Экологические последствия аварии на ЧАЭС

Экологические последствия аварии на Чернобыльской АЭС

Двадцатый век характеризуется  большим прогрессом в науке, что  предоставило людям в их распоряжение неизвестные ранее источники  энергии. За это же время население  земли удвоилось, выдвинув перед  человечеством, и прежде всего перед  научной общественностью задачу, удовлетворения всевозрастающих потребностей человека. В связи с этим, во многих странах мира ядерная энергия  стала заменять традиционные виды топлива. Атомная энергетика прочно входит в  нашу жизнь со своими плюсами и  минусами.

Но ядерная энергетика небезопасна для человека и в  целом для природы, что убедительно  показала авария на ЧАЭС.

В процессе работы уран-графитовых канальных кипящих реакторов  четвёртого энергоблока образовывался  широкий спектр радиоактивных изотопов. Эти вещества - твёрдые и газообразные – претерпевали различные превращения  внутри реактора, сопровождающиеся выделением энергии различных видов. Всё  это было выброшено в атмосферу  во время аварии.

Было выделено из активной зоны реактора 50 МК и радионуклидов  и 50 МК и радиоактивных благородных  газов, что составляет 3-4% от исходного  количества радионуклеидов в реакторе, которые поднялись с током воздуха на высоту 1200 м. Выброс радионуклеидов в атмосферу продолжался до 6 мая, пока разрушенную активную зону реактора не забросали мешками с доломитом, песком, глиной и свинцом. И все это время в атмосферу поступали радионуклиды, которые развеялись ветром по всему миру. Отдельные мелкодисперсные частицы и радиоактивные газы были зарегистрированы на Кавказе, в Средней Азии, Сибири, Китае, Японии, США. 27 апреля в Хвойниках радиационный фон составлял 3 Р/ч. Хватит и пяти дней, чтобы заболеть хронической лучевой болезнью. 28 апреля на большей части северной Европы, в частности в Дании наблюдалось повышение радиационного фона на 10% от исходного уровня. Сложные метеорологические условия и высокая летучесть радионуклеидов привели к тому, что радиационный след сформировался в виде отдельных пятен.

Наряду с сильным  загрязнением попадались участки совсем не загрязненные. Выпадение радиоактивности  наблюдалось даже в районе Балтийского  моря в виде длинного узкого следа. Сильному радиоактивному загрязнению  подверглись Гомельская и Могилевская  области Белоруссии, некоторые районы Киевской и Житомирской областей Украины, часть Брянской области  России. Но основная часть радионуклеидов осела в так называемой 30-километровой зоне и к северу от неё. В выбросах было выделено 23 основных радионуклеида. Большая часть из них распалась в течении нескольких месяцев, облучая при этом все вокруг дозами, в несколько десятков и сотен раз превосходящими норму.

Важнейшей характеристикой  радиоактивного вещества является период его полураспада (ПП), т.е. время, в  течение которого в среднем распадается  половина всех атомов этого радиоактивного вещества. ПП говорит, когда опасное  станет безопасным. Ещё вначале века предпринимались попытки ускорить или замедлить скорость радиоактивного распада, но всё было тщетно. Диапазон ПП составляет от нескольких долей  секунд (полоний 212) до нескольких миллиардов лет (торий 232). Известно, что интенсивность  излучения обратно пропорциональна  ПП. Таким образом, с биологических  и медицинских точек зрения наибольшую опасность при равных дозах представляют не изотопы, чьи ПП составляют от нескольких суток до десятков лет, а именно «коротыши», как их называют в Чернобыле, они-то и заботят медиков. Из них наибольшую опасность представлял в первые дни радиоактивный йод-131. Его  ПП равен 8,06 суткам. Он обладает высокой  способностью включаться в пищевые  цепи. Медики делят облучение на внешнее и внутреннее. Внешнее  – это, когда его источники  находятся вне живого организма. А вот внутреннее – внутри, оно  намного вреднее. В чернобыльском  случае люди получили в большинстве  случаев внутреннее отравление йодом. Надо отметить, что радиоактивные  вещества всегда присутствовали в организме  человека и даже человеческого зародыша. До конца ещё не ясно, какую роль играют радиоактивные элементы в  биохимических процессах. Есть подозрение, что они участники сложных  мотаных превращений. Если эта гипотеза подтвердится, тогда неизвестно, что  ждёт потомков облучённых людей. Есть нужные, а есть ненужные радиоактивные  вещества. Так вот йод – самый  загадочный и самый противоречивый элемент менделеевской таблицы. Его концентрация в крови составляет около стотысячной доли процента. Главным «потребителем» йода является щитовидная железа. В чернобыльском  случае это мог быть радиоактивный  йод. Его концентрация в одной  локальной, небольшой по объёму железе организма может вызвать расстройство гормонального статуса.

Из долгоживущих изотопов, которые лучше назвать средне живущими, наиболее значимыми являются стронций-90 и цезий-137 с периодами  полураспада соответственно 29 и 30 лет. Они обладают рядом особенностей поведения в организме, путей  поступления и способов выведения  из организма, разные продукты обладают различной способностью концентрировать их в себе. Так, в 90 г. в Хойническом районе Гомельской области Белоруссии содержание цезия-137 в мясе в 400 раз; в картофеле – в 60 раз; в зерне – в 40-7000 раз (в зависимости от вида и места произрастания); в молоке – в 700 раз, а стронция – в 40 раз было выше нормы.

Что же можно сказать  о таких долгоживущих изотопах, как  калий-40, плутоний-239 и других, выбросы  которых также имели место, периоды  полураспада которых исчисляются  тысячами и миллионами лет, об их участии  в загрязнении окружающей среды  сказано достаточно мало. Можно лишь сказать, что радиоактивный калий  так же активно вступает в метаболизм, как и стабильный его изотоп, а  плутоний, попадая в легкие, даже в очень малых концентрациях, способен вызвать рак их.

Но что же было сделано  для того, чтоб очистить зараженные территории от радионуклеидов, чтоб больше не подвергать людей этой опасности? Ведь отдаленные последствия хронического действия малых доз радиации – малоизученная область знания, почти ничего не известно о влиянии этого фактора на потомство. Одно можно сказать, что сколь угодно малой не была доза, она обязательно даст о себе знать.

К счастью, радиоактивность  везде уменьшается быстрее, чем  рассчитывали учёные. Радиационная опасность  уменьшается повсеместно. Исключение составляет 30-км зона отчуждения. Её нельзя открывать, потому что вырвавшийся  из реактора плутоний-24 при распаде  преобразуется в америкий-241, который  имеет большую и очень опасную  радиоактивность, а так же испускает  альфа частицы. Так же большую  радость доставляет то, что расползание  практически не происходит в городском  направлении. Радиоактивные изотопы  могут лишь просачиваться вглубь земли вместе с дождевыми и  талыми водами.

По данным МЧС РФ, в результате этой аварии оказалось загрязнёнными более 56 тыс. км.2 российской земли. На этой территории проживает около 3 млн. человек. Выявлено (только в России) 160 случаев рака щитовидной железы. Отмечен рост общесоматических заболеваний детей с неблагоприятными тенденциями в развитии, увеличилось число беременных женщин с патологическими течениями и людей, подверженных хроническому радиационному стрессу. У детей, облучённых в младенческом возрасте, рак щитовидной железы стал выявляться в 6,2 раза чаще, чем у обычных детей. Такая тенденция проявилась 5 лет спустя после аварии.

Среди ликвидаторов выявлено двукратное увеличение заболеваемостью  лейкозами и пятикратное увеличение заболеваемостью раком щитовидной железы, чаще заболеваемостью эндокринной  системы (в 9 раз), крови и кроветворных органов (более, чем в 3 раза), психическими расстройствами (более, чем в 5 раз), болезни систем кровообращения и  пищеварения (более, чем в 4 раза). Число  инвалидов среди них возросло с 1991 г. почти в 10 раз и составило  более 30 тыс. людей. Ежегодная смертность стала вдвое выше. Если восстановить дозы облучения по этим данным, то получиться, что каждый человек получил по 10 грей радиации, в то время, как 4 грея достаточно для гибели человека.

Ущерб, который принёсло радиоактивное заражение почве, животным и растениям для сельскохозяйственной деятельности человека велик и очевиден. Радиоактивные вещества попали в  почву. У многих велик ПП. К примеру, плутоний (ПП=24000 лет), а это значит, что территория в течении этого  времени не будет «полноценной». К счастью, он выпал не далее 30 км от станции. Конечно, люди начали дезактивацию территории. Но она заключалась в  одном – смыве радиоактивной  пыли с поверхностей предметов.

30-ти километровая зона  была объявлена своеобразной  «лабораторией», полигоном научных  исследований для изучения влияния  радиации на природу, следовательно,  не принималось никаких попыток  по дезактивации почв. За пределами  30-километровой зоны таких работ  также не проводилось, хотя  науке известны способы выведения  радионуклидов из почв. Основным  принципом таких работ является  перевод радионуклидов в растения  с последующим их выкосом и  захоронением. Ионы в почвах могут  существовать в двух видах:  в растворимом и адсорбированном.  В адсорбированном виде они  недоступны для растений. Сорбционная  способность почв зависит от  типа почв, наличия в них тех  или иных веществ, оводненности и многих других факторов. Сорбция велика при наличии органических веществ в почве. Адсорбированные же ионы легко вытесняют друг друга в соответствии с рядом активности металлов. Стронций вытесняется ионами железа и меди, к тому же сам обладает достаточной подвижностью в почвах. Цезий практически не вытесняется, но по данным Куликова И.В. и др.  десорбируется водными растительными экстрактами и ЭДТА. Его подвижность увеличивается в почвах с высоким содержанием К и Са. Эта проблема требует дополнительных исследований. Особое внимание нужно уделить цезию-137. Это летучий элемент. Его ПП равен 30 годам. В Южной Баварии есть пятна, где загрязнения этим элементом превышают киевские территории. А в Киеве есть кварталы, которые «усыпаны» цезием. В Южную Баварию он попал вместе с осадками. Такие осадки были и в Италии, Швейцарии, Швеции, Финляндии – каждая из этих стран получила по 2-3 % всех радиоактивных веществ. Остальные выпали на территорию Украины, Белоруссии, России – по 20-30 % . Радиоактивные осадки распределены по почве неравномерно, т.к. это зависело от воли ветра. Эти осадки углубились в почву, но неглубоко. Радиоактивные вещества, проникая в почву, прочно связываются с её элементами, и слабо сдуваются. А растениям становится очень трудно извлечь из земли опасные изотопы. 

Исследователи пытались определить, какой район пострадал больше других. Это оказалось невозможным. Когда они приезжали в районы, жители уверяли их, что именно их местность пострадала больше других, хотя приборы показывали, что здесь  нет содержания каких-либо радиоактивных  веществ. Но животные стали умирать  гораздо чаще, чем раньше. Коровы околевали от рака крови. А многие растения перестали давать семена.

Сильно пострадала территория, находящаяся в непосредственной близости от 4-го блока. От мощного облучения  короткоживущими изотопами погибла  часть хвойного леса. Умершая хвоя была рыжего цвета, а сам лес таил в себе смертельную опасность  для всех, кто в нем находился. После осыпания хвои из голых ветвей проглядывали редкие зеленые листья березы – это говорило о большей  устойчивости лиственных деревьев к  радиации. У выживших хвойных деревьев летом 86 г. наблюдалось ингибирование  роста, некроз точек роста, рост спящих почек, уплощение хвои, иголки ели  по длине напоминали сосновые. Вместе с тем наблюдались компенсаторные реакции: увеличение продолжительности  жизни хвои в ответ на снижение митотической активности и рост спящих почек в связи со смертью точек  роста. 

Весь мертвый лес  площадью в несколько гектаров был  вырублен, вывезен и навсегда погребен в бетоне. В оставшихся лесах предполагается замена хвойных деревьев на лиственные. В результате катастрофы погибли  все мелкие грызуны. Исчез с лица земли целый биоценоз хвойного леса, а сейчас там – буйное разнотравье  случайной растительности. А во многих местах нет даже этого: желтый песок  и равнина, где не растет ни трава, ни кусты, ни деревья. Лес похоронен. Убрана даже почва.

Вода так же подвержена радиоактивному загрязнению, как и  земля. Водная среда способствует быстрому распространению радиоактивности  и заражению больших территорий до океанических просторов. В Гомельской области стали непригодными для  использования 7000 колодцев, ещё из 1500 пришлось несколько раз откачивать воду. Пруд-охладитель подвергся облучению  свыше 1000 бэр. В нем скопилось  огромное количество продуктов деления  урана. Большинство организмов, населяющих его, погибли, покрыли дно сплошным слоем биомассы. Сумели выжить лишь несколько видов простейших. Уровень  воды в пруде на 7 метров выше уровня воды в реке Припять, поэтому и  сегодня существует опасность попадания  радиоактивности в Днепр. Стоит, конечно сказать, что усилиями многих людей удалось избежать загрязнения  Днепра путем осаждения радиоактивных  частиц на построенных многокилометровых  земляных дамбах на пути следования зараженной воды реки Припять. Было также предотвращено  загрязнение грунтовых вод –  под фундаментом 4-го блока был  сооружен дополнительный фундамент. Были сооружены глухие дамбы и стенка в грунте, отсекающие вынос радиоактивности  из ближней зоны ЧАЭС. Это препятствовало распространению радиоактивности, но способствовало концентрации её на самой ЧАЭС и вокруг неё. Радиоактивные  частицы и сейчас остаются на дне  водоемов бассейна Припяти. В 88 г. принимались  попытки очистки дна этих рек, но в связи с развалом союза  не были закончены.