CC BY
723
Радиационная безопасность окружающей среды: необходимость гармонизации российских и международных нормативно-методических документов с учётом требований федерального законодательства и новых международных основных норм безопасности ОНБ-2011
Крышев И.И., Сазыкина Т.Г.
Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научно-производственное объединение «Тайфун» (ФГБУ «НПО «Тайфун»), Обнинск
Изучено состояние проблемы в области радиационной безопасности окружающей среды на основании выводов Научного комитета ООН по действию атомной радиации (НКДАР ООН), рекомендаций Международной комиссии по радиологической защите (МКРЗ), новых Международных основных норм безопасности ОНБ-2011, а также результатов исследований по международным проектам Евросоюза. Представлены примеры российских научнометодических разработок в данной сфере. С учётом актуальности проблемы необходимо ускорить разработку научно-методических документов в области радиационной безопасности окружающей среды в соответствие с требованиями федерального законодательства, новыми международными основными нормами безопасности ОНБ-2011 и рекомендациями МКРЗ.
Ключевые слова: радиационная безопасность, окружающая среда, дозы облучения, биота, объекты использования атомной энергии.
Введение
Ключевым элементом обеспечения радиационной безопасности при использовании атомной энергии являются разрабатываемые и регулярно пересматриваемые под эгидой МАГАТЭ с участием других международных организаций основные нормы безопасности (ОНБ). В сентябре 2011 г. Генеральная конференция МАГАТЭ приняла новые основные нормы безопасности [10]. При подготовке документа были учтены выводы Научного комитета ООН по действию атомной радиации (НКДАР ООН) и рекомендации Международной комиссии по радиологической защите (МКРЗ). Основополагающая цель безопасности - это защита людей и охрана окружающей среды от негативного воздействия ионизирующего излучения. Данная цель должна достигаться без неоправданного ограничения эксплуатации ядерных установок или осуществления видов деятельности, связанных с радиационными рисками. Поэтому задача системы защиты и безопасности - обеспечивать оценку, регулирование и контроль облучения, чтобы снизить радиационное воздействия на человека и компоненты природной среды до реально достижимого уровня.
Предметом настоящей работы является анализ современного состояния проблемы радиационной безопасности окружающей среды с учётом необходимости гармонизации российских и международных научно-методических и нормативных документов в этой сфере.
Международный опыт в области регулирования радиационной безопасности окружающей среды
МАГАТЭ, МКРЗ, НКДАР ООН и другие авторитетные международные организации проявляют значительный интерес к регулированию и научному обоснованию радиационной безопасности окружающей среды [10-14, 26]. В соответствии с ОНБ-2011 [10] принцип 7 «Защита ны-
Крышев И.И.*- гл. научн. сотр., д.ф.-м.н., профессор, академик РАЕН; Сазыкина Т.Г. - вед. науч. сотр., д.ф.-м.н. ФГБУ «НПО «Тайфун».
*Контакты: 249038, Калужская обл., Обнинск, ул. Победы, 4. Тел.: (48439) 7-16-89; e-mail: [email protected].
нешних и будущих поколений» гласит: «Нынешние и будущие поколения и окружающая среда должны быть защищены от радиационных рисков».
Разработка научно-методических и регулирующих документов в области радиационной безопасности окружающей среды является весьма сложной задачей, поскольку природные флора и фауна состоят из миллионов видов с параметрами радиочувствительности и биологическими характеристиками, различающимися в пределах нескольких порядков величин.
Работы ведутся по следующим направлениям: создание баз данных по радиационным эффектам на флору и фауну; усовершенствование методик расчёта доз на биоту; определение референтных (представительных) видов биоты для проведения радиоэкологических оценок; создание стандартных процедур оценок радиоэкологического риска; определение типов радиационных эффектов, релевантных для природной биоты; определение безопасных и опасных уровней облучения биоты для использования в качестве контрольных величин в регулирующих документах.
В связи с огромным видовым разнообразием биосферы и практической невозможностью оценить радиационное воздействие на каждый вид биоты, методология радиационной безопасности окружающей среды разрабатывается для сравнительно небольшого числа референтных видов [11, 13, 14, 21]. Для выбора референтных организмов в целях обеспечения радиоэкологической безопасности предлагается использовать следующие основные критерии: экологические (положение в экосистеме), доступность для мониторинга, дозиметрические (критические пути облучения), радиочувствительность, способность вида к самовосстановлению. Предполагается, что в дальнейшем результаты оценок для референтных видов могут стать основой для анализа экологических рисков и регулирования радиационной безопасности окружающей среды в целом.
Европейская Комиссия финансировала несколько научно-исследовательских проектов, выполненных в период 2000-2008 гг.: EPIC (Защита окружающей среды от ионизирующих загрязнителей в Арктике); FASSET (Система для оценки экологического воздействия); ERICA (Риск для окружающей среды от ионизирующей радиации: оценки и менеджмент) и PROTECT (Защита окружающей среды от ионизирующих излучений в контексте регулирования) с целью развить научную методологию защиты природной биоты от ионизирующих загрязнителей (материалы проектов размещены на интернет-сайтах). Важной задачей в рамках этих проектов явилось создание баз данных по соотношениям «дозы-эффекты» для организмов, отличных от человека. Проект EPIC был выполнен совместно с российскими специалистами [22, 23]; в проектах FASSET, ERICA и PROTECT российские специалисты также принимали участие при обсуждении методологии оценки экологического риска.
Результаты и научно-методические выводы проектов, выполненных в рамках программ Евросоюза, а также предшествующие результаты радиоэкологических исследований, послужили основой для выработки рекомендаций МКРЗ [11-14] и доклада НКДАР ООН [26].
В Публикации 103 МКРЗ [12], комиссия по радиационной защите признала необходимым выработку процедуры оценок воздействия ионизирующего излучения на организмы, отличные от человека, с целью обеспечения их безопасности. Целью МКРЗ является создание стандартной методики, которая может служить основой для проведения процедуры определения радиоэкологического риска для природной флоры и фауны от ионизирующих излучений, преимущественно, связанных с техногенной деятельностью человека.
В Публикации 108 МКРЗ «Защита окружающей среды: концепция референтных животных и растений» сформулированы основные принципы новой методологии радиационной защиты биоты [13], включающей выбор референтных видов организмов, расчёт доз, поэтапное рассмотрение радиоэкологической ситуации, оценки пороговых уровней возникновения радиационных эффектов у различных типов организмов. Методология предназначена для использования в качестве руководства, на основе которого следует разрабатывать национальные и другие руководящие и методические документы по оценкам риска для природной биоты от воздействия ионизирующих излучений, присутствующих в окружающей среде. Система оценок радиационной безопасности флоры и фауны должна быть интегрирована в общую систему радиационной безопасности вместе с системой радиационной безопасности человека.
В Публикации 114 МКРЗ [14] представлены рекомендованные значения коэффициентов накопления радионуклидов из окружающей среды референтными животными и растениями.
МКРЗ сформулировала важный принцип ступенчатого, поэтапного подхода к анализу радиоэкологической ситуации:
на первом этапе - проведение предварительного, скринингового, анализа на основе стандартной простой процедуры, не требующей проведения детального обследования; выявление тривиальных ситуаций, не требующих дальнейшего рассмотрения;
второй этап - проводится только в случаях превышения контрольных уровней облучения; на втором этапе проводится более детальный анализ с учётом местных особенностей радиоактивного загрязнения экосистем.
Принцип порогового действия ионизирующего излучения на биоту
В основе методологии обеспечения радиационной безопасности человека лежит допущение о стохастическом беспороговом действии ионизирующего излучения.
Современная методология ограничения радиационного воздействия на биоту основана на постулате порогового действия ионизирующего излучения, подтверждённого многочисленными экспериментальными данными [5, 9, 17, 20-23, 27]. При этом рассматриваются детерминированные, а не стохастические эффекты, релевантными предложено считать следующие типы эффектов: увеличение заболеваемости, ухудшение репродуктивности, снижение продолжительности жизни.
Один из первых критериев в регламентации радиационного воздействия на биоту был предложен в работе [17], где полагалось, что мощность дозы хронического облучения, при которой обеспечивается радиационная безопасность водной биоты, не превышает 10 мГр/сут. В дальнейшем в качестве безопасного (порогового) уровня радиационного воздействия на биоту предлагалось использовать значения мощности дозы в диапазоне 1-10 мГр/сут [25-27].
В соответствии с принципом толерантности любые организмы способны к существованию только в некотором интервале того или иного фактора окружающей среды (температуры, ионизирующей радиации, биогенных элементов). При этом существует экологический минимум и экологическим максимум в отношении фактора окружающей среды, диапазон между этими двумя величинами называют интервалом толерантности. Для ионизирующей радиации нижний предел интервала толерантности совпадает с природным радиационным фоном, снижение об-
лучения организмов ниже природного фона приводит к негативному воздействию на организмы, что подтверждается экспериментально [18]. Облучение организмов дозой, заметно превышающей природный радиационный фон, также воздействует негативно.
На основе рассмотрения экспериментальных данных по радиационным эффектам хронического облучения, опубликованных в отечественной литературе (около 440 публикаций), была составлена предварительная шкала проявления радиационных эффектов в зависимости от уровня хронического облучения [19], см. таблицу 1. Шкала радиационных эффектов охватывает широкий диапазон уровней облучения от 10-6 до 1 Гр/сут и широкий диапазон радиационных эффектов - от стимуляции до острого лучевого поражения.
Таблица 1
Шкала радиационных эффектов на биоту в зависимости от мощности дозы хронического облучения
Мощность дозы хронического облучения, Гр/сут Радиационные эффекты у представителей различных видов биоты
ю о СQ 1 о Естественный радиационный фон.
10-5-10-4 Отсутствуют данные о радиационных эффектах, превышающих естественный радиационный фон.
10-4-5-10-4 Небольшое увеличение цитогенетических эффектов. Стимуляция чувствительных позвоночных животных.
5-10-4-0,002 Порог появления слабых эффектов на заболеваемость у чувствительных позвоночных видов.
0,002-0,005 Порог появления эффектов на репродуктивные органы позвоночных организмов, порог снижения выживаемости эмбрионов.
0,005-0,01 Появление эффектов сокращения жизни позвоночных животных. Порог появления радиационных эффектов у беспозвоночных животных. Порог возникновения эффектов воздействия на рост хвойных деревьев.
0,01-0,1 Сокращение жизни у позвоночных животных, симптомы хронической лучевой болезни. Повреждение хвойных деревьев.
0,1-1 Острая лучевая болезнь у позвоночных организмов. Г ибель хвойных деревьев. Значительное повреждение яиц и личинок беспозвоночных животных.
>1 Острая лучевая болезнь у позвоночных организмов, летальная доза достигается в течение нескольких дней. Повышенная смертность яиц и личинок беспозвоночных животных. Г ибель хвойных деревьев, повреждение лиственных деревьев.
Наиболее актуальным в настоящее время является создание нормативов радиационной безопасности для условий хронического облучения биоты, обитающей в загрязнённой окружающей среде. Однако, это весьма сложная задача, поскольку эффекты хронического пожизненного облучения организмов изучены значительно меньше, чем опасности острого облучения. При создании нормативов радиационной безопасности для биоты рассматриваются в первую очередь детерминированные радиационные эффекты воздействия на заболеваемость, репродукцию и продолжительность жизни организмов в естественных популяциях.
В рамках европейского проекта PROTECT величина безопасного порога облучения биоты была оценена методом построения «распределения чувствительности видов» (SSD - species sensitivity distribution) [9]. С использованием метода «распределения чувствительности видов» нижняя граница для облучения биоты (животные, растения, беспозвоночные) была определена на уровне 10 мкГр/ч, или 2,4-10"4 Гр/сут. Эта скрининговая величина предназначена для первич-
ной оценки безопасности биоты: ситуации, когда мощности дозы на референтных представителей биоты не превышают скринингового уровня, являются заведомо безопасными и не требуют дальнейшего рассмотрения.
В работе [20] на основе анализа обширного массива экспериментальных данных методами непараметрической статистики и метода бутстрап («bootstrap») были определены пороговые уровни обнаружения детерминированных радиационных эффектов у позвоночных видов при хроническом облучении излучением с низкой линейной передачей энергии. Радиационные эффекты были разбиты на три типа: заболеваемость, ухудшение репродукции и снижение продолжительности жизни [22, 23]. Пороговая величина TDR5 (5 % пороговая мощность дозы - 5 % threshold dose rate) для каждой группы радиационных эффектов была оценена как мощность дозы хронического облучения, ниже которой у позвоночных наблюдались статистически значимые радиационные эффекты только в 5 % из известных радиобиологических данных, а в 95 % случаев эффекты наблюдались при мощностях дозы выше пороговой величины.
0.1
о.о -I-32—— 1 111 ......... .........I
1.0Е-04 1.0Е-03 1.0Е-02 1.0Е-01
Мощность ДО {Ы, Гр/сут
Рис. 1. Частота обнаружения радиационных эффектов при хроническом облучении позвоночных организмов в зависимости от мощности дозы по опубликованным данным.
Рисунок 1 показывает кумулятивную частоту обнаружения радиационных эффектов у позвоночных организмов при различных мощностях дозы хронического облучения по данным радиобиологических публикаций.
В таблице 2 представлены значения порога для различных типов радиационных эффектов у позвоночных животных и доверительные интервалы, полученные методами непараметрической статистики и методом бутстрап [20].
Таблица 2
Результаты статистических оценок порогов (ТОЯб) для радиационных эффектов у позвоночных организмов в условиях хронического облучения
Радиационные эффекты ТОВ5 и 95 % доверительный интервал, Гр/сут: оценки методом непараметрической статистики ТОВ5 и 95 % доверительный интервал, Гр/сут: оценки методом бутстрап
Заболеваемость 8,1-10-4 (2,0-10-4-1,0-10-3) 2,1-10-4 (1,4-10-4-3,2-10-4)
Ухудшение репродукции 6,0-10-4 (4,0-10-4-1,5-10-3) 4,1-10-4 (3-10-4-5,7-10-4)
Сокращение жизни 3,0-10-3 (1,0-10-3-6,0-10-3) (75 % доверительный интервал) 1,1-10-3 (7,9-10-4-1,3-10-3)
Система порогов для радиационных эффектов предоставляет простую и подробную информацию для лиц, принимающих решения, и общественности об ожидаемых радиационных повреждениях у чувствительной группы позвоночных животных.
О «постулате»: защищен человек - защищена природа
Существует мнение, согласно которому радиационная защита людей будет достаточной и для защиты других видов организмов, хотя и не обязательно отдельных особей видов. С точки зрения эколога такой подход некорректен, поскольку в нем не учитываются различия в условиях местообитания и дозы облучения человека и других живых организмов. При одинаковых дозовых нагрузках радиационная защита человека (как одного из самых радиочувствительных организмов), вероятно, будет достаточной для защиты других видов. Однако в ряде случаев при радиоактивном загрязнении окружающей среды другие организмы получают по сравнению с человеком более высокие дозы облучения [1, 5]. Это связано с разницей в экранировании, спецификой дезактивации у человека относительно других существ, возможностью сознательного избегания полей интенсивного облучения человеком, чего лишены животные и растения. Кроме того, отдельные группы живых организмов могут концентрировать радионуклиды из среды обитания с очень высокими коэффициентами накопления, что не характерно для человека. Различия в дозах облучения человека и других видов наиболее заметно проявляются при радиационных авариях, сопровождающихся поступлением радионуклидов в окружающую среду, на территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению в результате прошлой деятельности предприятий ядерного комплекса, в местах расположения хранилищ радиоактивных отходов.
Следует также отметить, что ограничение радиационного воздействия на человека и биоту основано на существенно различающихся парадигмах. Для обеспечения радиационной безопасности человека используют очень жёсткие нормативы, базирующиеся, как уже отмечалось, на допущении стохастического беспорогового действия ионизирующего излучения. При таком консервативном допущении ставится задача обеспечения безопасности для каждого ин-
дивидуума человеческой популяции во всех условиях потенциального воздействия на него ионизирующего излучения искусственного или природного происхождения. Для обеспечения радиационной безопасности биоты ставится задача сохранения популяций, а не каждой особи, в связи с чем предлагается использовать принцип порогового действия ионизирующего излучения.
Возникает вопрос: могут ли быть гармонизированы столь различающиеся методологические подходы в рамках единой системы обеспечения радиационной безопасности человека и биоты? Ответ на данный вопрос, безусловно, положительный. Такая гармонизация возможна при разработке нормативов (контрольных уровней) содержания радионуклидов в компонентах природной среды с учётом соблюдения дозовых пределов для человека и экологически безопасных уровней облучения референтных объектов биоты. При этом в качестве единого норматива содержания радионуклидов в компонентах природной среды (атмосферный воздух, вода, почва и др.) выбирается наиболее консервативный норматив, удовлетворяющий как радиационно-гигиенические, так и экологические требования.
И последнее замечание по данному вопросу. В международных основных нормах безопасности ОНБ-2011 [10] содержится рекомендация о необходимости подтверждать (а не исходить из предположения), что окружающая среда защищена от промышленного радиационного воздействия.
Научно-методические разработки в области радиационной безопасности окружающей среды в Российской Федерации
Требования к обеспечению радиационной безопасности окружающей среды содержатся в Федеральном законе № 7-ФЗ «Об охране окружающей среды». В соответствии с этим законом (статьи 1, 23) при соблюдении нормативов допустимых выбросов и сбросов радиоактивных веществ в окружающую среду должны обеспечиваться условия, достаточные для устойчивого функционирования естественных экологических систем, природных и природно-антропогенных объектов, а также сохранения биологического разнообразия. Требование выполнения этих условий сохранения благоприятной окружающей среды содержится в методике [8].
Специалистами НПО «Тайфун» Росгидромета Минприроды России и Всероссийского научно-исследовательского института сельскохозяйственной радиологии и агроэкологии Российской академии сельскохозяйственных наук разработаны специальные разделы по обоснованию сохранения благоприятной окружающей среды в проектах документов [2, 3]. Введение в систему критериев нормирования выбросов и сбросов радиоактивных веществ требования охраны окружающей среды будет способствовать гармонизации отечественных и международных подходов к обеспечению радиационной и экологической безопасности при использовании атомной энергии.
В рамках ФЦП «Обеспечение ядерной и радиационной безопасности на 2008 год и на период до 2015 года» специалистами Института проблем безопасного развития атомной энергетики РАН и НПО «Тайфун» разработана методология оценки экологического риска для ядерно и радиационно опасных объектов, включающая оценку радиационного воздействия на биоту. В настоящее время ведутся работы по апробации этой методологии для АЭС, радиохимических комбинатов, хранилищ и пунктов захоронения РАО на территории России.
В рамках ЦНТП Росгидромета специалистами НПО «Тайфун» разработан проект методических рекомендаций по оценке радиационно-экологического воздействия на природные объекты. Рекомендации устанавливают методику оценки радиационно-экологического воздействия на объекты природной среды на основе данных сети радиометрических наблюдений Росгидромета и других данных мониторинга радиационной обстановки в районах расположения объектов использования атомной энергии и радиоактивно загрязнённых территорий.
В качестве порогового значения хронического облучения, ниже которого отсутствуют значимые детерминированные эффекты на биоту, принимается значение Рб=1 мГр/сут для всех организмов биоты. С учётом возможной неопределённости в оценках дозы рекомендуется использовать коэффициент запаса 10 при предварительной (скрининговой) оценке радиационноэкологического воздействия, т.е. значение Рмин=0,1 мГр/сут для минимального порогового уровня облучения референтных объектов природной среды.
При значениях мощности дозы облучения референтных организмов меньших Рмин не требуется проведения каких-либо природоохранных мероприятий для обеспечения радиационной безопасности объектов биоты. В случае, когда мощность дозы облучения организмов превышает минимальный пороговый уровень облучения Рмин, но остается меньше 1 мГр/сут, необходимо проведение уточняющих исследований по снижению неопределённости в оценках дозы. При превышении порогового уровня облучения организмов биоты рекомендуется проведение природоохранных мероприятий, направленных на сохранение благоприятной окружающей среды.
Примеры оценки радиационного воздействия на объекты биоты
В штатных условиях эксплуатации объектов использования атомной энергии, дозы облучения организмов флоры и фауны оказываются, как правило, существенно ниже экологически безопасных уровней (таблица 3) [5]. При радиационных авариях, сопровождающихся поступлением радионуклидов в окружающую среду, а также на территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению в результате прошлой деятельности предприятий ядерного комплекса, дозы облучения заметно возрастают и могут значительно превышать дозы облучения человека [1, 5].
Таблица 3
Мощность дозы техногенного облучения организмов в регионах АЭС
Организмы Нормальные условия эксплуатации АЭС, мГр/год Радиационная авария (район Чернобыльской АЭС, 1986 г.), Гр
Человек 0,001-0,01* 0,03-0,25
Сосна 0,004-0,02 10-100
Мыши 0,004-0,01 10-100
Водоросли 0,03-0,1 1-10
Моллюски 0,01-0,4 2-8
Рыба 0,01-0,05 2-5
Примечание: * - мЗв/год.
Ниже представлены примеры оценки радиационного воздействия на объекты биоты на участках с повышенными уровнями радиоактивного загрязнения окружающей среды: на территории Приаргунского производственного горно-химического объединения (от естественных радионуклидов), в прибрежных районах Северной Атлантики - в зонах воздействия радиоактив-
ных сбросов крупных европейских предприятий ядерного комплекса, а также в прибрежной части моря в районе расположения аварийной АЭС «Фукусима» (Япония).
Оценка доз на биоту в районе расположения Приаргунского производственного горно-химического объединения
ОАО «Приаргунское производственное горно-химическое объединение» (далее - ППГХО) является основным уранодобывающим предприятием нашей страны и одним из крупнейших в мире поставщиком природного урана. Предприятие расположено в юго-восточной части Забайкальского края, в 20 км восточнее г. Краснокаменска. Оно добывает и перерабатывает урановую руду и производит концентрат природного урана.
Дозы облучения биоты рассчитывали для территории вблизи рудника № 6 объединения, в районе расположения которого отмечается максимальное техногенное радиационное воздействие [7].
Мощность дозы облучения оценивали по методикам [26] для референтных организмов наземной экосистемы, постоянно обитающих вблизи уранового рудника и получающих наиболее высокие дозы облучения. Расчетные мощности доз облучения референтных организмов наземной биоты вблизи уранового рудника представлены в таблице 4.
Максимальная мощность дозы облучения характерна для монгольского сурка тарбагана -
1,2-10-4 Гр/сут, или 4,5-10"2 Гр/год, что ниже порога появления радиационных эффектов у млекопитающих (2,4-10-4-10-3 Гр/сут). Основной вклад в эту дозу вносит ингаляция радона.
Таблица 4
Уровни хронического облучения биоты от естественных радионуклидов в непосредственной близости от рудника № 6 ОАО «ППГХО», мкГр/сут
Референтный организм Мощность дозы облучения, мкГр/сут
внешнее облучение внутреннее от радона суммарная мощность дозы
Мышь-полёвка 1,0 9,8 7,2 18,0
Сурок тарбаган 1,4 9,8 113,2 124,4
Почвенный червь 1,6 5,2 - 6,8
Трава 0,6 22,1 - 22,7
Примечание: при оценке дозы внутреннего облучения биоты от а-излучателей принят взвешивающий коэффициент 10 [26].
Для более точных оценок облучения биоты и выявления возможных радиационных эффектов целесообразно проводить систематический радиоэкологический мониторинг, включая исследования возможного влияния на биоту, обусловленного химической токсичностью урана и других элементов.
Оценка дозы облучения биоты в прибрежной части моря в результате радиационной аварии на АЭС «Фукусима» (Япония)
В связи с катастрофическим землетрясением и цунами 11 марта 2011 г., на атомной электростанции «Фукусима», расположенной на восточном побережье острова Хонсю (Япония), произошла радиационная авария, сопровождавшаяся поступлением радионуклидов в атмосферу и морскую среду. Были выполнены оценки дозы облучения морской биоты, подвергшейся воздействию радиоактивных сбросов аварийной АЭС «Фукусима» [4, 16].
В качестве исходных данных для оценки дозы облучения объектов морской биоты использовались данные мониторинга (с интернет-сайтов ТЕРСО, МЕХТ) за удельной активностью радионуклидов в морской воде в период с 21 марта по 8 мая 2011 г. По величине активности и длительности обнаружения наибольшее значение в рассматриваемый период имели 1311 (с периодом полураспада 8 суток), 137Св (период полураспада 30 лет) и 134Св (период полураспада 2 года). Вблизи сбросных каналов в прибрежной части моря диапазон изменений среднесуточной удельной активности составлял 1-50 кБк/л для 1311, 0,1-20 кБк/л для 137Св и 134Св.
Динамика мощности дозы облучения рыбы была оценена двумя способами: с использованием равновесных коэффициентов накопления 1311, 137Св, 134Св в рыбе и с помощью динамической радиоэкологической модели ЕСОМОй, основные положения которой изложены в работах [15, 24]. Результаты расчётов для прибрежного участка и открытого моря представлены на рисунке 2. Максимальные мощности дозы внутреннего облучения рыбы прибрежного участка, оцененные по равновесной модели, составляли 4-8 мГр/сут (в период с 30 марта по 2 апреля 2011 г.), по динамической модели такие оценки ниже и составляют 0,9-1,2 мГр/сут.
Мощности дозы облучения рыб прибрежной зоны моря от аварийных сбросов АЭС «Фу-кусима» не превышали референтного уровня облучения водной биоты 10 мГр/сут, ниже которого у неё не ожидаются радиационные эффекты на популяционном уровне [17, 26, 27]. В открытом море на удалении в 30 км от АЭС дозы облучения морской биоты были существенно ниже по сравнению с прибрежной зоной вблизи АЭС [6].
Рис. 2. Расчётная динамика изменений мощности дозы облучения рыбы в прибрежной части моря вблизи АЭС «Фукусима» (вверху) и в открытом море, в 30 км от АЭС (внизу). Расчёты выполнены для периода времени с 21.03.2011 г. по 8.05.2011 г. [6].
Оценка радиационного воздействия на морскую биоту в рамках реализации конвенции OSPAR по защите и сохранению Северной Атлантики и её ресурсов (проект Еврокомиссии MARINA II, 1999-2002 гг.)
Комиссия OSPAR по защите и сохранению Северной Атлантики и её ресурсов разработала и осуществляет стратегический план действий для защиты морской среды Северо-Атлантического региона от вредных воздействий техногенной активности с целью защиты здоровья людей и сохранения морских экосистем. В качестве своего вклада в выполнение стратегического плана, Еврокомиссия организовала проект MARINA II (1999-2002 гг.), в котором, наряду с оценками доз облучения людей от радиоактивного загрязнения морской среды, были выполнены оценки дозовых нагрузок и возможных радиационных эффектов на представителей морской биоты, обитающей в Северной Атлантике в пределах зоны OSPAR.
Оценки доз на морскую биоту [21] были выполнены для прибрежных морских экосистем в районах расположения крупных европейских предприятий, осуществляющих сбросы радиоактивных веществ в морскую среду, в том числе - радиохимических заводов в Селлафилде (Великобритания) и Ла Аге (Франция); АЭС Рингхалс, Швеция; крупного завода по производству фосфатных удобрений в Уайтхевене (Великобритания), где имеется сброс повышенных количеств естественных радионуклидов.
1.0Е-01
Рис. 3. Техногенные мощности дозы облучения морских моллюсков в прибрежных районах расположения крупных европейских предприятий, осуществляющих сбросы радиоактивных веществ в морскую среду, в сопоставлении со шкалой радиационных эффектов
у водных организмов.
Оценки доз на референтные виды морских организмов были выполнены на основе многолетних мониторинговых данных о содержании техногенных радионуклидов в организмах, а также в среде их обитания (вода и донные отложения). В анализе рассматривался унифицированный набор референтных видов морской биоты - моллюск (мидия), краб, треска, камбала, что дало возможность корректного сопоставления уровней облучения организмов в разных морских участках [21].
На рисунке 3 показаны мощности дозы облучения морских моллюсков (мидии) в зонах воздействия радиоактивных сбросов крупных европейских предприятий, расположенных на побережье Северной Атлантики. В течение исследованного периода (начало 1980-х - конец 1990-х годов), рассчитанные мощности дозы на референтные организмы не превышали порога в 1 мГр/сут, варьируя для разных участков от 10-9 до 10-4 Гр/сут. В целом, в зонах крупных предприятий со значительными сбросами радионуклидов в морскую среду, дозы техногенного облучения морской биоты были на 1-2 порядка выше природного фона.
Заключение
Представленные выше материалы позволяют заключить следующее.
К настоящему времени был достигнут существенный прогресс в разработке научных основ оценки радиационного воздействия на биоту, международный опыт исследований обобщён в публикациях МАГАТЭ, МКРЗ и НКДАР ООН.
Представляется необходимым ускорить в Российской Федерации разработку научнометодических документов в области радиационной безопасности окружающей среды с учётом требований федерального законодательства, новых международных основных норм безопасности ОНБ-2011 и рекомендаций МКРЗ.
При разработке новой редакции отечественных норм радиационной безопасности необходимо предусмотреть их соответствие требованиям ОНБ-2011 по ключевым вопросам обеспечения радиационной безопасности человека и окружающей среды.
Выражаем благодарность Председателю РНКРЗ, члену-корреспонденту РАМН Иванову Виктору Константиновичу за предложение подготовить и опубликовать настоящую работу, а также всем участникам дискуссии на заседании РНКРЗ 25 декабря 2012 г., принявшим участие в обсуждении материалов нашего доклада, за их конструктивные замечания и комментарии.
Литература
1. Алексахин Р.М., Булдаков Л.А., Губанов В.А. и др. Крупные радиационные аварии: последствия и защитные меры /Под общей ред. Л.А.Ильина и В.А.Губанова. М.: Издат, 2001. 752 с.
2. ДВ-2010. Методика по установлению допустимых выбросов радиоактивных веществ в атмосферу (первая редакция). М., 2010. 282 с.
3. ДС-2010. Проект методики установления допустимых сбросов радиоактивных веществ в поверхностные водоемы (первая редакция). М., 2010. 130 с.
4. Крышев И.И., Крышев А.И. Сравнительная оценка дозы облучения гидробионтов от радиационных аварий на АЭС «Фукусима» и Чернобыльской АЭС //Ядерная энергетика. Известия высших учебных заведений. 2011. № 3. C. 84-91.
5. Крышев И.И., Рязанцев Е.П. Экологическая безопасность ядерно-энергетического комплекса России. Второе издание, переработанное и дополненное. М: Издат, 2010. 495 с.
6. Крышев И.И., Сазыкина Т.Г. Оценка мощности дозы облучения морской биоты в районе расположения аварийной АЭС «Фукусима» (Япония) в марте-мае 2011 г. //Атомная энергия. 2011. T. 111, Вып. 1. C. 41-45.
7. Крышев И.И., Сазыкина Т.Г., Крышев А.И. и др. Влияние радиоактивных выбросов уранодобывающего и перерабатывающего производств ОАО «ППГХО» на население и биоту //Атомная энергия. 2012. T. 113, № 3. C. 173-177.
8. Методика разработки и установления нормативов предельно допустимых выбросов радиоактивных веществ в атмосферный воздух. Утверждена приказом Ростехнадзора от 7 ноября 2012 г., № 639. М.: Ростехнадзор, 2012.
9. Andersson P., Beaugelin-Seiller K., Beresford N.A. et al. Numerical benchmarks for protecting biota from radiation in the environment: proposed levels, underlying reasoning and recommendations. PROTECT Deliverable 5. EC contract number: 036425 (FI6R). 2008. 112 p.
10. Garnier-Laplace J., Della-Vedova C., Gilbin R. et al. First derivation of predicted-no-effect values for freshwater and terrestrial ecosystems exposed to radioactive substances //Environmental Science Technology. 2006. V. 40. P. 6498-6505.
11. IAEA Safety Standards Series No. GSR. Part 3. Radiation Protection and Safety of Radiation Sources: International Basic Safety Standards. Vienna, 2011. 303 p. (Перевод на русский: Проект Требований безопасности: Радиационная защита и безопасность источников облучения: Международные основные нормы безопасности. Общие требования безопасности, № GSR часть 3. Вена: МАГАТЭ, 2011. 318 с.).
12. ICRP - International Commission on Radiological Protection. Publication 91. A framework for assessing the impact of ionizing radiation on non-human species //Annals of the ICRP. 2002. 79 p. (Перевод на русский: Публикация 91 МКРЗ. Основные принципы оценки воздействия ионизирующих излучений на живые организмы, за исключением человека /Перевод с английского. М.: Изд. «Комтехпринт», 2004. 76 с.).
13. ICRP. The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection. ICRP Publication 103 //Annals of the ICRP. 2007. V. 37, N 2-4. 264 p. (Перевод на русский: Рекомендации 2007 года МКРЗ. Публикация 103. М.: ФМБЦ им. А.И. Бурназяна при поддержке ФМБА России, 2009. 314 с.).
14. ICRP - International Commission on Radiological Protection. Publication 108. Environmental Protection: the Concept and Use of Reference Animals and Plants //Annals of the ICRP. 2009. 251 p.
15. ICRP - International Commission on Radiological Protection. Publication 114. Environmental Protection: Transfer Parameters for Reference Animals and Plants //Annals of the ICRP. 2009. 111 p.
16. Kryshev A.I., Ryabov I.N. A dynamic model of 137Cs accumulation by fish of different age classes //Journal of Environmental Radioactivity. 2000. V. 50, N 3. P. 221-233.
17. Kryshev I.I., Kryshev A.I., Sazykina T.G. Dynamics of radiation exposure to marine biota in the area of the Fukushima NPP in March-May 2011 //Journal of Environmental Radioactivity. 2012. V. 114. P. 157-161.
18. NCRP - National Council on Radiation Protection and Measurements. Effects of Ionizing Radiation on
Aquatic Organisms. NCRP Report N 109. Bethesda, Maryland, USA, 1991. 115 p.
19. Planel H., Soleilhavoup J.P., Tuxador R. et al. Paramecium aurelia as a cellular model used for studies of the biological effects of natural ionizing radiation //Methodology for assessing impacts of radioactivity on aquatic ecosystems. IAEA Tech. rep. ser. N 190. Vienna: IAEA, 1979. P. 335-346.
20. Sazykina T.G. A system of dose-effects relationships for the northern wildlife: Radiation protection criteria
//Radioprotection. Suppl. 1. 2005. V. 40. P. S889-S892.
21. Sazykina T.G., Kryshev A.I., Sanina K.D. Non-parametric estimation of thresholds for radiation effects in vertebrate species under chronic low-LET exposures //Radiation and Environmental Biophysics. 2009. V. 48, N 4. P. 391-404.
22. Sazykina T.G., Kryshev I.I. Assessment of the impact of radioactive substances on marine biota of North European waters //European Commission. Radiation Protection 132. MARINA II. Update of the MARINA Project on the radiological exposure of the European Community from radioactivity in North European marine waters. 2003. V. 2, Annex F. 364 p.
23. Sazykina T.G., Kryshev I.I. Radiation effects in wild terrestrial vertebrates - the EPIC collection //Journal of Environmental Radioactivity. 2006. V. 88, N 1. P. 11-48.
24. Sazykina T.G., Kryshev A.I. EPIC database on the effects of chronic radiation in fish: Russian/FSU data //Journal of Environmental Radioactivity. 2003. V. 68, N 1. P. 65-87.
25. Sazykina T.G. ECOMOD - An ecological approach to radioecological modeling //Journal of Environmental Radioactivity. 2000. V. 50, N 3. P. 207-220.
26. UN - United Nations. Effects of radiation on the environment. UNSCEAR Report. New York, 1996. 86 p.
27. UN - United Nations. Effects of radiation on the environment. UNSCEAR 2008 Report to the General Assembly with Scientific Annexes. Volume II, Scientific Annex E. Effect of ionizing radiation on non-human biota. United Nations, New York, 2011. 164 p.
28. US DOE. United States Department of Energy. A graded approach for evaluating radiation doses to aquatic and terrestrial biota. DOE-STD-1153-2002. Washington DC: U.S.DOE, 2002. 234 p.
Radiation safety of the environment: request for harmonization of Russian and international regulation documents with consideration of Federal laws and new International Basic Safety Standards
Kryshev I.I., Sazykina T.G.
Federal State Budgetary Institution “Research and Production Association “Typhoon”
(“RPA “Typhoon”), Obninsk
Current status of regulation documents on Radiation Safety of the Environment is reviewed, including UNSCEAR conclusions, ICRP recommendations, new International Basic Safety Standards, and results of recent EC projects. Examples of Russian scientific and methodological achievements on this subject are described. Conclusion is made on the necessity to accelerate the development of regulation documents, ensuring the radiation safety of the environment, with harmonization of Federal laws and new International Basic Safety Standards.
Key words: radiation safety, environment, doses, biota, nuclear energy objects.
Kryshev I.I.* - Main Researcher, D. Sc., Phys.-Math., Academician of RAES; Sazykina T.G. - Lead. Researcher, D. Sc., Phys.-Math. RPA “Typhoon”.
‘Contacts: 4 Pobeda str., Obninsk, Kaluga region, Russia, 249038. Tel.: (48439) 7-16-89; e-mail: [email protected].
