Сброс радиоактивных отходов в море с целью захоронения (дампинг).
Сброс (dumping) - это термин, имеющий особое значение; его нельзя смешивать с засорением (загрязнением) мусором или выбросам по трубам. Сброс - это доставка отходов в открытое море и выбрасывание их в специально отведенных для этого местах. С барж, вывозящих твердые отходы, последние сбрасывают через донные люки. Жидкие отходы обычно выкачивают через погруженную в воду трубу в турбулентную кильватерную струю судна. Кроме того, некоторые отходы захороняют с барж в закрытых стальных или иных контейнерах.
Захоронение радиоактивных
отходов на дне морей и океанов практикуется
с момента появления атомных реакторов
на судах. Первыми это сделали США в 1946г.,
затем Великобритания - в 1949г., Япония -
в 1955г., Нидерланды - в 1965г. Первым морской
могильник жидких радиоактивных отходов
появился в СССР не позднее 1964г., официальных
данных об этом, естественно, нет.
Радиоактивные отходы замуровывались
в специальные контейнеры, которые теоретически
не разрушаются морской водой и глубинным
давлением.
По выработанным
МАГАТЭ рекомендациям хоронить их полагается
на глубине не менее 4000м, на достаточном
удалении от континентов и островов, в
стороне от основных морских путей и в
районах с минимальной продуктивностью
моря, то есть там, где не ведется промышленный
лов рыбы и других морских животных.
На Западе информация о местах захоронения
с указанием точных координат, глубины,
массы, числа контейнеров и т.п. доступна
не только специалистам, но и независимым
исследователям. Расчеты официальных
экспертов достаточно оптимистичны:в
течение 500 лет даже при существующих уровнях
сбросов на одной площадке индивидуальные
дозы облучения не должны достигнуть значительных
величин. Однако это мнение разделяют
далеко не все специалисты, и на IX консультативном
совещании членов Лондонской конвенции
в 1985г. единый подход к проблеме захоронения
на дне морей и океанов выработать не удалось.
К этой конвенции СССР присоединился 15
лет назад. Ответственным за выдачу специальных
и общих разрешений на сброс радиоактивных
отходов был определен (по согласованию
с Минрыбхозом) Госкомгидромет СССР.
Характерна сама техника захоронения.
Считается, что контейнеры не подвержены
разрушению водой и давлением, полностью
герметичны, и контакт их содержимого
с окружающей средой исключен, хотя бы
на определенный период. На практике контейнеры
просто сбрасывали в воду, а если они не
тонули... их расстреливали.
Существует и такая техника захоронения.
Радиоактивные отходы складируются на
списанных судах ВМФ и Минморфлота, и когда
ставить контейнеры с отходами уже некуда,
суда буксируются в океан и - с благословения
Минздрава СССР - топятся.
Именно так в 1979г. буксировали баржу, загруженную
твердыми радиоактивными отходами. Капитан
доложил о чрезвычайном происшествии:баржа
исчезла, за кормой буксира болтался пустой
трос. Созданная комиссия так и не смогла
добиться от капитана, когда и а какой
точке он потерял баржу с секретным грузом.
Однако споры в комиссии велись главным
образом относительно того, кто вместе
с капитаном будет отвечать за случившееся:ВМФ
или Министерство судостроительной промышленности.
Существовавшие в то время инструкции
носили противоречивый характер, так что
спорили и впрок: кому отвечать за такие
происшествия в будущем. Вопрос о том,
чтобы найти баржу и предупредить радиационное
заражение рагиона, членов комиссии волновал
куда меньше.
Не соблюдаются и норма МАГАТЭ по содержимому
затапливаемых контейнеров. Как утверждают
очевидцы, в одном из контейнеров находится
не менее ста отработавших тепловыделяющих
сборок с ядерной установки ледокола "Ленин".
В 1984г. в заливе Абросимова близ архипелага
Новая Земля, был обнаружен плавающий
контейнер с уровнем излучения 160Р/ч. После
"доработки" его здесь же и затопили.
Несерьезно сравнивать с рекомендациями
МАГАТЭ и глубины затопления радиоактивных
отходов в районе Новой Земли. Вместо положенного
минимума в 4000м, они колеблются от 18 до
370м. Между тем этот район соседствует
с населенным архипелагом, близок к континенту,
здесь проходят активно используемые
морские пути, ведется промысел рыбы и
морского зверя.
Совсем просто поступали с жидкими радиоактивными
отходами: их сливали в западном секторе
Баренцева моря, иногда в квадратах, где
тральщики ловили рыбу. Какое уж тут согласование
с Минрыбхозом! До самого последнего времени
мы считали Арктический регион своим внутренним
морем и хозяйничали там, как хотели или
умели. Жители Новой Земли весьма обеспокоены
ядерными могильниками у берегов архипелага.
Пятая внеочередная сессия Мурманского
областного совета в августе 1991г. потребовала
открыть архипелаг и прилегающие акватории
для научных исследований, в которых могут
участвовать и международные эксперты,
например из "Гринпис".
В 1992г. аппарат Президента России рассекретил
данные о загрязнении северных и дальневосточных
морей:"В 1959-1992гг. наша страна сбросила
в северные моря жидких радиоактивных
отходов суммарной активностью около
20,6 тысяч кюри и твердых - суммарная активность
около 2,3 миллиона кюри. В морях Дальнего
Востока эти величины составили соответственно:12,3
и 6,2 тысячи кюри. По мнению экспертов,
потенциальную опасность представляют
реакторы атомных подводных лодок и атомного
ледокола "Ленин". Всего затоплено
12 реакторов и их частей без ядерного топлива
(в том числе три на Дальнем Востоке) и
семь аварийном состоянии с невыгруженным
ядерным топливом (все на Севере)".
Эти данные представлены Россией в секретариат
Лондонской конвенции и в Международное
агентство по атомной энергии.
Несомненно, что нам или нашим потомкам
предстоит огромная работа по дезактивации
морей и океанов, в том числе подъем затонувших
или затопленных атомоходов, а также покоящихся
на незначительных глубинах контейнеров
с радиоактивными отходами.
Захоронение
РАО в морях с объектов Северного флота
и Мурманского морского пароходства
Начиная с 1959 года, Северный флот регулярно
производил захоронения радиоактивных
отходов в Баренцевом и Карском морях.
Затапливались твердые и жидкие радиоактивные
отходы, атомные реакторы, в том числе
с невыгруженным топливом. Кроме того,
в Баренцевом и Карском морях захоранивались
РАО атомного ледокольного флота Мурманского
Морского пароходства (ММП). Согласно последним
оценкам, суммарная активность всех радиоактивных
материалов, захороненных в Баренцевом
и Карском морях, составила 38450 ТБк. ВМФ
затапливали РАО также в Японском море,
Тихом океане, Белом и Балтийском морях.
Жидкие радиоактивные
отходы
Контурные воды реакторов и другие ЖРО
сливались в моря с 1959 года. Последнее
захоронение, ЖРО в море было осуществлено
1 ноября 1991 года. Эта практика может быть
возобновлена, если не будет найдено приемлемого
решения. Согласно требованиям к сбросу
ЖРО, установленным ВМФ СССР в 1962 году,
удельная активность для долгоживущих
радиоизотопов не должна превышать 370
Бк/л, для короткоживущих – 1850 кБк/л. Соблюдались
ли эти требования - неизвестно.
Анализ практики захоронения ЖРО в морях показывает, что наиболее высокоактивные отходы захоранивались в трех районах северной части Баренцева моря. ЖРО с меньшей концентрацией радионуклидов затапливались недалеко от побережья Кольского полуострова. На карте 1 представлены районы захоронения ЖРО в Баренцевом море.
С 1959 по 1991 гг. в Белом море были захоронены ЖРО удельной активностью 3,7 ТБк, в Баренцевом море – 451 ТБк, в Карском море – 315 ТБк. ЖРО активностью 430 ТБк были слиты в море в результате аварий в хранилищах отработавшего ядерного топлива, на подводных лодках и атомном ледоколе «Ленин». Суммарная активность жидких радиоактивных отходов, захороненных в Белом, Баренцевом и Карском морях – 880 ТБк (23771 Ки).
С 1987 года ЖРО с атомных подводных лодок Северного флота перерабатывались на танкере «Амур», оборудованном очистной установкой. После очистки вода сливалась за борт. С начала эксплуатации «Амур» переработал и слил в моря 975 тонн ЖРО.
ЖРО также захоранивались с плавтехбазах с проектным номером 1783А (класса «Вала») и со спецтанкера ММП «Серебрянка».
Твердые радиоактивные
отходы
Северный флот затопил в Карском и Баренцевом
морях 17 судов и лихтеров, имеющих на борту
твердые радиоактивные отходы, включая
части реакторных установок и другое загрязненное
оборудование разных уровней активности.
В основном, ТРО упакованы в металлические
контейнеры. Эти ТРО являются средне- и
низко-активными и состоят из загрязненных
металлических частей реакторных отсеков
атомных подводных лодок, одежды и оборудования,
использованного для работ с ядерными
установками. Кроме того, были затоплены
155 крупных объектов, включая циркуляционные
насосы, генераторы и другие части ядерных
установок. Часть ТРО помещали на суда
и лихтеры и затапливали вместе с ними.
В период с 1965 по 1991 гг. твердые радиоактивные отходы были затоплены в 8 разных районах вдоль восточного побережья Новой Земли и в Карском море. Районы затопления в Карском море представлены на карте 2. В этих районах затопление ТРО производили Северный флот и суда технического обслуживания ММП.
Согласно Белой книге в Карском море затоплено 6508 контейнеров с ТРО, из них 4641 были затоплены Северным флотом. По документам ММП в море было затоплено 11090 контейнеров. Пароходство захоронило 1867 контейнеров отдельно и 9223 контейнера были помещены на суда и лихтеры и затоплены вместе с ними.
Во время первых операций по захоронению РАО в 60-х годах многие контейнеры не тонули, оставались на поверхности. Команда, выполнявшая операцию по захоронению, в качестве решения проблемы, с корабля расстреливала контейнеры для облегчения процесса затопления. Это происходило в заливе Абросимова на юго-восточном побережье Новой Земли. Более того, поступали сообщения о контейнерах, плавающих в Карском море. Один из них был найден на побережье Новой Земли. Позднее, проблема была решена тем, что контейнерам с РАО изначально придавали отрицательную плавучесть (нагружали камнями).
Помимо ТРО, затопленных в заливах вдоль восточного побережья Новой Земли, в Баренцевом море, у острова Колгуев, было захоронено судно «Никель». Судно было загружено 18 объектами объемом 1100 м3 с удельной активностью 1,5 ТВк.
Всего затоплено 31534 м3 ТРО с суммарной активностью около 590 ТБк: 6508 контейнеров, 17 судов и лихтеров и 155 крупногабаритных объектов.
Захоронение
атомных реакторов
В Карском море было захоронено 13 реакторов
с атомных подводных лодок. Шесть реакторов
были захоронены с невыгруженным отработавшим
ядерным топливом. Все реакторы были сняты
с АПЛ, потерпевших серьезные аварии. Реакторы
были настолько повреждены, а уровень
радиоактивности высок, что выгрузить
ядерное топливо не представлялось возможным.
Реакторы были затоплены с невыгруженным
топливом. Кроме того, три реактора с атомного
ледокола «Ленин» были также захоронены
в море.
Реакторы хранились от года до 15 лет со момента аварии, после чего их захоранивали в Карском море. 5 из реакторов, вырезанных из АПЛ, были заполнены твердеющей смесью на основе фурфурола, чтобы предотвратить выход радиоактивности в морскую среду. По оценкам российских проектантов ЯЭУ, такое заполнение предотвратит контакт ОЯТ с морской водой на сроки в несколько сотен (до 500) лет. Поскольку информации о техническом состоянии захороненных реакторов очень мало, большая неясность существовала с оценкой их суммарной активности. Весьма приблизительные расчеты были сделаны российскими экспертами на основе данных, приведенных в Белой книге, где суммарная активность реакторов с АПЛ с невыгруженным топливом оценивалась в 85 ПБк. Более поздние расчеты показывают, что активность - 37 ПБк.
Многие страны, имеющие выход к морю, производят морское захоронение различных материалов и веществ, в частности грунта, вынутого при дноуглубительных работах, бурового шлака, отходов промышленности, строительного мусора, твердых отходов, взрывчатых и химических веществ, радиоактивных отходов. Объем захоронений составил около 10 % от всей массы загрязняющих веществ, поступающих в Мировой океан. Основанием для дампинга в море служит возможность морской среды к переработке большого количества органических и неорганических веществ без особого ущерба воды . Однако эта способность не беспредельна. Поэтому дампинг рассматривается как вынужденная мера, временная дань общества несовершенству технологии. В шлаках промышленных производств присутствуют разнообразные органические вещества и соединения тяжелых металлов.
Бытовой мусор в среднем содержит (на массу сухого вещества) 32-40 % органических веществ; 0,56 % азота; 0,44 % фосфора; 0,155 % цинка; 0,085 % свинца; 0,001 % ртути; 0,001 % кадмия. Во время сброса прохождении материала сквозь столб воды, часть загрязняющих веществ переходит в раствор, изменяя качество воды, другая сорбируется частицами взвеси и переходит в донные отложения. Одновременно повышаеся мутность воды. Наличие органических веществ чпсто приводит к быстрому расходованию кислорода в воде и не едко к его полному исчезновению, растворению взвесей, накоплению металлов в растворенной форме, появлению сероводорода.
Присутствие большого количества органических веществ создает в грунтах устойчивую восстановительную среду, в которой возникает особый тип иловых вод , содержащих сероводород, аммиак, ионы металлов. Воздействию сбрасываемых материалов в разной степени подвергаются организмы бентоса и др. В случае образования поверхностных пленок, содержащих нефтяные углеводороды и СПАВ, нарушается газообмен на границе воздух - вода. Загрязняющие вещества, поступающие в раствор, могут аккумулироваться в тканях и органах гидробиантов и оказывать токсическое воздействие на них. Сброс материалов дампинга на дно и длительная повышенная мутность приданной воды приводит к гибели от удушья малоподвижные формы бентоса . У выживших рыб, моллюсков и ракообразных сокращается скорость роста за счет ухудшения условий питания и дыхания. Нередко изменяется видовой состав данного сообщества.
При организации системы контроля за сбросами отходов в море решающее значение имеет определение районов дампинга, определение динамики загрязнения морской воды и донных отложений. Для выявления возможных объемов сброса в море необходимо проводить расчеты всех загрязняющих веществ в составе материального сброса.
В некоторых районах городские отходы не затопляются с барж, а сбрасываются в океан по специальным трубам; в других районах их сливают в накопители на суше или используют в качестве удобрений, хотя содержащиеся в стоках тяжелые металлы могут вызвать в отдаленном будущем неблагоприятные последствия. Широкая гамма промышленных отходов (растворители, используемые в фармацевтическом производстве, отработанные кислоты титановых красителей, щелочные растворы предприятий нефтеперерабатывающей промышленности, металлический кальций, слоистые фильтры, соли и хлористые углеводороды) сбрасываются время от времени в разных местах.
Какой ущерб наносит морским организмам сброс подобных материалов? Мутность, появляющаяся при сбрасывании отходов, как правило, исчезает в течение суток. Сбрасываемый во взвешенном состоянии грунт покрывает грязью обитателей дна в виде тонкого слоя, из-под которого многие животные выбираются на поверхность, а некоторые замещаются через год новыми колониями таких же организмов. Илы бытовых отходов с высоким содержанием тяжелых металлов могут быть токсичными, особенно когда при соединении с органическими веществами образуется среда с пониженным содержанием кислорода; в ней могут существовать только немногие живые организмы. Кроме того, ил может иметь высокий бактериологический показатель. Очевидно, что промышленные отходы в больших объемах опасны для жизнедеятельности океана и поэтому не должны сбрасываться в него.
Сбрасывание отходов в океан как таковое еще нуждается в тщательном исследовании. Располагая надежными данными, можно по прежнему разрешать сбрасывать в море такие материалы, как грунты, но следует запретить сброс других веществ - например, химикатов. При организации системы контроля за сбросами отходов в море решающее значение имеет определение районов дампинга, определение динамики загрязнения воды и донных отложений. Для выявления возможных объемов сброса в море необходимо проводить расчеты всех загрязняющих веществ в составе материального сброса. Глубоководные участки дна моря можно выделить для этой цели на основании таких же критериев, как и при выборе мест для городских свалок - удобства их использования и малой биологической ценности.
Интересные факты
Самые радиоактивные места. Топ 10.
10. Хэнфорд, США
Описание работы
Согласно российскому «Закону об использовании атомной энергии» (от 21 ноября 1995 года № 170-ФЗ) радиоактивные отходы (РАО) - это ядерные материалы и радиоактивные вещества, дальнейшее использование которых не предусматривается. По российскому законодательству, ввоз радиоактивных отходов в страну запрещен.
В течение ряда лет во многих странах распространенной практикой был сброс жидких и твердых радиоактивных отходов в моря и реки. Жидкие радиоактивные отходы затапливали упакованными в контейнеры или сбрасывали в естественные водоемы по трубопроводам. США и страны Западной Европы затапливали свои радиоактивные отходы (РАО) в северо-восточной части Тихого океана, в северо-восточном и северо-западном секторах Атлантики.
К существенным загрязнениям морской среды привела работа западноевропейских предприятий, перерабатывающих отработанное ядерное топливо (ОЯТ). Наибольшее значение имеют два британских предприятия (Селлафилд и Доунрей) и французское «Кожема», расположенное на мысе Аг (рис. 2.8). Так, находящийся на восточном побережье Ирландского моря комплекс Селлафилд с 1951 г. проводит плановые сбросы низкоактивных жидких отходов по трубопроводам в Ирландское море. Два других крупных европейских предприятия внесли существенно меньший вклад в загрязнение окружающей среды искусственными радионуклидами (в сумме 2,3% по а-излучателям и 12% по (1-излучателям, не
Рис. 2.8. Европейские предприятия по переработке ядерного топлива: 1 - Селлафилд, 2 - мыс Аг, 3 - Доунрей считая тритий, от общего количества, сброшенного европейскими предприятиями до конца 1984 г.).
На рис. 2.9 представлены изменения годового сброса 137 Cs предприятием в Селлафилде. Максимальный сброс по р-излучающим радионуклидам пришелся на 1975 г. (9 ПБк), а по а-излучателям - на 1973 г. (180 ТБк). Общая активность сбросов за 1952-1994 гг. оценивается в 39 ПБк 3 Н, 41 ПБк 137 Cs, 6 ПБк l34 Cs, 6 ПБк 90 Sr, 120 ТБк 238 Ри, 610 ТБк 239,240р 1(
Дальнейшая миграция радионуклидов, сбрасываемых в Ирландское море и Ла-Манш, определяется преобладающими течениями. Огибая Великобританию с юга и востока, радионуклиды поступают в Северное море, далее через Датские проливы проникают в Балтику. Значительная часть радионуклидов движется вдоль северо-западного побережья Норвегии, где делится на две основные ветви, одна из которых направляется к западу от Шпицбергена, другая - в сторону Баренцева моря. По усредненным оценкам, время переноса радионуклидов с водными массами из Селлафилда в Баренцево и Карское моря составляет 5-6 лет .
Советский Союз использовал в качестве мест захоронения радиоактивных отходов военно-морского и гражданского атомных флотов Карское и Баренцево моря и моря Дальнего Востока. Так, в заливе Абросимова (восточное побережье Новой Земли) с 1965 г. было затоплено три реактора с ОЯТ, пять реакторов без топлива, четыре судна и большое количество стальных контейнеров с РАО (рис. 2.11). В заливе Цивольки в 1967 г. была
Рис. 2.9. Годовые сбросы 137 Cs в Ирландское море комплексом Селлафилд
Рис. 2.10. а - 129 1, 1990-1997 гг., б - "Тс, 1978-1997 гг. , в - 237 Np, 1978-1997 гг., г - сумма а-излучающих изотопов плутония, 1978-1997 гг.
сброшена экранная сборка ледокола «Ленин», содержащая отработанное ядсрнос топливо. В 1981 г. в заливе Степового была затоплена АПЛ К-27 с двумя загруженными топливом реакторами. Во внутренней части этого залива были затоплены контейнеры с РАО. Захоронение твердых отходов осуществляли также в Новоземельской впадине и вблизи острова Колгуев. Глубина мест затопления РАО в Карском море не превышала 380 метров, что противоречило требованиям Лондонской конвенции . Оценки общего количества радионуклидов, сброшенных в Карское и Баренцево моря, противоречивы .
С 1992 г. был проведен ряд российско-норвежских морских экспедиций с целью исследования затопленных объектов в Карском море и выявления возможных утечек радионуклидов. К сожалению, в результате работ удалось определить местоположение лишь части объектов. Так, до сих пор
Рис. 2.11. Схема расположения мест захоронения РАО в Карском и Баренцевом морях: 1 - Новоземельская впадина,
- 2 - залив Абросимова, 3 - залив Степового, 4 - залив Цивольки,
- 5 - залив Ога, 6 - залив Седова, 7 - залив Благополучия,
- 8 - залив Течений, 9 - вблизи о. Колгуев
не обнаружен реактор ледокола «Ленин» . О наличии утечек искусственных радионуклидов свидетельствует высокое содержание техногенных радионуклидов (137 Cs, 60 Со, 239 - 240 Pu, 90 Sr) в донных осадках вблизи затопленных объектов. Однако загрязнение окружающей среды носит локальный характер. Так, средний уровень содержания радионуклидов в воде и осадках залива Абросимова на некотором удалении от затопленных объектов соответствует открытой части Карского моря, тогда как вблизи затопленных контейнеров содержание l37 Cs в донных осадках достигает 31 кБк/кг . Таким образом, утечки за пределы контейнеров очевидны (рис. 2.12).
Неравномерное распределение радиоактивности в донных осадках (как по вертикали, так и по горизонтали) говорит о присутствии «горячих» частиц, что подтверждается данными авторадиографии и другими методами. Последовательным выщелачиванием показано, что основная часть цезия-137 прочно связана с твердой фазой, тогда как 40% строн- ция-90 находится в относительно подвижной форме. Была исследована
Рис. 2.12.
- 1,2 - затопленные реакторы, 3, 4, 6 - затопленные суда,
- 5 - контейнеры с РАО в виде последствий […] через два года в форме острой миелоидной лейкемии и через пять лет в форме других видов рака».
Также в постановлении говорится о том, что руководство «Маяка» располагало в 2001-2004 годах средствами в размере 5,5 млрд рублей, большей частью полученными в качестве оплаты за прием ядерных отходов из-за рубежа. Однако эти деньги были потрачены не на повышение безопасности обращения с радиоактивными отходами на морально и физически изношенном производстве, а на совершенно другие нужды.
Под маяком всегда темно*
*Японская пословицаРадиоактивные вещества по-прежнему находятся и будут находиться в речной системе еще многие годы. Так, замеры уровня радиации, произведенные активистами озерской общественной организации «Планета надежд» на берегу Течи в районе Муслюмово в ноябре 2011 года, обнаружили превышение природного фона в 79 раз. Радиационную обстановку в пойме Течи определяют долгоживущие радионуклиды: в воде – стронций-90, в почве – цезий-137. В иловых осадках и грунтах поймы Течи наиболее мощным радиоактивным техногенным загрязнителем является цезий-137. Содержание стронция-90 во всех пробах воды, по данным 2013 года, превышает уровень вмешательства, установленный нормами радиационной безопасности НРБ-99/2009, что исключает использование воды Течи в хозяйственных целях.
Весной 2013 года сотрудники Лаборатории радиационного контроля ФГУ «Центр промышленной безопасности» и Экологического центра Института истории естествознания и техники им. Вавилова РАН, при участии Санкт-Петербургского Городского центра экспертиз, а также представителей Гринпис и Экологического правозащитного центра «Беллона», предприняли радиационно-экологическое обследование поймы рек Теча–Исеть и Синара–Караболка–Исеть, а также территории Муслюмово и других поселков, подвергшихся радиационному загрязнению в результате деятельности «Маяка». Они определили, что гамма-излучение на поверхности почвы на расстоянии 10-20 м от берега Течи превышает установленные санитарными нормами значения (0,3 мкЗв/ч) по всему ее течению, на урезе реки в районе Муслюмово в среднем составляя 1,01 мкЗв/ч, и сокращается по мере удаления от реки, на расстоянии 150 м и более от нее составляя 0,12 мкЗв/ч, что не превышает естественный фон для данной местности. Повышенный гамма-фон наблюдается и в заливаемой при паводках пойме реки.
Максимальные уровни радиации были обнаружены, как и предыдущими экспедициями, в районе заболоченной верхней части поймы реки, тянущейся от промплощадки «Маяка» до села Муслюмово. Этот участок носит название Асановских болот и является естественным аккумулятором радиационного загрязнения: радиационный фон здесь доходит до 20 мкЗв/час, что примерно в 100 раз превышает естественный для Челябинской области.
В 2012 году максимальные уровни загрязнения фиксировались исследователями по всей линии расположения Асановских болот и прослеживались до 100-120 м от берега. По данным «Атласа Восточно-Уральского и Карачаевского радиоактивных следов, включая прогноз до 2047 года» (Росгидромет и РАН, 2013 год), здесь встречаются места, где высокие плотности загрязнения по стронцию-90 достигают значений 100 Ки/км2, а по цезию-137 – до 500 Ки/км2. Наиболее часто в зоне закрытых растительностью болот проявляются плотности загрязнения по стронцию-90 в 12-15 Ки/км2. Уровни загрязнения по цезию-137 гораздо выше и в среднем составляют 130 Ки/км2.
Согласно работе «Оценка радиоэкологической обстановки в пойме реки Теча в районе Асановских болот и населенных пунктов Муслюмово, Бродокалмак, Русская Теча», подготовленной д. т. н. Владимиром Кузнецовым и к. г. н. Мариной Хвостовой по итогам радиоэкологического исследования реки Теча и ее поймы в 2012 году, средняя активность проб ила равна 42 190 Бк/кг, что позволяет отнести ил реки Теча к низкоактивным отходам. А в итоговом докладе по результатам экспедиции весной 2013 года («Итоговый доклад по радиационному мониторингу рек и озер в зоне влияния Производственного объединения «Маяк») эти же авторы и другие участники экспедиции констатировали: «Исходя из практики экспедиционной работы в течение 2012-2013 [годов] необходимо сделать вывод, что данные проб активности воды, ила и грунта имеют существенные различия. В экспедиционный период [в апреле 2013 года] показания удельной активности проб воды и ила значительно превышают показатели проб предыдущих экспедиций».
В частности, пишут авторы, удельная максимальная активность стронция-90 в пробах воды в апреле 2013 года в Асановских болотах, Муслюмово, Бродокалмаке и Русской Тече «превышает уровень вмешательства (4,9 Бк/л) в 7, 5, 9 и 3,5 раз соответственно», а превышение максимальной удельной активности цезия-137 в пробах воды «составляет 646, 157, 79 и 18 раз соответственно».
Грибы, вырастающие на загрязненных территориях, излучают повышенный уровень радиации, но местные жители редко обращают внимание на таблички, запрещающие сбор грибов и ягод.
Фото: Алла Слаповская, Алиса Никулина
Зарыть и закрыть
По мнению экспертов, очистка нескольких сотен миллионов кубометров воды и донных отложений водоемов, в которые комбинатом «Маяк» сбрасываются радиоактивные отходы, технически и экономически неосуществима. Их осушение (а у ПО «Маяк» есть концепция вывода из эксплуатации водоемов – хранилищ ЖРО путем их засыпки) также бесполезно: эти водоемы находятся в пойме реки Теча и сообщаются с открытой речной системой и подземными водами. По расчетам исследователей, активность донных отложений сможет опуститься ниже уровня твердых радиоактивных отходов через 100-150 лет после прекращения сброса жидких радиоактивных отходов комбинатом. Таким образом, есть только один способ вернуть реку Теча к жизни: прекратить опасную деятельность ПО «Маяк».
Этот вывод тем очевиднее, если учесть данные, приведенные еще десять лет назад профессором МГУ, д. х. н. Игорем Бекманом: «На территории предприятия в настоящее время находятся радиоактивные отходы суммарной активностью около 1 млрд Ки, представляющие значительную потенциальную опасность и требующие постоянного радиационного контроля», – отмечает Бекман в курсе лекций «Ядерная индустрия», выпущенном в Москве в 2005 году.
«Ядерное производство комбината с самого начала представляло собой крайне опасный объект для работающих на нем. Еще в 1949 году были зарегистрированы первые случаи лучевой болезни. Смертельной опасности подвергались и люди, просто жившие вблизи комбината, ничего не знавшие об опасности и долгое время ничем не защищенные от нее, – пишет Бекман. – И состояние природной среды, которая определяет здоровье и благополучие людей, остается тревожным и по сей день. […] Территория ПО «Маяк» и прилегающие к нему районы продолжают оставаться источником радиоэкологической опасности».
Колычев Б. С. Итоги совещания по проблеме сбросов радиоактивных отходов в моря и океаны // Атомная энергия. Том 10, вып. 6. - 1961. - С. 634-635.
Итоги совещания по проблеме сбросов радиоактивных отходов в моря и океаны
В январе 1961 г. в Вене состоялось совещание группы юридических и технических экспертов по правовым аспектам проблемы сбросов радиоактивных отходов в моря и океаны; совещание было организовано Международным агентством по атомной энергии. В работе совещания приняли участие эксперты от 11 крупных морских держав: Бразилии, Великобритании, Голландии, Индии, Польши, СССР, США, Финляндии, Франции, Югославии, Японии. Кроме того, в совещании участвовали представители Международной морской консультативной комиссии, ЮНЕСКО и других организаций, а также наблюдатели от некоторых стран.
Совещанию предшествовала работа группы технических экспертов под председательством шведского ученого Бриниельсона; в результате этой работы был подготовлен доклад, основной рекомендацией которого можно считать вывод о допустимости сброса в моря и океаны отходов среднего и низкого уровня активности.
В самом начале работы совещания группа советских экспертов сделала заявление о недопустимости сброса радиоактивных отходов в моря и океаны, исходя из следующих доводов.
1. В настоящее время атмосфера Земли загрязнена радиоактивными веществами и является источником радиации. Продолжающееся выпадение из атмосферы продуктов ядерных взрывов ведет к загрязнению Мирового океана и его живых ресурсов. Вследствие накопления в организме людей долгоживущих изотопов, попадающих из окружающей среды, в ближайшие годы содержание изотопов в организме человека будет близко к предельно допустимым уровням, а у значительного контигента эти уровни будут превышены. Поэтому дальнейшее загрязнение Мирового океана путем сброса в него радиоактивных отходов является недопустимым.
2. Современное международное право запрещает любое загрязнение моря и его живых ресурсов. Следовательно, государства, практикующие ведущий к загрязнению моря сброс радиоактивных отходов, нарушают международное право.
3. По данным, имеющимся в настоящее время удаленные в море радиоактивные отходы могут довольно быстро возвращаться к человеку в самых, разнообразных формах. Морские организмы способны аккумулировать активность на два-три порядка выше по отношению к ее содержанию в воде. Необходимо
детально изучить пищевые цепи в море и коэффициенты концетрации и дискриминации хотя бы для наиболее опасных изотопов, прежде чем говорить о каких бы то ни было дополнительных сбросах.
4. Как угодно малые воздействия радиации вызывают нежелательные соматические и генетические последствия (вплоть до смертельных), поэтому любое превышение уровней радиации сверх естественного является опасным для жизни и здоровья всего человечества.
5. Установление ограниченных зон для сброса не может оградить от загрязнения сопредельные участки морей и океанов, так как Мировой океан надо рассматривать как единое целое. За счет физического и биологического транспорта радиоактивность будет разноситься далеко за пределы установленных зон.
6. Сбросы радиоактивных отходов в территориальных водах не могут считаться внутренним делом государства, так как за счет миграции вышеуказанными путями радиоактивность может нанести вред населению соседних государств.
7. Осуществить контроль за соблюдением величин сбросов практически невозможно по следующим причинам:
А) в настоящее время нет установленных предельно допустимых концентраций содержания отдельных изотопов в морской воде и тем более норм для выбросов общей активности;
Б) отсутствуют данные о содержании радиоактивных изотопов в морской воде, в отдельных морских организмах, в различных частях морей и океанов;
В) нет единых методов для определения малых концентраций радиоактивных изотопов в морской воде.
Несмотря на заявление группы советских экспертов, совещание все же решило положить в основу своей работы доклад Бриниельсона, допускающий сброс в моря и океаны радиоактивных отходов среднего и низкого уровня. Такое допущение было особенно опасно, так как в докладе Бриниельсона отходы высокой радиоактивности определялись как отходы, содержащие сотни кюри на 1 л и выше, а отходы низкого уровня как отходы, содержащие милликюри на 1 л; следовательно, для отходов среднего уровня оставался весь диапазон активности от милликюри до сотен кюри на 1 л.
Установление -любого уровня радиоактивности для сбрасываемых отходов, особенно при том широком толковании, который заложен в докладе Бриниельсона, ничего не определяет, а главное, не гарантирует от внесения в моря активности в больших количествах.
Какие бы градации не были установлены, любой исходный уровень радиоактивных отходов может быть путем предварительного разбавления доведен до разрешаемого для сброса уровня, так как при этом суммарное количество сбрасываемой активности не уменьшается. Даже если применять определение этого уровня для отходов в момент их образования, то и в этом случае нет достаточных гарантий от сбросов большого количества активности.
Как известно, отходы, полученные после растворения тепловыделяющих элементов, в настоящее время упариваются для сокращения объема с целью их захоронения. В некоторых случаях (особенно при растворении тепловыделяющих элементов с оболочками из нержавеющей стали или других труднорастворимых сплавов) до упаривания получаются отходы с таким уровнем активности который соответствует категории среднего уровня, и, следовательно, по рекомендации доклада Бриниельсона, они могут быть сброшены в море. Таким образом, определение уровня активности отходов в момент их образования не ограничивает сброс больших масс активности в моря и океаны.
Во время работы совещания по всем аспектам проблемы неоднократно возникали дискуссии, в процессе которых советским экспертам вместе с представителями Польши удалось убедительно защитить положения, приведенные в заявлении группы советских экспертов. Кроме того, советская делегация показала, что уже сейчас существуют пути удаления радиоактивных отходов без загрязнения окружающей среды.
В настоящее время с учетом результатов научных исследований, проводимых во многих странах, представляется полная возможность создать производственные установки по химической переработке отходов любых уровней с целью предотвращения опасности распространения радиоактивности.
Высокоактивные отходы могут быть подвергнуты концентрации путем выпарки с последующим захоронением полученных небольших объемов в специальных емкостях, расположенных под землей, что по сути дела и практикуется сейчас всеми странами, располагающими атомной промышленностью.
Для переработки больших объемов отходов среднего (порядка 1 кюри/л и ниже) и низкого уровня радиоактивности теперь также существуют доступные в техническом и экономическом отношении методы.
Исследования ученых Великобритании, СССР, США, Франции и других стран показали, что применение коагулянтов (железа, кальция) при определенном режиме в сочетании с ионным обменом, электрофорезом и упариванием дает возможность достигать весьма высоких коэффициентов очистки. При этом основная масса активности (99,8 - 99,9%)
Сосредоточивается в сравнительно небольших объемах осадков и кубовых остатках, которые там же могут быть надежно захоронены в изолированных емкостях. Полученные воды весьма низкой активности должны направляться на технические нужды внутри самого предприятия. Таким образом, цикл полностью замыкается и во внешнюю среду отходы совершенно не выбрасываются.
Не следует забывать также и то обстоятельство, что извлечение долгоживущих радиоизотопов Sr90 и Cs137 заметно облегчит дальнейшую переработку жидких растворов и даст некоторую экономическую выгоду от частичного использования их для источников излучения.
В настоящее время установлена возможность остеклевания высокоактивных концентратов, позволяющая надежно закреплять активность, не допуская ее дальнейшего распространения. Широкие исследования, проведенные как в направлении разработки методов остеклования, так и изучения свойств и условий хранения остеклованных материалов, подтверждают перспективность такого метода, дающего возможность значительно сократить объем сбросов и еще более повысить надежность захоронения с точки зрения требования безопасности.
Несколько сложнее стоит вопрос об отходах, образующихся в результате использования изотопов и источников излучений в научно-исследовательских лабораториях, госпиталях и на предприятиях. Для переработки таких отходов целесообразно создавать установки для централизованной переработки радиоактивных растворов. На этих установках отходы с помощью указанных выше методов могут быть доведены до санитарных норм, принятых для открытых водоемов, а сконцентрированная активность надежно захоронена в специальных могильниках. Эти принципы приняты и осуществляются в СССР.
Атомные суда должны иметь резервные емкости для временного хранения радиоактивных сбросов. Переработка всех отходов от атомных судов должна в соответствии с рекомендованными выше приемами производится на береговых базах.
Таким образом, если принять расходы на создание производственных установок по переработке радиоактивных сбросов как обязательное условие развития атомных предприятий, проблема безопасного удаления отходов с этих предприятий будет полностью решена.
В результате всестороннего и объективного обсуждения проблемы, протекавшего в весьма дружеской обстановке, совещание согласилось с основными положениями платформы экспертов и пришло к выводу, что по ряду важных научных и технических проблем доклад Бриниельсона ответов не дает, почему совещание и не может в настоящее время сформулировать или рекомендовать конвенцию или другое международное соглашение.
Любое производство оставляет после себя отходы. И сферы, использующие свойства радиоактивности, не исключение. Свободное обращение ядерных отходов, как правило, недопустимо уже на законодательном уровне. Соответственно, их необходимо изолировать и сохранять, учитывая особенности отдельных элементов.
Знак, являющийся предупреждением об опасности ионизирующего излучения РАО (радиоактивных отходов)
Радиоактивные отходы (РАО) – это вещества, которые имеют в своем составе элементы, обладающие радиоактивностью. Такие отходы не имеют практической значимости, то есть они непригодны для вторичного применения.
Обратите внимание! Довольно часто используется синонимичное понятие – .
От термина «радиоактивные отходы» стоит различать понятие «отработавшее ядерное топливо – ОЯТ». Отличие ОЯТ от РАО состоит в том, что отработки ядерного топлива после должной переработки могут использоваться повторно в виде свежих материалов для ядерных реакторов.
Дополнительная информация: ОЯТ представляют собой совокупность тепловыделяющих элементов, в основном состоящих из остатков топлива ядерных установок и большого количества продуктов полураспада, как правило, ими являются изотопы 137 Cs и 90 Sr. Их активно используют в работе научных и медицинских учреждений, а также на промышленных и сельскохозяйственных предприятиях.
В нашей стране существует лишь одна организация, которая вправе проводить мероприятия по окончательному захоронению РАО. Это Национальный оператор по обращению с радиоактивными отходами (ФГУП «НО РАО»).
Действия данной организации регламентируются Законодательством РФ (№190 ФЗ от 11.07.2011). Закон предписывает обязательное захоронение радиоактивных отходов, произведённых на территории России, а также запрещает их ввоз из-за рубежа.
Классификация
Классификация рассматриваемого вида отходов включает несколько классов РАО и состоит из:
- низкоактивных (их можно поделить на классы: A, B, C и GTCC (самый опасный));
- среднеактивных (в Соединённых Штатах этот вид РАО не выделяется в отдельный класс, так что понятием пользуются обычно в Европейских странах);
- высокоактивных РАО.
Иногда обособляют ещё один класс РАО: трансурановый. К данному классу принадлежат отходы, характеризующиеся содержанием трансурановых α-излучающих радионуклидов с большими периодами распада и крайне высокими значениями их концентраций. По причине продолжительного периода полураспада этих отходов, погребение происходит гораздо более основательно, нежели изоляция малоактивных и среднеактивных РАО. Предсказать, насколько опасными для экологической обстановки и человеческого организма будут являться данные вещества, крайне проблематично.
Проблема обращения с радиоактивными отходами
Во время функционирования первых предприятий, использующих радиоактивные соединения, было принято считать, что рассеяние некоторого количества РАО на участках окружающей среды допустимо, в отличие от отходов, образующихся в остальных производственных отраслях.
Так, на печально известном предприятии «Маяк» на начальном этапе осуществления деятельности все РАО выводились в ближайшие водные источники. Таким образом, произошло серьезнейшее загрязнение реки Теча и расположенного на ней ряда водоёмов.
Впоследствии выяснилось, что в различных областях биосферы происходит накопление и концентрирование опасных РАО и поэтому простой сброс их в окружающую среду недопустим. Вместе с зараженной пищей радиоактивные элементы поступают в организм человека, что приводит к значительному повышению риска облучения. Поэтому в последние годы активно разрабатываются различные методы сбора, транспортировки и хранения РАО.
Утилизация и переработка
Утилизация радиоактивных отходов может происходить по-разному. Это зависит от класса РАО, к которому они принадлежат. Наиболее примитивной считается утилизация низкоактивных и среднеактивных РАО. Отметим также, что по строению радиоактивные отходы подразделяются на короткоживущие вещества с непродолжительным периодом полураспада и на отходы с долговременным периодом полураспада. Последние относятся к классу долгоживущих.
Для короткоживущих отходов наиболее простым способом утилизации считается их непродолжительное хранение на специально предназначенных площадках в герметичных контейнерах. В течение определённого времени происходит обезвреживание РАО, после чего радиоактивно безвредные отходы могут быть подвержены переработке подобно тому, как перерабатывается бытовой мусор. К таким отходам могут относиться, например, материалы лечебно-профилактических учреждений (ЛПУ). Контейнером для непродолжительного хранения может выступать стандартная двухсотлитровая бочка, изготовленная из металла. Чтобы избежать проникновения радиоактивных элементов из емкости в среду, отходы обычно заливаются битумной или цементной смесью.
На фото обозначены технологии обращения с РАО на одном из современных предприятий России
Утилизация отходов, постоянно образующихся на атомных электростанциях, значительно сложнее в осуществлении и требует применения особых методов, таких как, например, плазменная переработка, недавно реализованная на Нововоронежской АЭС. В этом случае РАО подвергают превращению в вещества, подобные стеклу, которые впоследствии помещаются в контейнеры с целью безвозвратного захоронения.
Такая переработка абсолютно безопасна и позволяет в несколько раз сократить количество РАО. Способствует этому многоступенчатая очистка продуктов сжигания. Процесс может протекать в автономном режиме на протяжении 720 часов, с продуктивностью до 250 кг отходов в час. Температурный показатель в печной установке при этом достигает 1800 0 С. Считается, что такой новый комплекс проработает ещё в течение 30 лет.
Преимущества плазменного процесса утилизации РАО перед прочими, как говорится, налицо. Так, нет необходимости осуществлять тщательную сортировку отходов. Кроме того, многочисленные методы очистки позволяют сократить выделение газообразных примесей в атмосферу.
Радиоактивное загрязнение, могильники радиоактивных отходов в России
В течение многих лет предприятие «Маяк», расположенное в северо-восточной части России, являлось ядерной электростанцией, но в 1957 году там случилась одна из самых катастрофичных ядерных аварий. В результате инцидента в природную среду выделилось до 100 тонн опасных РАО, поразивших огромные по площади территории. При этом катастрофа вплоть до 1980 годов тщательно скрывалась. В продолжение большого количества лет, в реку Карачай производили сбрасывание отходов со станции и с загрязненной окружающей области. Это стало причиной загрязнения водного источника, столь необходимого для тысяч людей.
«Маяк» далеко не единственное место в нашей стране, подверженное радиоактивному загрязнению. Одним из основных экологически опасных объектов в Нижегородской области является участок захоронения радиоактивных отходов, расположенный в 17 километрах от города Семёнов, широко известный также как Семёновский могильник.
В Сибири располагается хранилище, в котором ядерные отходы размещаются уже больше 40 лет. Для хранения радиоактивных материалов там применяют незакрытые бассейны и контейнеры, в которых уже содержится примерно 125 тысяч тонн отходов.
В России вообще обнаружено огромное количество территорий с превышающим допустимые нормы уровнем радиации. В их число входят даже такие крупные города, как Санкт-Петербург, Москва, Калининград и др. Например, в детском саду вблизи института им. Курчатова в нашей столице была выявлена песочница для детей с уровнем радиации в 612 тыс. мР/час. Если бы человек находился на этом «безопасном» детском объекте в течение 1 суток, то он был бы облучен смертельной дозой радиации.
Во время существования СССР, особенно в середине прошлого столетия, опаснейшие радиоактивные отходы могли сваливать в ближайшие овраги, так что образовывалась целая свалка. А с разрастанием городов, в этих зараженных местах строились новые спальные и производственные кварталы.
Оценить, какова судьба радиоактивных отходов в биосфере довольно проблематично. Дожди и ветры активно распространяют загрязнения по всем окружающим территориям. Так, за последние годы значительно возросла скорость, с которой происходит загрязнение Белого моря в результате захоронения РАО.
Проблемы захоронения
В осуществлении процессов хранения и захоронения ядерных отходов сегодня существуют два подхода: локальный и региональный. Захоронение РАО на месте их производства с разных точек зрения очень удобно, однако, такой подход может приводить к росту числа опасных участков захоронения при постройке новых сооружений. С другой стороны, если количество этих мест будет строго ограничено, то возникнет проблема себестоимости и обеспечения безопасных транспортировок отходов. Ведь вне зависимости от того является ли перевозка радиоактивных отходов процессом производства, стоит исключить несуществующие критерии опасности. Бескомпромиссный выбор в этом вопросе сделать довольно сложно, если вообще возможно. В разных государствах такой вопрос решают по-разному и, единого мнения пока не существует.
Одной из главных проблем можно считать определение геологических формаций, пригодных для того, чтобы организовать кладбище радиоактивных отходов. Лучше всего для этой цели подходят глубокие штольни и шахты, использовавшиеся для добычи каменной соли. А также часто приспосабливают скважины на территориях, богатых глиняными и скальными породами. Высокая водонепроницаемость, так или иначе, одна из самых важных характеристик при выборе места захоронения. Своеобразный могильник радиоактивных отходов появляется в местах подземных ядерных взрывов. Так, в штате Невада, США, на участке, послужившем полигоном примерно для 450 взрывов, практически каждый из таких взрывов образовал хранилище высокоактивных ядерных отходов, погребённых в горной породе без каких-либо технических «препятствий».
Таким образом, проблема образования радиоактивных отходов крайне трудна и неоднозначна. Достижения в ядерной энергетике, конечно, приносят человечеству колоссальную выгоду, но при этом и создают множество неприятностей. И одной из главных и нерешенных на сегодняшний день проблем, является проблема захоронения радиоактивных отходов.
Более подробно об истории вопроса, а также о современном взгляде на проблематику ядерных отходов, можно увидеть в специальном выпуске программы «Ядерное наследие» телеканала «Наука 2.0».