Статья: Оценка радиационной обстановки в районе расположения АО ГНЦ НИИАР до начала эксплуатации ИЯУ МБИР

Таблица 2 - Удельная активность природных радионуклидов в почве наземных экосистем района расположения АО «ГНЦ НИИАР», Бк/кг

Оценка содержания в почве района размещения АО «ГНЦ НИИАР» основных радиологически значимых техногенных радионуклидов показала различный характер их поступления в наземные экосистемы за 40 лет работы предприятия. Так, плотность загрязнения ⁹⁰Sr почвенного покрова в пределах 30 км от института практически не меняется, находясь в среднем на уровне 0,6-1,0 кБк/м² (табл. 3). В то же время, плотности загрязнения почв наземных экосистем ¹³⁷Cs по выделенным зонам варьируют в достаточно широких пределах. Снижение уровней загрязнения ¹³⁷Cs почвенного покрова наблюдается в ряду СЗЗ>ЗН>ЗВ в соотношении 8,5:3,6:1,0. Для ⁹⁰Sr этот показатель значительно меньше: 1,7:1,3:1,0. Соотношение ¹³⁷Cs/⁹⁰Sr в почве наземных экосистем по выделенным зонам изменяется в среднем на порядок, составляя для СЗЗ - 24,5+19,4; ЗН - 8,2+6,8. В ЗВ это отношение минимально - 2,0+0,5 и близко к уровню глобальных радиоактивных выпадений (1,6). Таким образом, роль АО «ГНЦ НИИАР» в загрязнении наземных экосистем радиоизотопом стронция не существенна. При этом за счёт многолетних выбросов аэрозолей в результате работы шести исследовательских реакторов предприятия произошло поступление в окружающую среду ¹³⁷Cs. Однако большая часть активности радионуклида депонирована в пределах СЗЗ института, которая характеризуется пятнистостью загрязнения. Даже участок наземной экосистемы в СЗЗ с максимальной плотностью загрязнения почвы ¹³⁷Cs (32 кБк/м²) нельзя классифицировать как радиоактивно загрязнённый (критерий отнесения свыше 37 кБк/м²).

Таблица 3 - Характеристика поверхностного загрязнения техногенными радионуклидами почв наземных экосистем в районе расположения АО «ГНЦ НИИАР» в 2011 г.

Необходимо отметить, что в СЗЗ АО «ГНЦ НИИАР» всё же имеется участок локального радиоактивного загрязнения, который сформировался в результате прошлой деятельности предприятия в месте сброса технологических вод по промышленно-ливневой канализации (ПЛК-1). Достаточно высоким уровням радиоактивного загрязнения подверглись грунты вдоль русла ПЛК-1 (площадь 2,6 тыс. м²) и прилегающее к ней болото (120 тыс. м²). Уровень МАЭД на данном участке СЗЗ варьирует в пределах 0,6-6,0 мкЗв/ч. Удельная активность ¹³⁷Cs в почве составляет 6,4-20,0 кБк/кг, ⁹⁰Sr - в пределах 0,05-0,26 кБк/кг, ²³⁹,²⁴⁰Pu - на уровне 5,3-12,1 кБк/кг [11]. Отбор в ходе радиационного обследования контрольной пробы почвы рядом с ПЛК-1 на глубину 0-10 см подтвердил высокое содержание в ней ¹³⁷Cs, которое составило 4,7 кБк/кг. Дополнительно в почве были также идентифицированы и другие техногенные радионуклиды: ¹³⁴Cs - 23,6 Бк/кг, ⁶⁰Co - 13,6 Бк/кг, ⁶⁵Zn - 5,2 Бк/кг, ⁵⁴Mn - 20,9 Бк/кг. Образование участка локального радиоактивного загрязнения в районе расположения АО «ГНЦ НИИАР» не является уникальным. Вследствие несовершенства систем очистки сбросных технологических вод на ранних этапах развития ядерных технологий вблизи ряда радиационно-опасных объектов образовались локальные участки с повышенным уровнем радиоактивности. Примером такого «радиационного наследия» является участок Ольховского болота в СЗЗ Белоярской АЭС с высоким содержанием в грунтах техногенных радионуклидов, которые поступали в составе сбросов при эксплуатации первых реакторов АМБ-100 и АМБ-200 [3]. В настоящее время научно обоснованы критерии по характеристике и реабилитации таких зон локальных радиоактивных загрязнений [18, 19].

Анализ вертикального распределения ¹³⁷Cs в почвенном профиле участков природных экосистем СЗЗ и ЗН показал отличия в закономерностях вертикальной миграции радионуклида. Так, на лесных участках вне зависимости от зоны (рис. 2А и 2В), от 58 до 63% ¹³⁷Cs аккумулировано в верхнем 0-2 см слое почвы, а на глубине 0-5 см депонируется более 90% радионуклида.

Рис. 2. Распределение ¹³⁷Cs в почвенном профиле участков природных экосистем в районе расположения АО «ГНЦ НИИАР»: А - лес в СЗЗ, Б - болото в СЗЗ, В - лес в ЗН, Г - луг в ЗН.

На лугах миграционные процессы идут более активно (рис. 2Г). Здесь основной запас ¹³⁷Cs содержится в почвенном слое 2-5 см (около 60%), однако, как и на лесных участках, большая часть радионуклида (более 95%) аккумулируется в слое 0-5 см. Это обусловлено формированием в лесных и луговых ценозах мощной дернины с развитой корневой системой. Она способствует удерживанию и накоплению в верхнем слое почвы природных экосистем основного количества техногенных радионуклидов, поступающих с атмосферными выпадениями. На заболоченном участке (рис. 2Б) состав почвы и гидрологический режим способствуют более интенсивной миграции ¹³⁷Cs. На глубину до 10 см радионуклид распределяется равномерно и, в отличие от лесных и луговых ценозов, частично мигрирует в более глубокий почвенный горизонт до 20 см.

Сравнение данных обследования наземных экосистем района размещения АО «ГНЦ НИИАР» в 2011 г. (табл. 3) с результатами многолетних наблюдений Росгидромета [13] и самого предприятия [11, 14] показало хорошую сходимость полученных значений (рис. 3). Линейная аппроксимация данных мониторинга плотности загрязнения техногенными радионуклидами почв наземных экосистем показывает, что за последние 15 лет наблюдается стабильное снижение этого показателя, которое для ¹³⁷Cs идёт точно в соответствии с законом распада радионуклида, а для ⁹⁰Sr близко к нему. Это позволяет сделать вывод, что АО «ГНЦ НИИАР» в ЗН и ЗВ не оказывает значимого влияния на загрязнение техногенными радионуклидами наземных экосистем.

Рис. 3. Динамика плотности загрязнения почв наземных экосистем в зоне влияния АО «ГНЦ НИИАР»: А - ¹³⁷Cs, Б - ⁹⁰Sr (по данным [11, 13]).

Учитывая выделенные закономерности, в соответствии с законами распада ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr, сделан прогноз до 2080 г. динамики уровней загрязнения наземных экосистем радионуклидами всех зон в пределах 30-км вокруг АО «ГНЦ НИИАР» (табл. 4).

Таблица 4 - Прогноз минимальных и максимальных плотностей загрязнения техногенными радионуклидами почв наземных экосистем в районе расположения АО «ГНЦ НИИАР», кБк/м²

Полученные диапазоны значений плотности загрязнения ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr можно использовать как базовые для оценки изменения радиационной обстановки в районе размещения АО «ГНЦ НИИАР» как до, так и после ввода в эксплуатацию ИЯУ МБИР. В случае превышения рассчитанных показателей рекомендуется оценить влияние радиационно-опасного объекта на окружающую среду за счёт газо-аэрозольных выбросов.

При анализе радиационной обстановки в наземных экосистемах, помимо оценки плотностей загрязнения техногенными радионуклидами почвы, важно сравнить накопление радиоизотопов в различных компонентах ценозов, сельскохозяйственной и пищевой продукции. Так, максимальное содержание ¹³⁷Cs отмечено в опаде листьев, а по выделенным зонам - в лесной растительности СЗЗ (рис. 4), что отражает закономерности, представленные выше для почвенного покрова вблизи предприятия.

Рис. 4. Содержание ¹³⁷Cs в компонентах природных наземных экосистем 30-км зоны вокруг АО «ГНЦ НИИАР» (СЗЗ - санитарно-защитная зона, ЗН - зона наблюдения, ЗВ - зона влияния).

Отличия между лесной растительностью СЗЗ и ЗН по накоплению ¹³⁷Cs составляют, в среднем, для опада листьев - 2,9, папоротника - 2,1, разнотравья - 3,2 раза. Для луговой растительности разница в показателях удельной активности ¹³⁷Cs между ЗН и ЗВ небольшая и не превышает 1,3 раза, что также коррелирует с плотностями загрязнения радионуклидом почвенного покрова. По данным многолетнего (2006-2020 гг.) мониторинга АО «ГНЦ НИИАР» в ЗН и ЗВ среднее содержание ¹³⁷Cs в природной растительности находится на уровне 1,08+0,85 Бк/кг, что близко к результатам, полученным нами при радиационном обследовании в 2011 г. Низкая вариабельность, на длительном временном отрезке, содержания ¹³⁷Cs в растительности, которая является индикатором накопления техногенных радионуклидов, подтверждает стабильность радиационной обстановки в районе размещения АО «ГНЦ НИИАР».

Результаты радиационного контроля пищевой продукции, произведённой в районе расположения АО «ГНЦ НИИАР», показали, что средняя удельная активность ⁹⁰Sr в ключевом продукте животноводства - коровьем молоке из ЗВ института - составляет 0,13+0,03 Бк/л (при n=4), ¹³⁷Cs - 0,20+0,06 Бк/л. Максимальный уровень содержания ⁹⁰Sr в молоке более чем в 150 раз меньше действующего норматива СанПиН (25 Бк/л), а по ¹³⁷Cs (норматив 100 Бк/л) эта разница составляет более 300 раз. Результаты радиационного обследования 2011 г. подтверждаются также и данными многолетних наблюдений за содержанием техногенных радионуклидов в молоке района размещения АО «ГНЦ НИИАР». Так, в период 2006-2020 гг. удельная активность ¹³⁷Cs в молоке местного производства составила 0,22+0,20 Бк/л, ⁹⁰Sr - 0,11+0,06 Бк/л [11], что близко к результатам наших исследований. Данные мониторинга также показывают и низкое содержание техногенных радионуклидов в продукции растениеводства из региона АО «ГНЦ НИИАР». Например, средняя удельная активность ¹³⁷Cs в зерне за 14-летний период исследований составила 0,57+0,36 Бк/кг, ⁹⁰Sr - 0,27+0,21 Бк/кг. Это в 65 раз ниже действующего радиологического норматива СанПиН по ¹³⁷Cs (60 Бк/кг). ⁹⁰Sr в продовольственном зерне в действующих СанПиН не нормируется, однако содержание в этой продукции растениеводства данного радионуклида также минимально.

Из природных продуктов питания наиболее радиологически важными для человека являются грибы как максимальные накопители радионуклидов. Пробы данного вида пищевой продукции отбирали в СЗЗ института с целью консервативной оценки максимально возможного влияния грибов на формирование дозы внутреннего облучения населения. Средняя удельная активность ¹³⁷Cs в грибах из СЗЗ АО «ГНЦ НИИАР» составила в 2011 г. 18,6+11,6 Бк/кг (при n=4), что более чем в 15 раз ниже радиологического норматива, установленного в СанПиН (500 Бк/кг). В целом, представленные данные показывают крайне низкое содержание техногенных радионуклидов в сельскохозяйственной и природной пищевой продукции в районе размещения АО «ГНЦ НИИАР» в течение длительного периода наблюдений.

Заключение

Проведённый сравнительный анализ данных радиационного обследования района расположения АО «ГНЦ НИИАР» в 2011 г. и результатов длительных (2002-2020 гг.) наблюдений позволяет сделать ряд радиоэкологических выводов.

1. Многолетняя деятельность АО «ГНЦ НИИАР» не привела к существенному ухудшению радиоэкологической обстановки в районе размещения радиационно-опасного объекта. Средние показатели МАЭД как в ближней зоне предприятия, так и на удалении до 30 км от него находятся на уровнях в 2,5-5,0 раз ниже верхней границы природного радиационного фона (0,3 мкЗв/ч).