CC BY
91
Пищевые ресурсы дикой природы и экологическая безопасность населения
ЗАГРЯЗНЕНИЕ РЫБЫ
РЕКИТОМЬ
ТЕХНОГЕННЫМИ
РАДИОНУКЛИДАМИ
В ЗОНЕ ВЛИЯНИЯ
СИБИРСКОГО
ХИМИЧЕСКОГО
КОМБИНАТА
Г.А. Леонова1, А.В. Торопов2, В.А. Бобров1, М.С. Мельгунов1, И.В. Макарова1, Ф.В. Сухоруков1
1 Объединённый институт геологии, геофизики
и минералогии СО РАН, Новосибирск;
2 Томский политехнический университет, Томск.
1 E-mail: leonova@uiggm.nsc.ru
RADIOACTIVE POLLUTION OF FISH IN TOM RIVER WITHIN ZONE AFFECTED BY SIBERIAN CHEMICAL INDUSTRIAL COMPLEX
G.A. Leonova1, A.V. Toropov2, V.A. Bobrov1, M.S. Melgunov1, I. V. Makarova1, F. V. Sukhorukov1
1 United Institute of Geology, Geophysics and Mineralogy of SB of RAS, Novosibirsk;
2 Tomsk Polytechnic University, Tomsk.
The evaluation of a radioactive pollution level of the ecosystem of the Tom and Ob rivers affected by Siberian Chemical Industrial Plant (SCP) was made. The content of 90Sr in some ashes was determined with beta spectrometry. The concentration of 90Sr in water plants of the Romashka River was higher than that in water plants of the Tom River. Average concentrations of 90Sr in crucian muscular tissues (5.5 BK/Kg of a wet mass) were low. 12 short-lived radioisotopes in biotic components were revealed with the above-mentioned method. High concentrations of 65Zn were found in fish of the Romashka River, but a radioactive pollution of ichtiofau-na had a local character and took place within the zone near SCP. It is necessary to note that water biota fixed mainly short-lived radionuclides that were not always found in bottom sediments due to their decomposition.
Сибирский химический комбинат (CXK) является одним из крупнейших комплексов предприятий ядерно-топливного цикла и расположен в непосредственной близости от г. Томска. Данный объект функционирует более 40 лет и до недавнего прошлого его деятельность проходила в режиме полной секретности. Первые открытые публикации по вопросу радиоактивного загрязнения от сбросов CXK в р. Томь появились в 1990 г. (Рихванов, 1997). Позже сведения о присутствии техногенных радионуклидов стали размещаться в ежегодных отчетах Гидрометеослужбы, Центра государственного санэпиднадзора и природоохранных органов.
Поступление широкого спектра радионуклидов с территории CXK в водоёмы (р. Томь и далее в р. Обь) началось в 1953 г. с момента фактического запуска первого и единственного прямоточного реактора Ивана-1 (И-1). До 1990 г. в реку Томь продолжался сброс сточных вод из системы охлаждения И-1. Кроме того, до ввода в 1963 г. площадок глубинного захоронения жидких радиоактивных отходов в р. Томь при переполнении открытых бассейнов и водохранилищ поступали радиоактивные отходы радиохимического, химико-металлургического и сублиматного заводов CXK. Но и после остановки в 1990 г. прямоточного реактора И-1 через технологический канал CXK (более известного как р. Ромашка) в Чер-нильщиковскую протоку р. Томи сбрасываются сточные воды системы охлаждения стержней управления защиты двуцелевых энергетических реакторов АДЭ-4 и АДЭ-5, содержащие, по официальной информации, только три радионуклида наведённой активности: натрий-24, фосфор-32 и нептуний-239 (Торопов и др., 2003).
В биологических объектах ближней зоны влияния CXK техногенные радиоактивные элементы изучены крайне недостаточно. Исследование компонентов водных биоценозов, и в частности рыб, на предмет накопления в них радионуклидов, начаты в 1990-1991 гг. и продолжаются до настоящего времени (Торопов, Зубков, 2000; Леонова и др., 2003; 2004; Leonova et al., 2003; Leonova, 2004). Ихтиологические исследования сотрудников Томского государственного университета и НИИ биологии и биофизики при ТГУ свидетельствуют о факте обеднения видового состава ихтиофауны в протоке Чернильщиковской (Залозный и др., 2003).
Объекты и методы исследования. Проведены экспедиционные работы (2001-2002 гг.) и получены результаты исследований по распределению техногенных радионуклидов в воде, донных отложениях и биообъектах ближней зоны влияния CXK - р. Ромашка, а также условно-фонового участка р. Томь. В настоящей публикации авторы остановятся на обсуждении полученных результатов по распределению и уровням накопления техногенных радионуклидов в воде и в рыбе.
Гамма-спектрометрический анализ воды и биообъектов производился сразу же после отбора проб в лаборатории отдела радиационной безопасности ОГУ «Облкомприрода» (г. Т омск) на гамма-спектрометре «РА-ДЭЮ> с ППД ДГДK-100В (аналитики - Громов Ю.А., Елагин В.Б.). В мышцах и органах рыб содержание долгоживущих радионуклидов и ко-роткоживущих с экстраполяцией на время отбора проб определено в Аналитическом центре Объединенного института геологии, геофизики и минералогии CO рАн на коаксиальном HP Ge ППД EGPC 20-1.80-SHF 00 30A, производства фирмы EURISYS MEASURES (аналитик - ведущий научный сотрудник Бобров В.А.). Минимально измеряемая активность для различных радионуклидов составила около 1 Бк/кг. Активность радионуклидов приведена в пересчете на время отбора. Бэта-радиометрией с радиохимической подготовкой проб выполнен анализ 90Sr в некоторых зольных образцах биообъектов (радиохимическая подготовка проб - И.В. Макарова, замеры - M.C. Мельгунов).
Результаты и их обсуждение. В 2001-2002 гг. в месте выхода сточных вод CXK в реку Томь (устье р. Ромашка) нами фиксировались следующие гамма-излучающие радионуклиды (в скобках приведена максимально зафиксированная активность в Бк/л): натрий-24 (1892), нептуний-239 (109), мышьяк-76 (112), молибден-99 (100), хром-51 (30), йод-133 (16), йод-131 (4.8). Единично фиксировались европий-152 (26), церий-141 (4.6), церий-144 (20), скандий-46 (1). Таким образом, в сточной воде CXK обнаружены радионуклиды как наведенной активнос-
ти, так и осколочные. При этом следует заметить, что сбросы носят весьма непостоянный характер. В течение нескольких дней активность радионуклидов в сбросах может уменьшиться на несколько порядков, а затем снова повышаться. Что касается разбавления стоков СХК речными водами, то во время активного сброса такие радионуклиды, как натрий-24 и нептуний-239 можно зафиксировать вплоть до устья р. Томи с активностью 1 Бк/л (Торопов и др., 2000; 2003).
В спектре радиоизотопов, обнаруженных в воде и рыбе технологического канала СХК (р. Ромашка) в июле 2002 г. обнаружены следующие техногенные радионуклиды (табл. 1). Как видно из табл. 1, в мышечной ткани карася р. Ромашка обнаружены высокие концентрации 65Zn. Мы провели замеры содержания этого элемента в сырой массе тканей и органов рыб, а также в озолённых пробах (табл.2).
Для того чтобы оценить дальность переноса радиоактивного цинка от источника загрязнения вниз по реке Томь, были отобраны пробы рыб (плотва, лещ, окунь, щука) в р. Оби ниже устья р. Томи. Проведённые гамма-спектрометрические исследования показали, что в ихтиофауне р. Оби радиоактивный цинк не обнаружен, из чего следует, что этот элемент, в отличие от 90Sr и 137Cs, вследствие более короткого периода полураспада (Т1/2 = 243 дня) отражает только локальное загрязнение водной среды (Леонова и др., 2004; Leonova, 2004).
Известно, что бета-излучающие радионуклиды более опасны при попадании в организм, чем при действии извне. Так, типичный бета-излучающий радионуклид фосфор-32 вносит основной вклад в активность мышечной ткани рыб р. Ромашка (данные ЦГСЭН г. Северс-ка). Содержание 32Р в мышечной ткани рыб в 1995-1997 гг. составляло от 81 до 4753 Бк/кг (устье р. Ромашка), от 58 до 753 Бк/кгк (протока Чернильщиковская р. Томи). По нормам радиационной безопасности допустимая удельная активность фосфора-32 в пищевых проТаблица 1
Содержание техногенных радионуклидов в воде и рыбе р. Ромашка, 2002 г.
Вода (Бк/л) Карась (Бк/кг сырой массы)
Радионуклиды Дата отбора проб - Дата измерения активности радионуклидов
2S.07.02-26.07.02 30.07.02-30.07.02 29.07.02-31 .07.02
24Na 271 1164 710
40K - 90 1S6
42K - 620 222
60Co - 2 S
6SZn - 2361 1094
76As 41 37 20
131J 1 - -
239Np 2S 31 -
Таблица 2
Содержание цинка-65 (Бк/кг) в рыбах ближней зоны влияния CXK
йірая масса
Карась Рыба целиком
Плотва
Зола
Жабры йірая масса
Плавники dm масса
дата отбора - дата измерений 30.07.2002 - 02.08.2002 30.07.2002-10.10.2002
дата отбора - дата измерений 27.07.2002-28.07.2002 27.07.2002-28.07.2002
1000-2000
8S000
1300
1200
Таблица 3
Содержание стронция-90 в биообъектах рек Ромашка и Томь (Бк/кг сухой массы, * Бк/кг сырой массы)
Место отбора проб Sr-90
Водные растения (рдест блестящий)
Река Ромашка (ближняя зона влияния СХК) 33.7
Река Ромашка (устье) 47.4
Р. Томь (протока Чернильщиковская) 10.6
Река Томь (выше впадения Р. Ромашка) 12.S
Река Томь (ниже впадения Р.Ромашка) 9.1
Зеленые водоросли, обитающие в поверхностной пленке воды
Устье р. Ромашка (протока Чернильщиковая) 10.1
Серебряный карась
Река Ромашка S.S *
Международная конференция
Пищевые ресурсы дикой природы и экологическая безопасность населения
ЛИТЕРАТУРА
Залозный Н.А., Петлина А.П., Бочарова Т.А., Рузанова А.И., Юрако-ва Т.В., Леонова Г.А. 2003. Структурные и функциональные особенности водных сообществ - показатели экологического состояния русла нижней Томи // Вестник Томского государственного университета. № 8. Приложение: материалы научных конференций, симпозиумов, школ, проводимых в ТГУ. Томск, 23-24 апреля 2003. С.71-76.
Леонова Г.А., Бобров В.А., Торо-пов А.В., Ковалёв С.И., Аношин Г.Н. 2003. Мониторинг техногенных радионуклидов и тяжёлых металлов в ближней зоне влияния Сибирского химического комбината // Вестник Томского государственного университета. № 3 (V). Приложение: материалы научных конференций, симпозиумов, школ, проводимых в ТГУ. Томск, 2-4 апреля 2003. С.159-161.
Леонова Г.А., Торопов А.В., Бобров В.А., Бадмаева Ж.О., Ильина В.Н., Сухоруков Ф.В. 2004. Техногенные радионуклиды и тяжёлые металлы в воде и биообъектах реки Ромашка (ближняя зона влияния СХК) // Современные достижения в исследованиях окружающей среды и экологии /Сборник научных статей, посвященных памяти академика РАН В.Е. Зуева под общ. ред. чл.-корр.РАН В.В. Зуева. Томск: STT. С.72-75.
Рихванов Л.П. 1997. Общие и региональные проблемы радиоэкологии. - Томск: Изд-во Томского политех. унта. 384 с.
Торопов А.В., Зубков Ю.Г. 2000. Радиоактивное загрязнение рек Томь и Ромашка // Экология пойм сибирских рек и Арктики. Труды II совещания. 24-26 ноября 2000 г. Томск: STT. С.143-147.
Торопов А.В., Сухоруков Ф.В., Ковалёв С.И., Зубков Ю.Г. 2003. Техногенные радионуклиды в воде и донных отложениях нижней Томи // Вестник Томского государственного университета. № 3 (V). Приложение: материалы научных конференций, симпозиумов, школ, проводимых в ТГУ. Томск, 2-4 апреля 2003. С.220-222.
Leonova G.A. 2004. Biogeochemical indicators of water ecosystem pollution by heavy metals and technogenic radionuclides // ECOLOGY-2004, SCIENTIFIC ARTICLES, Book 1 // http://www.sciencebg.net/ sciencebg/Publishing/ spru. htm, Publishing by / Science Invest LTD - branch Bourgas, Bulgaria. P.123-134.
Leonova G.A., Bobrov V.A., Sukhorukov F. V., Anoshin G.N. 2003. The estimation of scales of water biota radioactive pollution of river Tom at the zone of action of Siberian Chemical Industrial Complex // (EESFEA -2003). Материалы II Межд. конф., посвящ. памяти акад. В. Зуева. Томск: Изд-во Межд. исслед. центра по физике окр. среды и экологии ТНЦ СО РАН. Том 1. С.139-141.
дуктах составляет 520 Бк/кг (Торопов, Зубков, 2000). Нами выполнен анализ 90Бг в некоторых образцах биоты методом бэта-радиометрии с радиохимической подготовкой проб (табл. 3). Концентрации бета-излучающего 90Бг в водных растениях р. Ромашка превышают таковые в растениях условно-фонового участка р. Томи. Содержание 90Бг в мышечной ткани карася невысокое - в среднем 5.5 Бк/кг сырой массы.
Заключение. В спектре техногенных радионуклидов, обнаруженных в биообъектах ближней зоны влияния СХК, установлено присутствие ряда короткоживущих изотопов, что однозначно указывает на их продолжающийся сброс в р. Т омь. В рыбах р. Ромашка обнаружены высокие концентрации радиоактивного 65/п, однако радиоактивное загрязнение ихтиофауны 657п носит локальный характер и ограничивается ближней зоной влияния СХК. Кроме 657п в тканях и органах рыб обнаружены следы 152Би, 137С8 и 239Ри.
Следует особо подчеркнуть важную роль водной биоты и, в частности, однолетних водных растений и тканей рыб в идентификации сбросов радиоактивных сточных вод предприятиями ядерно-топливного производства. Для обнаружения в сбросах радионуклидов с активностью ниже минимально измеряемой в воде используются водные растения, как концентраторы техногенных радионуклидов. Именно водная биота в первую очередь фиксирует короткоживущие радиоизотопы, которые не всегда можно обнаружить в донных отложениях из-за короткого периода полураспада некоторых радиоизотопов.
Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ (гранты № 0205-64638 и № 04-05-65168).
