Министерство сельского хозяйства и продовольствия Российской Федерации

ФГОУ ВПО Уральская государственная сельскохозяйственная академия

Кафедра экологии и зоогигиены

Реферат по экологии:

Восточно-Уральский радиационный след

Исполнитель: ANTONiO

студент ФТЖ 212Т

Руководитель: Лопаева

Надежда Леонидовна

Екатеринбург 2007

Содержание

• Введение
• Радиационные последствия деятельности
• ПО «Маяк»
• Радиоактивное загрязнение речной системы
• Теча - Исеть - Тобол
• Авария на радиохимическом заводе ПО «Маяк»
• Ветровой разнос радиоактивных веществ с озера Карачай
• Мероприятия по ликвидации чрезвычайных ситуаций на ПО «Маяк»
• Последствия деятельности и аварий на ПО «Маяк»
• Анализ и предложения по реабилитации территорий
• Заключение
• Литература
• Введение
• Авария на ПО "Маяк" произошла в 1957 году. Все живущие в зоне Восточно-Уральского Радиационного Следа (15 тысяч квадратных километров Челябинской, Свердловской, Тюменской областей) в течение 40 лет были подопытными кроликами. И только около 15 лет тому назад, когда кыштымская авария была рассекречена, они узнали, какую научную миссию выполняют. Все эти десятилетия у "микроскопа" стояли ученые челябинского филиала Института биофизики МЗ СССР, не допуская местных медиков к изучению влияния радиации на здоровье людей. Но местные радиологи тоже все эти годы работали. Их лабораторией стали 42 населенных пункта в Каменском, Богдановичском и Камышловском районах, а также город Каменск-Уральский -- как наиболее пострадавший от радиации. Попавшие в кресло к стоматологу пациенты, даже не подозревали, что, расставшись с больным зубом, они делают большое одолжение исследователям. Зубы, как и другие костные ткани, подобно губке, впитывают стронций-90, поглощаемый с пищей. Сколько его накопилось, потом выявляется лабораторным путем. Количество стронция в зубах каменцев в первые годы наблюдений превышало среднее значение до 20 раз. Общая дозовая нагрузка на детей (а детский организм накапливает радиацию в 10 раз быстрее) оказалась выше нормы в полтора раза.
• Даже сегодня на территории города и района есть весьма "грязные" участки с загрязнением выше 0,5 кюри на квадратный километр. В наиболее радиоактивных точках зоны содержание стронция-90 в овощах остается более высоким, а в молоке его в несколько раз выше среднеобластных показателей.

Радиационные последствия деятельности ПО «Маяк»

Предприятие первого в стране плутониевого производства (ПО «Маяк») были размещены на Южном Урале в Челябинской области в междуречье Тече и Мишеляка. Место его расположения было связано с необходимостью обеспечить, производство чистой водой для охлаждения ядерных реакторов и использования водной системы реки Теча для удаления образующихся жидких радиоактивных отходов низкой активности.

В результате производственной деятельности ПО «Маяк» и радиационных аварий, территория общей площадью около 23тыс. км² подвергалась долговременному радиоактивному загрязнению, в том числе речная система протяженностью 600км, а радиационному воздействию около 400 тыс. человек.

Источниками этих загрязнений были:

§ сброс с 1949 по 1956 годы жидких радиоактивных отходов в реку Теча;

§ сброс с 1951 года жидких радиоактивных отходов в озеро Карачай;

§ взрыв в 1957 году одной из ёмкостей с высокоактивными отходами;

§ ветровой разнос в 1967 году радионуклидов с берегов озера Карачай.

Последствия всех этих событий были очень серьёзными для окружающей среды, экономики и населения региона. По оценкам, проведенным различными институтами экологии и экономики величина нанесенного ущерба от деятельности ПО «Маяк» близка к 15млрд. рублей (в ценах 1991 года)

Несмотря на значительные усилия, предпринимаемые по реабилитации населения и территорий, пострадавших вследствие деятельности ПО «Маяк» её последствия сказываются до настоящего времени.

Анализ социально-экономического развития районов, пострадавших от радиации показал весьма не приглядную картину: все основные показатели экономической и социальной сфер здесь значительно ниже, чем в среднем по Уралу и Российской Федерации.

Население на радиоактивно загрязненных территориях, испытывая постоянную морально-психологическую напряженность, оказалось практически не защищенным со стороны государства, которое по сути дела является прямым виновником многих бед и страданий этих людей. Более того, под покровом неразглашения государственной тайны центральные и местные органы власти на протяжении десятилетий искусственно сдерживали социально-экономическое развитие пострадавших от радиации районов, введя там особый режим секретности.

На загрязненных радиоактивными веществами территориях ограничивалось строительство новых промышленных и сельскохозяйственных объектов, развитие инфраструктуры, контролировалось перемещение людей в результате такой антигуманной и деструктивной политики со стороны партийных и государственных органов власти у пострадавшего населения наблюдается более низкий жизненный уровень, чем в соседних «чистых» от радиации районов.

Радиоактивное загрязнение речной системы Теча - Исеть - Тобол

Оценивая обстановку со сбросами РАО в открытые водоёмы, которые осуществлялись химкомбинатом «Маяк», особенно в первые годы его деятельности, следует признать, что они привели к массовым заболеваниям местных жителей, к серьёзной экологической катастрофе. Радиоактивными отходами, опасными для жизни и здоровья населения, всей окружающей среды, оказалась загрязненной мощная открытая в мировой океан водная система Теча - Исеть - Тобол - Иртыш - Обь - Карское море - Ледовитый океан.

Поступление радиоактивных веществ в реку Теча, предусмотренное первоначальными техническими решениями, началось сразу же после пуска первого ядерного реактора, так как менее чем через полгода после пуска были полностью заполнены хранилища жидких высокоактивных отходов первого промышленного реактора, а к концу 1949 года аналогичная ситуация сложилась на радиохимическом заводе. Сбросы именно этого производства явились главным источником загрязнения реки.

В реку Теча также сбрасывались и воды, использовавшиеся для охлаждения хранилищ радиоактивных отходов. Таким образом, в водную среду поступали все радионуклиды из отходов плутониевого комбината.

По оценкам специалистов всего было сброшено около 76 млн. куб. м. высокоактивных сточных вод, суммарная активность которых оценивается 2,75 млн. Ки. Преобладающая доля активности пришлась на период с марта 1950 г. по ноябрь 1951г. Именно в этот период население, проживающее на реке, получило основную долю радиоактивного облучения.

Интенсивные сбросы отходов привели к радиоактивному загрязнению речной системы Теча - Исеть до радиационно-опасных уровней, особенно в донных отложениях в русле реки Теча и на её пойме. Причем в пойменной части реки наличие долго живущих радионуклидов оказалась выше, чем в донных отложениях из-за меньшего вымывания и уноса водой.

Проблема защиты населения и окружающей среды обострилась после реальной оценки масштабов загрязнения реки Теча и её поймы в мае - июне 1951 г. Ситуация осложнялась тем, что река весьма активно использовалась местным населением для водоснабжения, содержания домашней птицы и рыболовства.

В этом же году были предприняты первые защитные меры. Силами предприятия был проведен комплекс мероприятий, связанных с защитой населения и окружающей среды. Основными из них явились мероприятия по ограничению сбросов радиоактивных отходов, созданию дополнительных защитных барьеров, ограничивающих распространение радиоактивных веществ в окружающей среде, ограничению доступа населения к загрязнённым водоёмам, мониторингу состояния окружающей среды.

Загрязнение реки среднеактивными отходами прекратилось в октябре 1951 года после перевода этих сбросов в бессточное озеро Карачай, которое стало открытым хранилищем таких отходов. Полностью сбросы в реку, включая низкоактивные, были прекращены с 1956 года после ввода в действие промышленного водоёма - хранилища в её верховьях.

В 1956 - 1965 годах была создана система водоемов-хранилищ и обводных каналов, которая позволила полностью прекратить непосредственный сброс радиоактивных отходов в реку Теча при одновременном размещении в них жидких отходов и исключить последующее вымывание активности в воду реки из накопленных ранее запасов на пойме и в донных отложениях. За счет этого удельная активность воды в среднем течении реки в 1965 году снизилась по отношению к 1951 году в 200 раз.

В целях радиационной защиты населения прибрежной территории была определена санитарная зона, запрещено нахождение в ней людей и организовано переселение жителей наиболее неблагополучных населенных пунктов на новое место.

Создание санитарной зоны было начато в 1951 году вблизи села Метлино и завершено в 1957 году на территории Курганской области. Переселение началось в 1954 году из 10 населённых пунктов в верхнем течении реки Теча по среднему и нижнему течению реки в 1957 году было переселено 14 населённых пунктов полностью и из 10 населённых пунктов частично, включая Курганскую область. Всего было отселено 8 тыс. человек. Одновременно было начато медико-дозиметрическое обследование населения.

Для оздоровления водоснабжения прибрежных сёл было запрещено хозяйственное и бытовое использование воды рек Течи и Исеть, организовано снабжение водой из построенных 455 колодцев, в том числе 380 шахтовых, и 83 артезианских скважин. Строительство этих сооружений у реки Исеть продолжалось до 1961 года.

Авария на радиохимическом заводе ПО «Маяк»

29 сентября 1957 г. в одной из емкостей хранилища радиохимического завода произошел химический взрыв жидких высокоактивных отходов. В емкости содержалось около 740 ПБк (20 МКи) суммарной активности. Силой взрыва 10% отходов были подняты на высоту 1,8 км, подхвачены юго-западным ветром (при скорости около 5 м/сек.) и рассеяны на площади 23 тыс. кв. км.

Основной причиной взрыва явилось недостаточное охлаждение емкостей с отходами, которая подверглась сильному нагреву и взорвалась.

По оценкам экспертов в сферу взрыва было вовлечено 20 МКи активности радионуклидов, находившихся в емкости, из них 18 МКи осело на территории объекта, а 2 МКи рассеялось на территории Челябинской и Свердловской областей.

Образовался радиоактивный след, позже названный Восточно-Уральским радиоактивным следом. Территория, подвергшаяся радиоактивному загрязнению, представляла собой полосу шириной до 20 - 40 км и протяженностью до 300км. Территория, на которой потребовалось введение мер радиационной защиты и был присвоен статус радиоактивно загрязненной (при принятой максимальной плотности загрязнения 74 кБк/м² или 2Ки/км² по стронцию-90), составила достаточно узкую полосу шириной до 10 км и протяженностью около 105 км.

Плотность радиоактивного загрязнения территории промышленной площадки достигала от десятков до сотен тысяч Ки на кв. км по стронцию-90. По современной международной классификации данная авария относится к тяжелым и имеет индекс 6 по 7-бальной системе.

На территории, подвергшейся радиоактивному загрязнению в границах минимальной начальной плотности загрязнения ( не более 3,7 кБк/м² или 0,1 Ки/км² по стронцию-90) , насчитывалось 217 населенных пунктов с населением около 270 тысяч человек, включая город Каменск-Уральский. Мощности доз радиации в населенных пунктах, оказавшихся в начале радиоактивного следа, в первые сутки после аварии достигали 0,015 Зв/час. На промышленной площадке объекта за период до эвакуации находящихся на территории людей, подверглось разовому облучению до 1 Зв более 5 тысяч человек.

Схема расположения Восточно-Уральского радиоактивного следа

Радионуклидный состав аварийного выброса ПО «Маяк» в 1957 году

Во избежание повышенного облучения в отдаленной части следа была организована защитная зона со специальным режимом охраны ведомственной милиции. Общая площадь этой зоны, ограничивалась примерно 1000 км². Из хозяйственного использования было выведено около 50 тыс. га в Челябинской области и 47 тыс. га Свердловской области.

В течение 7-10 дней после аварии из мест, где дозы за первый месяц проживания могли достичь 0,01 Зв, были эвакуированы 1383 жителя из 4-х деревень. Всего к ноябрю 1959 г. с территории, подвергшейся радиоактивному загрязнению, было отселено около 13 тысяч человек из 24 населенных пунктов.

Ветровой разнос радиоактивных веществ с озера Карачай

В апреле - мае 1967 г. с обнажившейся береговой полосы озера Карачай произошло ветровое рассеивание высохших радиоактивных иловых отложений на расстояние до 75 км. Радиоактивному загрязнению подверглись практически те территории, которые пострадали от аварии в 1957 году и относились преимущественно к санитарной зоне. Радиоактивные выпадения в границах минимальной плотности загрязненной равной 37 кБк/м² или 0,1 Ки/м² по стронцию - 90, содержали в основном цезий -137 и стронций - 90 с суммарной активностью около 22000 Бк (600 Ки).

В целом превышение мощности экспозиционной дозы над фоновой (при плотности загрязнения ниже 74 кБк/м²) находилась в пределах 3 -30 мкР/час. При этом уровни радиационного загрязнения, вызванные ветровым разносом, к концу 1961 года снизились в 5 раз.

Причиной ветрового разноса радионуклидных продуктов с берегов озера Карачай явились необычные погодные условия - недостаточное количество атмосферных осадков в зимнее время, ранняя и сухая весна, что вызвало снижение воды в озере с последующим осушением береговой линии, а также сильные порывистые ветры, обусловившие вовлечение в атмосферу пылевидных донных отложений озера.

До начала производственной деятельности объекта озеро Карачай имело длину 750 м, ширину 450 м, максимальную глубину 1,25 м и площадь 26,5 га. В озере наблюдались значительные колебания уровня воды. В маловодные годы озеро превращалось в болото и даже пересыхало. Суглинистый слой дна водоёма толщиной от 0,5 до 7,5 м является естественным экраном для поступления воды из озера в подземные воды.

Озеро Карачай использовалось в качестве хранилища сбросов среднеактивных отходов ПО «Маяк» с 1951 года. В озеро поступило около 4,5 млн. м³ промышленных растворов с суммарным содержанием активности более 220 ТБк (6000 Ки), под озером сформировалась линза загрязненных подземных вод на глубине от 50 - 80 до 130 - 190 м. Загрязненные воды охватывают площадь до 10 кв. км. Радионуклиды распределены в водоеме следующим образом: 7% в воде, 41% на суглинках ложа водоёма, остальные - на подвижных донных отложениях.

Основная часть активности, накопленная в озере Карачай за период эксплуатации, сосредоточена в донных отложениях. Концентрация стронция - 90 и цезия - 137 в донных отложениях достигает 1-2 Ки/кг. Между радионуклидами в воде озера и в отложениях существует определенное установившееся равновесие и, хотя сброс радионуклидов сократился, суммарная бета - активность воды водоёма почти не изменилась.

Ветровой разнос активности с берегов озера не имел серьёзных последствий для региона, но явился предупреждением о риске дополнительного загрязнения территорий при подобном способе хранений радиоактивных отходов.

Мероприятия по ликвидации чрезвычайных ситуаций на ПО «Маяк»

После аварии 1957 года решениями исполкомов Челябинской и Свердловской областей в 1958-1959 годах была запрещена любая хозяйственная деятельность и доступ населения на территорию санитарной зоны, границы которой устанавливались по изолинии плотности загрязнения 2-4 Ки/км² по стронцию-90. Статус санитарной зоны вводился после отселения жителей. Границы и территория санитарной зоны были взяты под охрану милицией, контроль над соблюдением требований санитарно-радиационного режима зона был возложен на местные санитарно-эпидемиологические службы. Общая площадь территории, на которой был установлен режим санитарной зоны, составляла около 700 км². В этот же период была осуществлена дезактивация части загрязненной территории, ранее изъятой из хозяйственного использования. Дезактивации были подвергнуты пахотные угодья. На территории бывших населённых пунктов с помощью землеройной техники разрушались строения, их закапывали в траншеях.

Установление санитарной зоны явилось вмешательством в нормальную жизнедеятельность неотселённых деревень, расположенных на расстоянии до 5-10 км от границы санитарной зоны, прежде всего вследствие потери части ранее использованием населением пастбищ, сенокосов и лесов.

Были сформированы также основные принципы рациональной системы ведения лесного хозяйства на загрязнённой территории, которые предусматривали реорганизацию хозяйства на лесных угодьях, как государственного лесного фонда, так и сельскохозяйственных предприятий.

Проблема озера Карачай потребовала неотложного решения вопросов по снижению и в последующем полной ликвидации разнорадиоактивных аэрозолей в атмосферу с поверхности береговой линии при нормальных и экстремальных (ураган, смерч) метеоусловиях, по реабилитации загрязнённой территории вокруг озера. Поэтому в 1967 году было принято решение о ликвидации акватории водоёма и разработана технология засыпки водоёма грунтом с применением полых бетонных блоков (типа ПБ-1) , скальных и глинистых грунтов, позволяющая локализировать подвижные донные отложения. Работы по ликвидации озера Карачай были начаты в 1984 году и ведутся по настоящее время.

К началу 90-х годов последствия радиоактивного загрязнения части территории Челябинской, Курганской и Свердловской областей, вызваны сбросами отходов в реки Теча, Исеть и радиационной аварии 1957 года, не были полностью преодолены как для населения, так и для экономики региона.

Общий объём запланированных затрат на реализацию программы в течение 1992-1995 годов составлял 19 триллионов рублей (в ценах 1995 года), из них на капитальное строительство --76%, на текущие расходы --24%.

Последствия деятельности и аварий на ПО «Маяк»

Вследствие сбросов радиоактивных отходов и весенних паводков загрязнению подверглись не только воды рек Теча и Исеть, но и прибрежные территории. Облучение населения в большей степени произошло в период основных сбросов жидких отходов до 1952 года. Наибольшие дозы облучения были получены населением, проживающим на этих реках, особенно в населенных пунктах, расположенных в верхнем и среднем течении реки Теча. Максимальному облучению подверглись жители первого по течению села Матлино (1,4 Зв), население на протяжении 18 - 88 км реки получило эффективную дозу облучения в пределах 0,2 - 1,2 Зв, в нижнем течении - до 0,1 Зв. Эффективные дозы у населения, проживающего на реке Исеть, были примерно в 5 - 10 раз меньше, чем у населения в нижнем течении реки Теча. Радиационному воздействию подверглись жители, проживающие в пойме реки на территории Челябинской и Курганской областей, из них большие дозы получили 28 тыс. человек. Было зарегистрировано 935 случаев заболевания хронической лучевой болезнью.

Последствия деятельности ПО «Маяк» усугубляются тем, что сложившаяся в регионе радиационная обстановка обусловлена наличием долго живущих радионуклидов. Это приводит к длительному сохранению радиационного риска для населения.

Что касается аварии 1957 года, то дозы облучения населения региона были значительно меньшими по сравнению с дозами, полученными от сбросов радиоактивных отходов в реку Теча. Значительную роль в снижении облучения населения после аварии обеспечили экстренная эвакуация и отселение жителей в начальный период аварии.

Ветровой разнос 1967 года не привел к серьёзным радиологическим последствиям. Прирост годовой дозы облучения в наиболее загрязненной части территории был в первый год на уровне 0,08 - 0,1 Зв/год, в последующие год уровень снизился на 2 - 3 порядка.

Анализ и предложения по реабилитации территорий

Из всех радиационно-опасных объектов ПО «Маяк» является в настоящее время крупным и неблагополучным в мире и повышенного требует внимания.

Цели, которые ставились программами реабилитации Уральского региона, не были достигнуты по причине финансирования программных мероприятий не в полном объеме.

Проведенный анализ данных по Уральскому региону, в том числе институтом проблем развития атомной энергетики Российской Академии наук, показал, что негативные последствия деятельности ПО «Маяк» и их потенциальная опасность для окружающей среды и населения требуют продолжение мер по реабилитации населения и территорий, а также исключению возможных катастроф.

Основными целями реализации программных мероприятий остается обеспечение безопасного проживания населения в зоне влияния ПО «Маяк» и исключение возможности повторения крупномасштабных аварий и катастроф.

Первой целью для достижения безопасности проживания населения и исключения возможности новых катастроф могут быть следующие мероприятия:

§ сохранение системы контроля радиоактивных веществ в природной среде;

§ поддержание в надлежащем состоянии гидротехнических сооружений, проведение противопожарных мероприятий в лесах, предупреждение несанкционированной сельскохозяйственной и заготовительной деятельности (рыболовство и охота) в санитарно- защитной зоне, контроль сельскохозяйственной продукции в прилегающих регионах и радиационно-гигиенический контроль;

§ медицинское наблюдение и реабилитация лиц, в наибольшей степени подвергшихся радиационному воздействию;

§ поддержание научного потенциала в регионе по проблемам радиационной медицины и экологии;

§ социально-психологическая реабилитация населения.

Вторая цель (средне срочная) улучшение ситуаций за счет активных действий в части перевода потенциально опасных открытых и полуоткрытых источников в более безопасные формы, создание дополнительных барьеров во избежание загрязнения окружающей среды, возврата в хозяйственную деятельность сельскохозяйственных, лесных, водных и других природных ресурсов, социально-экономическая реабилитация региона.

Достижение этой цели требует выполнения следующих мероприятий:

§ завершение ликвидации акватории водоема Карачай и перевод жидких радиоактивных отходов в более безопасные формы, полное прекращение сброса жидких радиоактивных отходов;

§ создание дополнительных гидротехнических сооружений на Теченском каскаде водоемов;

§ возврат в хозяйственную деятельность сельскохозяйственных, лесных, водных и других природных ресурсов;

§ социально-экономическая реабилитация регионов.

Третья цель (долгосрочная) радикальное изменение ситуации путем безопасной изоляции всех радиоактивных объектов, очистка верховья реки Теча, стабилизация ее гидрологического режима, сохранение заповедного режима на небольшой части загрязненной территории, а также снятие ограничений хозяйственной деятельности на остальных территориях.

Заключение

Исходный радионуклидный состав аварийного выброса в атмосферу в зоне Восточно-Уральского радиоактивного следа характеризуется преимущественным содержанием короткоживущих радионуклидов. Однако большой период полураспада стронция-90 явился причиной длительного существования Восточно-Уральского радиоактивного следа.

При установлении его границ в 1958 году была принята плотность загрязнения, равная 2 Ku/км² по стронцию, обеспечивающая длительное безопасное проживание населения. При этом площадь территории следа составляла около 1000 км² при длине 105 км и ширине 8-9 км.

На рассматриваемой территории к моменту аварии было размещено 23 населенных пункта сельского типа.

Согласно оценкам, без применения мер радиационной защиты дозы облучения населения, проживавшего в головной части следа (деревни Бердениш, Сатлыкова, Галикаева), могли бы достигнуть спустя 10 суток 80-100 бэр по эффективной эквивалентной дозе, а год спустя - 320-780 бэр.

На основе предварительных оценок дозы облучения, было принято решение об эвакуации 1100 человек, проживавших в деревнях Бердениш, Сатлыкова и Галикаева, расположенных на расстоянии 12-23 км от источника выброса. Эвакуация была проведена в течение 7-10 суток. За период, предшествовавший эвакуации, население этих деревень получило среднюю эффективную эквивалентную дозу около 50 бэр (максимальную до 100 бэр). Население других деревень общей численностью 9600 человек было выселено в течение первых полутора лет после аварии.

Другие экстренные меры включали в себя дезактивацию загрязненных территорий (в 1957 году удалено около 320 тыс.м³ грунта, привезено для засыпки около 420 тыс.м³ чистого грунта, проведена дезактивация моющими средствами автомобильного и железнодорожного транспорта и т.д.). В течение 1958-1959 годов специальными механизированными отрядами в населенных пунктах была произведена ликвидация и захоронение строений, дезактивация территории. Пахотные угодья на территории около 20000 га были подвергнуты перепашке, частично глубокой.

С 1961 года было начато восстановление использования земель ВУРСа. Сейчас благодаря практическим реабилитационным мероприятиям, разработанным и реализованным специалистами Опытной научно-исследовательской станции ПО "Маяк" (ОНИС), в использование вовлечено 82 процента площади территории ВУРС. На остальной части территории площадью 180 км², относящейся к головной, наиболее загрязненной части следа, хозяйственное использование земель до сих пор ограничено. Эта территория используется для научных исследований. Населенные пункты не восстановлены.

Несмотря на значительные усилия, предпринимаемые по реабилитации населения и территорий, пострадавших вследствие деятельности ПО «Маяк» её последствия сказываются до настоящего времени.

Литература

1. «Российская газета» №8 10 апреля 2001г.

2. Сборник «Техногенные катастрофы»

3. Ю. А. Мамонтов »О социальной и радиоционной реабиоитации территорий Курганской области пострадавших вследствии деятельности ПО «Маяк»

4. Н. П. Иванов «Вопросы экологии Зауралья»

5. «Охрана окружающей среды» (стат. упр. 1991 г.)

6. Л. А. Кульский « Проблемы чистой воды»

7. Рохлин А. "Спящая красавица: за 29 лет до Чернобыля ядерную аварию репетировали на Урале"