Радиация

 

Радиационное  состояние на территории Украины

Измерение мощности экспозиционной дозы (ПЕД) гамма-излучение в воздухе  проводится на 155 стационарных постах. Анализирование мощности экспозиционной дозы в воздухе показало, что превышений уровня действия согласно НРБУ-97 для  ПЕД, который составляет 30 мкР/ч, не наблюдалось (рис. 2). Зафиксированные максимальные равные ПЕД также не превышают этого уровня за исключением г. Коростень, где был зафиксированный максимальный разовый уровень ПЕД 33 мкР/ч, что связано с влиянием загрязненных после Чернобыльской аварии территорий (рис. 3).

На рис. 4 приведенные карты распределения среднемесячной мощности экспозиционной дозы гамма-излучения в воздухе на территории Украины. Флажками на картах обозначенные пункты проведения наблюдений. Как видно из приведенных карт значения ПЕД для ряда регионов существенно различаются в зависимости от пункта наблюдений. Это связано с тем, що уровень ПЕД зависит от многих факторов, таких как условия формирования радиоактивного состава грунтов (естественные радионуклиды, техногенно-підсилений фон за счет, например, выбросов тепловых электростанций та котельных, которые работают на каменному угле, и т.п.), условий проведение измерений (во время дождя уровень ПЕД может повышаться на 1- 2 мкР/ч за счет вымывание радиоактивных веществ с атмосферы) та др.

На картах четко видно зоны загрязнения  радиоактивными веществами в следствие  аварии на Чернобыльской АЭС (Киевская, Житомирская области), зоны с относительно повышенным содержимым естественных радионуклидов  в грунтах (Кировоградская, Днепропетровска  области) и зоны с техногенно-підсиленим фоном (Донецка область).

Средняя мощность экспозиционной дозы гамма-излучения в воздухе на территории Украины в мае 2009 г. составила 12,01 мкР/ч, и в ІІ квартале 2009 г. - 11,88 мкР/ч. В целом существенных изменений уровня мощности экспозиционной дозы гамма-излучения в воздухе на территории Украины не наблюдается.

Выброс радионуклидов (вид  неустойчивых атомов, которые при самопроизвольном превращении в другой нуклид испускают ионизирующее излучение(это и есть радиоактивность) за пределы аварийного блока ЧАЭС представлял собой растянутый во времени процесс, состоявший из нескольких стадий.

Следующей проблемой  стали уже долгоживущие изотопы  стронция и цезия, особенно цезий-137. Их наличие на той или иной территории сегодня вызывает необходимость проведения дополнительных дезактивационных работ, а также определяет решение вопросов реэвакуации населения, его проживания в определённых районах, сельскохозяйственных работ режима питания людей и других проблем. В ІІ квартале 2009 г. содержимое радионуклидов ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr в пробах поверхностных вод не превышал допустимых уровней.

 

 

Рис. 2.  Среднемесячная мощность экспозиционной дозы гамма-излучения в воздухе

Рис. 3.  Максимальная мощность экспозиционной дозы гамма-излучения в воздухе

 

 

 

 

 

 

Рис. 4.  Распределение  среднемесячной мощности экспозиционной дозы гамма-излучения в воздухе  на территории Украины

 

Радиоактивное загрязнение растительного  и животного мира.

 

Биологическое накопление свойственно и зеленым растениям, которые, аккумулируя определенные химические элементы, изменяют окраску хвои, листьев, цветков и плодов. Это иногда служит, индикаторным, признаком, при поисках полезных ископаемых. Например, береза и осина в Восточной Сибири накапливает в своей древесине значительные, содержания  стронция-90, что приводит к появлению необычной окраски - неестественно зелёного цвета. Сон-трава на южном Урале аккумулирует никель поэтому ее около-цветник вместо фиолетового цвета становится белым, что указывает на высокие концентрации никеля в почве. В ареале рассеяния урановых месторождений лепестки иван-чая вместо розовых становятся белыми и ярко-пурпуровыми, у голубики плоды вместо темно-синих становятся белыми и т. д.

Радионуклиды,  попадая ,в окружающую среду, часто  рассеиваются и разбавляются в водах, но они могут различными способами  накапливаться в живых организмах при движении по пищевым цепям («биологическое накопление») (рис 6.). Поскольку содержание радионуклида в виде принимается за 1, то его концентрация постепенно возрастает по пищевым цепям. В костях окуня и ондатры его содержание возрастает в 3000-4000 раз по сравнению с концентрацией в воде. Это имеет существенные негативные последствия для живых организмов, включая и человека, и биосферы в целом. Установлено, что коэффициент накопления стронция-90 в раковинах моллюсков днепровских  водохранилищ относительно воды достигает 4800. Поэтому при оценке воздействия радионуклидов на среду необходимо учитывать эффект биологического накопления их живыми, организмами и последствия для естественных экосистем.

 

Рис.6

 

 

«Рыжий лес»

 

В результате аварии на ЧАЭС десятки  тысяч гектаров леса испытали мощное радиоактивное загрязнение, общей  протяженностью около двух километров на запад от станции и в непосредственной близости от ЧАЭС. Это были, в основном, монокультурные насаждения сосны обыкновенной (Pinus silvestris). Признаки радиоактивного поражения  хвойных пород проявляются уже  при поглощенных дозах около 100 рад. Нужно отметить, что основные радиационные нагрузки на сосну в  результате аварии на ЧАЭС пришлись на период активизации процессов роста  растений. В такой период радиочувствительность  растений увеличивается в 1,5 – 3 раза по сравнению с другими периодами. Крона сосен достаточно плотная  и является эффективным фильтром, что способствовало задержке значительного  количества радиоактивной пыли и  аэрозолей в кронах этих деревьев. Сосна не сбрасывает хвою на протяжении 2-3 лет, что обуславливает медленную  естественную очистку крон по сравнению  с деревьями лиственных пород. Этот фактор усилил радиационное поражение  хвойных по сравнению с другими  породами.

 

 

Аэрофотоснимок  «Рыжего леса». Сделан летом 1986 года.

 

Результаты  радиационного поражения соснового  леса оказались в прямой зависимости  от полученных дозовых нагрузок. По характеру радиационного поражения  учеными было выделено четыре зоны:

 

Первая зона.

Зона  полной гибели хвойных пород с  частичным повреждением лиственных пород, так называемый Рыжий лес. Уровни поглощенных доз (по расчетам ученых) по внешнему гамма-облучению  в 1986-1987 годах составило – 8000-10000 рад при максимальной мощности экспозиционной дозы – 500 мР/час и больше. Площадь  этой зоны составляет около 4,5 тысяч  гектар. В этой зоне надземные органы сосны погибли полностью, а хвоя приобрела кирпичный цвет. Весь лес  практически «сгорел» – аккумулировав  на себе значительные объемы радиоактивных  выбросов. Сильная загрязненность мертвой  древесины радиоактивными веществами обусловило необходимость ее захоронения. На территории участка Рыжий  лес  были осуществлены первоочередные мероприятия  по восстановлению леса. На площади 500 гектар этой территории лес уже восстанавливается.

 

Вторая зона участка Рыжий лес.

Зона  сублетальных поражений леса в котором  погибло от 25 до 40% деревьев, а также  погибла большая часть лесного  подлеска (1-2,5 м высоты). В 90-95% деревьев сильно повреждены и отмерли молодые  побеги и почки. Поглощенная доза – 1000-8000 рад, мощность экспозиционной дозы – 200-250 мР/час. Площадь зоны составляла 12,5 тыс. гектар, в том числе сосновых лесов – 3,8 тыс. гектар.

 

Третья зона участка Рыжий лес.

Зона  среднего повреждения соснового  леса. Для данной зоны характерным  было поражение в основном молодых  побегов, а хвоя желтела только на отдельных участках веток. Отмечались также небольшие морфологические  отклонения в росте сосны, но эти  растения сохранили свою жизнеспособность. Поглощенная доза – 400-500 рад, мощность экспозиционной дозы – 50-200 мР/час. Площадь  третьей зоны составляла 43,3 тысяч  гектар, в том числе сосновых лесов  – 11,9 тысяч гектар.

 

Четвертая зона участка Рыжий лес.

Зона  слабого поражения, где отмечались отдельные аномалии в ростовых процессах. Видимые повреждения у сосен  найдены не были. Все деревья сохранили  нормальный рост и цвет хвои. Поглощенная  доза составила – 50-120 рад, мощность экспозиционной дозы – 20 мР/час.

Конфигурация  зон поражения лесов радиоактивными выбросами представлена на картосхемах  ниже. Представлено зонирование пораженных лесов выполненное в 1987 году и  изменение этих ареалов со временем, благодаря процессам природного восстановления растительности (1991 год).

 

Карта зонирования погибших лесов –  Рыжий лес, которые оказались  на пути распространения радиоактивных  выпадений (по состоянию на весну 1987 года).

Карта зонирования участка Рыжий лес, по состоянию на весну 1991 года

 

У поврежденных деревьев наблюдали нарушение в  ритме ростовых процессов, ориентации побегов, морфологических процессов. При дозах 300-400 рад вдвое снизился прирост по диаметру ствола в березы, ели и сосны.

Вместе  с этим у пораженных деревьев наблюдали  активные восстановительные процессы. Например, в ели формировалась  гигантская хвоя до 4-4,5 см, в сосны  – 12-14 см. В 1989-1992 гг. общая масса хвои на молодых побегах увеличилась  по сравнению с 1986 г. в 3,0 – 3,5 раза. Увеличилось  прорастание семян. Данный факт указывает  на увеличение репродуктивных функций  у вида.

Совокупность  результатов проведенных исследований дает возможность спрогнозировать  последующее развитие восстановительных  процессов. В зонах летательного и сублетального поражения будет  происходить природная реабилитация (восстановление) леса. На месте сосняков будут развиваться преимущественно  лиственные насаждения с преобладанием  березы и кустарниковых видов  растений. Происходит постепенное задернение почвы.

Погибший  лес представлял собой значительную опасность, например при пожаре, как  источник вторичного радиоактивного загрязнения. Кроме того, погибший лес значительно  ухудшал радиационную ситуацию возле  дороги, которая была одной из основных транспортных магистралей Чернобыльской  АЭС.

Для дезактивации территории участка Рыжий  лес предлагались разные методы. Еще  до завершения дискуссий о методах  проведения дезактиваций работ, в 1987 году, вокруг погибшего леса был насыпан  вал высотой 2,5 метра и общей  длиной около 3,5 км. Захоронения погибших деревьев (Документальные фото ликвидации Рыжего леса), лесного подлеска и  верхнего слоя почвы выполнялось  путем валки, сгребания и закладку в траншеи с последующей засыпкой слоем почвы толщиной около 1 метра. Для этих целей применялась специальная  военная техника, такая как Инженерные машины разграждения и Путепрокладчик БАТ. Эта инженерная техника специально сконструирована для работы в  условиях интенсивного радиоактивного загрязнения окружающей среды (для  условий ядерной войны).

Всего было захоронено более 4 тысяч кубических метров радиоактивных материалов. В  результате проведенных мероприятий  мощность экспозиционной дозы гамма-излучения  уменьшилось в 4-50 раз и во второй половине 1987 года (по окончании работ  по дезактивации) максимальные уровни мощности дозы составляли 180 мР/час.

Аэрофотоснимок  с видом на траншеи с погребенным  радиоактивная древесина – «Рыжий лес» (стрелками указаны траншеи).

 

Захоронение радиоактивной древесины происходило  в траншеи глубиной полтора –  два метра. То есть на уровне залегания  грунтовых вод. Это привело к  загрязнению грунтовых вод радиоактивными веществами аварийного выброса. По данным ученых, уже через 2-3 года после захоронения, было отмечено наличие радионуклидов  в грунтовых водах возле траншей, в которых был похоронен погибший лес.

На  данный момент места захоронения  погибшего леса являются источниками  поступления радиоактивных веществ  в грунтовые воды, что обусловливает  их длительное загрязнение. Ввиду негативных последствий для окружающей среды  такого мероприятия, а также сложность  его устранения (минимизации), можно  сделать вывод – захоронение  погибшего леса не решило, а лишь углубило экологические проблемы.

 

Восстановление  леса на участках «Рыжего леса» (по материалам ЧеНЦМИ, 1999 год)

Восстановление  леса на участках «Рыжего леса» (по материалам ЧеНЦМИ, 1999 год)

 

Радиоактивное загрязнение почвы  вследствие аварий на ядерных реакторах

В связи с широким использованием в народном хозяйстве радиоактивных  веществ появилась опасность  загрязнения почв радионуклидами. Источники  радиации — ядерные установки, испытание ядерного оружия, отходы урановых шахт. Потенциальными источниками, радиоактивного загрязнения могут стать аварии на ядерных установках, АЭС (как в Чернобыле, Екатеринбурге, а также в США, Англии).