III.1. Радиация и радиоактивное загрязнение

Другой, важный, привлекающий всеобщее внимание физический ЭОФ — радиационные и радиоактивные загрязнения. Основным их источником являются техногенные аварии на ядерных установках. Последние имеются на атомных электростанциях (АЭС), установлены на некоторых ледоколах, подводных лодках и спутниках. Кроме того, в различных отраслях промышленности, хозяйстве и медицине широко распространены радиоактивные вещества. В 1956 году электроэнергию дал первый опытный реактор Арагонской национальной лаборатории (США). Принцип получения электричества за счет атомной энергии заключается в использовании энергии урана-235. Этот процесс происходит в специальных элементах — твэлах, расположенных в активной зоне реактора. При делении выделяется тепло и образуются радиоактивные отходы, гамма-лучи и нейтроны. Выделяющееся тепло нагревает воду до кипения, образовавшийся пар вращает турбину, вырабатывая электрический ток.

На АЭС мира за весь период их эксплуатации насчитывается три крупных аварии. Первая из них произошла в 1957 г. на английском заводе "Селлафильд" (Уиндскайл), занимавшимся регенерацией ядерного топлива. Во внешнюю среду поступило 740 TBKJ-131, 22,2 ТБк Cs-137, 3,0 ТБк Sr-89 и 0,33 ТБк Sr-90. В этом эпизоде погибло 13 человек и более 260 заболели. Весной 1979 г. на расположенной близ Гаррис-берга (штат Пенсильвания, США) произошла вторая крупная авария на АЭС "Тримайл Айленд". Из-за поломки в системе водяного охлаждения в атмосферу вырвались радиоактивные пары. Радиоактивное загрязнение, распространяясь воздушным путем захватило значительные территории. К счастью никто из людей не пострадал. Одна из крупнейших экологических катастроф — Чернобыльская авария. В ночь на 26 апреля 1986 г., когда два взрыва разрушили 4-й блок Чернобыльской АЭС, произошел выброс в атмосферу радиоактивного вещества. Облако, содержащее 30 млн. Си покрыло территорию, границы которой: на севере — Швеция, на западе — Германия, Польша, Австрия, на юге — Греция и Югославия. Еще 20 млн. Си выпало в виде осадков, захватив территорию в 130 тыс.кв.км. на Украине, Белоруссии, северо-западе России.

Среди радиактивных ЭОФ: йод-131 (около 10 млн. Си), цезий-137 (2 млн. Си), стронций-90 (200 тыс. Си), плутоний-239 (700 Си). Из хозяйственного пользования было выведено 3 тыс. кв. км территории, эвакуировано около 116 тыс. человек. По некоторым оценкам до 50% радиоактивных йода и цезия, имевшихся в активной зоне реактора, попало в атмосферу. Количество выброшенных радиоактивных продуктов было сопоставимо с общим количеством радиации от всех испытаний атомного оружия в атмосфере и эквивалентно взрыву нескольких атомных бомб того же типа, что была сброшена на Хиросиму. Выброс радиоактивных веществ в атмосферу продолжался до 6 мая 1986 г. К ноябрю того же года реактор был замурован в "саркофаг". Непосредственный результат аварии — гибель 31 человека и более 200 заболевших лучевой болезнью. Масштабы бедствия заставили обратиться к ранее скрываемым данным по Южно-Уральской катастрофе. Под этим названием на самом деле произошло два радиационных события. С 1949 по 1956 гг. в реку Теча производился постоянный сброс отходов радиохимического предприятия "Маяк". Даже сегодня количество сброшенных радиоактивных отходов (РАО) точно не известно, но их состав на треть определялся содержанием стронция-90 и цезия-137. Облучению подверглось 28 тысяч человек. Дозы облучения достигали 300—400 бэр. Лучевой болезнью заболело 935 человек. Отселено 7500 жителей. В сентябре 1957 г. на том же производстве произошел взрыв емкости с РАО. В воздух было выброшено более 2 млн. Сu — стронций-90, цезий-144, цирконий-95, рутений-106. Площадь этого, т.н. Восточно-Уральского следа — 23 тыс.кв.км., а в его зоне оказалось 270 тысяч человек. Переселено 10 тысяч человек. За исключением данных по мониторингу подвергнутых воздействию облучения людей (населения и ликвидаторов), широкой научной общественности и даже специалистам — экологам мало известны последствия этих аварий для состояния природной среды в целом, отдельных биоценозов, популяций растений, животных и микроорганизмов.

Еще один важный источник радиоактивного загрязнения среды — ядерные испытания. После того как 16 июля 1945 г. в штате Нью-Мехико было взорвано первое атомное устройство и затем последовавших атомных бомбардировок Хиросимы и Нагасаки, началась эра разработки самого страшного и разрушительного оружия, которое когда-либо существовало на Земле.

В результате взрывов ядерного оружия, прежде всего, изменяются ландшафты и рельеф местности. Наиболее опасно радиоактивное загрязнение воздуха. С воздушными течениями радиоактивные вещества могут мигрировать на сотни и тысячи километров. Необходимо отметить, что утечка, радиоактивности происходит и при подземных взрывах, а не только при испытаниях ядерного оружия в атмосфере. Серьезную тревогу вызывает и радиоактивное загрязнение Мирового океана. Это может происходить и при подводных ядерных испытаниях. Огромные массы радиоактивных веществ выпадают с осадками после проведения взрывов. Так, после испытаний атомного оружия на аттоле Бикини в 1954 г. была загрязнена акватория океана на площади около 18 тысяч кв. км. Утечки радиоактивных веществ в океан из подземных шахт неоднократно регистрировали и на французском ядерном полигоне на острове Муруроа. Кроме того, радиоактивное загрязнение вод Мирового океана происходит в результате захоронения контейнеров с радиоактивными отходами, а также при авариях судов и подводных лодок, несущих ядерные установки. Хорошо известен трагический пример с атомной подводной лодкой "Комсомолец" с двумя ядерными боеприпасами на борту, потерпевшей аварию 7 апреля 1989 г. в Норвежском море. При этом погибло 42 члена экипажа и произошло радиоактивное загрязнение. Реактор этой лодки содержит около 150 Си радионуклидов (примерно поровну цезия и стронция), а боеприпасы почти 430 Си плутония-239. В докладе норвежской экологической организации "Бел-луна" по состоянию на 1995 г. "на дне океана покоятся шесть атомных подводных лодок: две американских ("Трешер" и "Скорпион") и четыре советских (К-8, К-219, К-278 "Комсомолец" и К-27)".

Экологические оценки последствий радиационных катастоф могут быть сделаны лишь на небольшой период времени и на уровне радиационных поражений населения. Воздействия же на экосистемы и долговременные последствия таких' катастроф не могут быть в настоящее время корректно оценены из-за отсутствия как адекватных радиоэкологических оценок, так и углубленных соответствующих экспериментальных и теоретических исследований по этой проблеме.

Через почву, воздух и воду радиоактивные загрязнения попадают в растения и организм животных и человека. Радиоактивное излучение проникает в клетки, останавливая деление и разрушая их, что приводит к лучевой болезни или даже к мгновенной смерти. Но это наблюдается при больших дозах воздействия, однако, очевидно, наиболее опасны низкие дозы радиации. При этом повреждается наследственный аппарат клетки и в результате могут развиваться лейкозы и злокачественные опухоли, а облучение половых клеток чревато врожденными дефектами у потомства; при воздействии на плод наблюдаются эмбриотоксические эффекты — пороки развития. Установлено, что допустимое облучение населения в нормальных условиях за год составляет 500 мбэр (0,06 мбэр/час), разовое допустимое аварийное облучение населения— 10 бэр, местное облучение при рентгеноскопии желудка — 30 бэр, облучение же дозой мощностью свыше 100 бэр приводит к развитию лучевой болезни, причем тяжелая степень лучевой болезни, при которой погибают 50% облученных наблюдается при дозу в 450 бэр. Дозы облучения в зависимости от времени пребывания в зоне радиоактивного излучения отражены в таблице 24.

Таблица 24