Последствия гонки ядерных вооружений для реки Томи:

без ширмы секретности и спекуляций

Consequences of the Nuclear Arms Race for the River Tom:

Without a Mask of Secrecy or Speculation

«Green Cross Russia»

«Tomsk Green Cross»

NGO «Siberian Ecological Agency»

A. V. Toropov

CONSEQUENCES OF THE NUCLEAR ARMS RACE

FOR THE RIVER TOM: WITHOUT A MASK

OF SECRECY OR SPECULATION

SCIENTIFIC BOOK

Tomsk – 2010 «Зеленый Крест»

«Томский Зеленый Крест»

ТРБОО «Сибирское Экологическое Агентство»

А. В. Торопов

ПОСЛЕДСТВИЯ ГОНКИ

ЯДЕРНЫХ ВООРУЖЕНИЙ ДЛЯ РЕКИ ТОМИ:

БЕЗ ШИРМЫ СЕКРЕТНОСТИ И СПЕКУЛЯЦИЙ

НАУЧНОЕ ИЗДАНИЕ

Томск – УДК 556.3:504.4(571.16) ББК 26.22:20:1(2Р53) Т Торопов А. В.

Т612 Последствия гонки ядерных вооружений для реки Томи: без ширмы секретности и спекуляций: Научное издание. — Томск: Дельтаплан, 2010. — 168 с.: илл.

ISBN 978-5-94154-156- Монография написана канд. биол. наук, директором ТРБОО «СибЭкоАгентство» А.В.Тороповым на основании многолетних исследований радиоэкологической ситуации в бассейне Нижней Томи позволяет с научных позиций оценить последствия загрязнения этой территории радионуклидами. Основным материалом для издания стали результаты совместных экспедиций «СибЭкоАгентства» с Томским политехническим университетом, ОГУ «Облкомприроды» и Объединенным институтом геологии, геофизики и минералогии СО РАН.

В настоящее время становится очевидным, что такое достижение цивилизации, как ядерная энергетика может вызвать, при определенных условиях, существенный вред здоровью человека и оказать пагубное воздействие на биоту. Поскольку современную цивилизацию невозможно себе представить без использования радиоактивных материалов, атомных электростанций, то очевидно, что требуется тщательное, научно обоснованное исследование проблем радиационного воздействия на живые организмы и проблем накопления радионуклидов в природе. Такие исследования помогут дать объективный прогноз последствий воздействия радиации на наш мир.

Автором в монографии рассматриваются вопросы миграции радионуклидов в компонентах экосистемы Нижней Томи в зоне влияния сбросов крупнейшего предприятия ядерно-топливного цикла Сибирский химический комбинат в период до и после остановки ядерных реакторов СХК в 2008 году. Приводятся расчетные уровни облучения гидробионтов Нижней Томи. Дается прогноз основных путей облучения гидробионтов после остановки реакторов. В монографии приводятся данные, позволяющие оценить различные виды природопользования жителями прибрежных населенных пунктов Нижней Томи с точки зрения получения дополнительных доз облучения.

Даны рекомендации для местного населения по ведению безопасного природопользования.

Научное издание предназначено для ученых — радиобиологов, специалистов по радиационному мониторингу, руководства администраций муниципальных образований и регионов размещения предприятий ядерно-топливного цикла, активистов общественных экологических организаций и широкой общественности, интересующейся вопросами влияния атомной энергетики на природу и человека.

Рецензенты:

— доктор геолого-минералогических наук, профессор, заведующий кафедрой геоэкологии Л. П. Рихванов и геохимии Томского политехнического университета, г. Томск Н. Н. Ильинских — доктор биологических наук, профессор, заведующий кафедрой биологии и генетики Сибирского государственного медицинского университета, г. Томск Научное издание Торопов Алексей Владимирович

ПОСЛЕДСТВИЯ ГОНКИ

ЯДЕРНЫХ ВООРУЖЕНИЙ ДЛЯ РЕКИ ТОМИ:

БЕЗ ШИРМЫ СЕКРЕТНОСТИ И СПЕКУЛЯЦИЙ

Технический редактор Елена Коварж Дизайнер Сергей Сидоров Подписано в печать 13.12.2010. Формат 70100/16.

Гарнитура «NewBaskerville». Печать офсетная.

Усл.-печ. л. 13.33. Уч.-изд. л. 9.76. Тираж 450 экз. Заказ 574.

Отпечатано. ООО «Дельтаплан»

634041, г. Томск, ул. Тверская, 81.

435-400 435- Оглавление Сокращения и условные обозначения

Введение

Introduction

1. Изученность вопроса о радиоактивном загрязнении водотоков в районе расположения крупнейших российских предприятий ЯТЦ

1.1. Речная система «Теча–Исеть–Тобол–Иртыш–Обь»

в зоне сбросов ПО «Маяк»

1.2. Река Енисей в зоне влияния сбросов ГХК

1.3. Река Томь в районе влияния сбросов СХК

Выводы по литературному обзору

2. Краткая характеристика территории исследований

2.1. Географическая характеристика территории

2.2. Город Северск

2.3. Краткая характеристика Сибирского химического комбината — основного источника радиоактивного загрязнения нижней Томи

2.4. Основные пути поступления техногенных радионуклидов в природную среду с территории СХК

2.5. Система контроля окружающей среды на СХК

3. Материалы и методы исследования

3.1. Общая методика работ

3.2. Отбор проб

3.3. Лабораторно-аналитические исследования

3.4. Обработка данных и представление материала

4. Техногенные радионуклиды в воде нижней Томи

5. Накопление техногенных радионуклидов донными отложениями и аллювиальной почвой нижней Томи

6. Накопление техногенных радионуклидов макрофитами нижней Томи............ 7. Накопление техногенных радионуклидов рыбами нижней Томи

8. Дозы облучения гидробионтов нижней Томи

8.1. Основные пути облучения гидробионтов нижней Томи после остановки реакторов СХК

9. Результаты оценки радиоэкологической ситуации в районе сбросов СХК в р. Томь после остановки последних промышленных плутониевых реакторов

9.1. Содержание радионуклидов в компонентах экосистемы р. Томь

9.2. Мониторинг самоочищения р. Томи в результате остановки реакторов СХК... 9.3. Оценка безопасности разных видов природопользования

9.4. Рекомендации населению по безопасному природопользованию на реке Томи в зоне влияния сбросов СХК

Выводы

Приложения

Литература

Сокращения и условные обозначения — атомный двуцелевой энергетический реактор АДЭ АСКРО — автоматизированная система контроля радиационной обстановки — атомная электростанция АЭС — биологический эквивалент Рентгена БЭР ВВЭР — водо-водяной энергетический реактор — Восточно-Уральский радиоактивный след ВУРС — государственный научный центр ГНЦ — Горно-химический комбинат ГХК — дезоксирибонуклеиновая кислота ДНК — допустимая концентрация в атмосферном воздухе или воде ДКб — делящийся элемент ДЯТЦ — департамент ядерно-топливного цикла — естественные радионуклиды ЕРН ЖРАО — жидкие радиоактивные отходы — завод разделения изотопов ЗРИ — захват орбитального электрона ЛИМА АСИЦ ВИМС — лаборатория изотопных методов анализа Аналитического сертификационного испытательного центра Всероссийского научно-исследовательского института минерального сырья им. Н. М. Федоровского — коэффициент накопления — минимально измеряемая интенсивность МИИ — мощность экспозиционной дозы МЭД — нет данных (в таблицах).

н. д.

— научно-исследовательский институт НИИ — научно-производственное объединение НПО — областное государственное учреждение ОГУ — отработавшее ядерное топливо ОЯТ — производственное объединение — радиоактивные отходы РАО РПСЛ — радиационно-промышленная санитарная лаборатория — радиохимический завод РХЗ — сублиматный завод — санитарно-защитная зона СЗЗ СО РАН — Сибирское отделение Российской академии наук — Сибирский химический комбинат СХК — система управления и защиты реактора СУЗ — Томский государственный университет ТГУ — Томский политехнический университет ТПУ — техногенные радионуклиды ТРН ТЦГМС — Томский центр гидрометеорологии и мониторинга среды ЦГСЭН — центр государственного санитарно-эпидемиологического надзора ЦМСЧ — центральная медико-санитарная часть — химико-металлургический завод ХМЗ — ядерно-топливный цикл ЯТЦ — альфа-излучающий радионуклид — бета-излучающий радионуклид — гамма-излучающий радионуклид * — альфа-распад – — электронный распад + — позитронный распад Т1/2 — период полураспада — биологический период полувыведения — мощность поглощенной дозы Введение Более 50 лет в Томской области всего в нескольких километрах севернее города Томска функционирует крупнейшее в мире предприятие ядерного топливного цикла Сибирский химический комбинат. Созданный в годы Холодной войны для производства оружейного урана и плутония, СХК сегодня продолжает свою работу, перестроив свои производства в интересах атомной энергетики.

За более чем пятидесятилетний период деятельности комбината на нем произошло более 30 аварийных инцидентов, причем пять из них, включая аварию, произошедшую 06.04.1993 года, относят к третьему уровню по международной шкале событий (INES) и квалифицируют, как серьезные происшествия.

К счастью в истории Сибирского химического комбината отсутствуют аварии, сравнимые по масштабам выброса радиоактивных веществ в окружающую среду и последствиям для населения, с аварией на ПО «Маяк» 29.09.1957 и ветровым разносом техногенных радионуклидов с подсохших берегов озера Карачай летом 1967 года (Челябинская область).

В процессе производства оружейных делящихся материалов на СХК основным источником поступления радиоактивных веществ в доступную для человека среду являлся сброс сточных вод комбината в реку Томь.

При этом радиоэкологическая ситуация в экосистеме нижней Томи в зоне влияния сбросов СХК долгие годы оставалась малоизученной, за исключением работ, выполненных ведомственными лабораториями «Росатома», которые были и остаются малодоступны для научной общественности.

Первые собственные данные о радиоэкологической ситуации в районе сброса сточных вод СХК в открытую гидросеть в начале 1990-х годов получил коллектив исследователей кафедры полезных ископаемых и геохимии редкоземельных элементов (сегодня кафедра геоэкологии и геохимии) Томского политехнического университета. С середины 1990-х годов систематическим радиационным мониторингом в районе сбросов СХК в р. Томь стал заниматься Госкомэкологии Томской области совместно с Томским центром гидрометеорологии и мониторинга окружающей среды.

Однако эти работы областных подразделений федеральных государственных органов можно охарактеризовать скорее, как проведение радиационного мониторинга, нежели радиоэкологическими исследованиями.

Для отслеживания динамики загрязнения экосистемы нижней Томи техногенными радионуклидами и прогноза ее изменений необходимо было иметь широкое представление о современной радиоэкологической ситуации в зоне сбросов СХК, включая данные по объектам биоты и понимание путей миграции радионуклидов в районе исследований.

«Сибирское Экологическое Агентство» выступило инициатором проведения совместных независимых от «Минатома» радиоэкологических исследований, в которых на протяжении нескольких лет принимал отдел радиационной безопасности ОГУ «Облкомприроды» Администрации Томской области, кафедра геоэкологии и геохимии Томского политехнического университета, Объединенный институт геологии, геохимии и минералогии СО РАН с привлечением лабораторий и других научных институтов. В результате были получены данные о радиоэкологической ситуации в экосистеме нижней Томи в зоне влияния сбросов СХК в период, предшествующий остановке последних промышленных плутониевых реакторов СХК.

В 2008 году были остановлены последние два промышленных плутониевых реактора СХК. Но среди жителей Томской области и сейчас ходят слухи о гигантских карпах и карасях из реки Ромашка, звенящей или светящейся воде и прочее. Есть ли основания для таких слухов?

Публикация данной книги направлена на информирование чиновников, политиков, научного сообщества, общественных деятелей и широкой общественности о реальной радиоэкологической ситуации в нижней Томи. Какова была радиоэкологическая ситуация на реке Томи при работающих ядерных реакторах СХК? Как она изменилась после их остановки? Что нужно знать при посещении или постоянном проживании в низовьях реки Томь? Ответить на эти и другие вопросы призвана публикация данной книги.

Автор выражает глубокую признательность всем коллегам — радиоэкологам и соратникам по природоохранному движению, благодаря участию которых состоялись независимые радиоэкологические исследования в зоне влияния сбросов СХК, а также реализован проект по изданию этой книги. Среди внесших наибольший вклад выделю профессора, заведующего кафедрой полезных геоэкологии и геохимии Томского политехнического университета Л. П. Рихванова, сотрудников ОГУ «Облкомприроды» Администрации Томской области Ю. Г. Зубкова, Ю. А. Громова, В. Б. Елагина, С. В. Фришмана, сотрудника Томского центра гидрометеорологии и мониторинга окружающей среды Н. И. Башкирова, сотрудников Объединенного института геологии, геохимии и минералогии СО РАН (г. Новосибирск) Г. А. Леонову, Ф. В. Сухорукова, В. А. Боброва, зав. лабораторией радиоэкологии Института биофизики СО РАН (г. Красноярск) А. Я. Болсуновского, профессора, заведующего кафедрой биологии и генетики Сибирского государственного медицинского университета (г. Томск) Н. Н. Ильинских, профессора, Президента «Зеленого Креста» (г. Москва) С. И. Барановского и директора по программам «Зеленого Креста» А. В. Федорова.

Особая благодарность руководству и сотрудникам Швейцарского Зеленого Креста за финансовую поддержку проекта «Безопасность природопользования на реке Томи в зоне влияния сбросов Сибирского химического комбината», благодаря реализации которого мы провели исследования в 2008 году и получили информацию об изменении радиоэкологической ситуации после остановки последних промышленных плутониевых реакторов СХК. В рамках реализации проекта были проведены исследования, опубликована брошюра с рекомендациями для населения поселков, расположенных ниже устья р. Ромашка. Реализация проекта внесла свою лепту в объективное информирование населения о радиационной ситуации в регионе, целевой группой были сельские жители нескольких поселков низовьев р. Томи.

Издание осуществлено при реализации проекта «Сибирского Экологического Агентства» и Томского Зеленого Креста «Последствия гонки ядерных вооружений для реки Томи: без ширмы секретности и спекуляций», поддержанного Общественным советом Госкорпорации «Росатом» в рамках конкурса социально-значимых инициатив.

Introduction For over 50 years in Tomsk Region, only a few kilometers to the north of Tomsk, the world’s largest nuclear fuel cycle enterprise, the Siberian Chemical Complex, has been operating. Created during the Cold War period for the production of weaponsgrade uranium and plutonium, today SCC continues its work, having reorganized its production in the interests of atomic energy.

For a working period of over 50 years the Complex has had more than 30 incidents of emergencies. Moreover, 5 of them (including the emergency of 6th April 1993) are rated at level 3 incidents according to the INES scale and qualify as serious incidents.

Fortunately there have never been emergencies at the Siberian Chemical Complex comparable to the massive discharge of radioactive materials into the environment with consequences for the population such as at the power station Mayak on 29th September 1957 or anthropogenic radioactive nuclides carried by the wind from the dried up banks of Lake Karachai in the summer of 1967 (Chelyabinsk Region).

During the production process of weapons-grade fissionable material at the SCC, the main source of radioactive materials in the accessible to human surroundings was the wastes discharge of the Complex into the River Tom.

Furthermore, the radio-ecological situation in the ecosystem of the Lower Tom in the affected zone was little studied for many years, with the exception of work carried out by the departmental laboratories of Rosatom which were and are not readily accessible for the scientific community.

The first proper data on the radio-ecological situation in the area of the SCC wastes discharge into the open water network was obtained at the beginning of the 1990s by a group of researchers at the Department of Minerals and Geochemistry of Rare Earth Elements (today the Department of Geo-ecology and Geochemistry) at Tomsk Polytechnic University. Since the middle of the 1990s systematic radioactive monitoring in the area of the SCC wastes discharge into the River Tom has been carried out jointly by the State Ecological Committee of Tomsk Region and the Tomsk Center of Hydrometeorology and Environmental Monitoring.

However, the work done by the regional branches of federal state organs may be better described as the carrying out of radioactive monitoring rather than radio-ecological research.

In order to follow the dynamics of pollution of the ecosystem of the Lower Tom by anthropogenic radioactive nuclides and to forecast changes, it is necessary to have a wide understanding of the current radio-ecological situation in the SCC wastes discharge zone, including data on biota and an understanding of migration routes of radioactive nuclides in the area of research.

The Siberian Ecological Agency became the initiator in carrying out joint, independent of Rosatom, radio-ecological research, which saw the participation for several years of the department of radiation safety of the State Environmental Committee of the Tomsk Region Administration, the department of geo-ecology and geochemistry of Tomsk Polytechnic University, the United Institute of Geology, Geochemistry and Mineralogy of the Siberian Branch of the Russian Ministry of Sciences with the involvement of laboratories from other research institutes. As a result data were received on the radio-ecological situation in the ecosystem of the Lower Tom in the affected zone of the CSS wastes discharge during the period preceding the cessation of last industrial plutonium reactors of the CSS.

In 2008 the last two industrial plutonium reactors at CSS ceased operating. But even now there exist rumors of giant carp and crucian carp from the River Romashka, ringing or luminescent water and so on among residents of Tomsk Region. Do such rumors have a basis in fact?

Publication of this book is aimed at informing officials, politicians, the scientific community, public figures and the wider society about the real radio-ecological situation in the Lower Tom. What was the radio-ecological situation in the River Tom during the operation of the CSS nuclear reactors? How has it changed since they stopped operating? What is it necessary to know when visiting or residing in the lower reaches of the River Tom? This book was published to answer these and other questions.

The author wishes to thank all his colleagues – radio-ecologists and comradesin-arms in the environmental protection movement, thanks to the participation of whom independent radio-ecological research in the CSS wastes discharge affected zone was carried out, and also without whom this book could not have been published. Among those who made the greatest contribution are L. V. Rikhvanov, head of the department of geo-ecology and geochemistry at Tomsk Polytechnic University; Yu. G. Zubkov, Yu. A. Gromov, V. B. Yelagin and S. V. Frishman, employees of the State Environmental Committee of the Tomsk Region Administration; N. I. Bashkirov of the Tomsk Center of Hydrometeorology and Environmental Monitoring;

G. A. Leonov, F. V. Sukhorukov and V. A. Bobrov of the United Institute of Geology, Geochemistry and Mineralogy of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences at Novosibirsk; A. Ya. Bolsunovsky, head of the radio-ecological laboratory of the Institute of Biophysics of the Siberian Branch of the Russian Academy of Sciences at Krasnoyarsk; Prof. N. N. Ilyinskikh, head of the department of biology and genetics at the Siberian State Medical University (Tomsk); Prof. S. I. Baranovsky, president of the Green Cross (Moscow); and A. V. Fyodorov, program director for the Green Cross.

In particular the author would like to thank the leadership and employees of the Swiss Green Cross their financial support of the project, The Safety of Environmental Management on the River Tom in the zone affected by wastes discharge from the Siberian Chemical Complex, thanks to realization of which we conducted research in 2008 and obtained information on the changing of the radio-ecological situation after the cessation of work of the last industrial plutonium reactors of the CSS. As part of the project research was undertaken, and a brochure with recommendations for communities located downstream from the mouth of the River Romashka was published. The project’s realization made a contribution to the objective informing of the local population on the radioactive situation in the region. The target group was residents of several communities of the Lower Tom.

Publication was carried out through the realization of Siberian Ecological Agency and Tomsk Green Cross’s project, Consequences of the Nuclear Arms Race for the River Tom: Without a Mask of Secrecy or Speculation, supported by the Public Council of State Corporation Rosatom as part of a contest of socially significant initiatives.

1. Изученность вопроса о радиоактивном загрязнении водотоков в районе расположения крупнейших российских предприятий ЯТЦ Многолетнее использование водотоков для сброса больших объемов жидких радиоактивных отходов разной активности, образующихся в процессе производства оружейного плутония и сопутствующих производств, привело к образованию особых природно-антропогенных участков рек в зонах влияния сбросов крупных ядерных комплексов. Вряд ли это звучит гуманно, но ряд радиоэкологов отмечают наличие в России уникальных природно-техногенных полигонов для исследования процессов разбавления, переноса, распределения и миграции ксенобиотиков в речных системах в зоне сбросов ПО «Маяк» в р. Теча, Горно-химического комбината в р. Енисей и Сибирского химического комбината в р. Томь (Берзина и др., 1993; Носов и др., 1993; Мартынова, Шабанов, 2000 и др.).

В других странах, производивших оружейные делящиеся материалы, также есть схожие природно-техногенные полигоны. Так в США в результате сбросов радиоактивных веществ, поверхностному стоку и подземной миграции радионуклидов загрязнению подверглась река Колумбия (предприятие Хэнфорд), во Франции — река Рона (предприятие Маркуль) и др. (Jones et al., 1975; Granby, 1978; Gallop et al., 1988).

В нашем исследовании часто приводится сравнение показателей радиоэкологической ситуации в зоне многолетних сбросов СХК в открытую гидрографическую сеть с таковой в зоне влияния других предприятий ЯТЦ России. Ниже кратко рассмотрена радиоэкологическая ситуация, сложившаяся в экосистемах разных водотоков в результате многолетней деятельности трех ключевых предприятий ядерно-топливного цикла России, производивших оружейные делящиеся материалы: ПО «Маяк», Сибирский химический комбинат, Горно-химический комбинат.

1.1. Речная система «Теча–Исеть–Тобол–Иртыш–Обь»

в зоне сбросов ПО «Маяк»

Первым в СССР предприятием по промышленному получению делящихся материалов для ядерного оружия стал комбинат № 817, построенный на Южном Урале недалеко от старинных уральских городов Кыштыма и Касли. На базе комбината в дальнейшем выросло ПО «Маяк» (Радиационное наследие..., 1999).

Именно на этом предприятии впервые в Советском Союзе отрабатывались многие технологии атомной промышленности, в связи с чем природные среды в зоне воздействия предприятия до настоящего времени подвергаются загрязнению радионуклидами.

Первый промышленный уран-графитовый реактор комбината № 817 был запущен в июне 1948 г., облученный уран поступил на радиохимический завод в декабре того же года (Радиационное наследие..., 1999). В 1949–1951 гг.

технологические ЖРАО, образующиеся в процессе переработки облученного урана, сбрасывались напрямую в р. Теча. При этом иногда допускался сброс в 1000 Ки/сутки (Мясоедов, 1997). В. В. Мартюшов с соавторами (1997) со ссылкой на «Заключение...» (1991) приводят цифру общей активности по бета-излучающим нуклидам, поступившим в речную систему, равную 2,75 млн Ки (более 100 ПБк). Около 75 % поступившей в речную систему активности было депонировано донным грунтом и болотистой поймой верховьев р. Течи. В 1956–1963 гг.

эта часть реки и ее поймы была изолирована от нижележащей части реки сооружением ряда глухих плотин (рис. 1.1.1).

Начиная с 1963 г. речная система считается находящейся в режиме естественной дезактивации (Мартюшов и др., 1997). Кроме прямого сброса радиоактивных растворов в р. Теча поступление в нее радионуклидов произошло в результате двух крупных аварий. В 1957 г. произошел взрыв емкости с ЖРАО, в результате чего осадки, содержащие долгоживущие радионуклиды, выпали на площади 23 тыс. кв. км. и сформировали Восточно-Уральский радиоактивный след, также произошло и непосредственное загрязнение озер и рек в районе хранилища РАО. В 1967 г. часть территории ВУРСа подверглась повторному загрязнению из-за ветрового подъема и сдува подсохшего ила из береговой полосы оз. Карачай, куда на протяжении многих лет сбрасывались высоко- и средне-активные ЖРАО (Караваева, Молчанова, 1997). Так вынос 90Sr с территории ВУРСа только через реку Караболка и далее реку Синару в реку Исеть в период с 1958 по 1996 гг. оценен в 1 ТБк (Перемыслова и др., 1999).

Рис. 1.1.1. Схема расположения водоемов-отстойников ПО «Маяк»

и путей подземной миграции радионуклидов (стрелки) (по Уткину и др., 2000) Что касается радиоактивного загрязнения рр. Теча–Исеть–Тобол-ИртышОбь, то именно по описанию радиоэкологической ситуации в этой речной системе появились первые открытые публикации без конкретной привязки к местности (Медведев, 1990). В рамках реализации государственных научных программ, мониторинга и независимых исследований изучено распределение техногенных радионуклидов в компонентах природных сред рек, закономерности миграции радионуклидов и суммарный вынос радионуклидов в р. Иртыш и далее вниз по течению.

Уже через несколько лет после аварии 1957 г. и прекращения прямых сбросов радиоактивных растворов в р. Теча короткоживущие техногенные радионуклиды в воде, донных отложениях и биоте речной системы распались, основными регистрируемыми радионуклидами стали 137Cs, 90Sr, изотопы плутония и тритий.

За время, прошедшее с начала сбросов радионуклидов в 1949 г. до 1990 г., среднегодовые концентрации 90Sr в воде в верховье р.Течи снизились с до 4 103 Бк/м3, а 137Cs — с 2 107 до 0,5 103 Бк/м3, т. е. процесс очищения воды от цезия-137 протекал более эффективно (Трапезников и др., 2000 по «Заключение...», 1991). В последующие годы ситуация изменилась незначительно, так в 1996–1998 гг. среднее содержание в воде р. Теча составило для 90Sr и 137Cs соответственно 7,2 103 и 0,15 103 Бк/м3 (Позолотина и др., 2000). Эти величины остаются на несколько порядков выше средних значений по России, для стронция равных 8 Бк/м3 («Радиационная...», 1998). А. В. Трапезников с соавторами (1997) приводит данные по уменьшению концентрации 90Sr и 137Cs вниз по течению в речной системе Теча–Исеть–Миасс–Тобол в 1995 г. (рис. 1.1.2).

Рис. 1.1.2. Концентрация 90Sr (над чертой) и 137Cs (под чертой) в воде системы рек Теча–Исеть–Миасс–Тобол (Бк/л; н. п. о. — ниже предела обнаружения) (по Трапезникову и др., 1997) Современное содержание плутония в описываемых реках и близлежащих озерах составляет 1–19 Бк/м3. Усредненное значение содержания 239Pu, 240Pu составляет 6 Бк/м3, что превышает максимальный уровень содержания 239Pu, 240Pu в воде водоемов и водотоков северного полушария вне зон влияния предприятий ЯТЦ в 200 раз («Плутониевая...», 1998).

Содержание трития в воде р. Теча в районе с. Муслюмово в 1998 г. составило 2,3 105 Бк/м3, в районе с. Бродокалмак — 1,7 105 Бк/м3, в районе с. НижнеПетропавловск — 1,2 105 Бк/м3 («Тритий...», 2001), что на два порядка больше средних значений по России («Радиационная...», 1998).

Донные отложения и аллювиальные наносы После создания в 1956–1963 гг. в верховьях р. Теча каскада водохранилищ основными факторами приноса и миграции радионуклидов в донных отложениях и пойменной почве сети рек Теча–Исеть–Тобол стали смыв с почв ВУРСа, фильтрация через плотины каскада водохранилищ, фильтрация из водоемов в обводные каналы, а также процессы перераспределения уже загрязненных донных осадков и почвы поймы.

Объяснимой закономерностью исследованной сети рек является уменьшение активности радионуклидов с удалением вниз по течению от плотины № (последняя плотина, отделяющая каскадом водохранилищ наиболее загрязненное верховье реки). В р. Теча максимальное современное содержание суммарной активности донных отложений обнаружено в 7 км ниже по течению от плотины № 11 в районе так называемых Асановских болот. При удалении вниз по течению на 40 км в район с. Муслюмово средняя плотность загрязнения падает с 45 МБк/м2 до 1,2 МБк/м2. Плотность загрязнения 137Cs падает от 44 МБк/м2 до 1,1 МБк/м2, 90Sr — от 1,2 МБк/м2 до 0,1 МБк/м2, изотопов плутония — от 0,074 МБк/м2 до 0,00055 МБк/м2 («Sources contributing...», 2000). Далее вниз по течению идет дальнейшее общее уменьшение плотности загрязнения донных отложений. А. В. Трапезников с соавторами (1996) оценил общий запас радионуклидов в 0–10 см слое грунта в части реки, начиная с 49 км от источника и кончая 240 км в низовье: 90Sr — 3 1011 Бк, 137Cs — 6 1012 Бк, 239Pu, 240Pu — 8 109 Бк.

Кроме 137Cs, 90Sr и плутония донные отложения содержат, хотя и в гораздо меньшей степени, 60Co и 241Am (рис. 1.1.3).

Некоторые исследователи приводят оценки выноса радиоактивных веществ через речную систему Теча–Исеть–Тобол–Иртыш далее в Обь и Карское море (Вакуловский, Никитин, Чумичев, 1993). При этом отмечается, что вынос техногенных радионуклидов из сибирских рек наряду с глобальными выпадениями радионуклидов в результате испытаний ядерного оружия и Чернобыльской аварией определяет общий уровень радиоактивных поллютантов в арктических морях, а захоронение радиоактивных отходов на арктическом шельфе до сих пор не оказало влияния на уровень радиоактивности в открытом море (Матишов, Матишов, Риссанен, 1997).

Представительны работы по изучению загрязнения почв поймы рек Теча, Исеть, Тобол. А. П. Говорун с соавторами (1998, 1998) представил результаты Рис. 1.1.3. Удельная активность а) 90Sr и 137Cs и б) 241Am, 60Co и изотопы Pu в слое донных отложений срединной части водоема № 11 (по «Sources contributing...», 2000) детальных исследований загрязнения пойменной почвы 137Cs и 90Sr в районе населенных пунктов Муслюмово и Бродокалмак. Так по их данным в распределении запаса 137Cs для пологих берегов в районе с. Муслюмово типичным является загрязнение более 200 Ки/км2 при высоте берега над уровнем воды в реке менее 1 м. В этих же местах зарегистрированы локальные участки с загрязнением от 400 до 800 Ки/км2. Распределение запаса 90Sr коррелирует с распределением Cs. При этом средний коэффициент отношения их запасов составляет 0,3.

Результаты исследований с меньшей пространственной детализацией нежели вышеприведенные исследовании показали, что содержание 90Sr в пойменных почвах ниже по течению р. Теча в Курганской области на участке 160–237 км от плотины № 11 не превышает 9,2 Ки/км2, цезия-137 — 10,5 Ки/км2. При этом отношение 90Sr к 137Cs увеличивается от 0,35 до 2,25 по мере приближения к устью реки, что объясняется более интенсивной миграционной способностью Sr в избыточно увлажненной почве (Караваева и др., 1997).

Биота Анализ литературных данных показал, что при изучении радиоэкологической ситуации в сети рек Теча–Исеть–Тобол–Иртыш и в других районах сбросов предприятий, производивших ядерные делящиеся материалы, исследование загрязнения биологических объектов проводилось зачастую по остаточному принципу. Тем не менее, существуют работы, освещающие уровни загрязнения различных групп животных и растений из рассматриваемых районов. А. В. Трапезников с соавторами (2000) показывает, что содержание стронция-90 в водных макрофитах р. Теча в 40–300 раз, а в р. Исети в 8–23 раза выше, чем среднее соРис. 1.1.4. Коровы, пасущиеся в пойме реки Теча (источник: общественная организация «Экозащита!») держание на участках, расположенных за пределами зоны воздействия жидких сбросов.

Содержание в группе высших водных макрофитов в р. Тобол ниже устья р. Исеть 137Cs колеблется от 2,2 до 5,6 Бк/кг, а 90Sr — от 1,1 до 8,5 Бк/кг, что, соответственно, в среднем 1,2 и 2,1 раза выше чем в р. Ишим, не подверженной последствиям прямого сброса в р. Теча, но прилегающей к ВУРСу (Паньков и др., 1998).

Содержание 90Sr в травянистых растениях поймы р. Теча составляет 1200– 1216 Бк/кг сухого веса, что в 100–200 раз превышает контрольный уровень. Содержание 137Cs в травянистых растениях не превышает 40 Бк/кг при среднем контрольном уровне 10 Бк/кг (Позолотина и др., 1996). В работе И. Г. Берзиной с соавторами (1993) указывается на поступление изотопов плутония в пойменные растения через корневую систему, чего не наблюдается в Чернобыльской зоне, где химическая форма плутония представлена инертными карбидами.

При расчете дозовых нагрузок населения, проживающего в поселках, расположенных на берегу р. Теча, В. Н. Позолотина с соавторами (2000) указывают среднее содержание 90Sr и 137Cs в мышечной ткани разных видов рыб из р. Теча в 1996–1998 гг. равное 340 и 580 Бк/кг соответственно.

Наличие делящихся элементов (235U, изотопов плутония) не было достоверно доказано во внутренних органах и тканях рыб из р. Теча, но на чешуе рыбы были обнаружены пылевидные включения, содержащие ДЭ (Берзина и др., 1993).

Состояние здоровья населения Население зоны воздействия ПО «Маяк» наиболее пострадало от воздействия ядерного оборонного комплекса СССР. Количество облучившихся человек оценивается цифрой 125 тыс. (Мясоедов, 1997). Наиболее пострадали жители поселков, расположенных на берегу системы рек Теча–Исеть–Тобол и зоны выпадений аварий 1957 и 1967 гг. (Ильинских и др., 2000). В Каслинском, Аргаяшском, Кунашакском районах Челябинской области 10200 человек были переселены («Радиационное...», 1999). По данным ПО «Маяк» хроническая лучевая болезнь была диагностирована у 940 жителей прибрежных сел р. Течи, а численность группы внутриутробно облученных, родившихся только с 1950 по 1953 гг.

(время наибольших сбросов РАО в р. Течу), в пределах Челябинской области составила 1975 человек. Жители же таких населенных пунктов как Муслюмово, Аргаяш, Бродоколмак продолжают жить в радиационно загрязненной местности.

Среди населения указанных районов наблюдается высокий уровень лейкозов и других онкозаболеваний, ранняя смертность, увеличение числа врожденных патологий (Уткин и др., 2000).

1.2. Река Енисей в зоне влияния сбросов ГХК В 1950 г. руководством СССР было принято решение о строительстве недалеко от г. Красноярска третьего по счету комплекса по производству оружейных делящихся материалов.

Все основные производства комбината 815 (ныне Горно-химического комбината), включая 3 промышленных реактора для наработки плутония и радиохимический завод, было решено расположить в гранитном массиве под землей на глубине 250–300 м, что призвано было защитить атомный комплекс в случае ядерной атаки.

Основным фактором поступления радионуклидов в открытую гидросеть стало осуществление сброса сточных вод комбината через 5 выпусков в р. Енисей (рис. 1.2.1) и через один выпуск в пойменное болото р. Енисей Рис. 1.2.1. Ситуационный план ближней зоны («Радиационное наследие...», 1999). сбросов ГКХ в р. Енисей (по Кузнецову, 2002) До 1992 основным источником радионуклидов, сбрасываемых в р. Енисей, была охлаждающая вода прямоточных реакторов АД (запущен в 1959 г.) и АД-1 (запущен в 1961 г.). Современное поступление радионуклидов в р. Енисей обусловлено сточной водой выпуска из бассейна выдержки воды, охлаждающей СУЗ, действующего реактора замкнутого типа АДЭ-2 (выпуск № 2а), трапные воды АДЭ-2, а также часть загрязненных сточных вод радиохимического производства (Мартынова, Носов, 1995).

Результатом долговременного сброса радиоактивных сточных вод в р. Енисей стало загрязнение донных отложений, аллювиальных наносов, пойменных почв и объектов биоты долгоживущими радионуклидами (137Cs, 134Cs, 58Co, 60Co, 65Zn и др.), а в ближней зоне сбросов и короткоживущими радионуклидами (24Na, 32P 54Mn и др.).

Специальные исследования зоны радиационного воздействия ядерного производства ГХК на р. Енисей путем радиометрических измерений активности воды, донных и береговых отложений были начаты одновременно с пуском первого реактора.

В 1959 г. была проведена самолетная гамма-съемка СЗЗ комбината и прилегающих территорий. Установлена повышенная радиоактивность гранитного массива и отсутствие радиационных аномалий на берегах р. Енисея («Радиационное наследие...», 1999 по «Изучение радиоактивного...», 1959).

До 1971 г. реальные масштабы загрязнения р. Енисея охлаждающими водами ГХК были известны только узкому кругу лиц сотрудников комбината и некоторых НИИ. Лишь при проведении самолетных гамма-съемок в ходе поисков полезных ископаемых эпизодически обнаруживались гамма-аномалии на островах, косах, отмелях р. Енисея. Так в 1964 г. одна из аномалий была обнаружена на левом берегу р. Енисея ниже г. Енисейска. Наземная верификация аномалии выявила локальный участок песчано-илистых осадков с МЭД до 0,45–0,68 мкЗв/час («Радиационное наследие...», 1999 по «Анализ радиоактивности...», 1989).

После 1971 г. кроме самолетных гамма-съемок начали проводиться пешеходные гамма-съемки по берегам р. Енисея, а также отбор проб с последующим лабораторным анализом на содержание радионуклидов («Радиационное наследие...», по «Самолетная гамма-спектральная...», 1974; «Отчет Найбинской партии...», 1992;

«Радиоактивность поймы...», 1995; «Характеристика радиационной...», 1994).

Первые представительные разносторонние данные о радиоэкологический обстановке в экосистеме р. Енисей в зоне влияния ГХК были получены в результате проведения экспедиционных исследований Института прикладной геофизики Госкомгидромета совместно с Красноярским научным центром СО РАН на участке р. Енисея от г. Красноярска до г. Игарки, т. е. на протяжении 1500 км.

Рис. 1.2.2. Берег реки Енисей в районе расположения Горно-химического комбината (источник: www.bu33er.livejournal.com) До остановки в 1992 г. прямоточных реакторов в р. Енисей поступали долгоживущие осколочные радионуклиды, возможно, в залповом режиме, в том числе Cs, 137Cs, 152Eu, 154Eu, изотопы плутония (Сухоруков и др., 2004). Как до, так и после остановки прямоточных реакторов, основную долю активности попадающих в р. Енисей радионуклидов составляют наведенные радионуклиды (24Na, 32P, Mn, 65Zn и др.) (табл. 1.2.1, 1.2.2).

Концентрация радионуклидов в воде р. Енисей в августе 1991 г. в Бк/л расстояние от сброса, км Примечание: * ДКб согласно НРБ 76/87 («Нормы радиационной...», 1988).

В первые годы после остановки прямоточных реакторов объемная активность сбрасываемой в р.Енисей воды находилась в пределах: по натрию-24 1,2–7,0 ДКб, по 32P 0,05–1,5 ДКб (ДКб согласно НРБ 76/87). Объемная активность радионуклидов в воде р. Енисей не превышала для смеси сбрасываемых радионуклидов:

0,3 ДКб в створе выпуска, 0,08 ДКб в 0,5 км ниже выпуска, 0,015 ДКб в 15 км ниже выпуска (1 км выше первого населенного пункта по правому берегу р. Енисей — д. Б. Балчуг) (Жидков, 1995).

Содержание радионуклидов в воде р. Енисей в 1994 г. в Бк/л