Вы здесь

Насколько радиоактивен океан?

 

 

Можно ли есть рыбу, выловленную в океане? Радиоактивна ли она? Насколько сильно заражён океан? 

С момента первой управляемой ядерной реакции в 1942 г. (Чикаго, США) прошло более 70 лет. На протяжении этого времени каждый год в большей или меньшей степени в океан поступали радиоактивные вещества антропогенной природы. 
 

Испытания ядерного оружия
 
Во время наземных ядерных испытаний в 50-е - 60-е г.г. СССР, США, Великобританией, Францией, Китаем в атмосферу попало в общей сложности радионуклидов от взрывов общей мощностью около 189 Мт.

Мощные наземные ядерные взрывы были осуществлены на Новой Земле (80,89 Мт, СССР), на атолле Бикини (42,2 Мт, США), на атолле Эневетак (26 Мт, США), на острове Рождества (15,5 Мт, США и Великобритания), на атолле Фангатауфу во Французской полинезии (6,1 Мт, Франция) в Тихом океане, острове Монте-Белло в Индийском океане (Великобритания), в Лобнор (12,2 Мт, Китай).

Многие из этих островов являются популярными направляниями среди яхтсменов, совершающих кругосветное плавание. Круизные яхты часто останавливаются на Маршалловых островах и во Французской Полинезии. Согласно недавнему исследованию National Academy of Sience of  USA, 2019 в некоторых частях атолла Бикини Маршалловых островов зафиксирован уровень радиации, превышающий норму в 6 раз. Также зафиксированы повышенные уровни изотопов в почве.

Прямой угрозы для жизни нет. Даже на атолле Бикини, чтобы получить уровень, превышающий предельную годовую норму, нужно провести не один день. Кроме того, некоторые острова закрыты для посещения. Местными властями яхтам не выдается разрешение. Но яхтсменам следует быть осведомлеными об уровнях радиации в местах, вблизи которых они находятся, а также иметь информацию об уровне загрязнения местных ресурсов. 

 

Атолл Бикини, Маршалловы острова
 

Осадки от радиоактивных испытаний выпали по всему миру. В северном полушарии количество выпавших радионуклидов выше, чем в южном. Это обусловлено не только большим количеством испытаний, проведенных в северном полушарии, но и ограниченному круговороту воздушных масс между стратосферами северного и южного полушарий. 


Мощность ядерных взрывов, произведенных за период1945 - 2008 г.г.
 

 

В 1963 году наземные испытательные взрывы ядерного оружия были запрещены на международном уровне. Договор о запрещении испытаний ядерного оружия в атмосфере, космическом пространстве и под водой был подписан СССР, США и Великобританией. Разрешёнными остались подземные ядерные испытания. В настоящее время участниками договора является 131 государство.
 

Производство ядерного топлива

Другой причиной загрязнений являются выбросы с заводов по производству ядерного топлива и переработке отработанного ядерного топлива, использованного как в военных целях так и на атомных электростанциях. Одни из самых крупных перерабатывающих заводов находятся в Великобритании, Франция и Японии. Вода из бассейнов-хранилищ отработанного топлива и отходы, возникающие при переработке ядерного топлива, могут попадать в сточные воды.

 

Завод Селлафилд, Великобритания.

В 70-х завод Селлафилд в Великобритании постоянно проводил сброс отработанной воды, зараженной изотопами цезия и плутония, в Ирландское море. Завод, расположенный на берегу Ла-Манша во Франции, сбрасывал жидкие отходы низкой и средней активности в Ла-Манш. Совместно от деятельности заводов в северо-восточную часть Атлантического океана и Северного Ледовитого океана попало 40 ПБк цезия-137, 6,5 ПБк стронция-90, 1 ПБк Тс-99 и 0,015 ПБк I-129. Последние два - долгоживущие изотопы, периоды полураспада которых составляют 213 тыс. лет и 1,57 млн. лет. Выбросы заводов заметно сократились к концу 80-х годов.

Кроме того, большой вред мировому океану наносят утечки с мест захоронений отходов как военного, так и мирного атома. 
 

Выбросы от “мирного” атома

В мире насчитывается 192 электростанции. Наибольшее количество энергоблоков эксплуатируется в США, Франции и Японии. Помимо вопроса утилизации отработанного топлива и инертных газов во время штатной эксплуатации АЭС, продуктами, попадающими в окружающую среду от функционирующих АЭС является дебалансная и техническая вода.

Продукты попадают в теплоноситель от деформированных ТВЭЛов, находящихся в активной зоне реактора. Вода первого контура периодически обновляется и очищается от радиоактивных отходов. Вода всех технологических контуров АЭС включается в систему оборотного водоснабжения. Сброс жидких радиоактивных отходов в водоемы-охладители, имеющийся при каждой АЭС, запрещен Санитарными правилами. В водоемы-охладители попадает вода второго контура. Для охлаждения электростанция потребляет огромное количество воды до 120 кубометров в секунду. А возвращать может на 10 градусов выше, нанося вред морской биосфере.


 

Авария на Чернобыльской АЭС

Во время Чернобыльской аварии 1986 г. Выпало около 100 ПБк изотопов цезия-137. Несмотря на то, что осадки выпали над сушей, значительная часть попала в моря. Наиболее загрязненным оказалось Балтийское море (около 4,5 ПБк), из которого цезий-137 попадает в северо-восточный Атлантический океан. В силу ограниченной циркуляции и других причин Балтийское море лидирует по уровню загрязненности. В Балтийском море одно из самых больших количеств мертвых зон в мировом океане - зон с низким содержанием кислорода. Чёрное море получило около 2-3 ПБк цезия-137. Также наблюдались изотопы цезия в Средиземном море, у берегов Гренландии, Северном море, Баренцевом море, у побережья Норвегии. Этот след прослеживается и в настоящее время.

Несмотря на прогресс в технике безопасности на атомных электростанциях, аварии в атомной энергетике не заканчиваются. Недавние события в Японии вновь подняли волну критики в сторону атомной энергетики.

 

Авария на атомной станции Фукусима

В 2011 году во время аварии на АЭС Фукусима-1 из разрушенного реактора было выброшено значительное количество цезия-137 - до 15 ПБк и 0,1 - 1 ПБк стронция-90 (Cesium, iodine and tritium in NW Pacific waters Povinec, P. P., 2013).
 
К концу 2014 изотопы цезия-137, попавшие в окружающую среду в результате аварии, распространились по всей северо-западной части Тихого океана. Этому способствовало течением океана от берегов японии к берегам Аляски (Five years since the Fukushima Daiichi nuclear power plant accident, Kumamoto, 2017).

Предполагаемая зона распространения радионуклидов после аварии на АЭС Фукусима. Примечание: превышение предельно-допустимых концентраций наблюдалось вблизи острова Хонсю. Некоторое повышение присутствовало в местах пути распространения предполагаемого следа, но эти концентрации в пределах нормы.  

Общее загрязнение мирового океана радионуклидами

Северо-восточная часть Атлантического океана наряду с северо-западной частью Тихого одна из самых загрязненных цезием-137 частей мирового океана. Наименьший уровень загрязнения в водах, омывающих Антарктиду. В водах южной части Тихого, Атлантического и Индийского океанов концентрация цезия-137 в 40 раз меньше, чем в северо-восточной части Атлантики (A Major International Study. Radioactivity. Aarkrog A., 1997).


Распределение изотопов цезия-137 в мировом океане (по данным United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation, 2000).

Несмотря на то что, большинство радионуклидов антропогенной природы попало в океан, влияние на природу незначительное. Доза радиации от встречающихся в природе естественных радионуклидов на два порядка выше.

Излучение



При распаде радиоактивных элементов образуется три вида излучения: альфа-, бета- и гамма-излучение.



При альфа-распаде образуются альфа-частицы. Тяжёлые ядра атомов и альфа-частицы имеют крайне малую длину пробега в веществе, поэтому радиоактивные альфа-источники опасны не при внешнем облучении, а лишь при попадании внутрь организма. Из-за своих крупных размеров, они не могут пролететь в воздухе расстояние большее, чем 10 см, а лист бумаги их полностью задерживает.



Бета-излучение – продукт атомного распада, при котором образуется поток частиц, электронов и позитронов. Бета-частицы обладают средней энергией, длина свободного пробега в воздухе может достигать 10 м. В биологические ткани они проникают на 10 мм, в толщу алюминия – на 5 мм. Полностью экранируется свинцовым экраном.



Гамма-излучение обладает значительной проникающей способностью. Гамма-лучи, испускаемые в процессе распада радиоактивного материала, обладают как свойствами частиц, так и свойствами электромагнитных колебаний. Этот тип радиации имеет самую высокую проникающую способность. В человеческое тело гамма-лучи могут углубляться на 150 мм, а в воздухе легко преодолевают расстояния 100 м и более. Полностью защититься от гамма-излучения – сложная задача. Свинцовый экран толщиной 10 мм уменьшает радиацию в 2 раза. Чтобы снизить ее воздействие в 100 раз, потребуется 70-миллиметровая свинцовая плита. Гамма-лучи несут в себе опасность для всех органов и систем человеческого организма. Слой половинного ослабления  - свинца 1,8 см, бетон 6,1 см, вода 18 см.





Существует три основных типа ядерных превращений, приводящие к испусканию радиоактивных излучений.

 

Естественный фон

Естественный радиационный фон состоит из вклада космических лучей и излучения природных радионуклидов, естественно распределенных в земле, воздухе, живых организмах.

Земная радиация обусловлена в основном естественным распадом радиоактивных элементов, присутствующих в земной коре, – это калий-40, уран-238 и торий-232. Уровни земной радиации неодинаковы для разных мест планеты и зависят от концентрации радионуклидов в земной коре. Места с одними из самых высоких уровней природной радиоактивности - Рамсар в Иране, Аркарула в Австралии и Гуарапари в Бразилии. В первых двух связано с постепенным вымыванием радионуклидов природными источниками и пород с высокими концентрациями. Гуарапи - курорт с пляжами, песок которых богат торием, что вызывет повышение фона. 

У населения, проживающего в данных районах годами не отмечено особых отклонений в здоровье по сравнению с общемировым уровнем.

В некоторых строительных материалах также содержатся природные радионуклиды -  гранит, пемза, кирпич, бетон. Увеличить дозовую нагрузку может металлический шлак и зольная пыль.

Гуарапи, Бразилия

Существенный вклад в облучение человека вносит радон -  радиоактивный инертный газ, источник которого – земная кора. Проникая через трещины и щели в фундаменте, полу и стенах, радон задерживается в помещениях. Радон в 7,5 раз тяжелее воздуха. Как следствие, концентрация радона в верхних этажах многоэтажных домов обычно ниже, чем на первом этаже. Обычное проветривание спасает ситуацию. 

По НРБ-99/2009 предел годовой нормы для населения - 1 мЗв. 
 

 

Влияние радионуклидов на живые организмы

Основными радионуклиды при атомном распаде урана-235 и плутония является цезий-137 (период полураспада - 30,17 лет ), стронций-90 (период полураспада 28,79 лет.), йодин-131 (период полураспада - 8 суток) и ксенон-133.

Стронций-90 является аналогом кальция и способен откладываться в костях. Поступив с пищей и водой 70-80% выводится органами пищеварения. При распаде излучение стронция образуется бета-излучение.

При распаде цезия-137 выделяется бета- и гамма-излучение. Коэффициент накопления особенно высок у пресноводных водорослей и арктических лишайников. Являясь аналогом калия, в организме накапливается в мышцах и печени.Внутрь попадает через органы дыхания и пищеварения. 

Способностью в больших количествах накапливать радионуклиды обладают морские организмы, особенно в период их активного роста. При этом интенсивность накопления у рыб разных пород, даже обитающих в одном и том же водоеме, может разниться в 2-3 раза. Для хищных рыб (щука, окунь и др.) характерны минимальные показатели накопления стронция-90 и максимальные — цезия-137. Растительноядные рыбы (карп, карась и др.) накапливают стронций в несколько раз больше, а цезий — меньше, чем хищники.

 

На поведение радионуклидов в водоеме оказывают влияние физико-химические свойства воды, в частности показатель рН, и химический состав примесей. Слабая минерализация воды способствует более высокому накоплению радионуклидов морскими организмама, поэтому рыбы пресноводных водоемов загрязнены в десятки и сотни раз больше, чем обитатели соленых водоемов.

Радиационная безопасность пищевых продуктов по цезию-137 и стронцию-90 в соответствии СанПиН 2.3.2.1078-01 "Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов" определяется их допустимыми уровнями удельной активности радионуклидов: соответствующие  пределы  поступлений  радионуклидов с пищей составляют  для стронция-90  -  36 кБк/год  и 100 Бк/сутки; для цезия-137  77 кБк/год и 210 Бк/сутки.
 

В соответствии с СанПиН 2.3.2.1078-01 рыба свежая мороженая 130 и 100 Бк/кг. Водоросли, моллюски, ракообразные 200 и 100 Бк/кг. Человек сам обладает радиоактивностью 60 Бк/кг. Эта радиоактивность обусловлена природными изотопами калия.

Кроме того, в разных странах предельно допустимые нормы могут отличаться. Например, в Японии нормы ниже. Это связано с тем, что в рационе японца преобладают рыба и морепродукты. 

Если человек несколько раз съест рыбу, в котрой концентрация превышена в несколько раз, это не принесет вреда здоровью. Другой вопрос, если человек будет питаться такой рыбой всю жизнь и рацион его будет состоять только из морепродуктов.

 

Бытовые дозиметры

Бытовыми дозиметрами на датчиках СБМ-20 определить зараженную рыбу не удастся.

Они покажут превышение, только если концентрация радионуклидов в в 10-ки раз превышает предельно допустимую. Дозиметры на более точных слюдяных датчиках могут показать изменение фона в несколько микрозивертов. Ни один из простых бытовых дозиметров не способен обнаружить альфа-частицы, а только гамма-излучение. Обнаружить повышенные показатели можно спектрометром, но это не бытовой прибор.
Роспотребнадзором ведется радиационный мониторинг рыбной продукции, поступающей на рынок. Радиологический отдел ветеринанарной лаборатории берет пробы рыбной продукции на спектрометрический анаиз.

 

 

Если Вы нашли ошибку в тексте, сообщите нам об этом.

29 ноября 2019