ИСТОРИЯ ФОРМИРОВАНИЯ РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ
НА ЮЖНОМ УРАЛЕ

(см. также Приложение 2)

           Неуклонное развитие атомной энергетики с неизбежностью ставит вопрос о необходимости обеспечения радиационной безопасности для населения и окружающей природной среды. Сравнительно редко происходившие радиационные аварии (в большой части на заре становления атомной энергетики – табл. 1) имели огромное эмоциональное воздействие на население, приведшее к чрезвычайной боязни невидимой радиационной угрозы (т.н. радиофобии).

Таблица 1

Наиболее значимые аварии на объектах атомной энергетики (по: Бекман, 2005; Сивинцев, Хрулев, 1995; Чернобыль..., 1990; Снакин и др., 2012)

           Росту негативных настроений способствовал также недостаток информации по этому вопросу, как вследствие ограниченности наших знаний, так и по причине секретности большинства радиационных проектов в России и за рубежом. Уральские аварии, имевшие место в 1949–1967 гг., привели к обширным загрязнениям окружающей среды радиоактивными отходами предприятия ядерно- оружейного комплекса ПО «Маяк» (г. Озёрск Челябинской области – рис. 1). В результате радиационных аварий и инцидентов на объектах ПО «Маяк» к концу 1960-х гг. произошло радиоактивное загрязнение промышленной зоны предприятия и части территорий Челябинской, Свердловской и Курганской областей.

Рис. 1. Субъекты Российской Федерации, затронутые воздействием ПО «Маяк»

           Основными причинами загрязнения являются: сбросы жидких радиоактивных отходов (ЖРО) в бассейн р. Течи с 1949 по 1956 г., приведшие к загрязнению акваторий Течи и Исети; взрыв ёмкости-хранилища радиоактивных отходов (РАО) в 1957 г., в результате которого образовался Восточно-Уральский радиоактивный след (ВУРС); ветровой разнос с оз. Карачай радиоактивных отходов в 1967 г. (Карачаевский след), а также технологические выбросы радионуклидов в результате производственной деятельности ПО «Маяк». Современная ситуация характеризуется наложением радиоактивных полей этих событий, усложнённым гидрометеорологическими и ландшафтными факторами.

           Вышеуказанные инциденты существенно различаются по своему характеру (водный и воздушный пути поступления радионуклидов в окружающую среду) и последствиям. Необходимо отметить неравномерность выпадения радионуклидов и особенности их миграции в различных объектах окружающей среды. Отдельные компоненты окружающей среды аккумулируют радионуклиды, другие являются транзитной средой. Содержание долгоживущих радионуклидов ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr в р. Теча постепенно снижается, однако имеет место систематическое загрязнение воды за счёт фильтрации радионуклидов из Теченского каскада водоёмов, содержащих радиоактивные отходы. Кроме того, сохраняется угроза массированного загрязнения реки в случае нарушения целостности плотин при землетрясении или террористическом акте. Для ВУРСа и Карачаевского следа характерно снижение вовлечения радионуклидов в пищевые цепочки, обусловленное процессами радиоактивного распада, физико-химического связывания и миграции (Костюченко, 2005).

           Радиоактивному загрязнению подверглись природные воды, почвы, растительность, животный мир и человек. Для минимизации последствий радиоактивного загрязнения территорий проводились различные защитные мероприятия. По прошествии многих лет после аварии встаёт проблема возврата в хозяйственное использование ранее загрязнённых озёр, рек, пастбищ, лесов и др., что требует серьёзного обоснования, знания радиационно-экологических закономерностей поведения радионуклидов в объектах внешней среды.

<<< Наверх

О ДЕЯТЕЛЬНОСТИ ПО «МАЯК»

В 1945 г. в целях реализации атомного проекта для обеспечения обороны и безопасности страны правительство Советского Союза приняло решение создать на Южном Урале один из специальных промышленных объектов, известный в настоящеевремя как Производственное объединение «МАЯК» (ПО «Маяк»).

Производственное объединение «Маяк» – первое в СССР предприятие по промышленному получению плутония-239, выросшее на базе Комбината № 817, расположено на севере Челябинской области, в 70 километрах от миллионного Челябинска, близ старинных уральских городов Кыштым и Касли. Предприятие было построено сразу же по окончании Второй Мировой войны для решения беспрецедентно сложных научно-технических и производственных задач по созданию ядерного оружия Советского Союза. В течение десятилетий достижение военно-политических целей отодвигало на второй план задачи охраны окружающей среды. Чрезвычайно высокие темпы разработки уникального технологического оборудования, строительства и ввода в эксплуатацию новых производств, отсутствие научных знаний и технологического опыта породили серьёзные проблемы в области охраны окружающей среды и здоровья человека. В условиях острого дефицита ресурсов и времени принимались упрощённые схемы обращения с радиоактивными отходами (РАО).

Вплоть до осени 1951 г. жидкие отходы сбрасывались в р. Теча. В последующий период в качестве хранилищ жидких радиоактивных отходов (ЖРО) использовались естественные и искусственные водоёмы (отходы с наиболее высокими уровнями активности сбрасывались с осени 1951 г. в водоём В-9 – оз. Карачай). Значительными в 1950–60-х гг. были также газоаэрозольные выбросы радиоактивных веществ через высокие (до 150 м) трубы в атмосферу. Впоследствии была создана эффективная система газоочистных установок (Стукалов, Ровный, 2009).

ПО «Маяк» представляет собой особое режимное предприятие: огороженная и охраняемая территория занимает примерно 200 км² (что, правда, в десятки раз меньше, чем территория «родственного» Хэнфордского атомного комплекса в США). Все главные производства здесь располагались и располагаются по южному берегу «технического» оз. Кызыл-Тяш, а в 10 км от промышленной зоны, между озёрами Кызыл-Тяш и Иртяш, находится жилой центр ПО «Маяк» – город Озёрск, известный сначала как Челябинск-40, затем как Челябинск-65. Жизнь города непосредственно связана с деятельностью комбината (Евсеев, 2003).

В настоящее время приняты следующие оценки поступления радионуклидов во внешнюю среду:
          1) сброс жидких РАО в р. Теча в период 1949–1956 гг. оценивается в объёме 76 млн м³ сточных вод суммарной активностью 2,75 МКи. В составе сброса ⁹⁰Sr – 11,6 %; ¹³⁷Cs – 12,2 % (Дектева и др., 1992). Следует заметить, что вся документация по учёту сброса с радиохимического завода в Течу в период его пуска и освоения (1948–1951 гг.) была уничтожена, поэтому все основные данные для этого периода сбросов жидких РАО получены в середине 1950-х годов расчётным методом (Ликвидация…, 2006);
          2) взрыв хранилища (банки № 14) высокорадиоактивных отходов 29 сентября 1957 г. Из выброшенных в атмосферу 20 МКи, загрязнение, оцениваемое в 18 МКи, выпало в районе промплощадки предприятия, а 2 МКи распространилось в северо-восточном направлении от промзоны ПО «Маяк» образовав Восточно-Уральский радиоактивный след (ВУРС). При картографировании в 1958 г. площадь следа была выделена изолинией плотности загрязнения 0,2 Ки/км² по ⁹⁰Sr (протяжённость следа около 300 км при ширине от 6 до 15 км). В составе выброса доля ⁹⁰Sr составляла 5,4 %, а ¹³⁷Сs – меньше 1 % (Ликвидация…, 2006);
          3) в результате ветрового рассеяния радиоактивных отложений оз. Карачай в апреле–мае 1967 г. было выброшено в атмосферу 0,6 МКи радионуклидов (Резонанс..., 1991). В составе выброса: ⁹⁰Sr+⁹⁰Y – 34 %; ¹³⁷Cs – 48 %. Впоследствии загрязнённая в результате этого инцидента территория была названа Карачаевским следом;
          4) результаты радиационного мониторинга плутония (по изотопам ²³⁸Pu и ^239+240Pu) показали, что, помимо аварийных ситуаций, одним из основных источников наличия плутония в окружающей среде ПО «Маяк» являются также регламентные технологические выбросы в атмосферу (Бакуров, Ровный, 2006).

Оценка общей площади распространения радиоактивного загрязнения на ВУРСе неоднозначна. В ряде архивных документов общая площадь загрязнённой территории по состоянию на 1957 г. в границах 0,1 Ки/км² по ⁹⁰Sr оценивалась в 8,8 тыс. км². Значения 0,1 Ки/км² были самыми низкими и принимались в качестве достоверно детектируемой фоновой плотности загрязнения. На территорию в границах зоны 2 Ки/км² по ⁹⁰Sr был распространён официальный статус «радиоактивно загрязнённой площади», подлежащей применению мер радиационной защиты населения. Эта территория представляет собой полосу, шириной 4–6 км и протяжённостью 105 км. Её площадь составляет около1000 км2 (Восточно-Уральский…, 2000; Ликвидация…, 2006). В пойме р. Теча были изъяты из землепользования 8 тыс. га земель.

Основным фактором, определяющим степень радиационного воздействия на население, является плотность радиоактивного загрязнения местности долгоживущими радионуклидами. Разнесённая в результате взрыва и ветрового рассеяния смесь радиоактивных продуктов преимущественно состояла из короткоживущих радионуклидов: ¹⁴⁴Ce, ¹⁴⁴Pr, ⁹⁵Zr, ⁹⁵Nb. Главную долговременную опасность представлял долгоживущий ⁹⁰Sr c периодом полураспада 28,6 лет (Физические величины, 1991).

Основными причинами, по которым ⁹⁰Sr был принят в качестве реперного радионуклида, по содержанию которого оценивается уровень радиоактивного загрязнения местности, являются: период полураспада (который достаточно велик и долгое время будет определять радиоактивность территорий); его достаточно высокое содержание ⁹⁰Sr в выбросах, отчего он играл и продолжает играть основную роль в формировании доз долговременного облучения живых организмов.

В табл. 2 приведены экспериментально определённые (в границах 0,3 Ки/км²) площади загрязнения ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs почв, а также депонированные активности на территории влияния ПО «Маяк».

Таблица 2

Оценки степени загрязнения в зоне влияния ПО «Маяк»

Территории, подвергшиеся радиоактивному загрязнению, в соответствии с федеральными законами № 1244-1 от 15.05.1999, № 175 от 26.11.1998, № 122 от 22.08.2004 подразделяются на следующие зоны: отчуждения, отселения, проживания с правом на отселение.

В зоне отчуждения на территории Российской Федерации запрещается постоянное проживание населения, ограничивается хозяйственная деятельность и природопользование. Критериями отчуждения являются плотности загрязнения: по цезию-137 от 40 Ки/км², по стронцию-90 от 15 Ки/км².

Зона отселения – часть территории за пределами зоны отчуждения, на которой плотность загрязнения почв цезием-137 составляет свыше 15 Ки/км² или стронцием-90 – свыше 3 Ки/км², или плутонием-239 и 240 – свыше 0,1 Ки/км². Первоначально, с 1958 до 1999 гг., в качестве критерия отселения был принят уровень плотности загрязнения по стронцию-90 в 4 Ки/км².

Зона проживания с правом на отселение – часть территории за пределами зоны отчуждения и зоны отселения с плотностью загрязнения почв цезием-137 от 5 до 15 Ки/км².

Масштабы аварий проявляются также в объёме материальных затрат, направленных на ликвидацию острых последствий происшедших инцидентов.

Для защиты населения от радиационного воздействия при контактах с р. Теча возведены ограждения и введена охрана поймы в пределах населённых пунктов. Осуществлено строительство водопроводов.

Проведена эвакуация населения из наиболее неблагополучных населённых пунктов. В период 1955–1960 гг. было переселено 7 500 жителей из 23 населённых пунктов.

После установления границ ВУРСа в 1958 г. из хозяйственного пользования было выведено 59 тыс. га земель в Челябинской обл. и 47 тыс. га в Свердловской обл., из которых 55 % составляли сельхозугодия. Институтом промышленной экологии (Екатеринбург) рассчитан общий ущерб, нанесённый Челябинской области, который составил 11,1 млрд руб. в ценах 1991 г. Величина экономического ущерба производственно-хозяйственному комплексу Свердловской области, по данным Института экономики УрО РАН, составила 3 362,3 млн руб. в ценах 1991 г., или 1 921,3 млн долларов США.

<<< Наверх

Загрязнение р. Теча произошло в результате санкционированного и аварийного сбросов жидких радиоактивных отходов реакторов ПО «Маяк» в открытую гидрографическую сеть.

Река Теча с момента ввода в эксплуатацию ПО Маяк» в 1949 г. использовалась для плановых и аварийных сбросов жидких отходов. На рис. 2 представлена карта-схема р. Теча и населённых пунктов на её берегах. До 1951 г. сброс осуществлялся непосредственно в существовавший пруд, включённый впоследствии в систему промышленных водоёмов.

Рис. 2. Схема р. Теча и населённых пунктов на её берегах

В ноябре 1951 г. сброс жидких радиоактивных отходов радиохимического производства в р. Теча был прекращен и осуществлялся в оз. Карачай. С этого этого времени в р. Теча продолжали поступать низкоактивные охлаждающие воды промышленных реакторов, дренажные и хозяйственно-бытовые воды. На рис. 3 представлена схема промышленных водоёмов в различные годы (Мокров, 2002).

Рис. 3. Схема промышленных водоёмов в разные годы и в настоящее время: В-1–В-11 – водоёмы; П-1–П-11 – плотины; ЛБК – левобережный канал, ПБК – правобережный канал

В табл. 3 приводятся данные о среднегодовых сбросах жидких радиоактивных отходов в 1949–1956 гг.

В табл. 4 представлена информация о радионуклидном составе жидких радиоактивных отходов, сброшенных в водоём 3 (В-3) в 1949–1956 гг. (Источники..., 2000)

Таблица 3

Среднегодовые сбросы жидких радиоактивных отходов в 1949–1956 гг.

Таблица 4

Радионуклидный состав жидких радиоактивных отходов, сброшенных в водоём 3 в 1949–1956 гг. (% суммарной активности)

В 1949–1951 гг. была сброшена основная масса радиоактивных нуклидов (около 12 ПБк стронция-90, 13 ПБк цезия-137, 10⁶ ПБк короткоживущих радионуклидов). В период с 1951 по 1956 гг. интенсивность сбросов активности в речную систему снизилась в 100 раз, а после 1956 г. среднеактивные отходы стали поступать в открытую гидросеть в небольших количествах. За период с 1949 по 1956 гг. в экосистему р. Теча попало порядка 76 млн м³ сточных радиоактивных вод, общей активностью по бета-излучению 2,75 МКи.

Из всего количества сброшенных в открытую гидрографическую сеть техногенных радионуклидов около 75 % задерживалось в болотистой пойме и донных отложениях в верховьях реки. Наибольшая аккумуляция радионуклидов в верховье реки объясняется наличием там заболоченной поймы, в которой имеются значительные торфяные отложения с максимальной сорбционной ёмкостью по сравнению с суглинками и супесями, характерными для более узкой поймы среднего и нижнего течения.

Около 80 % всей площади поймы реки, на которой было аккумулировано до 98 % всей активности радионуклидов, депонированных в пойменных и русловых наносах, было изолировано путём создания каскада водоёмов. В 1956 г. долина была перекрыта глухой плотиной, и поступление радиоактивных веществ в нижележащие участки реки сократилось до уровней около 0,5 Ки/сутки. Строительство ещё одной плотины в 1963–1964 г. почти полностью изолировало гидрохимические объекты предприятия, при этом образовался Течинский каскад водоёмов (ТКВ).

Начиная с 1964 г. и по настоящее время, т.е. в период, когда сбросы жидких радиоактивных отходов в р. Теча полностью прекращены и наиболее загрязнённая часть реки практически изолирована от нижерасположенных участков плотинами, основными источниками поступления радионуклидов в реку являются:

• два обводных канала: левобережный (ЛБК) и правобережный (ПБК), по которым отводятся поверхностные паводковые воды; ЛБК регулирует сток воды из Иртяшско-Каслинской системы озёр, а ПБК – сток р. Мишеляк;
• фильтрация воды из консольного водоёма ТКВ через тело плотины 11;
• пойменные участки реки, расположенные ниже плотины водоёма № 11, загрязнённые ранее в результате разлива реки. К ним, в частности, относится заболоченная территория по обеим сторонам реки, площадью около 30–40 км² с запасом активности примерно 6 ККи по стронцию-90, 9 ККи по цезию-137 и 11 Ки по изотопам плутония. Повышенная сорбционная ёмкость заболоченных почв обусловила высокие уровни их загрязнения во время разливов реки, и в настоящее время Асановские болота являются постоянным источником вторичного загрязнения речной воды в результате смыва содержащихся в них радионуклидов паводковыми и поверхностными водами.

Водно-балансовые расчёты, осуществленные специалистами ПО «Маяк», показывают, что в условиях установившейся в регионе положительной водности из консольного водоёма ТКВ происходит фильтрация воды через тело плотины 11 и боковые дамбы, через ЛБК и ПБК.

В целом, общий сток р. Теча формируется под влиянием двух основных факторов:

1. природной подпитки: паводковые воды, дождевые воды, грунтовые воды, притоки реки;
2. техногенной подпитки: воды ПБК и ЛБК, фильтрационные воды через тело плотины 11.

Существенный вклад в перераспределение радионуклидов вносят процессы десорбции радионуклидов из донных отложений и смыв радионуклидов с водосборной площади реки.

В период максимальных сбросов объёмная активность бета-излучающих радионуклидов в воде достигала 10⁵–10⁶ Бк/л, в донных отложениях 10⁷–10⁸ Бк/кг. Радиоактивному загрязнению подверглись все компоненты речной экосистемы. В этот период наблюдалась массовая гибель ряда водных организмов (крупные моллюски, речные раки, бентосные рыбы, водоплавающие птицы и др.) на расстояниях до 100–200 км от источника сбросов. После прекращения сбросов водная экосистема существенно очистилась от радионуклидов, но и до настоящего времени загрязнение речной системы и заболоченной поймы (прежде всего в районе «Асановских болот») в 100–100 000 раз превосходит значения регионального фона, не связанного с произошедшими инцидентами, для ⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs и изотопов плутония (Стукалов, Ровный, 2009).

Мониторинг состояния загрязнения воды за 1990–2005 гг. показал, что концентрация изотопа стронция-90 меняется во времени из-за его переноса (вторичного загрязнения) из верховья реки. Максимальная концентрация изотопа стронция-90 с 1994 г. наблюдалась в 2004 г. и составляла 50,1 Бк/л в створе с. Муслюмово, что в 10 раз превышало уровень вмешательства (УВ) для стронция-90 по НРБ-99/2009.

В настоящее время, согласно «Государственному докладу» (2011), в среднем и нижнем течении р. Теча ⁹⁰Sr является основным дозообразующим радионуклидом для воды. Среднегодовая объёмная активность ⁹⁰Sr в воде р. Течи (пос. Муслюмово) в 2010 г. была в 1,5 раза выше, чем в 2009 г. и составляла 18,5 Бк/л. Это значение в 3,7 раза выше уровня вмешательства (УВ) для населения по НРБ-99/2009 и более чем на 4 порядка выше фонового уровня для рек России. В воде р. Исеть (пос. Мехонское), после впадения в неё рек Теча и Миасс, среднегодовая объёмная активность ⁹⁰Sr увеличилась примерно в 1,5 раза и составляла 1,4 Бк/л, что в 3,6 раза ниже УВ.

Следует отметить, что ⁹⁰Sr более чем на 95 % находится в водорастворимом состоянии и поэтому мигрирует на большие расстояния по гидрографической системе.

В водах рек Караболка и Синара, протекающих по территории ВУРСа, среднегодовая объёмная активность ⁹⁰Sr также сохранилась примерно на уровне 2009 г. и составляла 1,1 и 0,2 Бк/л соответственно.

В р. Теча наблюдалось и повышенное содержание трития по сравнению с фоновыми уровнями для рек России. Среднегодовая объёмная активность трития в 2010 г. в р. Теча (пос. Муслюмово, отбор проб производился семь месяцев) составляла 226 Бк/л, что превышает фоновый уровень (2,2 Бк/л) более чем в 100 раз (Государственный доклад…, 2011).

В настоящее время р. Теча остается наиболее загрязнённой в Азиатской части России, т. к. происходит регулярный вынос радионуклидов из Асановских болот и, вследствие фильтрации вод через плотину из искусственных и естественных водоёмов на территории ФГУП ПО «Маяк», в обводные каналы.

Несмотря на существенное ограничение поступления радионуклидов в р. Теча в связи с прекращением прямых сбросов жидких радиоактивных отходов, а также в связи со строительством в 1951–1964 гг. плотин и обводных каналов, загрязнение воды в реке радионуклидами до сих пор остается достаточно высоким.

Таким образом, следует отметить следующие основные закономерности распределения радиоактивности в р. Теча:

1. В настоящее время основными дозообразующими радионуклидами в экосистеме р. Теча являются стронций-90 и цезий-137.
2. Цезий-137 в силу своих физико-химических свойств в основном сорбирован в пойменных почвах в верхнем течении реки; его концентрации в воде низкие, менее 1 Бк/л, что гораздо ниже УВ по НРБ-99 для данного изотопа.
3. Стронций-90, находясь в хорошо растворимой форме, подвижен и обнаруживается в больших концентрациях в воде (превышает УВ по НРБ-99), хорошо мигрирует вниз по течению реки, обуславливая загрязнение реки вплоть до её впадения в р. Исеть.
4. Концентрации стронция-90 находятся в обратной зависимости от водности реки (расходов воды). Однако иногда эта взаимозависимость нарушается, что может быть связано с дополнительным поступлением радионуклидов в открытую гидрографическую сеть в верхнем течении реки.

<<< Наверх

29 сентября 1957 г. в 16:22 из-за выхода из строя системы охлаждения произошёл взрыв ёмкости объёмом 300 м³, где содержалось около 80 м³ высокорадиоактивных ядерных отходов. Взрывом, оцениваемым в десятки тонн в тротиловом эквиваленте, ёмкость была разрушена, бетонное перекрытие толщиной 1 м весом 160 т отброшено в сторону, в атмосферу было выброшено около 20 МКи (7,4·10¹⁷ Бк) радиоактивных веществ (¹⁴⁴Ce+¹⁴⁴Pr, ⁹⁵Nb+⁹⁵Zr, ⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs, изотопы плутония и др.), из которых примерно 18 МКи выпало на территории ПО «Маяк», а около 2 МКи – за её пределами, образовав Восточно-Уральский радиоактивный след (ВУРС). Непосредственно от взрыва никто не погиб.

Часть радиоактивных веществ была поднята взрывом на высоту 1–2 км и образовала облако, состоящее из жидких и твёрдых аэрозолей. В течение 10–11 часов радиоактивные вещества выпали на протяжении 300–350 км в северо-восточном направлении от места взрыва.

Первая радиационная съёмка территории вблизи аварийного сооружения и в отдалённых точках промышленной площадки ПО «Маяк» была закончена к ночи 30 сентября 1957 г. Результаты оперативных измерений показали, что мощность экспозиционной дозы гамма-излучения на обследованной территории достигает чрезвычайно высоких значений.

В течение 10–20 октября 1957 г. силами ЦЗЛ ПО «Маяк» была проведена первая радиационная съёмка территорий Челябинской, Свердловской, Курганской и Тюменской областей, подвергшихся радиоактивному загрязнению. Съёмка проводилась с использованием радиометров, установленных на автомобилях. Она позволила установить масштабы загрязнения территорий, расположенных в отдалённой от взрыва зоне.

В ноябре – декабре 1957 г. силами ЦЗЛ ПО «Маяк» и Института прикладной геофизики Госкомгидромета СССР было проведено уточнение реальных масштабов радиационного загрязнения на территории от предприятия до г. Каменск-Уральского Свердловской области (105 км) (Хохряков и др., 2002).

Наземные и водные экосистемы территории ВУРСа (озёра Урускуль, Бердениш, Кожакуль, р. Караболка, болото Бугай и др.) были загрязнены радиоактивными веществами. В головной части следа наблюдалась массовая гибель отдельных звеньев экосистем (сосна, ряд видов травянистых растений, почвенная фауна и др.). Суммарная бета-активность воды достигала в начальный период 1000–10 000 Бк/л; уровни загрязнения почвы в головной части ВУРСа достигали 2000 Ки/км² и выше. Основную роль в долговременном загрязнении наземных и водных систем играет ⁹⁰Sr (Стукалов, Ровный, 2009).

Для предотвращения разноса радионуклидов в 1959 г. решением правительства была образована санитарно-защитная зона на наиболее загрязнённой части радиоактивного следа, где всякая хозяйственная деятельность была запрещена. В 1958 г. территории с плотностью загрязнения стронцием-90 свыше 2 Ки/км² общей площадью около 1000 км² были выведены из хозяйственного оборота. Населённые пункты с этой территории были эвакуированы. Но на границе зоны с плотностью 2 Ки/км² остались несколько населённых пунктов, в том числе Татарская Караболка (около 500 жителей) и Мусакаево (около 100 жителей).

Следует отметить, что жители населённых пунктов, находящихся практически вне следа, использовали в хозяйственных нуждах (заготовка сена, выпас скота) территории, где уровень загрязнения ⁹⁰Sr доходил до значений 100 Ки/км² по состоянию на 1957 г. В результате почвы приусадебных участков подверглись вторичному загрязнению (в качестве удобрения использовался навоз, обогащенный ⁹⁰Sr).

<<< Наверх

ОБРАЗОВАНИЕ КАРАЧАЕВСКОГО СЛЕДА

С октября 1951 г. главный поток жидких радиоактивных отходов производства был направлен в естественное болото верхового типа Карачай (превратившееся в результате в искусственное озеро под названием «Водоём В-9»), где постепенно накопилось, по официальным данным, более 120 МКи активности, из них 40 % стронция-90 и 60 % цезия-137. Радионуклиды до начала работ по засыпке водоёма распределились ориентировочно следующим образом: 7 % – в воде, 41 % – в суглинках ложа водоёма, 52 % – в подвижных донных отложениях.

В апреле 1967 г. были отмечены повышенные выпадения радиоактивных веществ в районе, прилегающем к промышленнй зоне ПО «Маяк». Радиоактивные выпадения были обусловлены ветровым переносом радиоактивной пыли с оз. Карачай, вызванным необычными по сравнению со средними многолетними погодными условиями:

• недостаточным количеством атмосферных осадков в течение зимнего периода времени 1966–1967 гг.;
• ранней и сухой весной;
• наличием сильных порывистых ветров.

По данным метеорологической станции предприятия, в течение декабря–марта выпало около 36 мм осадков, что составляло всего лишь 10 % средней многолетней нормы, характерной для этого периода времени. Ранняя весна привела к тому, что уже к 20 марта снеговой покров отсутствовал и верхний слой почвы был сухим. Дальнейшее повышение температуры способствовало прогреву почвы и возникновению условий повышенного пылеобразования. В связи с резким понижением уровня воды в водоёме Карачай произошло оголение береговой полосы озера и вовлечение в пылеобразование радиоактивных донных отложений.

В течение апреля наблюдались высокие среднесуточные скорости ветра со значительной повторяемостью в секторе юго–юго-запад – запад–северо-запад (ЮЮЗ-ЗСЗ). Особенно сильные порывистые ветры отмечались 18 и 19 апреля, скорость их достигала 23 м/с.

Повышенные выпадения радиоактивных нуклидов (ветровой разнос обнаженных донных отложений оз. Карачай) были отмечены в конце первой – начале второй декады не только на территории, непосредственно прилегающей к оз. Карачай, но и в районе, расположенном в секторе северо-восток – восток (СВ-В) от промышленной площадки.

При чрезвычайно сильных ветрах 18–19 апреля наблюдались высокие концентрации радиоактивных аэрозолей в приземном слое воздуха. Так, 18 апреля на расстоянии 2 км от водоёма Карачай в направлении ветра от хранилища наблюдались концентрации бета-излучающих нуклидов в воздухе до 4·10^-12 Ки/л; 19 апреля на расстоянии 500 м от хранилища концентрация составляла 4·10^-9 Ки/л, а на расстоянии 12 км – 4·10^-10 Ки/л.

В то же время было отмечено повышение уровня мощности экспозиционной дозы (измерения выполнялись на высоте 1 м над поверхностью почвы) в стационарных пунктах наблюдения, расположенных в районах ОНИС, Худайбердинск, Кировское отделение, Аргаяшская ТЭЦ, в 2–3 раза.

В апреле–мае 1967 г. и в продолжение следующих месяцев были проведены исследования радиоактивного загрязнения территорий вокруг оз. Карачай. Проводились измерения плотности потока бета-частиц, обусловленного радиоактивными выпадениями, от поверхности почвы. Измерялись и значения мощности экспозиционной дозы на территории обследуемых районов. Одновременно определялись интенсивность и радионуклидный состав радиоактивных выпадений.

Радиохимическими и гамма-спектрометрическими определениями состава загрязнения, проведёнными на различных пробах объектов окружающей среды (фильтры, планшеты, естественная и культурная растительность, почва), установлено, что радиоактивное вещество было представлено долгоживущими радионуклидами, главным образом ⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs и ¹⁴⁴Ce. Изотопный состав смеси радиоактивных веществ в различных пробах объектов окружающей среды был примерно одинаков и для дальнейших расчётов (по результатам контрольных измерений проб почвы) был принят следующим:

⁹⁰Sr+⁹⁰Y – 34 %; ¹³⁷Cs – 48 %; ¹⁴⁴Ce+¹⁴⁴Pr – 18 %.

По результатам дозиметрического обследования территории и определения радиоизотопного состава была составлена карта загрязнения территории, сложившегося в результате ветрового разноса радиоактивных веществ весной на 1967 г. (рис. 4а).

Рис. 4a. Схема загрязнения территории, сложившегося в результате ветрового разноса радиоактивных веществ весной 1967 г. (Хохряков и др., 2002)

Сложные метеорологические условия и продолжительное время действия источника поступления радиоактивных веществ в атмосферу вызвали загрязнение территории, расположенной в широком секторе с несколькими «языками» в соответствии с преимущественными в тот период времени направлениями ветров (Хохряков и др., 2002).

Суммарная активность выброшенных в атмосферу радионуклидов оценивалась величиной 0,6 МКи, а площадь загрязнения – 2700 км² (вне производственной территории ПО «Маяк») (Резонанс..., 1991; Последствия..., 2002).

К настоящему времени водное зеркало оз. Карачай практически отсутствует (засыпано бетонными плитами и грунтом). Однако на глубине сохраняется линза загрязнённых вод, которая движется в направлении рек Мишеляк и Теча.

<<< Наверх

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ВЫБРОСЫ РАДИОНУКЛИДОВ

Одним из значимых факторов, сформировавших загрязнение объектов окружающей среды и послуживших причиной повышенного облучения населения, явились регламентные (предусмотренные проектом) выбросы в атмосферу радиоактивных нуклидов из вытяжных труб ПО «Маяк».

Основным технологическим принципом защиты атмосферы от выбросов радиоактивных веществ являлся процесс разбавления и рассеивания радиоактивных газов и аэрозолей путём выброса их в атмосферу через высокие (высотой до 150 м) трубы (высокие источники выбросов). Кроме высоких выбросов эксплуатировалось несколько сот низких источников выбросов.

Радионуклиды, поступающие в атмосферу из низких источников выбросов, производят загрязнение окружающей среды в непосредственной близости от зданий и сооружений, на которых они расположены. Влияние такого типа выбросов на загрязнение окружающей среды в районе проживания населения пренебрежимо мало по сравнению с действием высоких источников, так как выбросы из последних распространяются на значительные расстояния. Через высокие источники выбросов в атмосферу поступали радионуклиды активационного происхождения (¹⁴C, ⁴¹Ar, ⁵¹Cr, ⁵⁴Mn и т.п.), продукты деления (инертные радиоактивные газы, ⁹⁰Sr, ⁸⁹Sr, ⁹⁵Zr+⁹⁵Nb, ¹⁰⁶Ru+¹⁰⁶Rh, ¹³¹I, ¹³⁷Cs, ¹⁴⁴Ce+¹⁴⁴Pr, и др.), а также альфа-излучающие нуклиды (²³⁹Pu, ²⁴¹Am и т.п.) (Суслова и др., 1995).

В начальный период работы предприятия прямого контроля выбросов не было. О количествах радионуклидов, поступавших в атмосферу с аэрозолями, судили по результатам измерений уровней загрязнения объектов окружающей среды. При этом использовались данные измерений удельной бета-активности растительного покрова (трава), снега, почвы.

Впервые прямое определение мощности выброса радионуклидов в атмосферу из сбросной трубы завода «Б» было проведено в 1951 г.

Аэрозольные выбросы радионуклидов из труб заводов ПО «Маяк» в 1950–1960-х гг. привели к загрязнению почвы в районе предприятия до уровней порядка 10¹³ Бк/км² по ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs и 10¹⁰ Бк/км² по изотопам плутония. Одновременно радиоактивному загрязнению подверглись все компоненты наземных и водных экосистем, расположенных в зоне влияния источников выбросов (Стукалов, Ровный, 2009). До настоящего времени ПО «Маяк» продолжает работу, что естественно сопровождается новыми поступлениями радионуклидов в окружающую среду. Согласно «Государственному докладу…» (2011), повышенное содержание техногенных радионуклидов в приземном слое воздуха регулярно регистрируется и в районах, расположенных в 100-км зоне вокруг предприятия. Так, в п.г.т. Новогорный максимальная среднемесячная объёмная активность ¹³⁷Cs (4,6·10^–5 Бк/м³) наблюдалась в августе 2010 г., что примерно в 125 раз выше среднегодового (фонового) уровня для территорий, расположенных вне загрязнённых зон.

Выпадения ¹³⁷Cs в 100-км зоне вокруг ПО «Маяк», усреднённые по 14 пунктам наблюдений, в 2010 г. остались примерно на уровне четырех предыдущих лет. Средняя годовая сумма выпадений ¹³⁷Cs из атмосферы в 2010 г. в этом районе составляла 5,1 Бк/м²·год. Максимальные выпадения ¹³⁷Cs наблюдались в п.г.т. Новогорный – 15,7 Бк/м²·год. Средняя величина выпадений ⁹⁰Sr за год вокруг ПО «Маяк» в 2010 г. незначительно увеличилась по сравнению с 2009 г. и составила 5,5 Бк/м²·год, максимальные выпадения ⁹⁰Sr наблюдались в п.г.т. Новогорный – 16,9 Бк/м²·год.

Таким образом, промышленная деятельность ПО «Маяк» привела к масштабному радиоактивному загрязнению компонентов наземных и водных экосистем Южного Урала (рис. 4б) вплоть до летальных уровней воздействия на отдельные звенья биоценозов (головная часть ВУРСа, р.Теча, Карачай, Старое Болото). Ряд экосистем выдержал радиационную техногенную нагрузку (основная территория ВУРСа, наземные экосистемы на территории промплощадки, озёра Татыш и Кызыл-Таш) (Стукалов, Ровный, 2009).

Рис. 4б. Ориентировочная схема распространения радиоактивного загрязнения почвы в результате деятельности ПО «Маяк»

Загрязнение земель, вызванное деятельностью ПО «Маяк», потребовало проведения их отчуждения, рекультивации и проведения работ по возращению этих земель для использования в хозяйственных целях. Изменились социально-экономические условия жизни на загрязнённых территориях. Площадь санитарно-защитной зоны по р. Тече в Челябинской области составила около 8,8 тыс. га. Меры, принятые в 1954 г., были направлены на исключение возможности использования населением воды р. Течи для питьевых и хозяйственно-бытовых нужд, полива огородов и водопоя скота. Устанавливался запрет в границах весеннего разлива р.Течи на ловлю рыбы, охоту, выпас и стоянку скота, сенокошение и использование земли для строительства жилых и общественных зданий.

Организация охраняемой санитарной зоны в результате загрязнения радиоактивными отходами поймы рек Течи и Исети в пределах Курганской области создала определённые трудности с ведением поливного овощеводства и использованием части пастбищ и сенокосов. Было выведено из использования вдоль р. Течи более 5 тыс. га земель, в том числе пашни – 600 га, сенокосов и пастбищ – 3,2 тыс. га, более 600 га лесных угодий и других неудобных пойменных земель. Оценивая водоснабжение населения, следует отметить значительный дефицит питьевой воды.

Последствия аварии 1957 г. и реабилитационные меры по их устранению имели общий характер по всему ВУРСу с учётом уровня загрязнения территорий. На территории Челябинской области на пути распространения ВУРСа оказались территории с населением, занятым сельским хозяйством и добычей рудного и нерудного сырья.

В 1958 г. прекратили работу подразделения двух рудоуправлений Юго-Коневского и Боевского. Были прекращены работы геологоразведочных партий и других небольших предприятий различных отраслей (легкая, рыбная и т.д.). Важной проблемой стало закрытие и консервация объектов горнодобывающей промышленности. Добываемые предприятиями руды относились к категории стратегического сырья.

В зоне ВУРСа прекратили существование 12 колхозов, из пользования которых было выведено более 28 тыс. га сельскохозяйственных угодий, в том числе: пашни – около 19 тыс. га, пастбищ – почти 3 тыс. га, сенокосов – более 5 тыс. га (Хохряков и др., 1995).

За прошедшие 55 лет с момента аварии на ПО «Маяк», связанной с взрывом банки с высокоактивными радиоактивными отходами, и 45 лет с момента ветрового переноса донных отложений оз. Карачай в результате радиоактивного распада ⁹⁰Sr и ¹³⁷Сs радиационная обстановка значительно улучшилась.

Однако до сих пор сохраняется необходимость понимания степени опасности хозяйствования на значительных по площади загрязнённых территориях.

<<< Наверх