Беларусь-Японія
Матэрыялы Другіх міжнар. чытанняў, прысвечаных памяці Іосіфа Гашкевіча
Выдавец: Беларускі кнігазбор
Памер: 400с.
Мінск 2003
Сотрудничество с Японией по преодолению последствий Чернобыльской катастрофы осуществлялось и по другим направлениям: участие ученых в непосредственной реализации в Беларуси отдельных проектов (например, по раку щитовидной железы), подготовке специалистов из Беларуси в ведущих научных
центрах Японии, оказание гуманитарной помощи пострадавшему населению, оздоровление детей и многое другое.
Если же говорить непосредственно о результатах работ по преодолению последствий Чернобыльской катастрофы, то к настоящему времени мы обладаем большой и во многом уникальной информацией:
• о радиационной обстановке, ее динамике;
• о поведении радионуклидов в различных экосистемах — почва, вода, воздух; состоянии растительного и животного мира на радиоактивно загрязненных территориях;
• о состоянии здоровья населения и его изменении за послеаварийные годы; здесь предложен ряд специальных методов диагностики и лечения с учетом радиационного фактора;
• о технологиях ведения сельскохозяйственного производства на радиоактивно загрязненных территориях (они разработаны и внедрены);
• о способах и средствах дезактивации, очистки и захоронения радиоактивных отходов (здесь предложен ряд способов и средств);
• о социально-экономических и других проблемах (решен ряд таких проблем).
Не затрагивая детально каждый из вышеперечисленных вопросов, следует основное внимание обратить на то, что нового появилось в последние годы в послеаварийном периоде и волнует ученых и специалистов.
Так, в области радиационной обстановки и радиоэкологических последствий катастрофы в последние годы получен ряд новых данных, которые осложняют положение дел. Мы хотели бы, чтобы японские коллеги знали эти данные. Тогда мы сможем совместно найти выходы из следующих ситуаций.
Первая — различная динамика миграции цезия-137 и стронция-90, что связано с неодинаковыми изменениями в последние 2-3 года форм их нахождения в почвах. Если цезий-137 продолжает находиться в 92-97% случаев в связанном (фиксированном) состоянии, то стронций-90 наполовину перешел в свободную форму, а следовательно, стал легко доступен для растений и в большей степени способен включаться в пищевые цепочки, больше поступать и накапливаться в организме людей, повышать дозы облучения населения, увеличивая риск для здоровья. Из этого следует и другой вывод — цезий продолжает оставаться в корнеобитаемом слое растений, следовательно, будет долго доступен для них, а с течением времени не исключен также переход его из связанного в свободное состояние, что чревато новыми серьезными последствиями.
[Вторая — в последние 2-3 года наряду с увеличением подвижности стронция-90 начался распад так называемых «горячих» частиц с высвобождением миграционно подвижных радионуклидов — Cs-137, Sr-90 и ТУЭ, также легко включающихся в пищевые цепочки.
Третья — ситуация усложняется тем, что по мере увеличения расстояния от ЧАЭС возрастает подвижность радионуклидов. Из этого следует,
что и при невысоких плотностях радиоактивного загрязнения увеличивается опасность производства радиоактивно загрязненной сельхозпродукции, а следовательно, и формирования дозовых нагрузок.
Четвертая — распад плутония-241 и появление его дочернего продукта — америция-241, период полураспада которого выше примерно в 25 раз и который является намного токсичнее плутония-241. Кроме того, америций обладает весьма высокой биологической доступностью и легко включается в пищевые цепочки.
Все это существенно усложняет оценку радиационной обстановки, требует тщательных дорогостоящих исследований и перехода на новый уровень знаний.
Вышеизложенное определяет сложность радиационно-экологического прогноза. Учитывая многофакторность влияния на поведение радионуклидов в окружающей среде и при учете значительной неоднородности загрязнения территории, мы считаем, что объективными прогнозами могут быть прогнозы региональные. Так, на примере Брагинского и Хойникского районов мы убедились, что при учете всех факторов прогнозные оценки изменения мощности экспозиционной дозы и дозы внешнего облучения даже в пределах одного района разнятся в десятки раз.
Безусловно, одним из важных факторов, влияющих на радиационную обстановку, является распад радионуклидов. Так, после распада на самом начальном послеаварийном периоде короткоживущих радионуклидов — йода (период полураспада 8,05 дня), ксенона-133 (5,25 дня), теллура-239 (2,35 дня) и др. — ив первые годы после аварии радионуклидов с относительно небольшим периодом полураспада — рутений-106 (368 дней), цезий-144 (284 дня), цезий-134 (2,06 года) — в настоящее время радиационную обстановку определяют достаточно общеизвестные радионуклиды — цезий-137 (30,0 лет) и стронций-90 (29,1 года) и, может, в меньшей степени, трансурановые элементы.
Вместе с тем в последние годы появился ряд новых факторов, которые усложняют течение радиационной обстановки, включение радионуклидов в трофические цепи, в том числе сельскохозяйственную продукцию, и формирование дозовых нагрузок. Среди них одним из наиболее существенных моментов является изменение в последние годы форм нахождения радионуклидов.
Следует отметить, что если Cs-137 за весь послеаварийный период продолжает оставаться в связанном состоянии, то стронций с годами переходит в свободное состояние. Следствием этого является, во-первых, увеличение коэффициентов перехода стронция из почвы в растения. При этом в зависимости от типа почв биологическая доступность стронция составляет до 70% и более, а цезия-137 — до 10%.
Такие процессы обусловили в последние годы повышение производства сельскохозяйственной продукции, загрязненной стронцием-90, что
отчетливо прозвучало в практически каждом втором-третьем выступлении из радиоактивно загрязненных районов на отчетной (в 2002 г.) коллегии Комчернобыля, и, как следствие этого, возможное перераспределение радионуклидов по профилю почв. При этом основная часть цезия-137 находится в верхнем корнеобитаемом слое почвы природных комплексов. Стронций ушел несколько на большую глубину из-за его перехода в миграционно-подвижные формы. Еще выше этот показатель у Аш-241. Если рассмотреть профильные слои почвы по глубине миграции радионуклидов, то они располагаются в порядке: Am-241, Sr-90, Cs-137.
Произошло относительное перераспределение Sr-90 и Cs-137 и в других объектах окружающей среды. Так, в поверхностных водах рек Гомельской области, особенно после 1994 г., возросло содержание Sr-90. Менее это характерно для Могилевской области.
Во-вторых, чем дальше расстояние от ЧАЭС, тем более мы находим состояние цезия-137 и особенно стронция-90 в биологически доступных формах. Следствием этого является возможность получения загрязненных продуктов питания, что требует проведения защитных мер на таких территориях.
В-третьих, особенно после 1990 г. наметился распад топливных частиц с высвобождением высокомобильных форм Cs-137 до 30%, Sr-90 — до 45%, Ри-238,239 — до 25% и включением в трофические цепи. Как известно, и это мы уже говорили в первые годы после аварии, значительная часть радионуклидов находится в виде различного (конденсационного или топливного) типа частиц.
В-четвертых, идет локальное перераспределение радионуклидов. Так, при использовании древесины для отопливания образуется до 20,0 тысяч тонн зольных отходов, содержащих радионуклиды. На очистных сооружениях городских поселений ежегодно накапливаются десятки тысяч куб. м (30,0 тысяч тонн) загрязненных осадков сточных вод. При лесопользовании и противопожарных рубках образуются сотни тысяч тонн (600 тысяч тонн) загрязненных радиоактивных отходов. Несмотря на сравнительно низкий уровень радиоактивного загрязнения, они представляют потенциальную опасность с точки зрения вторичного загрязнения объектов окружающей среды. При этом подвижность радионуклидов в коммунально-бытовых отходах на порядок (10 раз) превышает их подвижность в почве, и расчеты показывают, что на очистных сооружениях радионуклиды могут достичь грунтовых вод в концентрациях, превышающих допустимые уровни для питьевой воды.
Отдельно следует отметить проблему трансурановых элементов, прежде всего загрязнения территории изотопами плутония-238,239,240,241. Мы полагаем, что отрицавшаяся вначале проблема стронция уже овладела умами специалистов и нашла практическое применение, поэтому можно перейти к следующему этапу. Эти исследования ограничены ввиду их высокой
стоимости, необходимости в специалистах и оборудовании и выполняются лишь в единичных (3-4) лабораториях республики. Проблема ТУЭ связана с рядом факторов: высокой их токсичностью преимущественно большим периодом полурапада: Ри-239 — 24 000 лет, Ри-240 — 6537 лет, Ри-238 — 87,74 года. К счастью, площади загрязнения ими не столь велики, как Cs-137 и Sr-90. Подобно Sr-90 в последние годы эти радионуклиды начали также вести себя более агрессивно: скорость вертикальной миграции увеличилась с 0,05 см/год в 1987 г. до 0,32 см/год в 2000 г., то есть их подвижность увеличилась в 6-7 раз; коэффициенты перехода плутония из почвы в растения за этот период возросли в 7-10 раз; началось увеличение миграционно-подвижных форм ТУЭ за счет распада топливных частиц (Ри-238,239 — до 25%).
Несколько слов об Ат-241, который начал широко обсуждаться в последнее время. Дело в том, что один из изотопов плутония — Рп-241 — имеет период полураспада 14,4 года и является b-излучателем; при его распаде образуется Ат-241, период полураспада которого значительно больше — 432,2 года, и он, являясь а-излучателем, более токсичен, чем Pu-241. Но на этом цепочка трансформации не заканчивается — при распаде Am241 образуется нептуний-237, обладающий не меньшей, а большей токсичностью, период полураспада его равен около 2,0 миллионов лет.
Америцию-241 должно придаваться значение еще по двум важным обстоятельствам. Во-первых, Ат-241 более активен по сравнению с изотопами плутония и в 5-15 раз активнее Ри-239, 240 включается в трофические цепи. Во-вторых, в большей степени накапливается в организме во внутренних органах, в том числе печени, чем в легочной ткани.