Ольховские болота
Белоярская атомная электростанция им. И.В. Курчатова (БАЭС) - один из крупных ядерных объектов Уральского региона. Штатная работа реакторов сопровождается контролируемыми газоаэрозольными выбросами и сбросами слаборадиоактивных дебалансных вод; в их составе в окружающую среду поступают техногенные долгоживущие радионуклиды: 3H,90Sr, 137Cs, 238,239,240Pu.
На основании многолетних исследований мы создали модель радиоэкологического мониторинга долгоживущих радионуклидов в окружающей среде и оценили радиоэкологическое состояние зоны жидких сбросов Белоярской АЭС.
Зона влияния жидких сбросов – Ольховская болотно-речная система (ОБРС) – включает в себя низинное торфяное болото с прилегающими заболоченными участками, вытекающую из него р. Ольховку и полосу пойменных почв (рис. 1). В настоящее время ОБРС является отчужденной территорией, входящей в санитарно-защитную зону БАЭС. Для исследований выбрали элементы ОБРС, расположенные по вектору стока (КТ 1, 2, 3, 4, 7). В качестве контроля использовали Каменское болото (КТ 8) и р. Каменка (КТ 9), расположенные за пределами влияния жидких сбросов БАЭС. В каждой точке отбирали донные отложения, приболотные и пойменные гидроморфные почвы. Для оценки параметров водного стока отбирали пробы воды в КТ 4.
Концептуальный подход к организации радиоэкологического мониторинга зоны влияния БАЭС основан на многолетних исследованиях, выявивших динамику накопления и перераспределения радионуклидов в основных компонентах ОБРС; роль стоковых процессов в переносе излучателей из накопительного депо (донные отложения) в зону транзита и факторы среды, обуславливающие изменение радиационной ситуации. При разработке общей концепции организации радиоэкологического мониторинга в районе БАЭС учитывали пути поступления и набор загрязнителей.
В период 1978–1980 гг. максимальное загрязнение Ольховского болота было отмечено в районе впадения сбросного канала. Концентрация 90Sr в илистых отложениях достигала 480–3800 Бк/кг, 137Cs – 9000–110 000 Бк/кг, а в истоке р. Ольховка снижалась до 60–870 Бк/кг и 8000–51 000 Бк/кг, соответственно (Молчанова и др., 2009). К 2015 г. радионуклиды равномерно загрязнили поверхностный слой донных отложений болота и верхнего течения р. Ольховка. При этом концентрация 90Sr в них снизилась до 30–100 Бк/кг, а 137Cs – до 1000–5000 Бк/кг. За истекшие 35 лет концентрация радионуклидов за счет естественного распада могла снизиться лишь в 2,3 раза.
Оценка плотности загрязнения радионуклидами в верхнем 0–30-сантиметровом слое почв и донных отложений показала, что депонирующие компоненты ОБРС загрязнены 90Sr неравномерно без явно выраженного тренда (табл. 1). Вся территория болота загрязнена 137Cs в равной степени. Далее его содержание снижается по направлению вектора стока. Загрязнение почв невелико и не выходит за пределы затапливаемой береговой зоны болота.
В 1978–1980 гг. максимальные концентрации радионуклидов наблюдались в верхних слоях донных отложений и почв, а вертикальное распределение характеризовалось плавным снижением с глубиной (Трапезников и др., 2007). На примере наиболее загрязненных элементов ОБРС показано, что через 35 лет 90Sr более или менее равномерно распределился по глубине аллювиальной торфяно-глеевой почвы и торфяно-илистых донных отложений болота (рис. 2). Концентрация и плотность загрязнения 137Cs увеличиваются с глубиной.
Вынос радионуклидов в открытую гидрографическую сеть после реконструкции сбросов проведенной в 2007 г. снизился в 2–3 раза и составил для 90Sr 48,2•106 Бк∙год–1, а 137Cs – 94,8•106 Бк∙год–1 (табл. 2).
Анализ результатов многолетних исследований в зоне влияния Белоярской АЭС позволил создать концептуальную модель радиоэкологического мониторинга. За 35 летний период уровень загрязнения верхних слоев донных отложений Ольховского болота снизился за счет перераспределения радионуклидов с поверхностным стоком, миграции в глубину и естественного радиоактивного распада. После реконструкции сбросов вынос радионуклидов в открытую гидрографическую сеть снизилсяв 2–3 раза и составил для 90Sr – 48,2∙106 Бк∙год–1, а 137Cs – 94,8∙106 Бк∙год–1. Миграция радионуклидов на сопредельные с ОБРС территории ограничена прибрежной полосой затапливаемых почв. Радиоэкологическая ситуация, сложившаяся в ОБРС потенциально опасна. Развитие миграционных процессов (перемещение фронта загрязнения по вектору стока) может привести к увеличению выноса радионуклидов в открытую гидрографическую сеть и требует постоянного контроля.
Михайловская Л.Н. Коржавин А.В. Трапезникова В.Н., Трапезников А.В.Концептуальная модель и многолетние результаты радиоэкологического мониторинга зоны влияния жидких сбросов Белоярской атомной электростанции // Медико-биологические и социально-психологические проблемы безопасности в чрезвычайных ситуациях. 2020. №3. с. 68-75DOI 10.25016/2541-7487-2020-0-3-68-75
Источники финансирования работы: работа выполнена в рамках гос. задания Института экологии растений и животных УрО РАН, № темы АААА-А19-119032090023-0.