УРАЛ - РАДИАЦИОННЫЕ КАТАСТРОФЫ - ТЕЧА

Прежде, чем доложить о радиоэкологической обстановке поймы реки Теча, необходимо остановиться на хронологии загрязнения этой реки радиоактивными отходами (РАО). Данные, касающиеся хронологии загрязнения, взяты из докладов комиссий по оценке экологической ситуации в районе деятельности производственного объединения «Маяк», которые были организованы летом 1990 г. распоряжением Президиума АН СССР.

Сброс высокоактивных и среднеактивных вод в открытую речную систему Теча — Исеть — Тобол осуществлялся в период 1949 — 1956 годов. За это время было сброшено 76 млн.м2 сточных вод общей активностью по бета-излучению 2,75 млн Ки.

В 1951 году было проведено первое комплексное обследование поймы реки Теча, в результате которого был признан факт ее радиоактивного загрязнения. В этом же году принято решение о прекращении неконтролируемого сброса РАО в реку. В 1953 году принято решение об отселении жителей некоторых деревень, которое произведено в 1956 году. Всего было отселено 20 населенных пунктов с общим количеством населения 7,5 тыс. человек. Этими людьми с начала эксплуатации п/о «Маяк» получена эффективная эквивалентная доза (ЭЭД) от 3,5 сЗв до 170 сЗв.

В период с 1956 по 1964 год создается система искусственных водохранилищ с цель локализации активности и экранировании внешнего излучения радиоактивных отходов. Был организован ряд плотин, которые образовали водоемы вдоль течения реки Теча. Поеледняя, 11-я плотина находится в районе Асановских болот. Системой водохранилищ удалось локализовать около 2 млн. Ки активности. Однако, как показывают измерения, происходит утечка радионуклидов в реку Теча.

Эта утечка происходит как через обводные каналы, построенные для отвода паводковых вод в районе Асановских болот, так и путем миграции грунтовых вод. Например, концентрация радионуклидов в фильтрационных водах в 1978 — 88 гг. возросла в 5 раз. Вынос активности через правый обводной канал за тот же срок увеличился в 10 раз.

Наблюдается подъем уровня воды в искусственных водохранилищах, который составляет в среднем 26 см/год. По оценочным расчетам, возможный прилив через гребень плотины будет выносить в реку активности по стронцию-90 порядка 500 Ки в год. Следовательно, необходимо срочно наращивать плотину последнего водоема, что и делается в настоящее время.

Рассматривая экологическую проблему реки Теча, необходимо также учитывать общий запас активности в районе действия п/о «Маяк». По данным отчета комиссий, в междуречье Теча — Мишеляк на площади порядка 30 — 40 км2 сосредоточены радиоактивные отходы, хранящиеся в различных фазах в могильниках, спецхранилищах, металлических емкостях («кастрюлях»), бессточных озерах. Активность твердых отходов в могильниках составляет примерно 4 млн Ки. В спецхранилищах хранится около 150 млн. Ки, в емкостях — 900 млн. Ки. В бесточных озерах Карачай и Старом Болоте находится 120 млн. Ки. Общая оценочная активность указанной выше площади составляет в сумме 1,176 млрд. Ки.

Пойма реки Теча от Асановских болот (плотина №11) до села Русская Теча была объектом исследований нашей экспедиции, организованной в рамках программы независимого мониторинга окружающей среды. Оценочные расчеты показали, что Асановские болота, площадью порядка 30 км2 содержат 6 кКи активности по стронцию-90 и цезию-137. Здесь, в открытой для населения части, отмечается максимальный гамма-фон 1300 мкР/час и плотность потока бета-частиц 700 частиц на 1 см2 в мин.

Первый населенный пункт вниз по реке — село Муслюмово. В настоящее время здесь проживают около 2 тыс. человек, что в 2 раза меньше, чем в 1949 году. Оценочные запасы стронция-90 и цезия-137 в пойме реки на участке этого села составляют около 400 Ки. Содержание цезия-137 в речном иле здесь колеблется в пределах от 300 до 500 нКи/кг. Среднегодовая концентрация обоих радионуклидов в речной воде составила в 1988 году соответственно стронция-90 — 4,0·10-10 Ки/л и цезия-137 —4,1·10-11 Ки/л. Наши измерения в окрестностях села Муслюмово летом 1990 года показали максимальные значения плотности потока бета-частиц, примерно 200 1/см2·мин и мощности экспозиционной дозы — 820 мкР/час. Следует отметить, что в 1953 году эти величины были на порядок выше. По суммарной ЭЭД в настоящий момент село Муслюмово является критическим, особенно для детей, из-за контакта с рекой летом.

На расстоянии 75 км от 11 плотины по течению реки расположено село Бродокалмак. Также как и в с. Муслюмово, берега реки здесь были огорожены колючей проволокой. В настоящее время ограждение нарушено и к реке имеется прямой доступ. Опять активно, контактируют с рекой дети, а в пойменных местах пасется домашний скот (коровы, телята, гуси, утки). Оценочные запасы стронция-90 и цезия-137 на участке поселка составляют около 100 Ки. Максимальное содержание в пойме реки цезия-137 составляет 428 нКи/кг, стронция-90 — 104 нКи/кг. В донных отложениях активность первого радионуклида составила 292 нКи/кг, а второго — 117 нКи/кг. Максимальные значения экспозиционной дозы и плотности потока бета-частиц, измеренные в пойменных участках у реки составляют для села Бродокалмак 100 мкР/час и 60 частиц на 1см2 в мин. Измерения в селе Русская Теча, находящемся примерно в 100 км от плотины, показали, что плотность потока бета-частиц и мощность экспозиционной дозы уменьшаются по экспоненциальному закону с удалением от места сбросов радионуклидов. Здесь плотность потока бета-частиц не превышает 30 1/см2·мин, а экспозиционная доза — 50 мкР/час. К сожалению, оценить запас активности радионуклидов в этом районе не представляется возможным, так как из-за отсутствия финансирования не сделан радиохимический анализ проб почвы и донных отложений.

Проведение радиоэкологических исследований на обширных территориях связано с крупными материальными затратами, наличием постоянно работающего в загрязненной зоне персонала, необходимостью достаточно точного прогнозирования последствий тяжелых аварийных ситуаций на длительные сроки и т. д., в связи с этим представляется актуальной проблема создания математических моделей мониторинга, адекватно оценивающих радиационную обстановку загрязненной местности. Авторы настоящего доклада производят разработку комплексной математической модели, учитывающей совместное действие различных механизмов массопереноса радионуклидов в почве поймы рек и донных отложениях озер с учетом сезонных явлений и процессов на границе раздела река — почва. Предлагаемая модель учитывает суперпозицию двух процессов: процесса диффузии или просачивания вглубь почвы и процесса поверхностного вымывания радионуклидов водой, с учетом уменьшения концентрации радионуклидов за счет естественного радиоактивного распада. Задача сводится к решению уравнений в частных производных.

Учет временной зависимости активности радионуклидов позволяет прогнозировать развитие процессов загрязнения окружающей среды на достаточно длительные сроки.

1. В связи с чрезвычайно высоким локальным накоплением радиоактивных отходов и несовершенством технологии их хранения считать район деятельности п/о «Маяк» потенциальным источником возможной экологической катастрофы территории Обского бассейна.
2. Для предотвращения экологической катастрофы необходимо увеличить темп работы внутри п/о «Маяк» по локализации радиоактивных отходов с целью устранения их утечки в открытую речную систему Теча — Обь.
3. Для реабилитации пойменных участков рек, подвергшихся радиационному загрязнению, необходимо разработать систему специальных моделей мониторинга с включением защитных мероприятий для населения.

1Доклад подготовлен в соавторстве с Баянкиным С. А., Зольниковым П. П., Набережневой Е. Н.