Экономический и экологический ущерб 9 page

* В круглых скобках приведен диапазон типичных величин.
Таблица 1.3.3
Удельная активность естественных радионуклидов в породах, почве и земной коре

Максимальное поступление радионуклидов в природную среду было зарегистрировано в 1961 - 1962 гг., когда общая мощность взрывов составляла 340 Мт. Поскольку все они были воздушными, при которых в стратосферу поступают практически все продукты взрыва (до 99 %) [б], то в этот период был сформирован основной (до 70 %) стратосферный запас долгоживущих техногенных радионуклидов.
В дальнейшем, благодаря достигнутой договоренности о прекращении воздушных испытаний ядерного оружия, поступление радионуклидов в природную среду существенно снизилось. В 1967 - 1974 гг. были проведены испытательные взрывы в атмосфере Китаем (общая мощность 18 Мт), которые явились причиной увеличения уровней загрязнения атмосферы короткоживущими радионуклидами (¹⁴¹Се,⁹⁵Zn,⁹⁵Nb и др.). На уровень загрязнения атмосферы долгоживущими радионуклидами, такими как¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr, эти взрывы существенного влияния не оказали.
По оценкам специалистов [6] общее количество потупивших н биосферу радионуклидов составило:³Н - в диапазоне от 7,03·10¹⁹Бк до 2,96·10²⁰Бк (1900 до 8000 МКи), причем почти 80 % приходится на долю северного полушария;⁹⁰Sr - в результате ядерных испытаний, проведенных до 1973 г., в стратосферу поступило около 5,92·10¹⁷Бк (16 МКи), из которых 1,85·10¹⁷Бк (5МКи) приходится на испытания до 1961 г., 3,7·10¹⁷Бк, (10 Мки) - на взрывы 1961 - 1962 гг., и около 3, 7·10¹⁷Бк (1Мки) - на более поздние испытания, причем свыше 75 % общего количества приходится на долю северного полушария;⁸⁹Sr - полное поступление в стратосферу оценивается величиной 1·10⁺²⁰Бк (2700 Мки);⁹⁵Zn - 1,1·10²⁰Бк (3000 Мки) (оценено на основании выхода нуклидов в процессе деления);²³⁹Ри - около 1,2В·10¹⁶Бк (320Мки);¹³⁷Cs - (0,925 - 1,11)·10¹⁸Бк (25 - 30 Мки) (до 1963 г.).

Взрывы ядерных зарядов, проведенные в северном полушарии, способствовали большему поступлению радионуклидов в стратосферу (особенно в зимнее время), чем взрывы в экваториальной части земного шара. Попавшие в стратосферу радионуклиды затем выпадали на земную поверхность в течение многих лет. Количество выпадений носит выраженный широтный характер - в северном полушарии больше, чем в южном (особенно в первые годы после взрыва) и временной характер - весной и летом существенно больше, чем осенью и зимой.
Вторым по значимости источником радиоактивного загрязнения Природной среды является топливно-энергетический комплекс (ТЭК). В табл. 1.3.4 приведены сравнительные радиоэкологические и медико-экономические показатели при производстве электроэнергии на ТЭС И АЭС. Как видно, при производстве электроэнергии на ТЭС, работающих на угле и других видах топлива, а также на АЭС в атмосферу выбрасывается значительное количество радионуклидов.
Так, на угольной ТЭС мощностью 1 Млн кВт сжигается в год 4 - 5 млн т угля. В угле содержится целый ряд радиоактивных элементов - уран, торий и их продукты радиоактивного распада. Для отечественных месторождений характерны следующие концентрации радионуклидов: U - 1 - 2,5 г/т‚ угля; Th - 2 - 5 г/т‚ угля.
Следует отметить, что радиоактивное загрязнение атмосферы при сжигании угля зависит от ряда факторов: содержания радиоактивных изотопов в используемом угле, потребляемого количества угля, технологии сжигания и улавливания золы и других продуктов сгорания.
По оценкам специалистов [31] при выработке на угольной ТЭС 1 ГВт электроэнергии радиоактивные выбросы составляют порядка 26 ТБк. В общеэкологическом плане тепловые электростанции вредны также тем, что в отличие от АЭС, они используют значительное количество кислорода.
Что касается атомных электростанций, то теоретически по сумме экологических показателей они более "чистые", чем тепловые. Так, в 1991 Г. в Украине было выработано всего 278,4 ГВт электроэнергии, из которой 68,8 % приходилось на ТЭС, а 26,9 % - на АЭС. Исходя из того, что производство 1ГВт электроэнергии в год на ТЭС обусловливает коллективную дозу 4 чел-Зв (человеко-зиверт), а на АЭС - 2,5 чел-Зв, коллективная доза населения Украины в 1991 г. за счет производства электроэнергии на ТЭС составила 767 чел-Зв, а на АЭС - 188 чел-Зв, т.е. среднегодовая индивидуальная эффективная эквивалентная доза жителя Украины за счет производства электроэнергии для рассматриваемых объектов энергетики составила 15 мкЗв и 3,7 мкЗв соответственно. По данным [II], при безаварийной работе АЭС вклад в эффективную эквивалентную дозу облучения за счет техногенных выбросов в среднем по территории бывшего СССР чрезвычайно мал и не превышает 0,1 мкЗв (табл. 1.3.5). Различия в приведенных выше значениях среднегодовых индивидуальных эффективных эквивалентных дозах АЭС и ТЭС, на наш взгляд, объясняется их более высокой плотностью в среднем на территории Украины, чем бывшего Союза.
Таблица 1.3.4
Медико-эколого-экономические показатели влияния топливных циклов на органических и ядерных энергоносителях на окружающую среду и здоровье людей

Оценить корректно вклад в коллективную дозу населения Украины объектов ТЭС в значительной мере затруднительно, поскольку в доступной литературе не встретились данные о нормализованных выбросах ТЭС в различные периоды их эксплуатации. Если исходить из показателей выбросов современных ТЭС, то представляется следующая динамика коллективной дозы населения Украины за счет объектов этого энергетического комплекса: 1940 г. - 40,4; 1965г. - 353,2; 1970 г. - 504,0; 1975г. - 739,6; 1980 г. - 833,6; 1984 г. - 836,8 чел-Зв/г. Эксплуатация АЭС на Украине началась с 1976 г. и вклад АЭС в производство электроэнергии продолжает увеличиваться, в связи с этим увеличивалась и коллективная доза населения Украины: 1980 г. - 32,8; 1985 г. - 133,2; 1990 г. - 190,3 чел-Зв.
Однако за период эксплуатации АЭС в 14 странах произошло более 150 инцидентов и аварий различной степени сложности, сопровождавшихся выбросами радиоактивных веществ, а в некоторых случаях, человеческими жертвами [II]. Существенно подорвала "авторитет" ядерной энергетики беспрецедентная катастрофа на ЧАЭС.
Объективную картину о влиянии того или иного источника на окружающую среду можно представить, лишь проанализировав результаты фактического наблюдения за динамикой изменения радиоэкологической обстановки со временем.
В период испытаний ядерного оружия был налажен радиоэкологический мониторинг практически во всех развитых странах мира. Осуществлялся такой контроль и в бывшем СССР. Однако результаты его не достаточно полно публиковались в открытой печати. По-видимому, это одна из причин отсутствия обобщенных материалов, характеризующих динамику радиационных параметров окружающей среды.
Наиболее представительной и полной является информация по Киеву, где систематический контроль радиационных параметров был начат вскоре после запуска исследовательского атомного реактора, когда была организована лаборатория внешней дозиметрии, в задачу которой входил контроль за влиянием на окружающую среду работы реактора. Для контроля было выбрано 12 стационарных точек, в которых проводили дозиметрические измерения и пробоотбор. Кроме того, в первые годы по улицам города в радиусе 3 км от реактора велась автогаммасъемка. Лаборатория была оснащена современным по тем временам оборудованием: дозиметрами СРП-2, радиометрами типа ДП-100, установками малого фона УМФ-1500 и др.
Таблица І.3.5
Средние концентрации глобальных радионуклидов в пробах атмосферного воздуха и оседающей пыли

В указанных точках: измерялись значения МЭД гамма-излучения (1 раз в две недели); собирались на планшетах глобальные выпадения, оседающая пыль и атмосферные осадки (раз в две недели); отбирались пробы почвы (10·10·5 см) и растительности (2 раза в год - осенний и весенний отборы). На территории ИЯИ также отбирались пробы воздуха с помощью аспирационной установки с целью определения аэрозольной активности по короткоживущим и долгоживущим радионуклидам. Кроме этого, контролировался уровень радиоактивного загрязнения воды в Днепре и Голосеевских озерах.
Уровень гамма-фона измерялся радиометром СРП-2, а с 1979 - 1980гг. - радиометром СРП-68-01. Значения этого параметра до аварии на ЧАЭС как в пределах точек по Киеву, так и в Обухове (контрольной точке) достоверно не различались. Динамика уровня МЭД гамма-излучения представлена на рис. 1.3.3. Среднее доаварийное значение МЭД гамма-фона составляло 10 - 12 мкР/ч

Рис 1.3.3 Динамика уровня МЭД гамма-излучения
Динамика активности глобальных выпадений, атмосферных осадков и оседающей пыли в доаварийный период отражает интенсивность атмосферных и наземных мкр/ч ядерных взрывов и естественные процессы очищения атмосферы. Отмечалась характерная сезонность интенсивности выпадений (в летний период интенсивность выпадений значительно увеличивалась). Со временем сезонная зависимость
глобальных выпадений нивелировалась (рис. 1.3.4), что свидетельствует об очищении стратосферы от накопленного во время взрывов запаса глобальных радионуклидов.

Рис. 1.3.4. Динамика активности глобальных выпадений, атмосферных осадков и оседающей пыли
Анализ среднегодовых значений активности глобальных выпадений дает основание утверждать, что, несмотря на некоторую вариацию значений выпадений за год, с 1963 г. прослеживается спад активности (рис. 1.3.5).

Рис 1.3.5. Анализ среднегодовых значений активности глобальных выпадений
Уровень радиоактивного загрязнения почвы определяется как природной радиоактивностью (такими элементами Как⁴⁰К,²²⁶Ra,²²⁸Ra,²³²Th, так и радиоактивными элементами техногенного происхождения. Изменение уровня радиоактивного загрязнения почвы (удельной бета-активности) представлено на рис. 1.3.6.
Данные измерений, выполненных до 1986 г., существенно не различаются между собой, что хорошо согласуется с литературными данными. Незначительное увеличение активности почвы в отдельные годы можно объяснить ядерными взрывами, которые проводились некоторыми странами после подписания договора о прекращении воздушных ядерных испытаний.
Среднее значение удельной бета-активности почвы в доаварийный период составляло 670 Бк/кг (1,8.10-8 Ки/кг).
На рис. 1.3.7 представлена динамика среднегодовых значений удельной активности⁹⁰Sr в почве.
Среднее содержание⁹⁰Sr в почве до аварии колебалось в пределах от 3,7 до 22 Бк/кг (6·10^-10Ки/кг), что соответствует поверхностной плотности загрязнения от 2,4·10⁸до 1,44·10⁹Бк/км² (от 6,5 до 39 мКи/км²) (по литературным данным для европейской территории СССР в доаварийный период загрязнение почвы ⁹⁰Sr составляло (0,37 - 1,55)·10⁹Бк/км²(10 - 42 мКи/км²).
Некоторое уменьшение⁹⁰Sr в почве в 1983 - 1985 гг. объясняется его миграцией в глубь почвы (пробы почвы отбирались на глубине 5 см).

Рис. 1.3.6. Изменение уровня радиоактивного загрязнения почвы.
Растительность является первым звеном экологической цепи переноса радионуклидов из окружающей среды в организм человека. Переход радионуклидов в растительность при глобальных выпадениях происходит как путем сорбции наземной частью растительности, так и через корневую систему. Сочетание таких путей перехода было характерно для периода интенсивных глобальных выпадений. Данные о динамике удельной бета-активности в травяном покрове на выше названных экспериментальных площадках представлены на рис. 1.3.8. Из приведенных данных видно, что в доаварийный период максимальное значение удельной бета-активности в траве составляло 1100 Бк/кг (4-10'⁸Ки/кг) (1963 г.), к 1985 г. оно снизилось до 370 Бк/кг (1·10⁸Ки/кг).
Представленные результаты наблюдений в Киеве (1962 - 1985 гг.) дают возможность охарактеризовать общие тенденции в изменении радиоэкологической обстановки на территории Украины вследствие испытаний ядерного оружия.
Изучение радиационной обстановки в районах расположения АЭС позволяет наряду с исследованием динамики изменения основных радиоэкологических параметров оценить дополнительную радиационную нагрузку на окружающую среду за счет эксплуатации атомных станций. Для оценки этого фактора нами были выбраны районы расположения ЧАЭС и Южно-Украинской АЭС, где проводилось изучение радиоэкологической обстановки в доэксплуатационный период и после начала работы энергоблоков в доаварийный период.

Рис. 1.3.7. Динамика среднегодовых значений удельной активности ⁹⁰Sr в почве
Экологическая особенность района расположения ЧАЭС заключается в высокой миграционной способности радионуклидов¹³⁷Cs и⁹⁰Sr по цепи "почва - растения", ведущей к человеку, что обеспечивает более лее высокие уровни поступления этих радионуклидов в организм человека.

Рис. 1.3.8. Данные о динамике удельной бетаактивности в травяном покрове
В доэксплуатационный период радиоэкологическая ситуация в регионе определялась следующими параметрами:
уровень гамма-фона (мощность экспозиционной дозы), измеренный радиометром ПГС-67, колебался в пределах от 6 до 12 мкР/ч, что несколько выше среднего значения за счет радионуклидов земного происхождения, оцененного по данным НКДАР [11] на уровне 4,6 мкР/ч;
суммарная концентрация короткоживущих бета-активных аэрозолей в воздухе составляла от 0,18 до 2,77·10⁴Бк/л ((0,5 - 7,5)-10"¹⁵Ки/л);
радиоактивное загрязнение почвы в районе размещения АЭС по суммарной бета-активности находилась на уровне (4,81+2,89)·10⁹Бк/км²(130+78 мКи/км²);
суммарная бета-активность травы в этих же точках составляла 147,6+27,0 Бк/кг (3,99+0,73В·10^-9Ки/кг), при этом содержание¹³⁷Cs в траве равнялось 1,14+1,014 Бк/кг ((3,08+2,74)·10^-11Ки/кг),⁹⁰Sr -3,81+2,03 Бк/кг ((1,03+0,55)·10^-10Ки/кг);
радиоактивное загрязнение воды в р.Припять и пруде-охладителе соответственно составляло: по суммарной бета-активности - (10,36+0,52)В·10^-2Бк/л ((2,80+0,14)В·10^-12Ки/л) и (13,87+5,92)В·10^-2Бк/л ((3,75+1,60) 10^-12Ки/л); по содержанию¹³⁷Cs - (2,59+2,59)·10^-3Бк/л ((0,7+0,7) ·10^-13Ки/л) и (6,10+6,07) ·10-³Бк/л ((1,65+1,64)·10^-13Ки/л); по концентрации⁹⁰Sr - 2,22·10^-Бк/л (6,0·10^-13Ки/л) и (2,213+1,513) 10^-2Бк/л ((5,98+4,09)·10^-13Ки/л);
суммарная бета-активность донных отложений - 129,5 Бк/кг (3,5·10^-9Ки/кг).
Как видно из приведенных данных,.уровень радиоактивного загрязнения воды в доэксплуатационный период типичен для рек Европы, отсутствуют аномалии и по другим показателям.
По данным ООТ и ТБ ЧАЭС, за три месяца 1977 г. (после пуска 1-го энергоблока) в атмосферу было выброшено 1,04 В·10¹⁵Бк (2,82·10⁴Kи) суммарная активность выброса за 1978 г. составила 1,813 10 Бк (4,9·10⁴Ки) при проектной величине - 2,719·10¹⁵ на один блок (1000МВт·эл). Активность выброса на 90 % обусловлена ⁴¹Аr.
Доэксплуатационные исследования радиоэкологической обстановки в районе расположения Южно-Украинской АЭС проводились в 1976 - 1980 гг. Она характеризовалась следующими величинами основных радиационных параметров:
средние значения МЭД гамма-фона составляли 16,3+0,6 мкР/ч в 1979 г. и 15,6+0,7 мкР/ч в 1980 г. Измерения проводились с помощью дозиметров ИКС (29 стационарных точек) и передвижной радиологической лабораторией, оснащенной радиометрами ПГС-67 (36 контрольных точек). Среднегодовая доза колебалась от 7,5·10²до 1,95 10³мкЗв (от 75 до 195 мрад) при среднем значении 8,90+1,92-10 мкЗв (89,0+19,2 мрад);
суммарная концентрация короткоживущих бета-активных аэрозолей в 1976 г. равнялась (6,22+1,998) 10^-14Бк/л ((1,68+0,54)·10^-14Ки/л), в 1977 - (1,924+1,998)·10^-4Бк/л ((5,2+5,4)·10^-15Ки/л); содержание радионуклидов в атмосферном воздухе определялось аспирационным методом с помощью передвижной установки производительностью 20 мЗ/ч в 12 стационарных точках;
поверхностная плотность глобальных выпадений, атмосферных осадков и оседающей пыли для бета-активных радионуклидов составляла (3,81+1,37)·10⁷Бк/км²(1,03+0,37 мКи/км²);
динамика средних концентраций радионуклидов¹³⁷Cs и⁹⁰Sr в пробах атмосферного воздуха и глобальных выпадений представлена в табл. 1.3.5;
динамика изменения содержание радионуклидов¹³⁷Cs и⁹⁰Sr в пробах почвы отражена в табл. 1.3.6;
динамика средних значений содержания бета-активных радионуклидов,¹³⁷Cs и⁹⁰Sr в пробах растительности, отобранных в тех же точках, что и пробы почвы, показана в табл. 1.3.7.
Также было проведено исследование содержания радионуклидов в различных компонентах водной экосистемы Южного Буга. Динамика изменения концентраций бета-активных радионуклидов, а также¹³⁷Cs и⁹⁰Sr в пробах воды, донных отложений, водорослей и рыбы представлена в табл. 1.3.8.
Влияние ЮУАЭС при эксплуатации на окружающую среду характеризуется следующими величинами:
среднесуточный выброс ИРГ через вентиляционную трубу - 4,1·10¹³Бк(1115 Ки);¹³¹I - 5,4 10⁷Бк/сут (1,47 мКи/сут); долгоживущих аэрозолей - 2,3-10⁸Бк/сут (6,22 мКи/сут).
Для района расположения Южно-Украинской АЭС дополнительные дозы внешнего облучения составляли - 7,7 мкЗв (0,77 мбэр) для всего организма человека, в том числе 6,5 мкЗв (0,65 мбэр) (84,4 %) за счет облучения от факела и радионуклидов, отложившихся на почве. Основными дозообразующими нуклидами являлись:¹³⁵Xe и⁸⁸Кr (до 70 %) от факела;¹³⁷Cs и⁶⁰Со от поверхности почвы.
Таблица 1.3.6
Средние концентрации глобальных радионуклидов в пробах почвы