “ПО “МАЯК”

Н. Н. Павлова^1, *, И. И. Крышев¹, А. И. Крышев¹

¹ Научно-производственное объединение “Тайфун”
Обнинск, Россия

Поступила в редакцию 09.03.2022
После доработки 31.08.2022
Принята к публикации 07.09.2022

EDN: FBKEYO
DOI: 10.31857/S0869803122060091

Аннотация

На основе данных мониторинга и расчета интегрального показателя загрязнения в компонентах природной среды выполнен анализ радиоэкологической обстановки в зоне наблюдения ФГУП “ПО “Маяк”, включая территорию Восточно-Уральского радиоактивного следа. Произведена оценка контрольных уровней содержания радионуклидов в атмосферном воздухе, почве и поверхностных водах на основе экологических критериев с учетом специфики радиоактивного загрязнения территории в соответствии с Рекомендациями Росгидромета. Для оценки контрольных уровней содержания радионуклидов в компонентах природной среды в качестве критического организма наземной биоты определен лось (Alces alces), водной биоты – рыба карп (Cyprinus carpio). Представлена многолетняя динамика интегрального показателя загрязнения техногенными радионуклидами (⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs, ²³⁹Pu) в компонентах природной среды. Анализ радиационной обстановки не выявил превышения экологически безопасного уровня облучения биоты для интегрального показателя загрязнения компонентов природной среды в зоне наблюдения предприятия. Для современной оценки радиоэкологической обстановки в районе расположения ФГУП “ПО “Маяк” необходимо учитывать радиоактивное загрязнение территории, связанное с прошлой деятельностью предприятия.

Ключевые слова: радионуклиды, биота, радиоэкологическая обстановка, мониторинг, многолетняя динамика, Восточно-Уральский радиоактивный след, контрольный уровень, атмосферный воздух, почва, поверхностные воды, интегральный показатель загрязнения

Оценка радиоэкологической обстановки по данным мониторинга в районе расположения радиационно опасных объектов является одной из актуальных задач в настоящее время. Объектом представленного исследования являлась зона наблюдения ФГУП “ПО “Маяк” (ПО “Маяк”), как одного из ключевых предприятий атомной отрасли нашей страны.

ПО “Маяк” расположен в Челябинской области, вблизи городов Кыштым и Касли, на территории закрытого административно-территориального образования Озерского городского округа. Промышленная площадка ПО “Маяк” занимает площадь 256 км², граница которой совпадает с внешней границей санитарно-защитной зоны [1].

Предприятие создавалось в конце 40-х годов прошлого века для получения оружейного плутония и переработки делящихся материалов. В настоящее время производство оружейного плутония прекращено, и на предприятии созданы гражданские производства ядерно-топливного цикла, радиоактивных источников и препаратов.

ПО “Маяк” входит в состав Государственной корпорации по атомной энергии “Росатом” и представляет собой производственный комплекс, включающий реакторное, химическое, химико-металлургическое, радиохимическое, радиоизотопное производство, приборно-механический завод, службу экологии и ряд обеспечивающих подразделений [1].

Радиационная обстановка в районе ПО “Маяк” сформировалась в основном в результате прошлой деятельности предприятия. Радиоактивное загрязнение территории обусловлено как функционированием предприятия, в особенности на первых этапах в условиях отсутствия технологического опыта, так и рядом аварийных ситуаций. Сброс жидких радиоактивных отходов (РАО) в р. Теча в начальный период работы предприятия привел к загрязнению радионуклидами поймы и донных отложений, а иловые отложения в верхней части реки рассматриваются как твердые РАО [2–5]. В настоящее время содержание техногенных радионуклидов в сбросах и выбросах предприятия значительно ниже установленных норм [6].

Контроль за содержанием техногенных радионуклидов в компонентах природной среды санитарно-защитной зоны (СЗЗ) и зоны наблюдения (ЗН) ПО “Маяк” проводится системой радиационного и радиоэкологического контроля и мониторинга (СРКМ) предприятия, которая функционирует с 1951 г. Мониторинг загрязнения природной среды техногенными радионуклидами в 100-километровой зоне ПО “Маяк” осуществляется Уральским УГМС Росгидромета.

Цель исследования – оценка радиоэкологической обстановки на основе расчета интегрального показателя загрязнения (ИПЗ) по данным многолетнего мониторинга содержания техногенных радионуклидов в компонентах природной среды зоны наблюдения ПО “Маяк” с использованием экологических критериев. Полученные результаты позволяют проанализировать изменения радиоэкологической обстановки в районе расположения ПО “Маяк” за многолетний период. Использование ИПЗ дает возможность провести интегральную оценку радиационной обстановки по данным мониторинга. Важным достоинством методологии оценки ИПЗ является переход от множества данных мониторинга к единому показателю, позволяющему сравнивать опасность различных составляющих загрязнения окружающей среды, оптимизировать мониторинг радиационной обстановки, принятие практических решений в области охраны окружающей среды и планирования природоохранных мероприятий.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА

Оценка радиационной обстановки в зоне наблюдения ПО “Маяк” проводилась на основе данных мониторинга загрязнения ⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs, ^239,240Pu атмосферного воздуха, водных объектов и почвы за период 2001–2020 гг. [1, 6]. На первом этапе работ по данным наблюдений и методикам, представленным в Рекомендациях Росгидромета [7–9], рассчитывались контрольные уровни (КУ) содержания ⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs, ²³⁹Pu в компонентах природной среды с учетом местных значений коэффициентов накопления в представительных видах биоты на территории расположения ПО “Маяк” [10]. Непревышение этих контрольных уровней обеспечивает радиационную безопасность окружающей среды.

Методология ограничения радиационно-экологического воздействия на биоту основана на постулате порогового действия ионизирующего излучения на организмы. Для оценки этого воздействия должны быть определены представительные объекты биоты в соответствии с [7]. Для выбора представительных объектов биоты используются следующие критерии: экологическая значимость объекта биоты; доступность для мониторинга радиационной обстановки; величина мощности дозы облучения объекта биоты; радиочувствительность; способность к самовосстановлению [8].

При оценке контрольных уровней содержания радионуклидов значение критерия предельно допустимого радиационно-экологического воздействия для рыб принимается равным 1 мГр/сут, для млекопитающих – 0.1 мГр/сут [11, 12]. Для рассматриваемых радионуклидов (⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs, ²³⁹Pu) в Рекомендациях Росгидромета рыбы и наземные млекопитающие определены как критические группы водной и наземной биоты [7–9].

Контрольный уровень содержания r-го радионуклида $CL_{{r,{\text{биота}}}}^{{{\text{возд}}}}$ в атмосферном воздухе, рассчитанный по критерию непревышения безопасных уровней облучения биоты, определяется как верхняя граница активности r-го радионуклида в воздухе, постоянный уровень которой, поддерживаемый на протяжении жизни организма, соответствует получению представительными видами наземной биоты суммарных мощностей дозы от внутреннего и внешнего облучения, не превышающих установленных пороговых значений облучения [9].

Контрольный уровень содержания r-го радионуклида в приземном воздухе наземной территории для объекта биоты $CL_{r}^{{{\text{возд}}}}{\text{\;}}$ Бк/м³, который не должен превышаться для обеспечения радиационной безопасности по экологическому критерию, рассчитывается по формуле

(1)

$CL_{r}^{{{\text{возд}}}} = \frac{{{{P}_{{{\text{max}}}}}}}{{{{P}_{r}}}}~,$

где P_max – критерий предельно допустимого радиационного воздействия для объекта биоты; P_r – суммарная мощность дозы облучения объекта биоты при единичном загрязнении воздуха r-м радионуклидом (1 Бк/м³).

Суммарная мощность дозы облучения P_r объекта биоты при единичном загрязнении воздуха (1 Бк/м³) r-м радионуклидом определяется как сумма дозовых нагрузок по всем путям облучения, прямо или опосредованно связанным с радиоактивным загрязнением воздуха [9]:

(2)

${{P}_{r}} = \sum {{P}_{{r,n,i}}}$,

где P_r,n,i – вклады отдельных путей облучения в суммарную дозовую нагрузку, включая следующие пути:

– внешнее облучение от воздуха, содержащего r-й радионуклид (i = 1, P_r,1);

– внешнее облучение от почвы, загрязненной выпадениями r-го радионуклида из воздуха (i = 2, P_r,2);

– внутреннее облучение организма при обитании на загрязненной почве (i = 3, P_r,3);

– внутреннее облучение организма при ингаляции r-го радионуклида из воздуха (i = 4, P_r,4).

Контрольные уровни загрязнения атмосферного воздуха при хроническом воздействии и в равновесии с загрязнением почв от выпадений из атмосферного воздуха по экологическому критерию соответствуют пороговым значениям дозовых нагрузок на биоту, ниже которых радиационные эффекты на наиболее чувствительных представителей наземной биоты не приводят к повреждению популяций и экосистем, хотя могут вызвать незначительные эффекты на отдельных наиболее чувствительных особях биоты [9].

Для оценки радиационной безопасности в зоне наблюдения ПО “Маяк” использовали интегральный показатель загрязнения (ИПЗ) атмосферного воздуха, который рассчитывается по формуле:

(3)

${\text{ИПЗ}} = \mathop \sum \limits_i \frac{{{{A}_{i}}}}{{{{A}_{{к,i}}}}} < 1$,

где A_i – удельная активность i-го радионуклида в атмосферном воздухе, Бк/м³;

A_k,i – контрольный уровень удельной активности i-го радионуклида в атмосферном воздухе. Для обеспечения экологической безопасности при наличии в атмосферном воздухе смеси техногенных радионуклидов значение ИПЗ должно быть меньше 1.

Контрольный уровень удельной активности i-го радионуклида в почве для объекта наземной биоты A_m,i,эк, Бк/кг, рассчитывается по формуле

(4)

${{A}_{{m,i,{\text{эк}}}}} = \frac{{{{P}_{{{\text{max}}}}}}}{{(DC{{F}_{{i,1}}} \cdot C{{F}_{{i,4}}} + DC{{F}_{{i,4}}})}}$,

где Р_max – критерий предельно допустимого радиационно-экологического воздействия на объект наземной биоты, мГр/сут; $DC{{F}_{{i,1}}}$ – фактор дозовой конверсии для внутреннего облучения объекта наземной биоты от i-го радионуклида, (мГр/сут)/(Бк/кг сырого веса); CF_i,4 – коэффициент накопления i-го радионуклида в объекте наземной биоты, (Бк/кг сырой массы)/(Бк/кг почвы); $DC{{F}_{{i,4}}}$ – фактор дозовой конверсии для внешнего облучения объекта наземной биоты от i-го радионуклида, (мГр/сут)/(Бк/кг сырого веса).

Контрольный уровень удельной активности i-го радионуклида рассчитывался для верхнего 10-сантиметрового слоя почвы.

Значение CF_i,4 рекомендуется определять на основе данных наблюдений для исследуемой территории. В случае отсутствия таких данных использовались значения, представленные в Рекомендациях Росгидромета [7]. Значения параметров $DC{{F}_{{i,{\text{1}}}}}$, $DC{{F}_{{i{\text{,4}}}}}$ указаны в Рекомендациях Росгидромета [7].

Для обеспечения радиационной безопасности объектов наземной биоты должно выполняться условие:

(5)

${\text{ИПЗ}} = \mathop \sum \limits_i \frac{{{{A}_{i}}}}{{{{A}_{{m,i,{\text{эк}}}}}}} < 1$,

где A_i – удельная активность i-го радионуклида в верхнем 10-сантиметровом слое почвы для объектов биоты, обитающих на поверхности, Бк/кг сырого веса; A_m,i,эк – контрольный уровень удельной активности i-го радионуклида в почве, Бк/кг.

Контрольный уровень объемной активности i-го радионуклида в пресной воде для объекта пресноводной биоты A_v,i,эк, Бк/л, рассчитывается по формуле [7]:

(6)

${{A}_{{v,i,{\text{эк}}}}} = \frac{{{{P}_{{{\text{max}}}}}}}{{(DC{{F}_{{i,1}}} \cdot C{{F}_{{i,2}}} + DC{{F}_{{i,2}}} \cdot \alpha _{2}^{'} + 0,5 \cdot DC{{F}_{{i,2}}} \cdot {{K}_{{d,i}}} \cdot \alpha _{3}^{'})}},$

где Р_max – критерий предельно допустимого радиационно-экологического воздействия на объект пресноводной биоты, мГр/сут; $DC{{F}_{{i,1}}}$ – фактор дозовой конверсии для внутреннего облучения объекта пресноводной биоты от i-го радионуклида, (мГр/сут)/(Бк/кг сырого веса); CF_i, 2 – коэффициент накопления i-го радионуклида в объекте пресноводной биоты, л/кг; $DC{{F}_{{i,2}}}$ – фактор дозовой конверсии для внешнего облучения объекта пресноводной биоты от i-го радионуклида, (мГр/сут)/(Бк/л);

$\alpha _{2}^{'}$ – доля времени, которую объект пресноводной биоты проводит в воде, безразмерный;

${{K}_{{d{\text{,}}i}}}$ – коэффициент распределения i-го радионуклида между пресной водой и донными отложениями, л/кг;

$\alpha _{{\text{3}}}^{'}$ – доля времени, которую объект пресноводной биоты проводит вблизи дна.

Значения параметров $DC{{F}_{{i{\text{,1}}}}}$, $DC{{F}_{{i{\text{,2}}}}}$, $\alpha _{2}^{'}$, $\alpha _{{\text{3}}}^{'}$ указаны в Рекомендациях Росгидромета [7].

Значения параметров CF_i,2, ${{K}_{{d,i}}}$ рекомендуется определять на основе данных наблюдений для исследуемого пресноводного объекта. В случае отсутствия таких данных использовались значения, представленные в Рекомендациях Росгидромета [7].

Для обеспечения радиационной безопасности объектов водной биоты должно выполняться условие непревышения экологически безопасного уровня для интегрального показателя загрязнения (ИПЗ).

(7)

${\text{ИПЗ}} = \mathop \sum \limits_i \frac{{{{A}_{{v,i}}}}}{{{{A}_{{v,i,{\text{эк}}}}}}} < 1$,

где A_v,i – объемная активность i-го радионуклида в пресной воде, Бк/л; A_v,i,эк – контрольный уровень объемной активности i-го радионуклида в пресной воде для объекта пресноводной биоты, Бк/л.

В качестве исходных данных для расчета показателей загрязнения радионуклидами компонентов природной среды использовали данные мониторинга радиационной обстановки, полученные системой производственного экологического контроля ПО “Маяк” и данные Уральского УГМС [1, 6]. Расчет интегрального показателя загрязнения техногенными радионуклидами атмосферного воздуха и почвы проводили по усредненным данным мониторинга в зоне наблюдения за период 2011–2020 гг. Для водных объектов проведена оценка загрязнения техногенными радионуклидами р. Теча (2001–2020 гг.), озер Иртяш (2004–2020 гг.) и Урускуль (по данным мониторинга 2005 г.). Оз. Иртяш является основным источником водоснабжения г. Озерска [1], озеро Урускуль расположено в головной части Восточно-Уральского радиоактивного следа (ВУРС) и выведено из водопользования.

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Для оценки загрязнения техногенными радионуклидами атмосферного воздуха и почвы в зоне наблюдения ПО “Маяк” в соответствии с Рекомендациями Росгидромета [8] в качестве представительного организма наземной биоты для загрязненных радионуклидами территорий был определен лось (Alces alces). Значения коэффициентов накопления (К_н) радионуклидов в организме лося (Alces alces) из почвы и контрольных уровней (КУ) содержания ⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs и ²³⁹Pu в атмосферном воздухе и почве приведены в табл. 1.

Таблица 1.

Коэффициенты накопления радионуклидов в организме лося из почвы ((Бк/кг сырой массы)/(Бк/кг почвы)) и контрольные уровни содержания ⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs и ^239,240Pu в атмосферном воздухе и почве в районе расположения ПО “Маяк” Table 1. Coefficients of accumulation of radionuclides in the body of an elk from the soil ((Bq/kg of wet weight)/(Bq/kg of soil)) and control levels of ⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs and ^239,240Pu content in atmospheric air and soil in the area of the location of “Mayak Production Association”

К_н/КУ	⁹⁰Sr	¹³⁷Сs	²³⁹Pu
К_н (лось) [10], (Бк/кг сырой массы)/(Бк/кг почвы)	0.24 ± 0.16	0.003 ± 0.002	0.0010 ± 0.0003
атмосферный воздух
КУ, Бк/м³	1.1	2.0	1.7
КУ, Бк/м³ [9]	3.3	3.4	46
почва
КУ, (Бк/кг)	3.0 × 10⁴	7.3 × 10⁴	1.4 × 10⁶
КУ, (Бк/кг) [7]	3.8 × 10⁴	4.0 × 10⁴	6.0 × 10⁵

Значения контрольных уровней содержания ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs в атмосферном воздухе и почве в районе расположения ПО “Маяк” сопоставимы с контрольными уровнями, указанными в Рекомендациях Росгидромета [7, 9]. Контрольные уровни содержания ²³⁹Pu в вышеуказанных компонентах природной среды отличаются от указанных в Рекомендациях, так как по данным мониторинга в районе исследования значение коэффициента накопления ²³⁹Pu в организме наземного млекопитающего отличается от предложенного в Рекомендациях [8]. Расхождения в значениях контрольных уровней и коэффициентов накопления связаны с тем, что в Рекомендациях Росгидромета приведены обобщенные данные, а в настоящей работе в качестве исходных данных использовались результаты мониторинга в зоне наблюдения ПО “Маяк”.

Расчет интегрального показателя загрязнения (ИПЗ) техногенными радионуклидами атмосферного воздуха и почвы проводился с учетом контрольных уровней, полученных на основе данных мониторинга в районе расположения предприятия. Динамика интегрального показателя загрязнения за период 2011–2020 гг. приведена на рис. 1, 2 .

Рис. 1.

Динамика интегрального показателя загрязнения атмосферного воздуха ⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs и ²³⁹Pu в зоне наблюдения ПО “Маяк” за период 2011–2020 гг.

Fig. 1. Dynamics of the integral indicator of atmospheric air pollution ⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs and ²³⁹Pu in the observation area of “Mayak Production Association” for the period 2011–2020.

Рис. 2.

Динамика интегрального показателя загрязнения почвы ⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs и ²³⁹Pu в зоне наблюдения ПО “Маяк” за период 2011–2020 гг.

Fig. 2. Dynamics of the integral indicator of soil pollution ⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs and ²³⁹Pu in the observation area of “Mayak Production Association” for the period 2011–2020.

Содержание ⁹⁰Sr в 2011–2020 гг. в атмосферном воздухе зоны наблюдения ПО “Маяк” изменялось в диапазоне 0.02–0.26 мБк/м³, ¹³⁷Cs – 0.04–0.28 мБк/м³, изотопов Pu – 0.002–0.032 мБк/м³ [1]. Анализ изменений ИПЗ (4.7 × 10^–5–3.4 × × 10^–4 ) атмосферного воздуха ⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs и ²³⁹Pu показывает, что за период исследования 2011–2020 гг. полученные значения показателя были значительно ниже безопасного уровня облучения биоты, т.е. удовлетворяли условиям обеспечения радиационной безопасности и сохранения благоприятной окружающей среды. Колебания значений ИПЗ за рассматриваемый период связаны с изменениями содержания радионуклидов в атмосферном воздухе в разные годы наблюдений.

Следует отметить динамику вклада радионуклидов в ИПЗ. Так, в 2011 г. вклад ⁹⁰Sr составил 67.5%, ¹³⁷Cs – 31%, ²³⁹Pu – 1.5%. В 2020 г. вклад ⁹⁰Sr снизился до 45%, ¹³⁷Cs внес 38.6% в значение ИПЗ, ²³⁹Pu – 16.4%. За рассматриваемый период вклад ⁹⁰Sr в ИПЗ изменялся в диапазоне 45.5–69.5%, ¹³⁷Cs – 30.7–50.2%, ²³⁹Pu – 1.4–16.4%.

Значения ИПЗ почвы ⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs и ²³⁹Pu в зоне наблюдения ПО “Маяк” за период 2011–2020 гг. не превышали экологически безопасного уровня облучения биоты (рис. 2) и изменялись от 0.001 до 0.002. Основной вклад в значение ИПЗ за период 2011–2020 гг. вносит ⁹⁰Sr – 54.7–79.0%, доля ¹³⁷Cs составляет 20.7–45.2%, ²³⁹Pu – 0.1–0.5%. Содержание ⁹⁰Sr в 2011–2020 гг. в почве зоны наблюдения ПО “Маяк” варьировало от 9.4 до 46.3 Бк/кг, ¹³⁷Cs – от 12.5 до 39.4 Бк/кг, изотопов Pu – от 1.3 до 8.8 Бк/кг [1]. Увеличение значений ИПЗ с 2017 г. обусловлено более высокими значениями удельной активности радионуклидов в почве, что возможно связано с особенностями пробоотбора и последующего определения содержания техногенных радионуклидов в почве.

Результаты расчета коэффициентов накопления (К_н) и контрольных уровней (КУ) содержания радионуклидов в водных объектах зоны наблюдения ПО “Маяк” представлены в табл. 2, 3 . Для сравнения в табл. 2, 3 приведены значения контрольных уровней содержания радионуклидов в водных объектах, указанных в Рекомендациях Росгидромета [7].

Таблица 2.

Коэффициенты накопления техногенных радионуклидов в рыбе, обитающей в водных объектах в районе расположения ПО “Маяк” Table 2. Coefficients of accumulation of technogenic radionuclides in fish living in water objects in the area of the location of “Mayak Production Association”

Водный объект/ референтный объект биоты	$K_{{\text{н}}}^{*}$, л/кг			К_н, л/кг [8]
Водный объект/ референтный объект биоты	⁹⁰Sr	¹³⁷Сs	^239,240Pu	⁹⁰Sr	¹³⁷Сs	^239,240Pu
Р. Теча (с. Першинское)				190	3000	60
Рыба придонная	49 ± 26	20 ± 7	43 ± 18
Оз. Урускуль
Рыба придонная	920 ± 320	2400 ± 850	–
Оз. Иртяш
Рыба придонная	75 ± 33	330 ± 100	–

Примечание. * Расчет коэффициентов накопления проводился с использованием данных, представленных в [13–16].

Таблица 3.

Контрольные уровни содержания техногенных радионуклидов в водных объектах зоны наблюдения ПО “Маяк” Table 3. Control levels of technogenic radionuclides in the water objects of the observation zone of “Mayak Production Association”

Водный объект	КУ Бк/л			КУ Бк/л [7]
Водный объект	⁹⁰Sr	¹³⁷Сs	^239,240Pu	⁹⁰Sr	¹³⁷Сs	²³⁹Pu
Р. Теча	1300 ± 470	190 ± 60	320 ± 70	320	15.6	231
Оз. Урускуль	63 ± 19	7.0 ± 1.6	–
Оз. Иртяш	870 ± 240	560 ± 120	–

Примечание. Расчет контрольных уровней проводился с использованием данных, представленных в [13–16].

Данные, представленные в табл. 2, показывают, что максимальные значения коэффициентов накопления ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs наблюдаются в биоте оз. Урускуль, которое было загрязнено техногенными радионуклидами в результате аварии на ПО “Маяк” в 1957 г. По результатам расчетов минимальные значения контрольных уровней содержания ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs в воде были получены также для вышеуказанного водного объекта (табл. 3). Более высокие значения коэффициентов накопления в биоте оз. Урускуль по сравнению с менее минерализованным оз. Иртяш не могут быть объяснены различиями в гидрохимических показателях воды данных озер [15]. Как правило, коэффициенты накопления ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs в рыбе менее минерализованных водоемов при прочих сходных условиях должны быть выше по сравнению с более минерализованным водоемом. Однако в расcматриваемом случае ситуация обратная.

Наиболее вероятной причиной повышенного накопления радионуклидов в придонной рыбе оз. Урускуль является более высокий уровень загрязнения донных отложений по сравнению с оз. Иртяш. Согласно оценкам [16], коэффициент накопления ⁹⁰Sr в верхнем слое (0–15 см) донных отложений озера Урускуль составляет 3400, ¹³⁷Сs – 39 000. В оз. Иртяш значения коэффициентов накопления, оцененные по данным, представленным в статьях [15, 17], значительно ниже, ⁹⁰Sr – 63, ¹³⁷Сs – 90. Более высокие уровни загрязнения радионуклидами донных отложений в оз.Урускуль приводят к более высокому загрязнению зообентоса, которым питаются придонные рыбы, что в свою очередь приводит к росту загрязнения рыбы.

Многолетняя динамика ИПЗ ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs воды р. Теча и оз. Иртяш приведена на рис. 3 и 4 . Расчет интегрального показателя загрязнения проводился с учетом контрольных уровней, полученных по данным мониторинга в районе расположения ПО “Маяк”. Значения ИПЗ ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs вышеуказанных водных объектов значительно ниже экологически безопасного уровня облучения биоты за рассматриваемый период.

Рис. 3.

Динамика интегрального показателя загрязнения воды оз. Иртяш ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs за период 2004–2020 гг.

Fig. 3. Dynamics of the integral indicator of water pollution of lake Irtyash ⁹⁰Sr and ¹³⁷Cs for the period 2004–2020.

Рис. 4.

Динамика интегрального показателя загрязнения воды р. Теча ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs за период 2001–2020 гг.

Fig. 4. Dynamics of the integral indicator of water pollution of the Techa river ⁹⁰Sr and ¹³⁷Cs for the period 2001–2020.

Значения интегрального показателя загрязнения оз. Иртяш изменялись в диапазоне 0.0003–0.0007. Динамика вклада ⁹⁰Sr в ИПЗ оз. Иртяш составляет 5–25%, ¹³⁷Cs – 78–95%. Содержание ⁹⁰Sr в воде оз. Иртяш за период 2004–2020 гг. варьировало от 0.03 до 0.12 Бк/л, ¹³⁷Cs – 0.2–0.4 Бк/л [6].

Загрязнение воды р. Теча обусловлено в основном ⁹⁰Sr, активность которого колебалась от 3.3 до 11 Бк/л в разные годы наблюдений. Содержание ¹³⁷Cs изменялось в диапазоне 0.007–0.1 Бк/л [6]. Вклад ⁹⁰Sr в ИПЗ за период 2001–2020 гг. изменялся от 91 до 98%, ¹³⁷Cs – 1.4–8.7%.

На рис. 5 для сравнения представлены значения ИПЗ ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs р. Теча, озер Иртяш и Урускуль по данным 2005 г. Анализ значений ИПЗ в исследуемых водных объектах показывает, что содержание техногенных радионуклидов в воде оз. Урускуль не удовлетворяет критерию экологически безопасного уровня облучения биоты. Загрязнение озера обусловлено ⁹⁰Sr, вклад которого в значение ИПЗ составляет 99.7%.

Рис. 5.

Интегральный показатель загрязнения ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs водных объектов в районе расположения ПО “Маяк” в 2005 г.

Fig. 5. Integral indicator of pollution of ⁹⁰Sr and ¹³⁷Cs of water objects in the area of the location of “Mayak Production Association” in 2005.

Таким образом, результаты исследования показали, что радиоэкологическая обстановка в зоне наблюдения ПО “Маяк” может оцениваться как стабильная, значения ИПЗ техногенными радионуклидами компонентов природной среды значительно ниже экологически безопасного уровня облучения биоты.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведена оценка радиоэкологической обстановки в районе расположения ПО “Маяк” на основе расчета интегрального показателя загрязнения техногенными радионуклидами компонентов природной среды. Для обеспечения радиационной безопасности при наличии в окружающей среде смеси техногенных радионуклидов значение ИПЗ должно быть меньше 1.

Проведена апробация методологии расчета контрольных уровней содержания радионуклидов в атмосферном воздухе, почве и водных объектах, представленная в Рекомендациях Росгидромета Р 52.18.820-2015, Р 52.18.853-2016, Р 52.18.913-2021 [7–9] с учетом данных мониторинга радиационной обстановки в районе расположения ПО “Маяк”.

Анализ радиационной обстановки не выявил превышения экологически безопасного уровня облучения биоты для интегрального показателя загрязнения компонентов природной среды в зоне наблюдения предприятия. Основной вклад (60%) в загрязнение атмосферного воздуха и почвы вносит ⁹⁰Sr. Доля ⁹⁰Sr в ИПЗ радионуклидами р.Теча и оз. Урускуль составляет более 90%. Доминирующий вклад (85%) в ИПЗ оз. Иртяш вносит ¹³⁷Cs. Различия в экологической значимости разных радионуклидов в водоемах зоны наблюдения связаны, вероятно, с неоднородностью пространственного распределения полей загрязнения, сформировавшихся в результате прошлой деятельности ПО “Маяк”.

Следует отметить, что для детального анализа радиоэкологической обстановки информативным показателем является динамика вклада различных радионуклидов в значение интегрального показателя загрязнения компонентов природной среды в разные годы наблюдений. Таким образом, ИПЗ является инструментом, позволяющим анализировать и отслеживать динамику и тенденции изменения радиационной обстановки, что является одной из важнейших задач радиационного мониторинга.

В целом радиационная обстановка на территории зоны наблюдения ФГУП “ПО “Маяк” стабильна. Деятельность предприятия на современном этапе не оказывает значительного влияния на радиационную обстановку в регионе. Вместе с тем в районе расположения предприятия есть территории, загрязненные техногенными радионуклидами в результате прошлой производственной деятельности, требующие детального радиоэкологического мониторинга.

Список литературы

Отчеты по экологической безопасности ФГУП “ПО “Маяк” за 2011–2020 гг. / Госкорпорация “Росатом”; ФГУП “ПО “Маяк”. Озерск: РИЦ ВРБ; Типография ФГУП “ПО “Маяк”. [Otchety po ekologicheskoj bezopasnosti FGUP “PO “Mayak” za 2011–2020 gg. / Goskorporaciya “Rosatom”; FGUP “PO “Mayak”. Ozersk: RIC VRB; Tipografiya FGUP “PO “Mayak”. (In Russ.)]
Круглов А.К. Как создавалась атомная промышленность в СССР. М.: ЦНИИАтоминформ, 1995. 380 с. [Kruglov A.K. Kak sozdavalas' atomnaya promyshlennost' v SSSR. M.: CNIIAtominform, 1995. 380 p. (In Russ.)]
Фетисов В.И. Производственное объединение “Маяк” – из истории развития // Вопр. радиац. безопасности. 1996. № 1. С. 5–10. [Fetisov V.I. Proizvodstvennoe ob"edinenie “Mayak” – iz istorii razvitiya // Voprosy radiacionnoj bezopasnosti. 1996. № 1. P. 5–10. (In Russ.)]
Глаголенко Ю.В., Дзекуп Е.Г., Дрожко Е.Г. и др. Стратегия обращения с радиоактивными отходами на производственном объединении “Маяк” // Вопр. радиац. безопасности. 1996. № 2. С. 3–10. [Glagolenko Yu.V., Dzekup E.G., Drozhko E.G. i dr. Strategiya obrashcheniya s radioaktivnymi othodami na proizvodstvennom ob"edinenii “Mayak” // Voprosy radiacionnoj bezopasnosti. 1996. № 2. P. 3–10. (In Russ.)]
Мокров Ю.Г. Анализ прогноза стока стронция-90 с водами р. Теча // Изв. вузов. Ядерная энергетика. 2004. № 4. С. 43–49. [Mokrov Yu.G. Analiz prognoza stoka stronciya-90 s vodami r. Techa // Izvestiya vuzov. YAdernaya energetika. 2004. № 4. P. 43–49. (In Russ.)]
Радиационная обстановка на территории России и сопредельных государств в 2000–2020 годы. Ежегодники Росгидромета. Обнинск, НПО “Тайфун”. [Radiacionnaya obstanovka na territorii Rossii i sopredel’nyh gosudarstv v 2000–2020 gody. Ezhegodniki Rosgidrometa. Obninsk, NPO “Tajfun” (In Russ.)]
Рекомендации Р 52.18.853-2016. Порядок расчета контрольных уровней содержания радионуклидов в пресной воде и почве. Утв. Росгидрометом Минприроды России 17.08.2016 г. // Порядок расчета контрольных уровней содержания радионуклидов в объектах природной среды: Сб. рекомендаций. Обнинск, 2016. С. 29–55. [Rekomendacii R 52.18.853-2016. Poryadok rascheta kontrol’nyh urovnej soderzhaniya radionuklidov v presnoj vode i pochve. Utv. Rosgidrometom Minprirody Rossii 17.08.2016 g. // Poryadok rascheta kontrol’nyh urovnej soderzhaniya radionuklidov v ob"ektah prirodnoj sredy: Sb. rekomendacij. Obninsk, 2016. P. 29–55. (In Russ.)]
Рекомендации Р 52.18.820-2015. Оценка радиационно-экологического воздействия на объекты природной среды по данным мониторинга радиационной обстановки. Утв. Росгидрометом Минприроды России 17.04.2015 г. Обнинск, 2015. 60 с. [Rekomendacii R 52.18.820-2015. Ocenka radiacionno-ekologicheskogo vozdejstviya na ob"ekty prirodnoj sredy po dannym monitoringa radiacionnoj obstanovki. Utv. Rosgidrometom Minprirody Rossii 17.04.2015 g. Obninsk, 2015. 60 p. (In Russ.)]
Рекомендации Р 52.18.913-2021. Порядок расчета контрольных уровней содержания радионуклидов в атмосферном воздухе. Утв. Росгидрометом Минприроды России 23.08.2021 г. Обнинск, 2021. 58 с. [Rekomendacii R 52.18.913-2021. Poryadok rascheta kontrol’nyh urovnej soderzhaniya radionuklidov v atmosfernom vozduhe. Utv. Rosgidrometom Minprirody Rossii 23.08.2021 g. Obninsk, 2021. 58 p. (In Russ.)]
Тарасов О.В. Радиоэкология наземных позвоночных головной части Восточно-Уральского радиоактивного следа: Дис. … канд. биол. наук. Озерск, 2000. 151 с. [Tarasov O.V. Radioekologiya nazemnyh pozvonochnyh golovnoj chasti Vostochno-Ural’skogo radioaktivnogo sleda. (dissertation). Ozersk, 2000. 151 p. (In Russ.)]
International Commission on Radiological Protection (ICRP). Publication 108. Environmental Protection: the Concept and Use of Reference Animals and Plants. Annals ICRP, 2009. 251 p.
Protection of the environment under different exposure situations. ICRP Publication 124 // Ann. ICRP. 2014. V. 43. № 1. P. 1–59.
Крышев И.И., Никитин А.И. Миграция радионуклидов в речной системе Теча–Исеть–Тобол–Иртыш–Обь // XLIY Радиоэкологические чтения В.М. Клечковского: Сб. докл. Обнинск: ФГБНУ ВНИИРАЭ, 2016. С. 48–82. [Kryshev I.I., Nikitin A.I. Migraciya radionuklidov v rechnoj sisteme Techa-Iset’-Tobol-Irtysh-Ob’ // XLIY Radioekologicheskie chteniya V.M. Klechkovskogo: Sbornik dokladov. Obninsk: FGBNU VNIIRAE, 2016. P. 48–82. (In Russ.)]
Радиоэкологическая обстановка в регионах расположения предприятий Государственной корпорации по атомной энергии “Росатом” / Под общ. ред. И.И. Линге и И.И. Крышева. М., 2021. 566 с. [Radioekologicheskaya obstanovka v regionah raspolozheniya predpriyatij Gosudarstvennoj korporacii po atomnoj energii “Rosatom” / Pod obshch. red. I.I. Linge i I.I. Krysheva. M., 2021. 566 p. (In Russ.)]
Крышев И.И., Романов Г.Н., Исаева Л.Н. и др. Радиоэкологическое состояние озер Восточно-Уральского радиоактивного следа // Проблемы радиоэкологии и пограничных дисциплин / Под ред. А.В. Трапезникова и С.М. Вовка. Вып. 4. Заречный, УрО РАН, 2001. С. 107–122. [Radioekologi-cheskoe sostoyanie ozer Vostochno-Ural’skogo radioaktivnogo sleda // Kryshev I.I., Romanov G.N., Isaeva L.N. i dr. Problemy radioekologii i pogranichnyh discipline / Pod redakciej A.V. Trapeznikova i S.M. Vovka. Vyp. 4. Zarechnyj, UrO RAN, 2001. P. 107–122. (In Russ.)]
Левина С.Г., Аклеев А.В. Современная радиоэкологическая характеристика озерных экосистем Восточно-Уральского радиоактивного следа. М., 2009. 272 с. [Levina S.G., Akleev A.V. Sovremennaya radioekologicheskaya harakteristika ozernyh ekosistem Vostochno-Ural’skogo radioaktivnogo sleda. M., 2009. 272 p. (In Russ.)]
Тягунов Д.С., Рыбаков Е.Н., Гусева В.П. Исследование загрязненности техногенными радионуклидами донных и пойменных отложений озер Уральского региона // Междунар. науч.-исслед. журн. 2016. № 3 (45). Ч. 2. С. 112–116. [Tyagunov D.S., Rybakov E.N., Guseva V.P. Issledovanie zagryaznennosti tekhnogennymi radionuklidami donnyh i pojmennyh otlozhenij ozer Ural’skogo regiona // Mezhdunarodnyj nauchno-issledovatel’skij zhurnal. 2016. № 3 (45). Ch. 2. P. 112–116. (In Russ.)]

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Радиационная биология. Радиоэкология

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал