Экологические и медицинские последствия аварии. 
Опыт по минимизации последствий аварии

Характеристика радиационной обстановки на территории Республики Беларусь Как уже говорилось, радиоактивные цезиевые пятна есть во всех областях Беларуси. Загрязнение носит крайне неравномерный характер. Даже в пределах одного и того же населенного пункта могут быть как практически чистые, так и загрязненные участки. Например, в д. Колыбань Брагинского района Гомельской области поверхностная активность почвы, загрязненной цезием, колеблется от 5 до 65 Ки/км².

В Брестской области загрязнению цезием с уровнем более 1 Ku/км² подверглись частично Лунинецкий, Сто-линский, Пинский, Дрогичинский, Березовский и Барановичский районы. В Минской области есть загрязненные свыше 1 Ku/км² цезием территории в следующих районах: Воложинском, Борисовском, Березинском, Солигорском, Молодечненском, Вилейском, Столбцовском, Крупском и Слуцком. В Гродненской области в Дятловском, Ивьевском, Кореличском, Лидском, Новогрудском и Сморгонском районах есть пятна с плотностью выше 1 Ku/км². Наименее загрязненной является Витебская область. Там лишь в Толочинском районе есть незначительные пятна радиоактивности.

Загрязнение стронцием-90 носит локальный характер. В основном стронций локализован в Гомельской области. В Хойникском, Ветковском, Брагинском и Доб-рушском районах Гомельской области есть пятна загрязнения стронцием с поверхностной активностью порядка 3 Ku/км².

Загрязнение тяжелыми радионуклидами плутония с уровнем 0,1 Ku/км² находятся в зоне отселения, отдельные пятна с меньшей плотностью загрязнения есть в Наровлянском, Брагинском и Хойникском районах Гомельской области.

На основе данных по радиационному контролю установлено, что границы зон с уровнем загрязнения выше 15 Ku/км² по цезию, 3 Ku/км² по стронцию и 0,1 Ku/км² по плутонию практически не изменились. Это говорит об отсутствии заметной пространственной миграции долгоживущих радионуклидов. Динамика данных по гамма-фону указывает на его практическое постоянство, что свидетельствует о стабилизации радиационной обстановки в республике.

Пути миграции радионуклидов.

Под миграцией радионуклидов понимают совокупность процессов, приводящих к перемещению, перераспределению радионуклидов между любыми элементами экосистемы. Экосистема — основная единица в экологии, включающая в себя и живые растения, и неживую природу. Оба эти компонента взаимно влияют на свойства друг друга. Что касается загрязнения территорий радионуклидами, то важно установить пути их перехода от одних элементов экосистемы к другим, а также изучить возможности перераспределения. Тем самым появляется дополнительный шанс уменьшения радиационной нагрузки на человека.

Испытания атомного оружия, аварии на заводах ядерного топливного цикла, аварии на АЭС служат источником поступления радионуклидов в окружающую среду, т. е. являются дополнительной внешней и внутренней лучевой нагрузкой на человека.

Дополнительное к фоновому внешнее облучение возникает при накоплении радиоактивных элементов в почве, либо при прохождении радиоактивного облака над населенным пунктом. Доза, полученная от этого облучения, обусловлена в основном гамма-излучением.

При попадании радиоактивных веществ в организм человека с воздухом, пищей, водой возможно дополнительное внутреннее облучение. Общая схема миграции и путей поступления радионуклидов в организм человека изображена на рис. 12. Каждый из путей поступления радионуклидов в человеческий организм будет давать разный вклад в поглощенную дозу. Все зависит от конкретных условий. Например, при постоянном выбросе радиоактивности в атмосферу наибольшую опасность будет представлять аэрогенный путь поступления изотопов в организм. Спустя некоторое время после аварии в результате миграции по пищевым цепочкам основной путь поступления радионуклидов в организм человека — с пищей и водой.

При аварии на ЧАЭС значительная часть радионуклидов была выброшена в атмосферу. Их поведение было обусловлено особенностями метеорологических процессов и размерами частиц.

Крупные частицы под действием силы тяжести выпали, как правило, в районе аварии. Это случилось с частицами ядерного топлива — «горячими частицами», выпавшими в 30-километровой зоне и на юге Гомельской области. Частицы субмикронного и микронного размеров оседали медленно, они были взвешены в воздухе. Выпадение этих частиц (аэрозолей) привело к радиоактивному загрязнению местности, удаленной от места аварии на многие километры и даже тысячи километров.

Содержание радионуклидов в приземном слое атмосферы сейчас тщательно контролируется. Регулярные наблюдения показали, что даже в 30-километровой зоне ЧАЭС концентрация радиоактивных веществ в воздухе на два-три порядка ниже концентраций, устанавливаемых нормами радиационной безопасности НРБ-2000. В зонах с меньшим уровнем загрязнения содержание радионуклидов в атмосфере в десятки раз ниже, чем в зоне аварии и соответствует фоновым значениям.

Прошедшие во время аварии вплоть до заглушки реактора дожди вымыли из атмосферы радионуклиды и образовали в месте их выпадения пятна радиоактивности.

Миграция радиоактивных веществ, попавших в почву, определяется физико-химическими свойствами изотопов, типом их химических соединений, физико-химическими свойствами почвы, наличием в почве ионов, близких по своим свойствам к свойствам радиоизотопов, характером движения грунтовых вод и т. д.

Питательные вещества в почве содержатся не в почвенной воде, а на поверхности почвенных частиц. Радиоактивные элементы, попадающие в почву, не конкурируют за место на поверхности почвенных частиц и поэтому по отношению к ним почвы остаются мало насыщенными. Более того, некоторые радиоизотопы, такие, как цезий и стронций, могут включаться в кристаллическую решетку малорастворимых минералов, присутствующих в почвах.

Продукты деления, осевшие на поверхности почвы, фиксируются в ее верхнем слое. Дождевые осадки способствуют проникновению их вглубь. Вспашка почвы благоприятствует более равномерному распределению радионуклидов во всем объеме обработанной почвы.

Из загрязненной почвы радионуклиды поступают в растительность. За счет механического распределения, растительного в том числе, почва теряет в год до 2,5% стронция и до 0,7% цезия-137.

Растения не делают различия между радиоактивными и стабильными изотопами данного элемента вследствие схожести их химических свойств. Поэтому растения содержат эти изотопы в тех же пропорциях, что и в почве. Усвоение радионуклидов зависит от степени фиксации их в почве. Например, из глинистого песка в овес поступало до 10% стронция-90, а из тяжелого суглинка — до 1%. В зависимости от химических свойств радиоизотопы либо могут проникать в наземную часть растений, либо задерживаться корневой системой.

Цезий и стронций содержатся во всех частях растений, а такие элементы, как церий, рутений, цирконий, иттрий, плутоний, накапливаются в основном корневой системой.

Накопление радиоактивных веществ растениями может быть существенно уменьшено внесением в почву стабильных аналогов, содержащихся в минеральных удобрениях. Например, при обогащении почвы кальцием и фосфором уменьшается накопление растениями стронция-90, а при обогащении калием — цезия-137.

Наземная часть растений тоже может эффективно поглощать радиоактивные вещества. Исследование растений, подвергшихся облучению изотопами йода, показало, что через 90 часов эти изотопы были обнаружены во всех органах растений.

При авариях радиоактивному загрязнению подвергается вся наземная растительность. Накопление радионуклидов растениями обусловлено не только плотностью загрязнения, но и условиями произрастания. Песчаные и болотистые почвы способствуют накоплению радионуклидов в растениях, произрастающих на них. Леса, особенно хвойные, эффективно задерживают радиоактивные вещества. Интенсивность выпадения радионуклидов в лесу была в 5−7 раз выше, чем на прилегающих сельхозугодьях. Лес являлся естественным фильтром, задерживающим радиоактивные аэрозоли. Хвойные насаждения задержали в 2—3 раза больше радионуклидов, чем лиственные. В значительной мере это связано с их полным облиствением во время аварии.

Наибольшему воздействию радиоактивного выброса подверглись леса Хойникского, Брагинского и Наровлянского районов Гомельской области. Экспозиционная доза на поверхности почвы колебалась от 1,4 до 30 мР/ч, а плотность загрязнения почв — от 3,5 до 140 Кu/км². Сильно загрязнены радионуклидами леса Ветковского и Добрушского районов Гомельской области (в некоторых местах плотность загрязнения достигает 100 — 150 Ku/км²), Чериковского района Могилевской области (встречаются пятна с плотностью 60 — 270 Кu/км²).

Уровень радиоактивного загрязнения почв лесов за время, прошедшее после аварии, заметно снизился (в ряде мест в 10 — 15 раз). Это связано с распадом короткоживущих радионуклидов. Тем не менее, в таких районах, как Краснопольский, Чериковский, Ветковский, поверхностная активность почв по цезию-137 на отдельных участках в настоящее время составляет 50 — 170 Кu/км².

При передвижении от аварийного реактора на север и запад количество стронция-90, плутония-238, 239, 240 резко сокращается, и радиоактивность в основном обусловлена цезием. Поэтому считают, что если растения чисты по отношению к цезию, то они чисты и по отношению к другим радионуклидам.

Луга загрязнены сравнительно меньше, чем леса. Многолетние луговые травы накапливают больше радионуклидов, чем однолетние.

Загрязненные травы, злаки, корнеплоды с пищей поступают в организм животного, всасываются и распределяются по различным органам и тканям. Стронций накапливается в скелете, цезий — в мышцах, йод — в щитовидной железе, рутений — в почках. Затем эти вещества выводятся из организма с характерным для каждого из них периодом полувыведения.

Загрязнение водоемов и рек в первые дни после аварии происходило вследствие выпадения радиоактивных аэрозолей, в дальнейшем — за счет смыва радионуклидов. Загрязнению подверглись реки Припять, Днепр, Сож, Ипуть, Беседь.

В реках, протекающих через загрязненные зоны Брянско-Могилевско-Гомельского региона (Сож, Ипуть, Беседь), концентрация цезия-137 колеблется в пределах 1 — 50 пКu/л.

С течением времени содержание радионуклидов в донных отложениях и водной растительности увеличилось. В бессточных водоемах, озерах, в радиоактивно загрязненной местности продолжается аккумуляция радиоизотопов, Происходит незначительный обмен радионуклидами между грунтовыми и подземными водами. Это в будущем может являться потенциальным источником радиоактивного загрязнения систем водоснабжения.

Миграция радионуклидов в почвах лесов идет крайне медленно. До сих пор до 95% радионуклидов находится в верхнем слое почв (до 5 см).

В лесах наиболее радиоактивными являются растения из напочвенного покрова: мхи, грибы. Меньшей активностью обладают голубика, черника, малина и др. Наименее радиоактивны древесные растения. На обработанных почвах радионуклиды рассредоточены в большем объеме и поэтому растения, выращенные на этих почвах, менее активны.

Сильно загрязненные радионуклидами почвы следует использовать под лесные посадки из хвойных и лиственных пород, создавать радиоэкологические заповедники.

При загрязнении 5 Ku/км² и выше нужно глубже обрабатывать почву, вносить низменный торф и соответствующей набор минеральных удобрений. Заболоченные загрязненные участки желательно мелиорировать, улучшать лугопастбищные угодья.

Промышленную заготовку леса на технические нужды и топливо рекомендуется проводить при уровнях загрязнения не выше 5 Ku/км². При производстве хвойно-витаминной муки следует использовать листья и хвою при плотности загрязнения не выше 2 Ku/км². Заготовка ягод, грибов, лекарственных трав может производиться, если поверхностная активность не превышает 1 — 2 Ku/км².

Загрязнение зон, пострадавших от аварий, будет длительным, ибо оно связано с долгоживущими радионуклидами. В 30-километровой зоне загрязнение в основном определяется изотопами плутония. И хотя с течением времени частицы плутония достаточно прочно связываются с почвой и опасность ветрового подъема их уменьшается, тем не менее, концентрация в воздухе плутония-239, 240, например в г. Припять, составляет 7,3?10—⁴⁹ Ku/л (допустимые значения — 3?10—⁴⁷ Кu/л). Поэтому эта зона остается зоной отчуждения до тех пор, пока не будет снят и захоронен верхний слой почвы, содержащий плутоний.

В зонах, загрязненных цезием и стронцием, ситуация, казалось бы, должна определяться их периодом полураспада (?30 лет). Однако вследствие распада, заглубления и связывания с почвой «эффективное» загрязнение может быть уменьшено на 10 — 15 лет.

Рекомендации международной комиссии по радиологической защите В ноябре 1990 года МКРЗ приняла новые рекомендации по обеспечению радиоционной безопасности, оформленные в виде Публикации 60 «Рекомендации МКРЗ 1990 года» и Публикации 61 «Пределы годового поступления радионуклидов в организм работающих, основанные на рекомендациях 1990 года». На русском языке эти документы были опубликованы только в 1994 году. В этом документе нашли отражение опыт Комиссии и общемировой опыт применения ее рекомендаций, в том числе в принципиально новых условиях, возникших после чернобыльской катастрофы. Данный параграф, в котором мы пытаемся изложить принципиальные положения этих Рекомендаций, основан на предисловии редактора перевода Публикации 60 МКРЗ профессора И.Б. Кеирим-Маркуса.

Авария на ЧАЭС в апреле 1986 года, показала искусственность разделения населения в целях нормирования на две категории облучаемых лиц Б и А. Появилась необходимость нормировать облучение всего населения. В новых рекомендациях Комиссия оставила только две категории облучаемых лиц: работающих (персонал) и все население (популяцию), объединившие прежние категории Б и В.

Опыт Чернобыля показал, что даже на государственном уровне невозможно оптимизировать решения путем использования соотношения риск—польза только для облучения. Обязательно нужно учитывать и другие, нерадиационные факторы — отношение населения к принимаемым решениям, психическое воздействие радиационной обстановки на людей и т. п. В Публикации 60 это нашло отражение в более взвешенном, чем ранее, отношении к оптимизации облучения. В частности, МКРЗ уменьшает основные дозовые пределы по сравнению с рекомендациями 1977 года в 2,5 раза для работающих (персонала) и в 5 раз — для населения (по отношению к прежнему нормативу для категории Б, т. е. ограниченной части населения). Теперь предлагается регламентировать персональную дозу на уровне 100 и 5 мЗв за 5 лет для работающих и населения соответственно. Вместе с тем допустимые уровни облучения участников ликвидации последствий радиационной аварии увеличены до 0,5 Зв эффективной (эквивалентной) дозы и до 5 Зв на кожу.

В Публикации 60 вместо названия эффективная эквивалентная доза вводится новое, более простое, название для этой величины — эффективная доза, а также приведены уточненные значения тканевых весовых множителей W, входящих в выражение эффективной (эквивалентной) дозы. (табл. 17.) Значения в таблице приведены для условного контингента населения с равным числом лиц обоего пола и с широким диапазоном возрастов. При определении эффективной дозы эти значения применимы для персонала, для всего населения и для каждого пола.

При вычислениях в остальные органы включены следующие дополнительные органы и ткани: верхний отдел толстого кишечника, вилочковая железа, головной мозг, матка, мышцы, надпочечники, поджелудочная железа, почки, селезенка и тонкий кишечник. Перечень включает органы, которые, по-видимому, могут подвергаться избирательному излучению. Известно, что некоторые органы чувствительны к индуцированию рака. Если впоследствии окажется, что другие ткани и органы также подвержены значительному риску индуцирования заболевания раком, то они будут включены в таблицу со своим значением W или в этот дополнительный перечень, содержащий остальные органы. В него также могут входить другие ткани и органы, облученные избирательно.

В тех исключительных случаях, когда одна ткань или орган из входящих в перечень остальных органов получает эквивалентную дозу, превышающую наибольшую дозу в любом из 12 органов, для которых указан весовой множитель, этой ткани или органу следует приписывать весовой множитель 0,025, а для средней дозы в остальных органах этого списка использовать также множитель 0,025.

Принципы системы ограничения облучения в основном сохраняются в новых рекомендациях. Облучение подразделяется теперь на профессиональное (облучение людей на работе), на медицинское (облучение при медицинской диагностике и лечении) и на облучение населения, включающее все остальные виды облучения. Вводится новое понятие — потенциальное облучение, которое возможно в будущем сверх обычных пределов.

В Публикации уточнены виды контроля: контролируют источник облучения, человека и пути контакта между ними. Для работающих необходимы все три вида контроля, для медицинского персонала — тоже, но контроль должен быть подчинен основной задаче — принести пользу пациенту.

Наконец, для радиационной безопасности населения обычно достаточно контролировать только источник, и лишь в тех случаях, когда этого не хватает, дополнительно контролируют пути воздействия на людей. В Публикации 60 снова внесены изменения в систему величин эквидозиметрии. Уже ранее предлагался двойной контроль облучения: нестохастических эффектов — по эквивалентной дозе в критических органах, стохастических эффектов — по эффективной эквивалентной дозе в организме. Эффективная доза отличается от эффективной эквивалентной дозы тем, что формируется из среднетканевых поглощенных доз в отдельных органах, умноженных на вновь вводимые весовые множители излучения W и на тканевые множители W. Значения последних изменены по сравнению со значениями, рекомендованными ранее. Попутно вводится еще одно обозначение эквивалентной дозы.

Поскольку эффективная доза от внешнего облучения — это величина, непосредственно не измеряемая, ее предлагается оценивать по значениям индивидуальной эквивалентной дозы, в определении которой используют не w, а коэффициент качества излучения Q. Его зависимость от линейной передачи энергии излучения Q (L) изменена по сравнению с принятой в настоящее время.

Наконец, потенциальные облучения предлагается оценивать не по дозе, а по риску отдаленных последствий. Это неполное перечисление новых моментов даст некоторое конкретное представление о Публикации 60 как о важном этапе эволюции принципов и системы регламентации облучения людей, который потребует радикальной переоценки действующих систем радиационной безопасности во всех странах.

Сейчас в Республике Беларусь на основе Рекомендаций МКРЗ разработаны новые Нормы радиационной безопасности НРБ-2000.