X Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2018

Введение

29 сентября 1957 г. в 16:22 на ПО «Маяк», расположенном в городе Озёрске Челябинской области, из-за выхода из строя системы охлаждения произошёл взрыв ёмкости объёмом 300 м³, где содержалось около 80 м³ высокорадиоактивных ядерных отходов. Мощность взрыва оценена в 70 — 100 т. 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 [8].

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).

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.

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 загрязнения⁹⁰Sr 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) [9].

1. Последствия на территории ВУРСа

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 1958–1959 годах в населённых пунктах, подвергшихся радиационному загрязнению, специальные механизированные отряды произвели ликвидацию и захоронение строений, продовольствия, фуража и имущества жителей. После аварии на всей территории ВУРСа ввели временный запрет на хозяйственное использование территории [10].

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.

Социально-экологические последствия аварии оказались очень серьёзными. Тысячи людей были вынуждены покинуть места своего проживания, многие другие остались жить на загрязнённой радионуклидами территории в условиях долговременного ограничения хозяйственной деятельности. Положение значительно осложнялось тем, что в результате аварии радиоактивному загрязнению подверглись водоёмы, пастбища, леса и пашни.

За прошедшие 60 лет с момента аварии на ПО «Маяк», связанной с взрывом банки с высокоактивными радиоактивными отходами, и 50 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. [9]

2. Динамика Восточно-Уральского радиоактивного следа

Современная радиационная обстановка в районе предприятия «Маяк» сформировалась в 1950–1960 годах в результате следующих радиационных аварий и инцидентов:

– регламентных и аварийных сбросов ЖРО радиохимического производства в реку Теча в период с 1949 по 1956 год. Пойма и донные отложения реки Теча до настоящего времени загрязнены радионуклидами (в основном ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs), а иловые отложения в верхней части реки классифицируются как ТРО;

– регламентных и аварийных газо-аэрозольных выбросов осколочных радионуклидов из высоких труб реакторного и радиохимического производства в период с 1950 по 1960 год, когда отсутствовали эффективные методы газоочистки;

– взрыва ёмкости с жидкими высокоактивными отходами радиохимического производства в 1957 году с выбросом в атмосферу 7,4•1017 Бк (20 МКи) бета-излучающих радионуклидов. В результате аварии образовался Восточно-Уральский радиоактивный след (ВУРС);

– ветрового выноса в 1967 году донных отложений с обнажившихся берегов водоема В-9 (оз. Карачай), использовавшегося в качестве хранилища жидких среднеактивных отходов радиохимического производства.

Сильно загрязненными оказались территории Челябинской, Свердловской и Тюменской областей общей площадью более 23 тыс. км² (рис. 1) [15].

Рисунок 1. Зона Восточно-Уральского радиоактивного загрязнения

Формирование Восточно-Уральского радиоактивного следа (ВУРС) в основном закончено после осаждения радионуклидов из проходящего радиоактивного облака. В пределах плотности загрязнения местности по ⁹⁰Sr свыше 3,7 кБк м^-2 это произошло через 11 ч на расстоянии 300 км от места взрыва. Все это время ветер сохранял направление на северо-северо-восток, а потому след оказался сильно вытянутым. Поскольку при его образовании атмосферные осадки не выпадали, а до того, как установился постоянный снежный покров, случались периоды сухой погоды с сильными ветрами. В течение первых 1-1,5 месяцев в периоды сухой погоды и сильных ветров наблюдалось перераспределение радионуклидов на местности под действием ветрового подъёма. Это привело к дополнительному загрязнению участков, прилегающих к головной части следа, где заражение было максимальным. Поэтому след здесь шире и размыт в восточном направлении. Пространственное распределение радиоактивных загрязнений характеризуется явно выраженной осью следа, сравнительно монотонным убыванием загрязнения вдоль этой оси и быстрым спадом плотности загрязнения местности в поперечных к оси следа направлениях.

В качестве «реперного» радионуклида, по содержанию которого оценивали радиоактивное загрязнение, был принят ⁹⁰Sr: с одной стороны, его период полураспада достаточно велик, с другой – он содержался в смеси в заметном количестве и играл наиболее важную роль в формировании доз долговременного облучения живых организмов. Поэтому в дальнейшем плотность загрязнения указана именно по ⁹⁰ Sr (Рис.2).

Рисунок 2. Карта ВУРС. Цифрами обозначены изолинии плотностей загрязнения территории стронцием-90 (Кюри/км2). Исходный масштаб 1:100 000. М.: ИПГ АН СССР, 1958. Под ред. А.С. Волкова

Территория лесного и лесостепного Зауралья с большим разнообразием природных условий площадью 23 тыс. км, на которой в 1957 г. проживало 273 тыс. чел., оказалась загрязненной с плотностью загрязнения более 3,7 кБк*м^-2. На большей ее части отсутствуют резко выраженные формы рельефа. Однако ландшафтная неоднородность – наличие большого количества болот, озер, различного рода понижений и впадин, лесных массивов – усложняет структуру земной поверхности и, соответственно, оказывало значительное влияние на неравномерность радиоактивных выпадений. На территории, загрязненной свыше 74 кБк*м^-2, оказалось 10 тыс. чел. и свыше 3700 кБк*м^-2 – 2100 чел.

Из внутренней части следа длиной примерно 105 км при ширине около 8-9 км, имеющей площадь около 600 км² и загрязненной свыше 74 кБк*м^-2, было эвакуировано население. Из наиболее загрязненных территорий это было сделано в пределах 10 дней, а из других мест – в течение 18 месяцев. В наиболее загрязненной головной части ВУРСa 29 апреля 1966 г. по решению Совета Министров РСФСР был создан Восточно-уральский государственный заповедник. Общая площадь его к 2005 г. составила 166 км² [1].

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

Автомобильная съемка полей радиоактивного загрязнения ограничивалась возможностью проезда автотранспорта по грунтовым дорогам. В связи с этим было принято решение провести авиационную съемку плотности загрязнения изучаемых территорий по гамма-излучению. В первый после аварии год теми же силами было проведено семь радиационных съемок, из которых три было с применением авиации и четыре – автомобильных. В ходе работ проводились не только измерения мощности экспозиционной дозы, но и отборы проб почвы, биосубстратов, а также сельскохозяйственной продукции (трава, зерно, овощи, фураж, молоко и т.п.). В результате была получена достаточно подробная для того времени картина загрязнения территорий. Летом 1959 года (июнь-август) Институт прикладной геофизики провел комплексные исследования плотности загрязнения поверхности почвы территорий образовавшегося в результате радиоактивных выпадений следа. Помимо измерений уровней мощности экспозиционной дозы в массовом количестве отбирались пробы почвы, которые подвергались тщательному радиохимическому и радиометрическому анализу. В ходе выполнения работ были вновь проведены авиационная и автомобильная гамма-съемки местности.

В 1960 году Институт прикладной геофизики продолжил работы, направленные на изучение пространственного распределения радионуклидов на различных участках местности. Так же, как и в предыдущем году, была проведена аэрогаммасъемка местности. Детальные наземные измерения позволили обнаружить неоднородности полей загрязнения. Начались исследования вертикальной (по профилю почвы) миграции радионуклидов. В ходе изучения поперечного распределения плотности загрязнения почвы были заложены три постоянных реперных пункта, длительный радиационный мониторинг которых позволил позже получить долговременную динамику поведения радиоактивных нуклидов в объектах окружающей среды. Позднее (в 1964, 1974, 1980 годах) изучение динамики радиационной обстановки проводилось силами специально созданной в 1958 году Опытной научно исследовательской станции (ОНИС) ПО «Маяк». В процессе исследований использовались гамма-спектрометрические, радиометрические и радиохимические методы анализа содержания радионуклидов в объектах окружающей среды и биосубстратах [10].

Таблица 1. Динамика радиоактивной обстановки на территории ВУРСа

Показатели радиационной обстановки	Время после аварии, лет
	0	1	5	10	25	40	75 (прогноз)
Плотность радиоактивного загрязнения территории, отн.ед.: По суммарной β-активности По 90Sr	1	0,34	0,057	0,043	0,03	0,021	0,88
	1	0,96	0,89	0,78	0,52	0,38	0,16
Мощность эквивалентной дозы γ- излучения на высоте 1 м	150	8,7	0,33	0,15	0,053	0,036	0,017
Кумулятивная экспозиционная доза	0	0,42	0,49	0,49	0,50	0,50	0,5
Концентрация радионуклиидов%: Трава	100	10	1	0,4	0,05	0,025	0,01
Зерно	100	20	1	0,8	0,3	0,2	0,1
Молоко	100	10	1	0,4	0,06	0,08	0,1
Вода озер	100	3	1	0,75	0,1	0,08	0,05

В таблице 1 представлена общая динамика радиационной обстановки на территории ВУРС. Загрязненность территории по смеси радионуклидов за 40 лет снизилась в результате распада почти в 50 раз. Мощность поглощенной дозы внешне β-излучения превышала на момент аварии мощность дозы γ-излучения в 4-100 раз, а сформировавшиеся за первый год после аварии дозы β-излучения превышали экспозиционную дозу γ-излучения в 10-50 раз. Поэтому облучение биогеоценозов в первые годы после аварии было в основном обусловлено внешним β-излучением.

В последующем радиационная обстановка на территории ВУРСа значительно изменилась к лучшему – опасность облучения человека и природных объектов снизилась в основном под действием четырех факторов:

радиоактивного распада короткоживущих радионуклидов;

перераспределения радиоактивных веществ, в том числе за счет заглубления в почве и донных отложениях;

изменение механизмов поступления радионуклидов в растительность (прекратилось непосредственное поверхностное загрязнение растений, снизилось загрязнение, обусловленное ветровым переносом);

хозяйственной деятельности в частности мероприятий по радиационной защите населения.

Концентрация радионуклидов в различных экосистемах снизилась к настоящему времени в сотни-тысячи раз, причем наиболее быстро этот процесс шел в первые пять лет. В настоящее время радиоактивное загрязнение территории в районе предприятия определяется в основном ⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs и, в значительно меньшей степени, плутонием, что обуславливает долговременный характер радиационного воздействия [5].

По состоянию на 31.12.2016 г. общая площадь территории, загрязненной радионуклидами, составляет 446,8 км2, включая 212,3 км2 земли санитарно-защитной зоны (промышленной площадки) и 196 км2 земли зоны наблюдения.

В течение 2016 года в зоне влияния ФГУП «ПО «Маяк» не выявлено неучтенных или вновь загрязненных территорий. Проводилась реабилитация ранее загрязненных территорий на заводских площадках. Проведены работы в рамках КИРО на загрязненных участках площадки радиохимического завода.

Анализ данных системы радиационного мониторинга Росгидромета последних лет показывает, что в районе ФГУП «ПО «Маяк» радиационная обстановка остается стабильной, а радиоактивное загрязнение окружающей среды сохраняется на среднемноголетнем уровне. Накопление на почве радионуклидов, выпавших из атмосферы, за период наблюдений последних лет незначительно по сравнению с их суммарным запасом в почве и практически не сказывается на уровнях загрязнения, сложившихся ранее. Уровни радиационного фона на местности, кроме наиболее загрязненных районов (отдельные участки СЗЗ, ВУРСа, поймы реки Теча), практически везде соответствуют естественному фону.

В целом радиационная обстановка в зоне влияния «ПО «Маяк» стабильна. Превышения контрольных уровней по всем контролируемым территориям не отмечено (Рис.3). Анализ результатов мониторинга последних лет свидетельствует о стабильной радиационной и радиоэкологической обстановке в зоне влияния ФГУП «ПО «Маяк», удовлетворяющей всем санитарно-гигиеническим требованиям радиационной безопасности для населения [7].

Рисунок 3. Схема расположения основных пунктов контроля в санитарно-защитной зоне предприятия и в зоне наблюдения

Способствует поддержанию биологического разнообразия в регионе Восточно-Уральский заповедник, созданный в головной части ВУРС. Радиоактивное загрязнение не влияет на распределение животных по территории. Численность животных на ВУРС и в санитарно-защитной зоне в большинстве случаев выше, чем на сопредельных территориях, что обусловлено, в первую очередь, достаточно хорошей охраной заповедника и СЗЗ и низким влиянием антропогенного фактора. Так, например, на территории ВУГЗ и СЗЗ предприятия гнездится 5-6 пар орлана-белохвоста, в Ильменском заповеднике обитает только одна пара этих птиц.

В период 2007-2016 гг. проведены совместные работы ФГУП «ПО «Маяк» со специалистами УНПЦ РМ по изучению радиационного воздействия на биоту специальных промышленных водоемов предприятия. Установлено, что по биологическому разнообразию и количественному развитию гидробионтов (фитопланктон, зоопланктон, зообентос) биоценоз крупнейших водоемов ТКВ не уступает биоценозу Шершневского водохранилища (водоем сравнения). В экосистеме крупнейших водоемов ТКВ не выявлено признаков деградации, состояние экосистемы признано удовлетворительным [6].

В 2016 году выполнена апробация системы экологического мониторинга состояния биоты специальных промышленных водоемов на примере изучения экосистемы водоема В-4. Изучены видовой состав и особенности развития фитопланктонных, зоопланктонных организмов и зообентоса в водоеме, вода которого относится к 4 классу качества («загрязненные») экологической классификации. Оценено состояние водоема В-4 в соответствии с классификацией эффектов антропогенного воздействия на водные экосистемы, которое определено как антропогенное эвтрофирование.

Современное общебиологическое состояние реки Теча почти не отличается от сходных показателей видового разнообразия и продуктивности экосистем региона, типичных для малых рек. С другой стороны, создание санитарной зоны привело к увеличению численности и росту биологической продуктивности популяций отдельных видов животных (рыбы, водоплавающей и околоводной птицы, некоторых видов млекопитающих, в частности, ондатры и бобров) [13].

3. Мероприятия по ликвидация чрезвычайной ситуации

После аварии 1957 года решениями исполкомов Челябинской Свердловской областей в 1958-1959 и годах была запрещена любая хозяйственная деятельность и доступ населения на территорию санитарной зоны, границы которой устанавливались по изолинии плотности загрязнения 2-4 Ки/ кв.км по стронцию-90. Статус санитарной зоны вводился после отселения жителей. Границы и территория санитарной зоны были взяты под охрану милицией, контроль за соблюдением требований санитарно-радиационного режима зоны был возложен на местные санитарно-эпидемиологические службы.

Были сформированы также основные принципы рационального ведения лесного хозяйства на загрязненной территории, которые предусматривали реорганизацию хозяйства на лесных угодьях.

В связи с проблемой разноса радиоактивных аэрозолей озера Карачай в 1967 году было принято решение о ликвидации акватории при помощи засыпки скальным грунтом с применением полых бетонных блоков. Работы по ликвидации озера Карачай были начаты в 1984 году и ведутся по настоящее время.

10 сентября 1991 r. распоряжением Президентом РСФСР была введена в действие государственная программа Российской Федерации по радиационной реабилитации Уральского региона и мерах по оказанию помощи пострадавшему населению на период до 1995 года. Основными целями программы являлись: локализация источников и предотвращение радиоактивного загрязнения Уральского региона; экологическое оздоровление загрязнённой радионуклидами территории; развитие системы мониторинга эколого-радиационной обстановки на загрязненных территориях; повышение уровня медицинского обслуживания и охраны здоровья населения; развитие социальной и производственной инфраструктуры.

Трудная экономическая обстановка, сложившаяся в стране, и недостаточность финансирования программ не позволили осуществить в полном объеме запланированные мероприятия.

В 1996 году была утверждена целевая Федеральная программа «Социальная и радиационная реабилитация населения и территорий Уральского региона, пострадавших вследствие деятельности производственного объединения «Маяк» на период до 2000 года. Цели федеральной программы не отличались от целей предыдущей программы и охватывали те же направления деятельности. Итоги реализации новой программы также оказались неудовлетворительными по каждому из направлений деятельности. К 2000 году были реализованы только самые неотложные мероприятия, выполнение которых не могло быть перенесено на более отдаленный период [2].

Также были введены за последние 17 лет еще две программы «Преодоление последствий радиационных аварий на период до 2010 года»; «Преодоление последствий радиационных аварий на период до 2015 года». Основными целями Программы являются обеспечение необходимых условий безопасной жизнедеятельности и ведения хозяйства на территориях, подвергшихся радиационному воздействию, а также завершение комплекса работ по преодолению последствий радиационных аварий на федеральном уровне, создание методической, технической и организационной базы для передачи дальнейшего решения проблем, связанных с загрязненными территориями, на региональный уровень [11].

На 2015 год было выполнено ряд мероприятий, медицинское обследование, лечение и реабилитация граждан, входящих в группы повышенного риска и проживающих в Свердловской, Челябинской и Курганской областях, подвергшихся загрязнению территорий вследствие аварии на производственном объединении «Маяк» [12].

4. Организация работ по изучению ВУРСа и прогнозирование

До 1995 г. радиоактивное загрязнение не было отражено на единой системной картографической основе. Имелись лишь отдельные карты, составленные, как правило, для населённых пунктов на основе использования разных методик определения радионуклидов.

Несмотря на значительный объём проведённых работ, можно считать, что до 1996 г. на площади влияния ПО «Маяк» работы носили рекогносцировочный. Полученные результаты съёмок не могли удовлетворять требованиям расчёта дозовых нагрузок радиоактивного воздействия на население с момента аварий до настоящего времени. Особенностью сложившейся радиационной обстановки на загрязнённых территориях является долговременность воздействия на население нескольких радионуклидов (⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs, ²³⁸Pu, ²³⁹Pu, ²⁴⁰Pu и др.).

Необходимость создания комплекса карт современных и ретроспективных уровней радиоактивного загрязнения Уральского региона возникла в начале 90-х гг. 20 века в связи с «Государственной программой РФ по реабилитации загрязнённых территорий Уральского региона и мерах оказания помощи пострадавшему населению на 1992–1995 гг.».

Работы по созданию карт радиоактивного загрязнения почв с 1995 по 2012 гг. проводились по следующим федеральным целевым программам:

«Социальная и радиационная реабилитация населения и территорий Уральского региона, пострадавших вследствие деятельности производственного объединения «Маяк», на 1996–1997 годы и на период до 2000 года»;

«Социальная и радиационная реабилитация населения и территорий Уральского региона, пострадавших вследствие деятельности производственного объединения «Маяк», на 1996–1997 годы и на период до 2000 года», продлённая на 2001 г. постановлением Правительства Российской Федерации от 30 декабря 2000 г.;

«Преодоление последствий радиационных аварий на период до 2010 года»;

«Преодоление последствий радиационных аварий на период до 2015 года».

По результатам экспертизы для создания карт радиоактивного загрязнения Уральского региона частично использовались архивные материалы. Основу составили картографические материалы полевых исследований 1995–2012 гг., полученные путём отбора проб почвы с последующим их радиохимическим анализом (на стронций-90, изотопы плутония-238, -239, -240) и гамма-спектрометрическим анализом на цезий-137. Объектами исследования являются: ВУРС – на всём своём протяжении (250 км от промзоны ПО «Маяк»), Карачаевский след на всей площади его проявления (4 650 км²), поймы рек Теча и Исеть.

В «Атласе Восточно-Уральского и Карачаевского радиоактивных следов, включая прогноз до 2047 года» (рис. 4, 5). Создание подобного атласа практически невозможно без использования современных геоинформационных систем (ГИС-технологий). Картоосновы, ретроспективные карты были унифицированы, а современные и прогнозные карты построены на базе ГИС-программ (ArcGis).

Целью создания атласа является информационное обеспечение МЧС России, Росгидромета и Правительств Челябинской, Свердловской и Курганской областей данными о радиационной обстановке, возникшей после аварий на ПО «Маяк», для исполнения законов Российской Федерации о социальной защите населения и получения исходных данных для определения дозовых нагрузок радиоактивного воздействия на население с момента аварии до настоящего времени, принятия решений по разработке и осуществлению мер обеспечения радиационной безопасности населения, реабилитации или отчуждения земель, по перепрофилированию хозяйственной деятельности на загрязнённых территориях [9].

Для обеспечения возможности построения карт плотностей загрязнения по ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs на время происшествия аварий 1957 и 1967 гг. необходимо было определить коэффициенты перехода от современных значений уровней загрязнений к ретроспективным. Эта задача решалась путём сравнения уровней плотностей загрязнения на 1958 и 1967 гг. (получены по материалам съёмок, проведённых Институтом прикладной геофизики Росгидромета) и на 1997 г. (по материалам съёмок ИГКЭ).

Основной массив данных по ВУРСу и Карачаевскому следу был получен в 1996–1997 гг. Уточнения и дополнения уровней загрязнения выполнялись в последующие годы. С учётом решения заседания МВК от 07.12.2001 г., все данные пересчитывались на год представления материалов.

При построении карт распределения радионуклида в поверхностном слое почв одной из основных операций являлась операция по выделению внешнего контура следа. С этой целью проводился отбор проб по профилям, пересекающим радиоактивный след и далеко выходящим за его пределы. Затем, путём статистической обработки результатов опробования, устанавливалась изменчивость плотностей загрязнения на этих профилях, определялись минимальные уровни активностей, которые принимались в качестве фоновых значений. Выделение контура следа проводилось по крайним точкам принятых фоновых значений.

При этом предполагалось, что плотности загрязнения плавно меняются от одной точки к другой. Таким образом, контур строился по методу интерполяции значений плотности загрязнения между двумя точками. Точки равных уровней загрязнения, соединялись изолиниями. В соответствии с Федеральным законом от 15.05.1991 №1244-1, который определил критерии отселения из зон радиоактивного загрязнения по ⁹⁰Sr в 3 Ки/км² и выше, а по ¹³⁷Cs в 15 Ки/км² и выше, для ⁹⁰Sr были приняты интервалы сечения изолиний плотностей загрязнения на площади ВУРСа, кратные трём. Номинация изолиний на картах масштаба 1:200 000 и 1:50 000 отображала следующие уровни плотностей загрязнения по ⁹⁰Sr в Ки/км²: 0,3; 1,0; 3,0; 6,0; 9,0; 12,0; 15,0; 30,0; 60,0; 90; 150; 300; 600; 900; 1500; 2000.

Для построения ретроспективных и прогнозных карт загрязнения почв ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs применялись геоинформационные технологии. По исходным картам изолиний, отображающих структуру поля современных уровней загрязнения (на 2007 г.) и наблюдаемым значениям загрязнения в точках отбора проб были построены цифровые массивы данных (гриды) современного загрязнения территории радионуклидами ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs. Далее производился пересчёт этих массивов на заданные даты. Коэффициенты пересчёта определялись согласно приведённой выше формуле радиоактивного распада.

На основе полученных массивов данных были построены карты изолиний загрязнения территории ВУРСа и Карачаевского следа ⁹⁰Sr на 1957 г., а также ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs на 1967 и 2047 гг [9].

В 2012 году максимальные уровни загрязнения фиксировались исследователями по всей линии расположения Асановских болот и прослеживались до 100-120 м от берега. По данным «Атласа Восточно-Уральского и Карачаевского радиоактивных следов, включая прогноз до 2047 года» (Росгидромет и РАН, 2013 год), здесь встречаются места, где высокие плотности загрязнения по стронцию-90 достигают значений 100 Ки/км², а по цезию-137 – до 500 Ки/км². Наиболее часто в зоне закрытых растительностью болот проявляются плотности загрязнения по стронцию-90 в 12-15 Ки/км². Уровни загрязнения по цезию-137 гораздо выше и в среднем составляют 130 Ки/км² [14].

Рисунок 4. Прогноз загрязнения почв стронцием-90 на 2047 г.

Рисунок 5. Прогноз загрязнения почв цезием-137 на 2047 г.

Возможность долговременного, на протяжении жизни одного поколения после аварии (70 лет), проживания населения на загрязненной территории определяется условием, чтобы потенциальная доза облучения населения за этот период не превышала предельной, специально устанавливаемой дозы облучения за этот же самый период. До недавнего времени в отечественной и зарубежной практике радиационной защиты не было опыта установления предела дозы облучения населения за такой длительный период (хотя и известны различные по численным значениям предельные дозы за аварию, длительность которой подразумевается небольшой). Первая серьезная попытка в этом направлении была предпринята Национальной комиссией по радиационной защите (НКРЗ) и Министерством здравоохранения СССР в применении к населению, облучаемому в результате аварии на Чернобыльской АЭС. В качестве предела эквивалентной дозы суммы внешнего и внутреннего облучения населения принято значение, равное 35 бэр за жизнь.

Когда предел дозы за жизнь установлен, можно оценить максимально допустимую плотность загрязнения территории одним или несколькими долгоживущими радионуклидами, при которой возможно длительное проживание населения. С этой целью следует оценить динамику и интегральную за 70 лет дозу по всем путям внешнего и внутреннего облучения населения в расчете на единичную плотность загрязнения, применяя основные количественные показатели формирования внешнего и внутреннего облучения, определяемых с учетом радиоэкологических особенностей. В этой связи существенное значение приобретает прогноз снижения мощности дозы внешнего облучения из-за заглубления радиоактивного вещества в почву и предпринимаемых мер дезактивации, а также прогноз снижения мощности дозы внутреннего облучения в результате мер радиационной защиты, а также природных радиоэкологических факторов. Сопоставляя обоснованные для предельной дозы 35 бэр плотности загрязнения и реальные начальные значения, можно принимать решения о возможности долговременного проживания населения на загрязненной территории.

В отношении хозяйственного использования загрязненной территории следует исходить из того, что земля не должна пустовать, и, при соблюдении допустимых норм облучения отдельных лиц из населения, а также норм профессионального облучения, ее эксплуатация должна компенсировать (хотя бы частично) ущерб от радиоактивного загрязнения. Другим условием может быть необходимость хозяйственного использования территории даже тех районов, из которых отселены люди.

Стратегия долговременного обращения с загрязненной территорией должна состоять в последовательном решении двух задач: дифференциации землепользования на основе допустимых уровней радиоактивного загрязнения получаемой продукции и разработки хозяйственной структуры применительно к каждому рассматриваемому району.

Дифференциация землепользования в сельском и лесном хозяйствах, а также других направлениях хозяйственной деятельности, использующей почвенные, растительные и водные ресурсы, может проводиться на основе оценок допустимой плотности радиоактивного загрязнения территории долгоживущими радионуклидами и последующего их сопоставления с реально существующим распределением плотности загрязнения на рассматриваемой территории[3].

Если принятая на данной территории структура землепользования не позволяет получать продукцию с уровнями загрязнения, не превышающими установленные допустимые концентрации в ней радионуклидов, следует перепрофилировать производство в районе или в существующих сельскохозяйственных и других организациях таким образом, чтобы продукция удовлетворяла радиационным нормам.

Переключение производства на получение товарной продукции, позволяющей уложиться в пределы реальной плотности радиоактивного загрязнения, — одна из наиболее эффективных мер восстановления хозяйства и снижения доз внутреннего облучения населения.

Формирование структуры хозяйственного использования территории после перепрофилирования может иметь следующие направления.

Если ведение сельскохозяйственного производства в районе невозможно, хозяйственная Деятельность должна быть направлена на производство продукции непродовольственного назначения — развитие лесной и местной промышленности, разработки торфа, песка, щебня и других минеральных ресурсов.

При возможности переориентации сельскохозяйственного производства его структура может включать:

— производство технических культур, служащих сырьем для непродовольственных товаров (например, льна и конопли для нужд текстильной и лакокрасочной промышленности);

— производство технических культур как сырья для получения продовольственных продуктов при глубокой технологической переработке (целесообразно, например, производство картофеля на спирт и крахмал, зерна на спирт, сахарной свеклы на сахар и кормовые дрожжи, подсолнуха, льна и конопли на масло и т. д.);

— семеноводство зерновых, картофеля, овощных культур, сеяных трав;

— замену молочного скотоводства на мясное при условии, что возможна выдержка поголовья мясного скота перед убоем на «чистых» кормах;

— замену молочного и мясного скотоводства на свиноводство и птицеводство, если обеспечена заданная доля концентрированных кормов промышленного производства из централизованных фондов незагрязненных или менее загрязненных кормов;

— промышленное цветоводство и производство лекарственного растительного сырья;

— пушно- меховое производство при преимущественном содержании плотоядных животных [3].

В настоящее время выполняется комплекс мероприятий по мониторингу и поддержанию закрытых РАО в безопасном состоянии. В перспективе – проведение ликвидации акватории водоема В-17 (Старое Болото). Ориентировочный срок завершения консервации водоема В-17 – 2025 год. При консервации водоема В-17 планируется использовать технические решения, апробированные и примененные при закрытии акватории водоема В-9 (оз. Карачай) [7].

Заключение

Из всех радиационно опасных объектов ПО «Маяк» является наиболее крупным и неблагополучным в мире и требует повышенного внимания [2].

Предпринятые поставарийные меры не были адекватны нанесенному ущербу. Даже принятие и последовательная реализация государственных программ по социальной и радиационной реабилитации населения и территорий региона позволили лишь частично выполнить научно обоснованный комплекс мер как по снижению степени риска возникновения новых радиационных аварий на ПО «Маяк», так и по снижению уровней техногенного облучения населения, разрешению социально-экономических и медико- психологических проблем. На территориях Восточно-Уральского радиоактивного следа с плотностью загрязнения более 1 Ки/км² по ⁹⁰Sr расположено 16 населенных пунктов с общей численностью населения 120 тыс. человек.

Сохраняется санитарно-охранный режим реки Теча и её поймы, где находится 17 населенных пунктов. Сложность и комплексность проблем, их многоцелевой характер требуют продолжения работ по ликвидации последствий радиационных аварий, обеспечению безопасного проживания населения в зоне влияния ПО «Маяк» [4].

Представляется необходимым реализовать мероприятия по социально-экономической реабилитации территорий и радиационной защите граждан, подвергшихся радиационному воздействию, снижению доз облучения и возвращению радиоактивно загрязненных территорий к нормальным (без ограничений по радиационному фактору) условиям проживания населения и хозяйственной деятельности, в том числе обеспечению производства нормативно чистой сельскохозяйственной продукции и устойчивого ведения лесного хозяйства на загрязненных территориях, обеспечению функционирования регионального радиационно-эпидемиологического регистра, совершенствованию оказания медицинской помощи лицам, подвергшимся радиационному воздействию и их детям первого и второго поколения.

Подводя итоги 60 лет существования заповедника, можно сказать, что наравне с задачами изоляции и мониторинга очага радиоактивного загрязнения он успешно справляется с природоохранной задачей, которая заключается в сохранении природных комплексов лесостепного Зауралья, прежде всего лесных массивов, поддержании биологического разнообразия, играет заметную средообразующую роль в регионе. Однако деятельность Восточно-Уральского заповедника на современном этапе связана с серьезными проблемами. При его создании не были продуманы полностью организационные и юридические вопросы. Так, вследствие прежних требований секретности заповедник не был внесен в Государственный кадастр особо охраняемых природных территорий. Хотя заповедник именуется государственным, он не находился ранее и не находится теперь в ведении соответствующих органов государственного управления. На всем протяжении своего существования заповедник не имел юридической самостоятельности [16].

Особую значимость приобретает необходимость научного обеспечения принятия решений о проведении всего комплекса мероприятий, информационно-разъяснительная работа среди населения и участников ликвидации последствий радиационных аварий, необходимость совершенствования действующей законодательной и нормативной базы в области радиационной безопасности.

Список литературы

Белозерский Г.Н. Радиационная экология. – М.: Издательский центр «Академия», 2008. – 384 с.

Владимирова В.А. Катастрофы конца 20 века. – М.: Геополитика, 2001. – 424 с.

Владимиров В. А., Измалков В. И. Катастрофы и экология. – М.: Контакт-культура, 2006. – 379 с.

Серебряков И.С., Брыкин С.Н., Розанова Н.С., Старкова М.В. Радиационная обстановка на предприятиях Государственной корпорации по атомной энергии «Росатом» в 2011 году. – М.: ФГУП РосРАО, 2011.

Романов Г. Н., Воронов А. С. Радиационная обстановка после аварии. – М.: ИздАТ, 2000. – 336 с.

Тетерин А.Ф., Маркелов Ю.И., Александрычев И.П. Потенциал загрязнения атмосферы в зоне Восточно-Уральского радиоактивного загрязнения. – Е.: Вестник НВГУ, 2016.

Мокров Ю.Г., Иванов И.А., Бакуров А.С., Коновалов А.В., Антонова Т.А. Радиационная обстановка в санитарно-защитной зоне и зоне наблюдения ФГУП «ПО «Маяк» в 2016 году. Отчет. – Озерск: ФГУП «ПО «Маяк», 2017. – 73 с.

Ярошинскя А. А. Ядерная энциклопедия. – М.: Благотворительный фонд Ярошинской, 1996. – 656 с.

Атлас ВУРСа 2013. Электронный ресурс: http://downloads.igce.ru/publications/Atlas/CD_VURS/7-12.html#page11b. Режим доступа: свободный. Дата обращения 13.08.2017.

Последствия техногенного радиационного воздействия и проблемы реабилитации Уральского региона. Электронный ресурс: http://chernobyl-mchs.ru/upload/program_rus/program_rus_1993-2010/Posledstviy_Ural.pdf Режим доступа: свободный. Дата обращения 24.08.2017.

Концепция федеральной целевой программы «Преодоление последствий радиационных аварий на период до 2015 года» I. Предварительный анализ итогов реализации. – URL: https://refdb.ru/look/1503333.html. Режим доступа: свободный. Дата обращения 26.08.2017.

Приложение n 2. перечень мероприятий федеральной целевой программы «Преодоление последствий радиационных аварий на период до 2015 года». Постановление правительства РФ от 29-06-2011 523 о федеральной целевой программе преодоление последствий радиационных аварий на период до 2015 года (2017). – URL: http://www.zakonprost.ru/content/base/part/748519. Режим доступа: свободный. Дата обращения 26.08.2017.

Радиационная обстановка на территории России и сопредельных государств в 2011 году. – URL: http://www.rpatyphoon.ru/upload/medialibrary/3b3/ezhegodnik_ ro_2011.pdf. Режим доступа: свободный. Дата обращения 2.09.2017.

Уральский «Чернобыль»: Кыштымская авария. – URL: https://lastday.club/yadernaya-avariya-na-kombinate-mayak-ili-kyishtyimskaya-tragediya/ Режим доступа: свободный. Дата обращения 02.09.2017.

Федеральное государственное унитарное предприятие «Производственное объединение Маяк». – URL: http://www.po-mayak.ru/wps/wcm/connect/mayak/site/About/activities/ecology/ Режим доступа: свободный. Дата обращения 02.09.2017.

Восточно-Уральский заповедник | Красная Книга Челябинской области. – URL: http://redbook.ru/article837.html. Режим доступа: свободный. Дата обращения 04.09.17.

Код для цитирования: Скопировать