РАСПРЕДЕЛЕНИЕ И ГЕОБИОХИМИЧЕСКИЕ ПУТИ МИГРАЦИИ ТЕХНОГЕННЫХ
РАДИОНУКЛИДОВ В ЭКОСИСТЕМЕ р. ЕНИСЕЙ
(НАТУРНЫЕ И ЛАБОРАТОРНЫЕ ЭКСПЕРИМЕНТЫ, МОДЕЛИРОВАНИЕ)

Координатор: канд. геол.-мин. наук Сухоруков Ф. В.

Исполнители: ОИГГМ, ЛИН, ИБФ, ИВМ, КНЦ, ИВМиМГ, ИЛ СО РАН

Установлено, что все компоненты окружающей среды (ОС) долины Енисея ниже Горно-химического комбината (ГХК) загрязнены ¹³⁷Cs, ⁶⁰Co, ¹⁵²Eu, ¹⁵⁴Eu, ¹⁵⁵Eu, ⁹⁰Sr и изотопами Pu неравномерно, особенно в ближней зоне его влияния. Вертикальное их распределение как в почвах, так и в донных осадках также неравномерно (рис. 1).

Рис. 1. Вертикальное распределение изотопов Eu, Cs и Co в почвах и в донных осадках долины р. Енисей. Fig. 1. Vertical distribution of Eu, Cs and Co isotopes in soils and bottom sediments of Enisey valley.

Основными источниками обнаруженных в почвах и донных осадках радионуклидов являются аэрозольные выбросы и водные сбросы ГХК. Общая загрязненность пойменных отложений убывает вниз по течению Енисея, но не в прямой зависимости от расстояния. Меняется и соотношение изотопов. Если на первых километрах от сброса в почвах и донных осадках доминируют изотопы Eu и иногда ⁶⁰Со, то начиная с ухвостья о. Атамановский доля ¹³⁷Cs в общем запасе радионуклидов становится главной и затем постепенно увеличивается, достигая 97 % у г. Енисейск.

Отмечено, что количество короткоживущих радионуклидов в воде резко сократилось в связи со снятием на ГХК из эксплуатации двух прямоточных реакторов. Оставшийся реактор (АЭС) продолжает поставлять в воду Енисея большой спектр радионуклидов. Действующие радиохимический и изотопно-химический заводы часть своих отходов сбрасывают в реку. Основная часть слабо-, средне- и сильнорадиоактивных жидких отходов, после очистки и выдержки, закачивается в два подземных горизонта на полигоне Северный.

В целях исследования возможных процессов самоочищения реки Енисей от радиоактивного загрязнения проведен двухлетний эксперимент по определению подвижности радионуклидов в почвах и донных осадках в естественных природных условиях. Результаты его показывают, что существует весьма слабая подвижность радионуклидов в аллювиальных отложениях, которая не зависит ни от уровня содержаний радионуклидов, ни от литологического состава почв, ни от условий эксперимента. Вынос радионуклидов из загрязненных почв после двухлетнего их экспонирования на незагрязненных участках не превышает первые проценты, тогда как привнос радионуклидов в “чистые” пробы, экспонированные в загрязненных почвах, более показателен и может составлять первые Бк/кг (рис. 2). Из этого следует, что сток радионуклидов, находящихся в аллювиальных отложениях поймы р. Енисей, незначителен. Самоочищение речных пойменных отложений от техногенных радионуклидов в случае прекращения их дополнительного поступления будет происходить медленно и в значительной мере за счет естественного радиоактивного распада.

Рис. 2. Результаты натурного эксперимента по изучению подвижности радионуклидов. А - загрязненные пробы в незагрязненных почвах; Б - незагрязненные пробы в загрязненных почвах; В - активированный уголь в загрязненных почвах. Fig. 2. The full-scale experiment's results of radionuclid mobility study. A - contaminated samples in uncontaminated soils; Б - uncontaminated samples in contaminated soils; В - activated charcoal in contaminated soils.

Результаты математического моделирования миграции радионуклидов по компонентам речной экосистемы (вода, донные отложения, биота) по таким гидробионтам Енисея, как бактерии, фитопланктон, фитобентос, зоопланктон и зообентос, не противоречат экспериментальным данным.

Показано, что важными определяющими параметрами радиоэкологической обстановки в реке являются: содержание химического аналога соответствующего радионуклида в воде, расход воды и температура воды, биологическое поглощение. Вклад всех этих факторов в самоочищение воды на ближнем участке Красноярская ГЭС — Ангара составляет в среднем 8,65 %, в то время как в маловодный год самоочищение достигает 34,7 % и в многоводный — 47,97 %. Увеличение самоочистительной способности реки при низких и высоких расходах воды происходит вследствие значительного увеличения скорости течения воды на этом участке реки.

На основе решения обратных задач (по данным аэрогаммасъемки) показано, что макромасштабное загрязнение поймы р. Енисей определяется относительно небольшим числом основных гидрологических характеристик: расходом воды в реке и высотой паводков.

По результатам проведенных исследований можно утверждать, что на сегодня радионуклиды прочно фиксированы в почвах и донных осадках и практически не переходят в водорастворимое состояние, что указывает на возможность их миграции только в составе взвесей. Этот вывод имеет значение только при условии прекращения сбросов радионуклидов в перспективе. Для сильно загрязненных ¹³⁷Cs участков до полного их очищения пройдут сотни лет (хотя бы 10 периодов полураспада), а для изотопов плутония — тысячи лет.

1. Белолипецкий В. М., Генова С. Н., Гуревич К. Ю., Дегерменджи А. Г., Косолапова Л. Г., Дрюккер И. И. Компьютерная система для исследования динамики гидрофизических и радиоэкологических характеристик речной системы// Вычислительные технологии. 2001. Т. 6, № 2. C. 14—24.
2. Белолипецкий В. М., Генова С. Н., Петрашкевич В. И. Численное моделирование переноса примесей в речном потоке// Там же. С. 127—133.
3. Дегерменджи А. Г., Косолапова Л. Г., Белолипецкий В. М. Прогнозная радиоэкологическая математическая модель реки Енисей// Радиационная биология. Радиоэкология. 2002. Т.42. № 4. с. 459—465.

По результатам проведенных исследований подготовлена монография.

Оглавление

Далее