CC BY
93
Современные дозовые нагрузки на население и речную биоту в районе расположения Сибирского химического комбината (2000-2010 гг.)
Лунёва К.В.1, Крышев А.И.1, Пахомов А.Ю.2, Пахомова И.А.2
1 Федеральное государственное бюджетное учреждение «Научно-производственное объединение «Тайфун» (ФГБУ «НПО «Тайфун»), Обнинск;
2 Фонд экологической безопасности энергетики, Москва
В настоящей работе приводятся расчётные оценки дозовых нагрузок на речную биоту в районе расположения СХК (р. Ромашка, р. Томь в районе д. Чернильщиково). Представлены усреднённые мощности доз на население от потребления рыбы на границе санитарнозащитной зоны СХК в период до (2000-2008 гг.) и после (2009-2010 гг.) остановки реакторов. Приведены результаты сравнительного анализа расчётных оценок дозовых нагрузок на население и биоту с установленными для населения и рекомендованными для биоты пределами облучения.
Ключевые слова: речная биота, дозовые нагрузки, Сибирский химический комбинат (СХК), доза на население.
Введение
Сибирский химический комбинат (СХК) расположен в г. Северске (Томске-7) в 16 км к северо-востоку от Томска. На СХК в 1954-1965 гг. было построено 5 реакторов для наработки плутония. В связи с конверсией оборонной промышленности три реактора были выведены из эксплуатации в 1990-1992 гг. [1]. В 2008 г. были остановлены последние 2 реактора.
В санитарно-защитной зоне (СЗЗ) СХК находятся населённые пункты: г. Северск и д. Чернильщиково. В 30-км зоне вокруг объекта расположено более 80 населённых пунктов с населением около 650 тыс. человек, в том числе г. Томск, граница которого находится вблизи СЗЗ СХК.
Производственная деятельность СХК сопровождается образованием радиоактивных отходов и поступлением радионуклидов в окружающую среду. Жидкие радиоактивные сбросы комбината через сбросной канал и р. Ромашка поступают в р. Томь, и далее в гидрологическую систему р. Обь. В последние годы из-за остановки реакторов поступление радионуклидов в поверхностные водоёмы, расположенные в районе СХК, существенно снизилось. Однако радиоактивные сбросы, осуществлённые в прошлом, привели к накоплению радионуклидов в донных отложениях и почве затопляемой поймы [3].
В связи со сложившейся обстановкой представляет интерес изучение современного радиоэкологического состояния водных объектов в районе СХК, а также дозовых нагрузок на население и водную биоту в период до (2000-2008 гг.) и после (2009-2010 гг.) остановки последних реакторов. С данной целью были проанализированы и обобщены результаты радиационного мониторинга в районе расположения СХК, и полученные данные были использованы для расчёта дозовых нагрузок на население и речную биоту в этом районе.
Лунёва К.В.* - мл. научн. сотр.; Крышев А.И. - зав. лаб., д.б.н. ФГБУ «НПО «Тайфун». Пахомов А.Ю. - ст. научн. сотр., к.б.н.;
Пахомова И.А. - ст. научн. сотр. Фонд экологической безопасности энергетики.
‘Контакты: 249038, Калужская обл., Обнинск, ул. Победы, 4. Тел.: (48439) 7-16-01; e-mail: kristina-lkv@yandex.ru.
Материалы и методы
В ходе проведения работы были изучены данные мониторинга состояния окружающей среды в районе расположения СХК в периоды до (2000-2008 гг.) и после (2009-2010 гг.) остановки последнего реактора, соответственно [7]. Поскольку последний реактор на комбинате был остановлен в середине 2008 г., данные мониторинга за этот год были отнесены к периоду до остановки реактора.
На основе обобщённых результатов радиационного мониторинга в районе расположения комбината выполнен расчёт дозовых нагрузок на водную биоту р. Ромашка и р. Томь и на население, проживающее в районе расположения СХК.
Для расчёта доз на биоту были использованы данные по содержанию радионуклидов в поверхностных водах и донных отложениях районов рек, расположенных в СЗЗ СХК (р. Ромашка, Чернильщиковская протока р. Томь у д. Чернильщиково, вблизи северной границы СЗЗ) за 2000-2010 гг. включительно. Оценка дозовых нагрузок проводилась относительно референтных видов водной биоты [9]: водоросли (рдест блестящий - РМатвдеЮп !исепв), рыба (серебряный карась - Сагавв'мв аи^ив д1Ье!ю), моллюски.
Полный вклад /-го радионуклида в годовую дозу облучения к-го референтного вида биоты й,к, обитающего в исследуемом водном объекте, складывается из дозы внутреннего облучения
от радионуклида, инкорпорированного в ткани и органы водного организма йВн^тр, дозы
внешнего облучения от радионуклидов, содержащихся в воде йВн^ш,вод , дозы внешнего облу-
Овнеш,дон гл .1 л!
/ к [2, 10]:
°1,к = овнГр + °внкеш ,вод + °внкеш ,дон. (1)
Исходя из имеющихся данных радиационного мониторинга в районе расположения СХК [4, 7, 8] и справочной информации по факторам накопления и факторам дозовой конверсии радионуклидов, был составлен список анализируемых элементов в референтных видах речной биоты: 60Со, 51Сг, 137Сз, 152Еи, 54Мп, 657п, 32Р, 90Эг.
В районе д. Чернильщиково следует учитывать такой путь формирования дозовых нагрузок на население как потребление рыбы. Критической группой были выбраны рыбаки и члены их семей, потребляющие до 60 кг/год речной рыбы [2]. Доза по данному пути облучения определялась согласно формуле (2):
б N
^ ^ /1%/ * Нпрод * ВЯэН,1 * Cwater,i, (2)
/=1
где ешц- дозовый коэффициент при поступлении /-го радионуклида в организм взрослого человека с пищей, Зв/Бк [5, 6]; CFi - коэффициент накопления /-го радионуклида в рыбе; Япрод - количество потребляемого пищевого продукта человеком за год, кг/год; Впей/ - коэффициент, учитывающий распределение /-го радионуклида в организме рыбы; С^^, - удельная концентрация /-го радионуклида в воде, Бк/л.
Результаты и обсуждение Дозовые нагрузки на водную биоту
С учётом данных по содержанию радионуклидов в поверхностных водах и донных отложений рек, находящихся в районе расположения СХК (р. Ромашка и Чернильщиковская протока р. Томь), были выполнены оценки мощности дозы облучения референтных объектов речной биоты (рыба, моллюски, водоросли) по методам, изложенным в [2, 11], в период до и после остановки последнего реактора, 2000-2008 и 2009-2010 гг. соответственно (табл. 1, 2).
Таблица 1
Расчётные значения средней мощности дозы облучения биоты р. Ромашка за 2000-2008 гг. и 2009-2010 гг., 10-6 Гр/ч
Референтный объект Внутреннее Внешнее Суммарное
биоты облучение облучение облучение
2000-2008 гг.
Рыба (пелагическая) 3,4-10и 3,7-10-2 3,4-100
Рыба (придонная) 3,4-10° 1,4-10-1 3,5-100
Водоросли 2,4-10-1 3,6-10-2 2,7-10-1
Моллюски 3,2100 3,9-10-2 3,2-100
2009-2010 гг.
Рыба (пелагическая) 1,010-2 5,9-10-3 1,6-10-2
Рыба (придонная) 1,0-10-2 2,3-10-2 3,3-10-2
Водоросли 4,4-10-4 6,0-10-3 6,4-10-3
Моллюски 3,9-10-4 6,3-10-3 6,7-10-3
Таблица 2
Расчётные значения средней мощности дозы облучения биоты Чернильщиковской протоки р. Томь после впадения в неё р. Ромашка за 2000-2008 гг. и 2009-2010 гг., 10-6 Гр/ч
Референтный объект Внутреннее Внешнее Суммарное
биоты облучение облучение облучение
2000-2008 гг.
Рыба (пелагическая) 3,4-10-1 8,810-3 3,510-1
Рыба (придонная) 3,4-10-1 8,710-3 3,510-1
Водоросли 3,1 ■ 10-2 8,510-3 4,010-2
Моллюски 3,1 ■ 10-1 9,410-3 3,210-1
2009-2010 гг.
Рыба (пелагическая) 9,210-4 7,310-4 1,710-3
Рыба (придонная) 9,210-4 7,210-4 1,710-3
Водоросли 7,1 10-4 6,710-4 1,410-3
Моллюски 1,1 ■ 10-3 7,810-4 1,910-3
Согласно расчётным оценкам мощности дозы на референтные виды биоты р. Ромашка были выше в 2000-2008 гг. - до остановки последнего реактора. Стоит отметить, что в данный период набор дозообразующих радионуклидов был шире (32Р, 60Со, 51Сг, 137Св, 152Еи, 54Мп, 657п), основной вклад вносил 32Р (порядка 90 %). Подобная картина наблюдалась и для гидробионтов р. Томь в районе д. Чернильщиково. Усреднённые за данный период значения дозовых нагрузок на референтные объекты биоты Чернильщиковской протоки были практически на порядок ниже уровня доз на гидробионты р. Ромашка.
После вывода из эксплуатации ядерных реакторов основная дозовая нагрузка приходилась на 137Сз (около 60 %) относительно референтных видов гидробионтов р. Ромашка и на 90Эг (около 45-50 %) относительно гидробионтов р. Томь в районе д. Чернильщиково. Необходимо отметить значительное снижение (1-2 порядка) средних мощностей доз на речную биоту обоих рассматриваемых участков в период 2009-2010 гг.
Согласно [2, 11], референтный безопасный уровень облучения для рыбы равен 4-10-5 Гр/ч, для водорослей - 4-10-4 Гр/ч, для моллюсков - 10-4 Гр/ч. Расчётные оценки мощности дозы для гидробионтов р. Ромашка и Чернильщиковской протоки р. Томь были значительно ниже указанных величин в течение изучаемых временных периодов.
Дозовые нагрузки на население
В районе д. Чернильщиково учитывался такой путь формирования дозовых нагрузок на население как потребление рыбы. Для расчётов доз облучения по данному пути использовались полученные результаты по содержанию изучаемых радионуклидов в рыбе р. Томь в районе д. Чернильщиково (Чернильщиковская протока, граница СЗЗ СХК) за период до (20002008 гг.) и после (2009-2010 гг.) остановки последнего реактора.
В связи с тем, что набор анализируемых радионуклидов (в воде) изменялся в течение изучаемого временного периода, часть значений концентраций исследуемых радиоактивных элементов устанавливалась расчётным путем, используя коэффициенты распределения «донные отложения - вода».
Согласно полученным результатам, усреднённая доза облучения на население от потребления рыбы в период 2000-2008 гг. на границе СЗЗ СХК составила 0,24 мЗв/год. Вклады различных радионуклидов в дозу облучения населения от потребления рыбы из р. Томь в районе д. Чернильщиково в период 2000-2008 гг. представлены на рисунке 1.
Чернильщиковская протока, 2000-2008 гг.
Рис. 1. Вклад различных радионуклидов в дозу облучения населения от потребления рыбы из р. Томь в районе д. Чернильщиково за период 2000-2008 гг.
Как видно из данных, приведённых на рисунке 1, основной вклад в дозу облучения населения от потребления рыбы до остановки последнего реактора (2000-2008 гг.) вносили корот-коживущие радионуклиды, а именно 32Р (40 %).
На рисунке 2 представлен вклад основных радионуклидов в дозу облучения населения от потребления рыбы в 2009-2010 гг.
Чернильщиковская протока, 2009-2010гг.
Рис. 2. Вклад различных радионуклидов в дозу облучения населения от потребления рыбы из р. Томь в районе д. Чернильщиково за период 2009-2010 гг.
Как видно из представленных данных на рисунке 2, после остановки последних реакторов на СХК (2009-2010 гг.) доза облучения населения от потребления рыбы из р. Томь в районе д. Чернильщиково формировалась долгоживущими радионуклидами, среди которых основной вклад в дозу вносил 137Св (более 80 %). Согласно расчётным оценкам доза облучения населения от потребления рыбы из Чернильщиковской протоки в период 2009-2010 гг. в среднем составила 1,5-10"4 мЗв/год.
Выводы
Основным путём облучения населения в районе расположения СХК (в районе д. Чернильщиково) является потребление рыбы. Проведённые расчёты показали, что в период 20002008 гг. в районе северной границы СЗЗ СХК дозовые нагрузки на население по данному пути облучения составили 0,24 мЗв/год. Основным дозообразующим радионуклидом был короткожи-вущий 32Р (40 %). В связи с тем, что в середине 2008 г. на СХК был остановлен последний реактор, в течение 2009-2010 гг. доза облучения населения от потребления рыбы из р. Томь в районе д. Чернильщиково составила 1,5-10"4 мЗв/год и формировалась долгоживущими радионуклидами, среди которых основной вклад в дозу вносил 137Сз (80 %).
Полученные значения дозовых нагрузок на население в районе расположения СХК (на границе СЗЗ) ниже установленных пределов годового облучения населения (1 мЗв/год).
Согласно результатам расчётных оценок, после вывода из эксплуатации ядерных реакторов значимость большинства техногенных радионуклидов в формировании дозы облучения референтных гидробионтов существенно снизилась: если в 2000-2008 гг. основным дозообра-
зующим радионуклидом являлся короткоживущий 32Р (около 90 %), то в 2010 г. основная дозо-вая нагрузка приходилась на 137Св (около 60 %) относительно референтных видов гидробио-нтов р. Ромашка и на 90Эг (около 45-50 %) относительно гидробионтов р. Томь в районе д. Чернильщиково. После остановки последних реакторов наблюдалось значительное снижение (1-2 порядка) средних мощностей доз облучения речной биоты обоих рассматриваемых участков. Более высокие дозовые нагрузки соответствовали гидробионтам ближней зоны СХК, в реке Ромашка. В реке Томь по мере удаления от СХК воздействие техногенных радионуклидов на речную биоту заметно снижалось.
Согласно [2], безопасный уровень облучения для рыбы равен 4-10"5 Гр/ч, для водорослей - 4-10-4 Гр/ч, для моллюсков - 10-4 Гр/ч. Расчётные оценки значения мощности дозы для гидро-бионтов р. Ромашка и Чернильщиковской протоки р. Томь были значительно ниже указанных величин, как до, так и после остановки последних реакторов.
В связи с высокой информативностью водных растений и рыбы в качестве показателей радиоактивного загрязнения в соответствии с рекомендациями МАГАТЭ эти объекты биоты могут быть рекомендованы для включения в регламент радиационного мониторинга окружающей среды в зоне наблюдения СХК в качестве биоиндикаторов радиационно-экологического воздействия.
Литература
1. Атомная отрасль России. М.: Издат, 1998. 336 с.
2. ДС-2010. Проект методики установления допустимых сбросов радиоактивных веществ в поверхностные водоемы (первая редакция). М., 2011. 130 с.
3. Крышев И.И., Рязанцев Е.П. Экологическая безопасность ядерно-энергетического комплекса России. М.: Издат, 2010. 495 с.
4. Никитин А.И., Крышев И.И., Башкиров Н.И. и др. Современное содержание долгоживущих радионуклидов в реках Томь и Обь в зоне влияния сбросов Сибирского химического комбината //Ядерная энергетика. Известия высших учебных заведений. 2010. № 3. С. 66-76.
5. Нормы радиационной безопасности НРБ-99/2009. Санитарные правила и нормативы СанПиН 2.6.1.2523 - 09. М., 2009. 67 с.
6. МАГАТЭ - Проект требований безопасности: Радиационная защита и безопасность источников излучения: Международные основные нормы безопасности. Общие требования безопасности, № GSR, часть 3. Вена, 2011. 318 с.
7. Росгидромет. ГУ «НПО «Тайфун». Радиационная обстановка на территории России и сопредельных государств. С.-П.: Гидрометеоиздат, 2001-2011. 251 с.
8. Чирков В.А., Котова О.П., Крутовский А.О., Башкиров Н.И. Радиоактивное загрязнение окружающей среды на территории Томской области в 2009 г. Обзор-ежегодник //Радиационная обстановка на территории Сибирского региона в 2009 году. Ежегодник. Новосибирск: Западно-Сибирское УГМС, 2010. 32 с.
9. Широков Ю.Р., Чубыкина Н.Л. Проблемы устойчивого развития Обь-Иртышского бассейна. Межрегиональный общественный экологический фонд «Исар-Сибирь». Новосибирск, 2005. 144 с.
10. Kryshev A.I., Sazykina T.G. Comparative analysis of doses to aquatic biota in water bodies impacted by radioactive contamination //Journal of Environmental Radioactivity. 2012. V 108. P. 9-14.
11. 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.
Present-day radiation doses on population and river biota near Siberian Chemical Combine (2000-2010)
Lunyova K.V.1, Kryshev A.I.1, Pahomov A.U.2, Pahomova I.A.2
1 - Federal State Budget Institution “Research and Production Association “Typhoon”, Obninsk;
2 - Fund of Ecological Safety of Energy, Moscow
Estimated radiation doses on river biota near “Siberian Chemical Combine” (SCC) are presented in this work. There are averaged dose rates on population as a result of consumption of fish and water at the border of SCC control area before (2000-2008) and after (2009-2010) reactors decommissioning. Results of the comparative analysis of estimated radiation doses on population and biota with established exposure limit of population and recommended exposure limits of biota.
Key words: river biota, radiation doses, Siberian Chemical Combine, dose on population.
Lunyova K.V.* - Researcher; Kryshev A.I. - Head of Lab., D. Sc., Biol. FSBI “RPA “Typhoon”. Pahomov A.U. - Senior Researcher, C. Sc., Biol.; Pahomova I.A. - Senior Researcher. Fund of Ecological Safety of Energy.
‘Contacts: 4 Pobeda str., Obninsk, Kaluga region, Russia, 249038. Tel.: (48439) 7-17-69; e-mail: kristina-lkv@yandex.ru.
