Современная экологическая обстановка в отдельных странах и регионах оставляет желать лучшего. Миссия нашего сайте — обеспечить русскоязычных жителей планеты Земля актуальной информацией о защите окружающей среды, экологической безопасности и экологии в целом.

Полезные ресурсы и публикации:
-

И.И. Силин
Экология и экономика природных ресурсов бассейна р. Протва
(Калужская и Московская области)

Обнинск, 2003. - 302 с.

Предыдущая

5. Радиационное загрязнение атмосферы

Уровни радиационного загрязнения атмосферы

Контроль радиоактивного загрязнения воздушного бассейна г. Обнинска  (помимо ведомственного) в основном осуществляется  Росгидрометом  в лице НПО «Тайфун», которое является научно-методическим центром по радиационному мониторингу окружающей среды на территории России. В необходимых случаях производится оперативный обмен информацией между соответствующими службами контроля ФЭИ, НПО «Тайфун» и ФНИФХИ на уровне исполнителей, что повышает надежность, объективность и полноту контроля. НПО «Тайфун» с 1958 г. по настоящее время ведутся ежедневные наблюдения за среднесуточной концентрацией радиоактивных продуктов в г. Обнинске [53].

Максимальная среднегодовая концентрация долгоживущей (по измерениям через четверо суток после окончания отбора пробы) суммарной бета активности радионуклидов наблюдалась в 1962 г. и составляла 0,27 Бк/м3 (7,3*10-15 Ku/л). Это объясняется переносом в тропосфере продуктов серии мощных ядерных взрывов, произведенных в 1962 г. на Северном ядерном полигоне (Новая Земля), и поступлением из стратосферы заброшенных туда в предыдущем году радиоактивных продуктов серии мощных ядерных взрывов 1961г.  При этом максимальная среднесуточная концентрация наблюдалась 3 ноября 1962 г. и составила 14,8 Бк/м3 (4*10-13 Ku/л).

После аварии на Чернобыльской АЭС, произошедшей 26.04.86г., вследствие переноса радиоактивных продуктов этой аварии в район г. Обнинска, концентрация долгоживущей бета активности радионуклидов повысилась и 30 апреля-1 мая 1986 г. достигла 0,39 Бк/м3 (1,05*10-14 Ku/л).

Выбросы ФЭИ и ФНИФХИ в атмосферу в периоды проведения испытаний ядерного оружия на полигонах, как в бывшем СССР, так и за рубежом, также как и в год Чернобыльской аварии полностью маскировались существенно возраставшим радиоактивным фоном.

В ежегодных обзорах радиационной обстановки в районе г. Обнинска [49] НПО «Тайфун» приводит оценку приоритетности выбрасываемых в воздух радионуклидов. Приоритетность каждого радионуклида определялась по формуле:

где  qн- допустимые (нормативные ) концентрации радионуклида,

q- наблюденные концентрации радионуклида,

(q/qн)max-максимальное значение из числа зарегистрированных в результате наблюдений.

Так, по данным НПО «Тайфун», в 1996 г. на первом месте по степени отрицательного воздействия на население  был 131I, затем тритий и плутоний. Приоритетность 131I объяснялась тем, что какое-то время в вентсистеме «горячей» камеры  филиала ФНИФХИ производилась установка нового фильтра для улавливания 131I. В 1997 г. на первое место вышел 238Pu, за ним – тритий. В 1998 г. радиационная обстановка в г. Обнинске и его окрестностях была спокойная. Выпадения радионуклидов в течение года изменялись в пределах 0.7-1.4 Бк/м2/сут., за исключением 4- 5 июля, когда наблюдалось загрязнение 251 Бк/м2/сут. Среди техногенных радионуклидов только концентрация 137Cs превысила «калужский» фон в 1.5 раза, и фон незагрязненных ЧАЭС территорий – в 7 раз. В 1999 г. максимальное суточное выпадение суммы бета-активных радионуклидов наблюдалось в феврале –25.4 Бк/м2/сут., при среднем для ЕТР-1.3 Бк/м2/сут. Концентрация 137Cs в 5 раз превышала фон незагрязненных территорий.

Таким образом, при нормальной работе реакторов, радиоактивные выбросы из венттруб в черте города раньше были обычно незаметны на фоне колебаний глобальных и региональных радиоактивных загрязнений. Только анализ отношения цезий-137/церий-144 для приземной атмосферы города в сравнении со средним  значением этого отношения для всей страны позволял констатировать наличие избыточного количества долгоживущего цезия-137 в атмосфере г. Обнинска, обусловленного местными источниками. В последние годы из-за прекращения испытаний ядерного оружия в атмосфере на полигонах планеты стало заметно и влияние местных источников, хотя их выбросы, в целом, практически не увеличились (за исключением выбросов йода-131 ФНИФХИ). При этом максимальные среднесуточные концентрации бета активных продуктов обычно составляют (1,1-1,8)*10-3 Бк/м3) в отдельных случаях достигая 10-2 Бк/м3, что связано, в основном, с радиоактивными инцидентами или ремонтными работами на ядерных реакторах.  В таблице 31 приводятся сводные данные о максимальных за год концентрациях долгоживущей суммарной бета активности радионуклидов в г. Обнинске и его окрестностях.

Анализ данных наблюдений за 20 лет показал, что чаще всего (в 35% всех случаев) максимальная в году концентрация в воздухе наблюдалась в д. Спас-Загорье, расположенной в 7 км   к югу от РОО ФЭИ и в непосредственной близости (3 км) от ФНИФХИ в долине р. Протвы. Вероятно Спас-Загорье попадает в сферу влияния обоих предприятий. В четыре раза реже максимальная концентрация  наблюдалась в пунктах Потресово, Белкино,   Мишково и Передоль, а в остальных пунктах – еще реже. Такая повторяемость не соответствует существующей розе ветров и показывает, что в распространении максимальных в году радиоактивных загрязнений приземного слоя играет  также роль и рельеф местности.

Максимальные в году концентрации радиоактивных продуктов в приземном слое воздуха рассматриваемых населенных пунктов в 48% случаев наблюдались зимой и в 30% случаев –  в марте-апреле.

 В последующие годы  на фоне общей тенденции к понижению мощности экстремальных выбросов максимальные значения суммарной бета-активности, по данным НПО «Тайфун», иногда достигало значений, зафиксированных в семидесятые годы (см. рис..5.1. табл.32).

Рис.  5.1..   Случаи обнаружения максимальных за год недельных концентраций долгоживущей суммарной бета-активности радионуклидов в окрестностях г. Обнинска в 1974-94 г.г., 10-5 Бк/м3

Таблица 32

Случаи обнаружения максимальных за год недельных концентраций долгоживущей суммарной бета-активности радионуклидов в г. Обнинске и его окрестностях в 1974-1993 гг (данные НПО «Тайфун»).

№ пп

Год

Максимальная концентрация, 10-5 Бк/м3

Период отбора пробы

Пункт наблюдения

1

   2

3

4

5

1

1974

1640

1-8,04

Спас-Загорье

2

1975

850

27,01-3,02

Мишково

3

1976

850

9-16,02

Спас-Загорье

4

1977

1014

7-14,04

Ратманово, Спас-Заг

5

1978

850

10-18,04

Белкино

6

1979

133

2-10,01

Кривское

7

1980

429

30,07-3,09

Белоусово

8

1981

136

11-18,02

Белкино

9

1982

407

3,02-2,03

Спас-Загорье

10

1983

185

2-9,12

Потресово

11

1984

224

5-9,12

Спас-Загорье

12

1985

130

4-22,01

Потресово, Передоль

13

1986

76960

1-27,05

Спас-Загорье

14

1987

214

30,12-19,01

Спас-Загорье

15

1988

160

9-13,08

Мишково

 1

    2

3

4

            5

16

1989

199

2-15,03

Гуслевка

17

1990

66

18,04-23,05

Оболенское

18

1991

96

28,01-7,02

Обнинск

19

1992

130

28,05-16,06

Спас-Загорье

20

1993

248

28,04-11,05

Передоль

Так в 1996 г. в период с 21.08 по 29.08 в д. Ратманово она составила 813*10-5Бк\м3, в д. Потресово с 29.08 по 04.09 равнялась 932 *10-5Бк\м3 (рис. 5.2).

Рис. 5.2.  Концентрация суммарной бета-активности радионуклидов г. Обнинске и его окрестностях в 1996 г. (мониторинг НПО "Тайфун")

Анализ многолетних данных наблюдений за радиоактивностью воздушной среды в центре г. Обнинска показал, что при отсутствии крупных аварий долговременное загрязнение приземной атмосферы в городской черте определяется выбросами цезия-137, а наибольшие уровни загрязнения воздуха связаны с периодическими выбросами короткоживущих изотопов радиойода, период полураспада которых не превышает 8.04 суток (для йода-131).

В таблице 33 и на рис.5.3 приведены данные НПО «Тайфун» о среднемесячных концентрациях цезия-137 в воздухе и его выпадение в центре города в 1993г.

Таблица 33

Выпадения цезия-137 и его концентрация в воздухе центра г. Обнинска   в отдельные месяцы 1993г.     (данные НПО «Тайфун»)

Месяц

Обнинск

Фон

Концентрация, 10-5 Бк/м3

Выпадения, Бк/м2 месяц

Выпадения, Бк/м2 месяц

Январь

0,28

1,80

-

Февраль

0,61

0,54

-

Март

0,29

2,23

0,13

Апрель

0,59

0,59

0,35

Май

0,25

0,69

0,30

Июнь

0,22

0,77

0,16

Июль

0,18

0,13

0,37

Август

0,30

1,67

0,20

Сентябрь

0,25

2,90

0,23

Октябрь

0,25

1,87

0,17

Ноябрь

0,29

1,08

0,14

Декабрь

0,27

3,19

0,14

Среднее за год

0,32

1,45

0,22

Рис. 5.3. Выпадения цезия-137 и его концентрация в воздухе г. Обнинска по месяцам 1993 г. (данные НПО "Тайфун")

Там же для сравнения приведены фоновые данные о выпадениях, усредненные по отдаленным от г.Обнинска населенным пунтктам Калужской обл. (Калуга, Спас-Деменск, Сухиничи, Малоярославец, Мосальск.

Хорошо видно, что в городе в 1993 г. наблюдались более высокие выпадения цезия-137 из атмосферы, чем в других незагрязненных районах области.

В среднем за год они превышали региональные фоновые значения в 7 раз, а максимальны выпадения в декабре – в 23 раза, что объясняется действием местных городских источников выбросов.

Среднегодовые выпадения цезия –137 в г. Обнинске (1.45 Бк/м2 месяц) в 1993г. были такими же, как в Жиздре на территории Калужской области, загрязненной после Чернобыльской аварии  (1.43 Бк/м2 месяц). Концентрация цезия-137 в воздухе центра г. Обнинска (0.32*10-5 Бк/м3) также несколько превышали средние значения по ЕТР (0.156*10-5Бк/м3), однако они оставались на 5-6 порядков ниже допустимых санитарными нормами  (ДКБ=18Бк/м3=4.9*10-13Ки/л).

С 1990г. в НПО «Тайфун» ежедневно производится непрерывный отбор проб воздуха с суточной экспозицией, до ноября 1990 г на фильтр ФПП-15-1.5, а позже на специальный фильтр СФМ-И, позволяющий улавливать радиойод в аэрозольной и газообразной формах.

Выбросы йода-131 (период полураспада 8.04 суток), накапливающегося в щитовидной железе человека, реакторами ФЭИ и ФНИФХИ невелики, и при нормальной работе реакторов не регистрируются в черте города. Так, предельно – допустимая концентрация йода-131 на выходе из венттруб  ФЭИ составляют 5.1 и 3.2 Бк/м3, а установленная контрольная концентрация соответственно 4.1и 2.6 Бк/м3.

Однако, другим источником йода-131, как уже отмечалось выше является производство радиофармпрепаратов, в частности – молибдена-99, организованное в ФНИФХИ, а позднее – и в ФЭИ. В процессе производства в «горячих» камерах происходит вскрытие алюминиевых ампул с ураном, облученным нейтронами в ядерном реактре, и последующие операции по химическому отделению радионуклидов. Выделяющийся при этом радиойод частично проходит через улавливающие устройства, выбрасывается в атмосферу и при соответствующем направлении ветра наблюдается как в центре города, так и в его окрестностях.

В 1992 г. в центре города был зафиксирован 51 случай обнаружения йода-131 в воздухе  в суточных пробах, в 1993г – 19 случаев, за 4 первых месяца 1994г -33 случая, в 1996г – 30 случаев, затем (после установки нового фильтра) количество их уменьшилось в 8 раз. При этом йод-131 в молекулярной форме наблюдался в полтора раза чаще, чем в аэрозольной форме. Максимальные среднесуточные концентрации йода-131 в центре города в 1993. достигали 401*10-5 Бк/м3 (1.1*10-16Ки/л), что на три порядка ниже ДКБ = 5.6Бк/м3 (1.5*10-13 Ки/л).

Кроме центра города, в 1993г. йод-131 наблюдался в населенных пунктах в районе расположения ФНИФХИ (Гуслевка, Спас-Загорье, Доброе, Белоусово, Мишково). Наибольшие концентрации наблюдались в Гуслевке – пункте, наиболее близко расположенном к ФНИФХИ.

В вопросах радиационной безопасности особое место занимает тритий. Во-первых, по справочным данным ]26],  концентрации трития в жидких сбросах при нормальной работе реактора намного превосходят содержание всех остальных радионуклидов, а содержание трития в паро-газовых выбросах по объему уступает только инертным радиоактивным газам (ИРГ). Во-вторых, в отличие от ИРГ тритий активно включается в состав биологической ткани с последующим ее разрушением.  В-третьих, тритий обладает большим периодом полураспада, что позволяет ему накапливаться и распространяться в ландшафтах, питьевых водах, и по трофической цепи - в организме человека. Поскольку поступление трития в атмосферу происходит  также при испарении из водоемов, можно  говорить о круговороте трития в окружающей среде, что особенно актуально для густонаселенной территории 30-километровой зоны г. Обнинска. Наконец, в-четвертых, в отличие от других радионуклидов, образовавшийся в реакторах тритий минует очистные барьеры и поступает в окружающую среду в виде тритиевой воды и с парогазовыми выбросами.

По оценкам, используемым НКДАР, ежегодное производство и накопление глобальных радионуклидов (ИРГ, трития, 14С,  129I) будет идти опережающими темпами. К  2000 г. ежегодное производство трития составит  4.1-11.1 ПБк/год, а общее накопление трития достигнет 5.9 *103 ПБк [26].

Общее количество трития, наработанного обнинскими реакторами, неизвестно. Наша ориентировочная оценка наработанного за 40 с лишним  лет трития, основанная на справочных данных, составляет порядка  13-15 тыс. Ки.  В выбросах  b- активных радионуклидов доля ИРГ в среднем составляет  93.7 %, трития  - 6.2%. Сумма выброшенного в атмосферу  в 1999 г.  ИРГ составила 1.244 * 104 Ки [53]. Отсюда примерный суммарный объем выбросов трития от всех источников города составит более 500 Ки/год. Такого же порядка цифры получаются при расчетах выбросов трития по справочнику [26, табл. 3.14]. Однако в силу большой сложности контроля атмосферного  трития сведения о его концентрациях в объектах окружающей среды крайне противоречивы.

На проблему миграции в окружающую среду трития впервые обратили внимание сотрудники НПО «Тайфун», проводившие в 1996 г. в рамках «Программы радиоэкологического мониторинга территорий предприятий атомной  энергетики и промышленности» специализированное обследование обнинских предприятий. В настоящее время проблему загрязнения окружающей среды тритием  изучают совместно сотрудники Росгидромета, Минатома и МПР.

Кроме указанных радионуклидов, в воздухе центра г.Обнинска регулярно наблюдался плутоний-239,240. Средняя за 1993г. концентрация плутония-239, 240 составила 7.2*10-19Ки/м3, а в 1992г. – 10.3*10-19Ки/м3. Для сравнения можно указать, что в г. Брянске, расположенном вблизи зоны, загрязненной после Чернобыльской аварии, среднегодовая концентрация в 1993 г. была равна 6.1*10-19Ки/м3, а в 1992 г. – 6.5*10-19Ки/м3. Эти концентрации на четыре- пять порядков ниже     ДКБ = 3.0*10-14Ки/м3.

Дозовая нагрузка на население г. Обнинска при нормальной работе ядерных реакторов ФЭИ в самых неблагоприятных метеоусловиях невелика, индивидуальная доза не превышает 0.1 мбэр/год.

При гипотетической запроектной аварии одновременно двух основных реакторов ФЭИ (БР-10 и АМ-1) в наихудших метеоусловиях максимальная эквивалентная индивидуальная доза облучения в течение первого года после аварии на границе СЗЗ на оси радиоактивного следа не превысит 30 бэр. При этом облучение щитовидной железы  детей на открытой местности составит 110 бэр. Эти оценки получены в ФЭИ с учетом внешнего облучения от радиоактивного облака, от загрязненной местности и с учетом внутреннего облучения за счет ингаляционного поступления радионуклидов в организм человека.

Максимальная доза от выбросов клинического сектора МРНЦ РАМН с учетом всех путей поступления радионуклидов в организм человека, включая возможное потребление сельскохозяйственных продуктов, выращенных на прилегающей территории, составляет 0.02 мбэра/год на органы второй группы по НРБ-76/87 или 1.4*10-3% от предела дозы.

От выбросов экспериментального сектора МРНЦ РАМН доза составляет 0.003 мбэра/год или 1.7*10-4% от допустимой.

Дозовые нагрузки от всех действующих объектов МРНЦ РАМН с учетом пищевого поступления не превышают 0.001 от предела дозы. Дозовые нагрузки на население от выбросов ФНИФХИ не рассчитывались.

По последним расчетам, суммарная максимальная доза облучения населения от всех источников выброса г. Обнинска составила 0.1 мЗв/год, что на порядок ниже предела дозы для населения.

Предыдущая