Особенности радиоактивного загрязнения Орловщины в результате аварии на Чернобыльской АЭС (посвящается 30-летию Чернобыльской катастрофы)

Введение. В этом году исполняется 30 лет с момента катастрофы на Чернобыльской атомной электростанции. Крупнейшая ядерная авария произошла 26 апреля 1986 г. в Чернобыле на Украине. В результате череды ошибочных действий, допущенных операторами 4-го ядерного реактора, произошло скапливание водяного пара. Он прореагировал с находящимся в реакторе горячим цирконием, в результате чего образовывался водород. Давление водорода в активной зоне реактора нарастало до тех пор, пока не привело к разрушению верхней части четвёртого реактора. При взаимодействии с воздухом раскалённая газообразная смесь взорвалась и от возникшего взрыва загорелся графитовый замедлитель. Этот замедлитель продолжал гореть несколько дней. Радиоактивные вещества, находящиеся в реакторе, вырвались в атмосферу, в результате чего и образовалось радиоактивное облако. Суммарный выброс радиоактивных веществ превысил 10 млн. Ки. 25% выброса произошло мгновенно, а остальная часть - в течение 10 суток. По имеющим оценкам учёных, масса радионуклидов, поступивших в окружающую среду, в десятки раз превысили аналогичные показатели взрывов атомных бомб в Нагасаки и Хиросиме. Размеры этого облака были просто громадных размеров -30 км в ширину и приблизительно 100 км в длину. К сожалению, трижды менялась метеорологическая обстановка с момента аварии до его остановки 10 мая. Это привело к образованию трёх секторов загрязнения. Сразу же после аварии воздушные потоки направились на северо-запад, подвергнув радиоактивному загрязнению север Украины, частично Беларусь, Прибалтику и страны Скандинавии. С 28-29 апреля роза ветров сменила своё направление на северо-восток, подвергнув заражению районы центральной России, в том числе Брянскую, Орловскую, Смоленскую, Тульскую и Калужскую области. А с 30 апреля ветры понесли радиоактивные облака на юг, в сторону Молдавии, Кавказа и других соседних стран. Всё это привело к масштабным радиоактивным заражениям местности территорий юга Украины, Беларуси, Молдовы и ряда сопредельных государств.

Основная часть.

Вследствие катастрофы и выброса радиоактивных веществ в окружающую среду был нанесён громадный ущерб экономике, природе и населению Украины, Беларуси и России. Эта техногенная катастрофа является крупнейшей за всю мировую историю энергетики.

Попавшие в окружающую среду радионуклиды имеют разную продолжительность нахождения в ней: от минут до нескольких тысяч лет. К сожалению, проникшие в природу радионуклиды будут угрожать населению, проживающему в зоне загрязнения, ещё не одно десятилетие.

Таблица 1 - Территория РФ с плотностью загрязнения 137Cs более 1 Ки/км2

Область	Площадь в км2	Плотность в Ки/км2
		1-5	6-15	16-40	>40
Брянская	34900	6750	2628	2130	310
Калужская	29900	3500	1419	-	-
Тульская	25700	10320	1271	-	-
Орловская	24700	8840	132	-	-
Ленинградская	85900	850	-	-	-
Белгородская	27100	1620	-	-	-
Воронежская	52400	1320	-	-	-
Курская	29800	1220	-	-	-
Липецкая	24100	1619	-	-	-
Мордовия	26200	1900	-	-	-
Ульяновская	37300	1100	-	-	-
Татарстан	68000	110	-	-	-

Оказались загрязнёнными в разной степени полностью или частично 21 область: 5 в Беларуси, 7 на Украине и 9 в России. На данных территориях загрязнёнными оказались растительный и животный мир, вода и почва.

Радиоактивному заражению подверглось около 5 млн. гектаров сельскохозяйственных земель, из которых примерно 265 тысяч гектаров пришлось исключить из сельскохозяйственного оборота. В Российской Федерации наиболее загрязнёнными оказались Брянская, Калужская, Орловская и Тульская области.

Также оказались загрязнёнными и промышленные предприятия. Пришлось эвакуировать более 150 предприятий, учреждений и организаций.

Из таблицы 1 видно катастрофическое загрязнение сельскохозяйственных земель Российской Федерации в результате Чернобыльской аварии, особенно её Центрального района.

Самым опасным в Чернобыльской аварии явилось воздействие широкого спектра радионуклидов на жизнь и здоровье огромного числа людей.

Масштабы катастрофы могли оказаться намного более трагичными, если бы не самоотверженная и мужественная работа сотен тысяч спасателей. Из 300 тысяч граждан бывшего СССР, принявших участие в ликвидации последствий Чернобыльской аварии, около 50 тысяч стали инвалидами, 16 тысяч погибли и умерли от болезней, вызванных воздействием радиации. Свыше 100 000 человек, проживавшие в радиусе 30 км от места катастрофы, пришлось эвакуировать вскоре после аварии ввиду сильнейшего заражения территории.

На территории РФ, подвергшейся радиоактивному загрязнению в результате аварии на ЧАЭС, основная роль в загрязнении радионуклидами, в настоящее время, спустя 30 лет после катастрофы, является 137Cs с периодом полураспада Т=30 лет. Остальные радионуклиды, выпавшие на огромных территориях страны, распались и уже не дают значительного вклада в радиационную обстановку пострадавших областей и районов. А количество радиоизотопов америция и плутония с периодом полураспада тысячи лет выпало небольшое количество.

Процесс распределения радионуклида 137Cs и его влияние на состояние сельскохозяйственных земель начался сразу после аварии в пострадавших областях. Исследованиями было установлено, что радионуклиды 137-цезия после аварии очень продолжительное время находились в верхнем корнеобитаемом слое почвы, следовательно, они будут влиять на растения очень продолжительное время вследствие медленной миграции вглубь почвы. Экспериментально учёные установили, что доступность растениям   137-цезия существенно сокращается вследствие его удержанием почвой. За первые послеаварийные 10 лет процент фиксированного почвой 137Cs увеличилась примерно в 2 раза.

Можно предположительно рассчитать дозы внешнего облучения населения пострадавших областей за различное время проживания на загрязнённых территориях по 137-цезию.

Таблица 2 - Дозы облучения 137Cs по промежуткам времени

Степень загрязнения     по цезию-137, Ки/км2	Время в годах
	1	5	10	20	30	40
5	0,25/1,85	1,25/5,25	2,25/8,25	4,8/12,8	5,4/14,4	6,5/16,5
15	0,75/5,6	3,7/16	6,6/25	13/37	16/43	20/50
25	1,25/9,3	6/26	21/41	21/61	27/72	33/83
40	2/15	10/42	18/66	33/92	44/116	53/133

Примечание: в числителе – доза внутреннего облучения, в знаменателе – суммарная доза внешнего и внутреннего облучения.

Как видно из данной таблицы, суммарная доза облучения при степени загрязнения территории порядка 15-40 Ки/км2 может значительно (более чем в 2- 4 раза) превышать предельную допустимую дозу в 35 бэр за год. А это может привести к изменениям в крови человека.

До аварии радиационная обстановка в вышеперечисленных областях по 137Cs была на уровне естественного фона. Если и было отличие, то оно было обусловлено различиями в почвенногеологических особенностях областей и экономическим развитием региона. А после Чернобыльской катастрофы радиационное загрязнение данных областей превысило до аварийное по 137Cs в 8001000 и даже больше.

Что касается Орловской области, то исследования проводились и проводятся на специально выбранных по степени загрязнения и типу почв участках. Их ещё называют пунктами специального наблюдения (ПСН). Исследования влияния радионуклидов на их механизм распределения и реабилитации сельскохозяйственных земель непрерывно ведётся с 1987 года.

В нашей области наиболее пострадавшими оказались районы Болховский с г. Болховом и Свердловский. В настоящее время это территории с правом на отселение.

Остальным районы с льготно-социальным статусом расположились практически по всей области. Это Корсаковский, Мценский, Троснянский, Кромской, Сосковский, Знаменский и другие районы.

Наиболее благополучными являются всего три района области: Ливенский, Должанский и Краснозоренский.

В Орловской области максимальное радиационное загрязнение произошло на чернозёмах, а также на тёмно-серых, светло-серых и светлых лесных территориях с преобладанием тяжёло- и среднесуглинистого характера. В меньшей степени загрязнение затронуло песчаные и торфяные почвы.

В первое время после аварии вследствие мелкодисперсного или парогазового состояния 137Cs происходило быстрое усвоение его растениями. А впоследствии темпы поступления 137-стронция в живую природу замедлились. Следует обратить внимание на тот факт, для Орловской области 137-цезий дошёл в основном с дисперсном состоянии. Это не оказало существенного негативного влияния на загрязнения радионуклидами сельскохозяйственных культур.

В почвах Орловской области, как и в некоторых других пострадавших областях, был выявлен эффект старения радионуклида 137Cs. Наблюдения, которые проводились спустя определённое время аварии, позволили сделать вывод об уменьшении внедрения 137-цезия в сельскохозяйственные культуры за счёт снижения его подвижности и включения в различные почвенные реакции.

Выпадение на территории области радиоактивных осадков весной 1986 года привело к внекорневому загрязнению наземной части сельскохозяйственных культур, имеющих развитую наземную массу. Для остальных культур главным способом загрязнения стала почва и перенос ветром частиц с радионуклидами.

Влияние почвы, как основного абсорбента радионуклида 137Cs, различно. С одной стороны, почва обеспечивает долговременное поступление радионуклидов благодаря корневой системе. А с другой стороны, мощная сорбиция 137Cs обеспечивает продолжительную консервацию его в верхних слоях плодородной почвы.

Выводы: По итогам исследования выявлено, что в Орловской области различные виды обработки почвы, например её вспашка и внесение удобрений, влияют на неравномерность распределения 137Cs в почве. Спустя почти 30 лет, прошедших после аварии, распределение радионуклида на почвах разного состава, лугах, залежных землях и пашне значительно изменилось. По данным радиоспектрометрического анализа выяснилось, что на глубине до 10 сантиметров содержание 137Cs составляет 25-40 % от их общего количества в разрезе 0-40 сантиметров, а глубже - содержание радионуклида уменьшается до 10-15 %. Надо заметить, что 137Cs в почвах Орловской области, где преобладают оподзоленные чернозёмы и лесные почвы тяжело-, средне- и легкосуглинистого состава, слабо мигрирует в горизонты почв.

Таким образом, можно сделать вывод, что основным элементом радиоактивного загрязнения на Орловщине составляет радионуклид

137Cs, подвижность которого обусловлена физико-химическими свойствами почвы и периодом его полураспада.