8.2. РАДИОАКТИВНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ

Техногенное радиоактивное загрязнение биосферы – один из самых опасных для ныне существующего блока всего живого вещества. Как уже было показано, превышение определенных концентраций элементов, т.е. существенное увеличение абсолютного разброса (АР) их, опасно для всех живых организмов. Однако у урана и тория, наиболее распространенных в природе радиоактивных элементов, первоначальный абсолютный разброс довольно велик (см. гл. 3). И все же, несмотря на этот, казалось бы, благоприятный природный фактор, установлено, что даже незначительное повышение радиации сильно влияет на генетический аппарат организмов, в том числе и людей. Еще работами Н.В. Тимофеева-Ресовского было показано, что для мутаций не существует "индифферентных" доз. Число мутаций во многом определяется суммарной дозой, а не жесткостью и интенсивностью облучения. Следовательно, говоря о радиоактивном загрязнении и его последствиях, в первую очередь необходимо иметь в виду не обычные

176

химические особенности радиоактивных элементов, а их радиоактивное излучение. Поэтому даже при повышении концентраций радиоактивных элементов (изотопов), еще не страшном по изменению абсолютного разброса, появляется реальная угроза для здоровья и жизни человека вообще.

В.В. Иванов (1997), ссылаясь на работы многих исследователей, пишет: "У генетически хорошо изученных биообъектов 1% мутаций вызывается дозой ∼10 рентген, у млекопитающих и человека, вероятно, ниже. Дозы ∼100 рентген, полученные большинством индивидов популяции в течение многих поколений, вызовут изменения генотипического состава популяции и неблагоприятное изменение признаков, что было уточнено и развито после Чернобыля".

Как же происходит радиоактивное загрязнение? Чего, с этой точки зрения, остерегаться людям в производственной деятельности и в выборе места жительства? Отвечая на эти вопросы, остановимся сначала на причинах рассматриваемого техногенного загрязнения биосферы. К основным из них следует к настоящему времени относить:

• разработку урановых месторождений;
• перевозку руды и рудных концентратов;
• обогащение и переработку руд;
• хранение руд и отходов во временных хранилищах;
• складирование "пустых пород" при отработке урановых месторождений;
• исследование ядерных устройств в военных целях (пока они использовались только США в войне против Японии);
• испытания ядерных устройств на военных полигонах (наземные и подземные взрывы);
• использование наземных и подземных ядерных взрывов в "мирных целях",, к которым, в первую очередь, следует отнести взрывы для повышения нефтеотдачи пластов и для изменения рельефа местности (строительство каналов, создание карьеров и т.п.);
• деятельность предприятий ядерно-топливного цикла;
• деятельность энергетических ядерных реакторов (АЭС);
• аварии на стационарных АЭС и реакторах;
• аварии на подвижных ядерных устройствах (надводных и подводных кораблях, космических аппаратах);

  177

• аварии, связанные с ядерными устройствами, применяемыми в военных целях;
• создание "ядерных могильников" – зон захоронения радиоактивных материалов (отходов);
• халатное отношение к использованию приборов, эталонов и устройств с радиоактивными элементами (изотопами);
• использование ряда минеральных удобрений;
• сжигание на ТЭЦ и ГРЭС углей, содержащих повышенные количества радиоактивных элементов.

Таким образом, загрязнять радиоизотопами среду своего обитания и уменьшать безопасность жизнедеятельности человек начинает с разработки месторождений. Опасность радиоактивного загрязнения увеличивается на протяжении всего времени использования радиоактивных элементов. Она не исчезает и после этого периода, при захоронении радиоактивных материалов.

С учетом перспективы, к наиболее важным, связанным с радиоактивным загрязнением, следует отнести именно проблемы захоронения радиоактивных отходов. Такие отходы возникают еще при разработке месторождений, а по мере использования радиоактивных элементов масса их непрерывно возрастает. Различные отходы, образующиеся на разных этапах работ с радиоактивными элементами, имеют много специфических особенностей, которые мы не будем рассматривать. Но для всех них характерно возникновение в местах захоронения обстановки, опасной для жизнедеятельности большинства организмов, и в первую очередь для людей. Необходимо также отметить, что значительная часть всех захоронений радиоактивных веществ будет представлять опасность многие тысячелетия.

Для захоронения часто (особенно за рубежом) используется Океан. Поэтому сначала кратко рассмотрим влияние урана на жизнедеятельность морских организмов.

Сразу отметим, что воздействие урана на живые организмы имеет как химический характер, так и радиационный. С точки зрения первой части такого воздействия, уран – тяжелый элемент, удаленный от "линии жизни". Следовательно, повышение его концентрации негативно воздействует на все живые организмы. С другой стороны, уран относится к элементам с большим абсолютным разбросом (АР). Следовательно, в

178

отдельных частях биосферы организмы (а точнее живое вещество в целом) привыкли к изменениям концентраций этого металла (с позиций его химического воздействия).

Изучая радиационное воздействие урана на организмы, исследователи отмечают, что наибольшее воздействие на организмы оказывает не сам уран, а дочерние изотопы, образующиеся в результате его распада. Считается также, что воздействие каждого из них имеет индивидуальный характер. Мы же будем подразумевать суммарное воздействие и самого урана, и продуктов его распада.

В водных бассейнах и реках уран, начиная с концентрации 0,5 мг/л, задерживает рост сапрофитной микрофлоры. При концентрации около 1мг/л у многих водных организмов затруднено поглощение кислорода, при 100 мг/л полностью прекращается рост микрофлоры. Из воды уран, как и другие химические элементы, поглощается организмами. Наибольшее количество урана в водных организмах характерно для водорослей. Однако в пищевой цепи его концентрация уменьшается в направлении водоросли → животные организмы бентоса → рыбы. В конечном результате все радионуклиды переходят в осадок.

Увеличение в водах концентрации урана по сравнению с природной (кларковой) в сотни раз подавляет жизнедеятельность большинства организмов (исключение составляют лишь некоторые адаптировавшиеся виды и синезеленые водоросли). При этом рыбы теряют способность к воспроизводству. Для ряда организмов, проживающих на суше и в аквальных ландшафтах, значения летальных доз приведены на рис. 8.1. Н.Ф. Реймерс (1990) приводит данные о влиянии на человека разных суммарных степеней разового облучения: 450 Бэр – тяжелая степень (погибает 50% облученных людей), 100 – нижний уровень развития легкой степени лучевой болезни, 75 – кратковременные изменения состава крови, 30 – облучение при рентгеноскопии желудка, 25 – допустимое разовое аварийное облучение персонала, 10 – допустимое разовое аварийное облучение населения.

Последствия радиоактивного загрязнения весьма обширны и чрезвычайно многообразны. К настоящему времени установлено, что радиация нарушает все известные типы иммунитета, а это предопределяет развитие самых разнообразных заболеваний с тяжелыми последствиями. При этом загрязнение одним радиоактивным элементом может привести к одним

179

последствиям, а загрязнение другим – к иным. Опаснейшей особенностью радиационного облучения является то, что вызванные им изменения (заболевания) в организме имеют генетический характер, а при их передаче из поколения в поколение возможен даже нарастающий эффект. Радиоактивное воздействие усиливается рядом посторонних факторов: наличием предыдущего облучения, избытком (а иногда и недостатком) в организме ряда элементов, курением и т.д.

Наибольшие масштабы загрязнения, а следовательно, и наибольшего воздействия на безопасность жизнедеятельности характерны для наземных ядерных взрывов, аварий на АЭС и на подвижных ядерных устройствах. Так, после взрывов водородных бомб радиоактивные осадки осаждаются на территории с радиусом от центра взрыва около 10 000 км (Л.П. Рихванов, 1997). В результате взрыва на острове Бикини на площади 25 600 км² образовалась зона со смертельной дозой облучения, а радиоактивность воды в радиусе порядка 2000 км даже через два месяца превышала допустимую дозу для питьевой воды в 20 раз.

180

В Англии, удаленной более чем на 8000 км от районов взрывов, общее количество только Sr⁹⁰ за 4 года испытаний увеличилось в 7 раз (рис. 8.2). При этом техногенные радионуклиды скапливались не только в почвах, воде и растениях, но и по пищевым цепям передавались рыбам, животным, людям и даже были зафиксированы в молоке.

Наиболее изучены и описаны в открытой печати последствия Чернобыльской катастрофы. Отметим некоторые из них, оказавшие наибольшее влияние на безопасность жизнедеятельности (А.В. Яблоков, 1995, 1997; Ядерная энциклопедия, 1996, и др.).

1. На загрязненных территориях увеличились количество спонтанных абортов и частота бесплодия (в 5,5 раза в загрязненных районах Белоруссии).
2. Среди новорожденных увеличилось число ослабленных и больных (раздвоение губы и неба, удвоение почек и мочеточников, появление дополнительных пальцев, аномалии нервной и кровеносной систем), а также с синдромом Дауна, с психическими расстройствами (в Гомельской области в 10 раз).

181

3. Возросло число онкологических заболеваний. Так, на загрязненных территориях Белоруссии число детей и подростков, заболевших раком щитовидной железы, повысилось в десятки и сотни раз.
4. В Брестской области в 2 раза увеличилось число ненормальных хромосом у новорожденных.
5. Уровень мутации ДНК в загрязненных районах Белоруссии увеличился в среднем в 2 раза.
6. На территориях с загрязнением 5 Ku/км² и более у детей утрачен иммунитет, выражено отставание в физическом и половом развитии.
7. На Украине за 10 лет после аварии умерло 125 000 пострадавших. При этом смертность среди "чернобыльцев" возросла в 6,8 раза по сравнению с общей смертностью на Украине. В 65 раз повысилось число онкологических больных.

При подземных ядерных взрывах фон гамма-излучения обычно не очень меняется. Однако специальные исследования показали, что это лишь видимое благополучие. В районе подземных взрывов содержание плутония в почвах оказалось сопоставимым с его содержанием в районе Чернобыля. Загрязнение подземных вод и нефти при подземных взрывах для увеличения

182

нефтеотдачи из пластов, по мнению ряда исследователей, приводит к экологическому ущербу, перекрывающему все полученные выгоды. Распределение подземных ядерных взрывов на территории бывшего СССР показано В.И. Булатовым (1993) на рис. 8.3.

Водные бассейны и атмосфера загрязняются и при нормальной работе АЭС. Так, от сбросов вод АЭС объем трития в илах водоемов увеличивается в 20...50 раз. Происходит и загрязнение биоты.

Аварии на подвижных ядерных устройствах, судя по опубликованным данным, чаще загрязняют Океан (рис. 8.4), чем сушу. Так, в 1969г. при аварии космического спутника США воды Индийского океана были загрязнены плутонием-238; только в этом случае в атмосферу попали радионуклиды с общей активностью 17 000 Кu.

Заболевания людей и даже смерть связаны и с халатным обращением с радиоактивными веществами (табл. 8. 1).

Довольно много примеров, подобных описанным в таблице, но для России, приводится в работе Л.П. Рихванова (1997).

Проблемы радиационной опасности в нашей стране, к сожалению, до сих пор не получили официальной объективной оценки, а тем более разрешения.

183

И это несмотря на то, что наши выдающиеся ученые, обладающие соответствующей информацией, однозначно предупреждали все человечество о вероятном приближении ядерной катастрофы.

Еще в 1922 г. величайший мыслитель В.И. Вернадский указывал ученым-ядерщикам на огромнейшую ответственность за использование атомной энергии. Позже выдающийся физик, лауреат Нобелевской и Государственных премий П.Л. Капица назвал наши АЭС "атомными бомбами, дающими электричество". Как страшнейшую катастрофу рассматривал радиоактивное загрязнение еще один выдающийся физик и политический деятель А.Д. Сахаров. В 1993 г. А.В. Яблоков (длительное время Государственный советник по экологической безопасности, руководитель правительственной Комиссии Российской Федерации по проблемам захоронения радиоактивных отходов в морях, омывающих Россию), обобщая информацию о данной проблеме, писал: "Принципиально ясно: радиационное загрязнение

184

в России – загрязнение №1. Чернобыльские осадки легли на тысячи квадратных километров, из которых многие надолго выведены из народнохозяйственного использования, огромные территории загрязнены или подвержены загрязнению на Южном Урале в результате ряда радиационных аварий и сброса высокорадиоактивных отходов в бассейн р. Тобол. Опалила радиация и российские земли, соседствующие на Алтае с Семипалатинским полигоном. Крупный, всероссийского масштаба, источник радиоактивного загрязнения – Новоземельский полигон. Результаты давних здешних наземных и воздушных испытаний будут ощущаться еще долго через биоаккумуляцию радионуклидов в экосистемах Севера. А загрязнение Енисея на протяжении сотен, а может быть и тысяч километров в результате производства оружейного плутония в Красноярске–26? Или загрязнение подземной среды в результате закачки в нее жидких РАО в Красноярске–26 и Томске–7. А почти сотни подземных ядерных взрывов "в мирных целях", оставивших радиоактивные оспины практически по всей стране".

Несколько позже А.В. Яблоков (1997) полностью разоблачил мифы ученых-лоббистов атомной энергетики о безопасности использования ядерных технологий. Довольно подробно техногенное радиоактивное загрязнение России и его вероятные последствия для безопасности жизнедеятельности рассмотрены в обстоятельной работе В.В. Иванова "Экологическая геохимия элементов" (1997).

Все эти публикации, как и все сказанное ранее, позволяют считать проблемы радиоэкологии важнейшими для безопасности жизнедеятельности, особенно в нашей стране. Учитывая это, многие ученые занимались изучением разных сторон как развития ядерного загрязнения территорий, так и его последствий. Особо следует отметить работы А.И. Перельмана с сотрудниками, в частности показавшие, что миграция и концентрация радионуклидов определяются конкретной ландшафтно-геохимической обстановкой в загрязняемом регионе.

Много работ посвящено проблемам нормирования ионизирующего излучения для безопасности жизнедеятельности. Однако Чернобыльская катастрофа показала, что многие нормы следует пересмотреть. В.В. Иванов (1997), рассматривая эти вопросы, составил сравнительную таблицу норм для двух стран (табл.8.2). Пока же нормирование производится в основном в соответствии с Нормами радиационной безопасности НРБ–96.

185

186