Радиохимическими исследованиями установлено высокое содержание изотопов 239,240Pu (335 ± 25 Бк/кг сухой массы) в рдесте блестящем из р. Ромашка вблизи выпуска сбросных вод охлаждения энергетических реакторов. Для сравнения содержание 239240Pu в рдесте условно-фонового участка р. Томь выше устья Ромашки значительно ниже - 1.2 ± 0.12 Бк/кг (табл.5).

Таблица 5

Содержание радиоизотопов плутония в водных растениях р. Ромашка и р. Томь, июль 2002 г.

По нашему предположению, такое высокое содержание изотопов плутония скорее всего обусловлено присутствием в проанализированной растительной пробе горячей частицы , которая, по всей вероятности, могла прилипнуть к растениям при прохождении через их массу сбросных вод комбината. Горячие частицы представляют собой высокоактивные (сотни и тысячи беккерелей на килограмм) тонкодисперсные элементы, которые поступают в грунты и донную биоту водоемов вследствие эмиссии с атомных баз и мест захоронения радиоактивных отходов. Топливные горячие частицы отмечаются только в ближней зоне действия предприятий ядерно-топливного цикла. Экстремальная радиоактивность грунтов,

придонной растительности и донных организмов в указанных зонах определяется

239,240 137 60

присутствием Pu , Cs, Co в горячих частицах [3]. Наличие горячих частиц в донных отложениях р. Енисей в зоне влияния Красноярского ГХК отмечается в работах [19, 20].

Таблица 6

Содержание техногенных у-излучающих радионуклидов (Бк/кг сырой массы) в мышечной ткани карася нижней Томи и контрольных участков по данным Торопова и др. [18]

Радионуклиды в рыбах р. Ромашка и Нижней Томи

Рыба является одним из ведущих пищевых объектов для населения сел и городов, расположенных вдоль рек, а, следовательно, одним из наиболее значимых путей поступления радионуклидов по пищевой цепочке в организм человека. На миграцию долгоживущих радионуклидов (90Sr, 137Cs) по пищевой цепи оказывает решающее значение их биологическая доступность. Так, согласно исследованиям Бакунова Н.А и др. [21], концентрации 90Sr в костях рыб озер полуострова Таймыр зависит от минерализации воды. Чем ниже содержание в воде кальция - химического аналога 90Sr - тем выше накопление 90Sr в кормовых объектах рыб и костях рыб разных трофических уровней. В работе [22] показано, что содержание 137Cs в рыбах из разных озер Финляндии обратно пропорционально содержанию калия в воде.

Для радиоэкологического мониторинга техногенных радионуклидов в зоне влияния СХК в качестве сквозного вида рыб нами выбран карась серебряный (Carassius auratus gibelio). В спектре радиоизотопов, обнаруженных в карасе из р.

65 24 42

Ромашка в июле 2001 г. обнаружено 7 у-излучающих радионуклидов - Zn, Na, K, 40K ,76As, 239Np (табл. 1). При этом максимальная активность во всех измеренных образцах отмечена для 65Zn . Для того, чтобы оценить дальность переноса 65Zn от источника загрязнения вниз по течению были отобраны пробы рыб в р. Томи ниже устья Ромашки и в р. Обь до с. Игловск [18] и далее до с. Карымкары [13] (табл.6).

Из данных табл. 6 хорошо видно, что по мере удаления от источника загрязнения прослеживается закономерное уменьшение содержаний короткоживущих техногенных радионуклидов в исследованных рыбах вплоть до устья р. Томи. В рыбах р. Оби радиоактивный цинк не обнаружен, из чего следует, что 65Zn в силу относительно короткого периода полураспада (Т1/2 = 243 дн.) отражает локальное загрязнение водной среды в зоне влияния СХК (р. Ромашка) и на 80-км отрезке р. Томь ниже выпуска сбросных вод комбината.

Содержание бета-излучающего 90Sr в мышечной ткани карася из р. Ромашка в среднем невысокое - 5.5 Бк/кг сырой массы, что значительно ниже предельно допустимого уровня (ДУ), согласно принятым нормативам для рыбной продукции (ДУ для 90Sr - 35 Бк/кг) [23]. Основной вклад в активность мышечной ткани рыб р. Ромашка вносит бета-излучающий радионуклид 32P. По данным ЦГСЭН г. Северска и Госкомэкологии Томской области [24] содержание 32P в мышечной ткани рыб в 19951997 гг. варьировало от 81 до 4753 Бк/кг (устье р. Ромашка), от 58 до 753 Бк/кг (с. Чернильщиково), от 9 до 443 Бк/кг (с. Самусь), от 11 до 625 Бк/кг (с. Орловка), от 16 до 120 Бк/кг (с. Красный Яр). По нормам радиационной безопасности допустимая удельная активность 32P в пищевых продуктах составляет 520 Бк/кг [24].

Коэффициенты биологического накопления

Об интенсивности поглощения радионуклидов различными видами живых организмов можно судить по коэффициентам накопления (КН). Они характеризуют также миграцию радионуклидов по пищевым цепям водных биогеоценозов. КН рассчитывают как отношение уровня нуклида в соответствующем звене к концентрации в воде и грунтах или предыдущем звене пищевой цепи. Основным фактором, определяющим накопление радионуклидов во всех биотических

компонентах, является его содержание в воде и донных отложениях Прикрепленные или оседлые виды водной биоты сорбируют изотопы больше, чем организмы, совершающие суточные и сезонные миграции [3].

Наш опыт радиоэкологических наблюдений позволяет рекомендовать в качестве организмов-индикаторов короткоживущих техногенных радионуклидов прикрепленные водные растения типа рдестов, роголистника и др. [12]. Имеет смысл определять КН водными растениями только для активационных радионуклидов, которые имеют небольшой период полураспада и не накапливаются в донных отложениях. Максимальные значения КН в рдесте отмечены для 65Zn (табл. 7). Таблица 7. Коэффициенты накопления отдельных радионуклидов биообъектами р. Ромашка

С одинаковой интенсивностью происходит накопление в водном растении

76 51 131 133

рдесте As, Cr, I, I. В качестве мониторинговых тест-объектов среды в ближней зоне СХК целесообразно использовать также карася, который характеризуется смешанным типом питания с большой долей в рационе растительной пищи. Для радиоэкологического мониторинга удельной активности долгоживущих техногенных

радионуклидов, в том числе Cs, рекомендуют использовать представителей хищных рыб (щука, окунь, налим), так как в процессе накопления рыбами 137Cs отчетливо проявляется эффект более высокого трофического уровня [2].

Поступление радионуклидов в организм человека

В экспериментальных и клинических исследованиях показано, что наиболее опасным путем поступления техногенных радионуклидов в организм человека является ингаляционный. При этом наибольшие дозы облучения накапливаются в легких, печени и скелете [25]. В 1990-е годы в условиях послечернобыльского выброса биологически значимыми искусственными радионуклидами стали 137Cs и 90Sr. Однако, на фоне радиоактивного распада указанных нуклидов будет, безусловно, возрастать экологическая значимость и 239,240 Pu [3]. Наиболее вероятными отдаленными последствиями поступления 239,240Pu в организм человека являются злокачественные новообразования органов легких, печени и скелета [25]. 90Sr избирательно накапливается в костной ткани и, в течение длительного периода времени, облучает клетки красного костного мозга, что обусловливает заболевание человека лейкозом

[26]. Основные органы-мишени для Cs в организме человека являются печень, селезенка, мышцы, легкие; для 65Zn - простата, печень и легкие; для 60Co - жировые

клетки, легкие; для Na - жировые клетки [3].

Второй путь поступления техногенных радионуклидов в организм человека - по пищевым цепочкам наземных (почва-растение-животное-человек) и водных (вода-рыба-человек) экосистем. Поскольку предметом обсуждения данной публикации является биоценоз реки, то более подробно остановимся на особенностях поступления радионуклидов по пищевой цепи вода-рыба-человек.

Взаимосвязь между уровнями радиоактивности гидробионтов и дозой, которая может влиять на здоровье людей, весьма сложна. Проведенные исследования показывают, что население, употребляющее в пищу преимущественно морепродукты, получают низкие дозы радиации. Люди, рацион питания которых в основном состоит

из продуктов, добываемых в пресноводных водоемах, получают более высокие дозы облучения как от естественных, так и техногенных радионуклидов [3]. Это объясняется тем, что специфика пресноводных водоемов проявляется в том, что в результате снижения фактора разбавления, концентрации радионуклидов в них возрастает гораздо быстрее, чем в морях и океанах. При этом слабая минерализация воды способствует более высокому накоплению радионуклидов пресноводными гидробионтами по сравнению с морскими.

В 1990-е годы был выполнен ряд оценок дозы радиации, которую мог получить человек по пищевой цепочке вода - рыба - человек. Мощности эффективности доз, получаемых при употреблении рыбы из Баренцева моря, оказались очень низкими. Они составили для населения порядка 0.6 мкЗв/год, а для рыбаков 4 мкЗв/год. При максимально наблюдаемом уровне содержания искусственных радионуклидов в морской экосистеме Кольского и Мотовского заливов мощность эффективной дозы для трофической цепи вода - рыба - человек может достигать 6.7 мкЗв/год при потреблении 100 кг рыбы в год. Основной вклад в общую дозу (около 90 %) вносит

137 239,240

Cs. Вклад Pu очень незначителен [3].

По данным Б. Е. Серебрякова и др. [27] при исследовании последствий инцидента на Нововоронежской АЭС в 1985 г. оценки эффективной дозы для населения, сделанные по содержанию 60Co в рыбе, дали незначимую величину, меньше 1 мкЗв/год. Это в десятки раз меньше квоты в 10 мкЗв/год, выделенной для облучения населения от радиоактивных отходов согласно Основным санитарным правилам обеспечения радиационной опасности.

Радионуклиды в донных осадках Нижней Томи

В изученных разрезах донных отложений основное внимание уделено распределению долгоживущего радиоизотопа 137Cs. По данным В.М. Цибульчика и др.

Таблица 8

Распределение 137Cs, 152Eu и 60Co в донных осадках на различных участках р.р. Томи и Оби по данным

Цибульчика В.М. и др.[28]

Примечание. Анализы выполнены в Аналитическом центре ОИГГМ СО РАН (замеры - В.А. Бобров)

Ниже по течению в осадках р. Оби во вскрытых разрезах донных осадков фиксируется более низкая активность 137Cs (2-12 Бк/кг). Следует отметить, что

осадочный материал, содержащий Cs, имеет в составе заметную долю глинистой компоненты. Ни в одной из проб, представленных кварц-полевошпатовым песчаным материалом, активность 137Cs не зафиксирована. Следует полагать, что разнозернистые пески, широко распространенные в изученных донных отложениях, не могут служить

индикатором загрязнения речных осадков Cs.

Характерная особенность распространения 137Cs по разрезам донных осадков состоит в том, что этот радионуклид фиксируется непрерывно на всю глубину разрезов. Кроме того, определенно прослеживается тенденция возрастания активности 137Cs в нижних частях профилей (рис. 2).

[28] уровень активности Cs в целом относительно невысокий и изменяется в интервале 2-90 Бк/кг сухой массы. Относительно повышенная активность этого радионуклида (до 35-90 Бк/кг в отдельных пробах) установлена в осадках устья пр. Чернильщикова и устья р. Томи, в осадках р. Оби ниже впадения Томи (табл. 8).

Рис. 2. Распределение 137Cs в донных осадках р. Оби (СТО-13) и р. Томи (СТО-9 и СТО-60); СТО- станции отбора проб.

В экспедициях 2000-2002 гг. не удалось выйти на нулевую отметку содержания

137Cs в колонке донных отложений, что объясняется большой плотностью

опробованных грунтов, в результате чего отобрать керн глубже 1 метра используемым

пробоотборником не получилось. В дальнейшем, планируется вскрытие речных

осадков, зараженных техногенным Cs, на полную мощность с целью датировки

возраста осадка и сопоставления нижней границы залегания Cs с началом пуска

Активность 152Eu и 60Co в донных осадках опробованного участка р. Томи заметно ниже, чем 137Cs, и изменяется в пределах 8-24 Бк/кг (табл. 8). По данным А.В. Торопова и др. [9] достаточно высокая активность этих радионуклидов (843 и 243 Бк/кг для 152Eu и 60Co соответственно) отмечается в осадках р. Ромашка вблизи мест сброса

152 60 137

отходов СХК. Для 152Eu и 60Co так же, как и для 137Cs, прослеживается связь с глинистой компонентой осадков. Эти радионуклиды тоже распространяются на всю глубину вскрытых разрезов, однако, в отличие от 137Cs, не обнаруживают тенденции роста активности в нижних частях профилей.

Электронный научный журнал ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ 2 1 2 4 http: zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2005/206.pdf Для всех станций отбора проб, где зафиксированы значимые (>1 Бк/кг)

величины активности Cs, рассчитаны плотности загрязнения этим радионуклидом (или его запасы) в мКи/км2 с учетом естественной плотности речных осадков [28]. Наиболее значительные запасы 137Cs (от 432 до 758 мКлд/км2) сосредоточены в осадках из устья р. Томи и устья пр. Чернильщикова, через которую осуществляется сброс отходов СХК (табл. 9).

Таблица 9

Уровни запасов 137Cs в донных отложениях р.р. Томи и Оби по данным Цибульчика В.М. и др.[28]

Указанные уровни запасов радиоцезия на порядок превышают соответствующие параметры для осадков р. Оби ниже по течению. Весьма значительны (до 546 мКи/км2) запасы 137Cs и в осадках р. Оби на расстоянии 40 км от устья р. Томи. Следует полагать, что осадки р. Оби на отмеченном участке испытали влияние стока р. Томи, сформировавшего донные отложения, обогащенные радиоцезием. Уровни запасов 137Cs в осадках р. Оби в ее среднем и нижнем течении (от 41 до 76 мКЧд/км2) можно считать фоновыми. Указанные величины этого параметра вполне сопоставимы с соответствующими данными Ю.А Израэля с соавторами [29], оценившими средний уровень загрязнения территории Западной Сибири радиоцезием на рубеже третьего тысячелетия в интервале 20-100 мКлд/км2.

Заключение

В воде р. Томь ниже устья р. Ромашка (место выпуска сточных вод СХК) в разные периоды наблюдения фиксируется присутствие 18 короткоживущих у-

Электронный научный журнал ИССЛЕДОВАНО В РОССИИ 2 1 2 5 http: zhurnal.ape.relarn.ru/articles/2005/206.pdf излучающих радионуклидов, из которых наибольший вклад в сбросы СХК вносят 24Na,

76As, 239Np.

В компонентах водной биоты (водоросли, макрофиты, рыбы) выявлен специфический спектр короткоживущих техногенных радионуклидов, отличный от спектра радионуклидов в речных донных отложениях, что свидетельствует, во-первых, о высокой эффективности захвата живым веществом наиболее подвижных в водной

239 24 76

среде техногенных у-излучающих радионуклидов (239Np, 24Na, 76As и др.) и, во-вторых, о продолжающемся сбросе короткоживущих радионуклидов в р. Томь. В гидробионтах кроме короткоживущих радионуклидов зафиксированы техногенные радионуклиды с большим периодом полураспада, включая изотопы плутония. Рассчитанные коэффициенты биологического накопления показывают, что наиболее интенсивно биообъекты накапливают 65Zn, причем присутствие данного радионуклида прослеживается в рыбах вплоть до устья Томи. Водное растение рдест блестящий и карась серебряный с учетом высокой аккумулирующей способности радионуклидов и широкой распространенности ( сквозные объекты) могут служить видами-биоиндикаторами при радиоэкологических исследованиях и оценке уровня радиоактивного загрязнения водной среды.

Основной вклад в радиоактивное загрязнение донных осадков нижней Томи

137 60 152 137

вносят Cs , Co и Eu. Относительно повышенная активность Cs (до 35-90 Бк/кг в отдельных пробах) установлена в осадках протоки Чернильщикова и устья р. Томи, а также в осадках р. Оби (приблизительно 40-й км ниже устья Томи). Наиболее значительные запасы 137Cs (от 432 до 758 м&д/км2) сосредоточены в осадках из устья р. Томи и протоки Чернильщикова, через которую осуществляется сброс отходов СХК.

Указанные уровни запасов Cs на порядок превышают соответствующие параметры для осадков р. Оби ниже по течению. Активность 152Eu и 60Co в донных осадках