Авария на АЭС «Фукусима-1» после землетрясения и последовавшие за этим выбросы и утечка вод охлаждения реакторов, породила множественные прогнозы, опасения, домыслы и даже спекуляции на тему радиационного загрязнения территорий, акваторий и водных биоресурсов Дальнего Востока. Прошло два месяца после японской трагедии и необходимо разобраться в том, насколько реальна и возможна угроза для населения, вод и промысловых объектов. Особенно актуален этот вопрос для ближайшей к Японии Сахалинской области. Поэтому в Сахалино-Курильском регионе организован всесторонний контроль и за радиоактивной ситуацией, в целом, и радиологический анализ проб объектов и районов промысла. Цель настоящего анализа заключается в оценке существующего уровня загрязнения окружающей среды по доступным информационным источникам, выявлении потенциально опасных районов и возможных путей поступления радиоактивных изотопов с объектами промысла, для оптимизации и повышения эффективности контроля.
Общие риски
Общая схема направления движения воздушных масс и морских течений направлена на восток от места трагедии. По оценкам американских экспертов в шкале рисков высокого уровня радиоактивного загрязнения находятся прибрежные воды Хонсю и открытые воды Тихого океана к востоку от АЭС «Фукусима-1». К среднему уровню относятся акватории прилежащие к островам Хоккайдо,
Южным Курильским и океанские воды, расположенные к юго-востоку. Низкий риск заражения акваторий прогнозируется вплоть до Алеутской гряды (рис. 1).
Рисунок 1.
Ситуация в районе Фукусимы
Для начала попробуем проанализировать ситуацию непосредственно в районе катастрофы. Источником информации являются японские и американские исследования.
По приводимым американским департаментом энергетики данным на 07 апреля т.г. в результате 262 часов полетов, более 100000 замеров радиационного уровня и анализа 240 проб за пределами 25 мильной зоны не выявлено уровня радиации, требующего эвакуации или переселения людей (рис. 2).
Рисунок 2.
Для сравнения средний американец получает дозу 620 mRem в год или 0,071 mRem в час (10 mRem за сеанс рентгена или 2,5 mRem во время трансатлантического перелета) (источник - NRC: http://nrc.gov/images/about-nrc/radiation/factoid2-lrg.gif). Следовательно, относительно «безопасная» зона лежит за пределами примерно 100 км от источника (рис. 2).
Важно отметить, что после 19 марта общий уровень радиации на территории постоянно снижается (рис. 3).
Рисунок 3.
По другим данным, к примеру, на 19 апреля получаемая населением доза радиации за пределами примерно 30 км зоны составляла в среднем ниже 10 мЗв в час (рис. 4), а на расстоянии около 50 км – ниже 1 мЗв в час. Для сравнения «естественная» доза оценивается в 2400 мЗв в год или примерно 0,27 мЗв в час (полет на самолете 200 мЗв, рентген внутренних органов 600 мЗв) (источник – MEXT: http://mext.go.jp).
Помимо этих данных в приведенной ссылке заинтересованные специалисты могут найти информацию по результатам исследований образцов почв и растений.
Рисунок 4.
Для целей нашего анализа не менее важной является задача оценки уровня загрязнения морских вод в районе острова Хонсю и прилегающих акваторий.
Контроль радиационной обстановки в море (источник: http://www.mext.go.jp/english/radioactivity_level/detail/1304192.htm) осуществляется на удалении 25 морских миль от АЭС «Фукусима-1». Для определения общего радиационного фона были выставлены автоматические буи и производится регулярный отбор проб воды для определения основных изотопов: I-131, и Cs-137 (с мая и Cs134). В марте пробы отбирались на 8 станциях. На рисунке 5 приведено расположение станций (далее используется последовательная нумерация с севера на юг) и результат определения содержания радионуклидов в воде 24 марта 2011 г. С апреля мониторинг проводился уже на 12 станциях, добавились по 2 на севере (А и В) и юге (9, 10), расположенные перпендикулярно по направлению к берегу. Пробы отбирались по слоям (у поверхности, с толще воды и у дна).
Рисунок 5.
Принятые в Японии нормативы содержания радиоизотопов в «дренажных водах с ядерных объектов» составляют 40 Бк/л для I-131 и 90 Бк/л для Cs-137. При этом, для питьевой воды установлены пределы в 200 и 300 Бк/л, соответственно.
Обратимся к динамике загрязнения водной толщи за период наблюдений c 23.03 по 08.05.2011. На рисунке 6 приводится общее, осредненное по пятидневкам и слоям содержание радиоактивных изотопов в воде.
Средний уровень загрязнения по йоду лишь в самом начале достигал нормативного значения, а по цезию всегда был значительно ниже. При этом максимальные значения в отдельных пробах достигали 161 Бк/л по I-131 и 186 Бк/л по Cs-137 (16.04.2011).
Рисунок 6.
Кроме того, мы проанализировали основные направления распространения загрязнения. В течение рассматриваемого периода основной перенос как изотопов I-131 так и Cs-137 наблюдался в восточном направлении (рис. 7).
Рисунок 7.
Условные обозначения: «С-С-В» - ряд усредненных значений для станций расположенных в направлении на север и северо-восток от АЭС (№А, В, 1, 2); «В-В» - ряд значений для станций, расположенных по направлению на восток (№3-6); «Ю-В_Ю» - ряд значений для станций, расположенных на юго-восток – юг (№7-10)
В связи с меньшим периодом полураспада содержание радиоактивного йода уменьшается значительно быстрее. По состоянию на 08.05.2011 содержание I-131 в воде было ниже предела обнаружения, максимальное содержание Cs-137 - 10,7 Бк/л, а среднее содержание за период 05-09.05.2011 – 2,2 Бк/л.
Распространение радиоактивных изотопов
Воздушные массы По натурным данным множества станций контроля состояния атмосферного воздуха, разработано несколько моделей, симулирующих распространение изотопов с воздушными массами. Как показано на рисунке 8 загрязнение распространяется достаточно широко – острова Хоккайдо, южные Курильские, Сахалин, Приморский и Камчатский край достаточно часто подвергаются воздействию (источник: http://www.weatheronline.co.uk/weather/news/fukushima =en&VAR=euradsfc&HH=0).
Рисунок 8.
В качестве примера по данным о фактических выбросах за 14-16.05.11 на 16-18.05.2011 представлено ожидаемое распространение I-131 рассчитанное для всего воздушного столба в значениях Бк/м
². В соответствие с нормативами, принятыми в РФ (НРБ-99/2009) для критических групп населения (дети) установлены ограничения на поступление с воздухом 1,4*10
4 Бк/год, а допустимая среднегодовая объемная активность в воздухе составляет 7,3 Бк/м
³ (соответствует на рисунке примерно красному цвету, при условии постоянного нахождения в данной зоне).
Таким образом, значимое содержание радиоактивных изотопов в воздухе, несмотря на широкое распространение, наблюдалось за рассматриваемый период регулярно для акватории восточного побережья Хонсю, периодически - Хоккайдо и, в меньшей степени, южных Курильских островов. В данных районах возможно выпадение радионуклидов с осадками на акваторию с последующим включением в пищевые цепи и аккумуляцией в тканях промысловых объектов.
В настоящем обзоре мы не претендуем на полноту и всесторонность анализа ситуации на территории Сахалинской области, надеемся коллеги из СахУГМС и ЦГСН нас дополнят, а возможно и поправят.
Водные массы Распространение радиоактивных изотопов с водными массами носит гораздо более локальный характер. Рассмотрим вероятность распространения радиоактивных изотопов с точки зрения известных данных о течениях в рассматриваемом регионе.
В Японском море у западного побережья о. Хонсю с юга на север движется водная масса Цусимского течения. Одна ветвь, наибольшая по объему переноса, выходит между островами Хонсю и Хоккайдо в Тихий океан. Другая ветвь несет водные массы дальше на север в Татарский пролив и пролив Лаперуза (последнее переходит в течение Соя). В Тихом океане, воды Курильского течения (Ойясио) движутся с тихоокеанской стороны вдоль средних и затем южных Курильских островов к восточному побережью о. Хоккайдо, где сливаясь с водами, поступающими из Сангарского пролива, образуют поток на юг. Здесь, у восточного побережья Хонсю, они встречаются с движущимися с юга водными массами течения Куросио. Отсюда образуется направленный на восток поток, именуемый Северо-Тихоокеанским течением (рис. 9) (источник: Истоки Ойясио / Ред. В. Р. Фукс, А. Н. Мичурин. – С.-Пб.: 1997. – 248 с.).
Рисунок 9.
Таким образом, существующая система течений практически исключают попадание загрязненной радионуклидами воды у восточного побережья о. Хонсю на акваторию Сахалино-Курильского региона, за исключением южных Курильских островов, куда она гипотетически может попасть с меандрами Куросио.
Моделирование распределения изотопов цезия по акватории на 01 и 31 мая 2011 г. в районе о. Хонсю (рис. 10) подтверждает сделанные ранее заключения о наблюдаемом переносе в восточном и юго-восточном направлении в соответствие с течениями (источник: http://www.mext.go.jp/component/english/_icsFiles/afieldfile /2011/05/05/1305757_0429.pdf).
Рисунок 10.
Условные обозначения: значение индекса 1 соответствует нормативу содержания 90 БКл/л
Текущая ситуация радиоактивного загрязнения на о. Хоккайдо
Рассмотрим ситуацию в наиболее близком к нам и потенциально опасном районе – на тихоокеанском побережье Хоккайдо (таблица 1). (Источник: http://www.pref.hokkaido.lg.jp/kst/rom/Russian/radmat_inmarineprod_Russian.htm).
Таблица 1.
Объект |
Район |
Дата |
Значение, мкГр/час |
Историч. |
Воздух |
Нэмуро |
11.05.11 |
0,034-0,036 |
0,006-0,169 |
Вода |
Муроран |
26.04.11 |
I-131, Бк/л |
Cs-134 Бк/л |
Cs-137 Бк/л |
не выявлен |
не выявлен |
не выявлен |
Норма |
(40) |
(60) |
(90) |
Кета, дрифтер |
Т/о побережье |
15.04.11 |
не выявлен |
- |
0,45 |
Норма |
2000* |
- |
500 |
* В РФ согласно НРБ-99/2009 ограничение по употреблению продуктов питания вводится в обязательном порядке при величине 10 кБк/кг, по усмотрению уполномоченного органа - при 1 кБк/кг (1000 Бк/кг) Содержание радиоактивных изотопов в воздухе находилось в пределах исторически наблюдаемых значений. Отсутствие изотопов в воде на момент отбора проб вполне объяснимо, с учетом невысоких значений даже в прибрежье о. Хонсю и рассмотренной выше схемой течений. Содержание изотопов Cs-137 в рыбе составляло менее 1/1000 от норматива. Несмотря на «разовый» характер данных, можно предположить, что уровень радиационного загрязнения на о. Хоккайдо не превышает фоновый.
Таким образом, все результаты подтверждают ожидаемые риски распространения радиоактивного загрязнения в основном в восточном направлении.
Результаты мониторинга объектов и районов промысла
По информации Россельхознадзора, собираемой по всему ДВ региону, включая Приморский, Хабаровский и Камчатский край, Чукотский АО и Еврейской АО, Сахалинскую и Магаданскую область, в промысловых объектах уровень радиационного загрязнения «не превышает ПДУ».
К сожалению, проанализировать количественные данные по содержанию радионуклидов в промысловых объектах и районах промысла на акваториях Сахалино-Курильского региона, особенно тихоокеанской стороны южных Курильских островов, сравнить значения по районам и проследить изменения во времени не представляется возможным, поскольку в еженедельно обновляемой базе не приводятся значения результатов анализов (источник: htpp//www.primnadzor.ru).
Водные биоресурсы подлежащие радиационному контролю
В своих материалах, подготовленных по запросу МЧС, мы указывали основные виды водных биоресурсов, мигрирующих из прилежащих к Японии акваторий (прилагается). Эти виды теоретически могут принести радионуклиды «на себе» или «в себе», пройдя через загрязненные воды и смежные акватории или получив опасные изотопы через корм (планктон, микронектон). Среди них, согласно данным системы «Рыболовство», основу уловов сахалинских рыбаков в последние годы составляют лососи, минтай и сайра. В меньшей степени осваиваются запасы трески, наваги, камбалы, южного одноперого терпуга, лемонемы, кальмаров. Практически не добывались или добывались в очень незначительных количествах такие объекты, как анчоус, скумбрия, ставрида и сардина-иваси. Среди объектов любительского и спортивного рыболовства следует указать симу. Кроме того, в районе южных Курильских островов добываются не совершающие миграций промысловые беспозвоночные – колючий краб, морской еж и гребешок, а также ламинария.
По запросу Сахалино-Курильского территориального управления Росрыболовства были подготовлены материалы о сроках и путях миграций различных группировок тихоокеанских лососей в Сахалино-Курильском регионе (прилагается).
Для разработки комплексной программы мониторинга на территории Сахалинской области в Роспотребнадзор было подготовлено письмо с обоснованием перечня промысловых объектов, районов и периодичности осуществления контроля (прилагается).
Резюмируя вышеизложенное можно сделать следующее заключение.
Промысловые объекты,
обитающие во внутренних водах, прибрежной зоне Сахалина, средних и северных Курильских островов можно проконтролировать однократно (не чаще одного раза в квартал), поскольку радиационный уровень на указанных территориях и прилегающих акваториях настолько низок, что аккумуляция в тканях не прогнозируется. Существующая система течений практически исключает у обитающих в указанных районах ВБР контакт с водой, загрязненной радионуклидами у побережья о. Хонсю.
В
прибрежные районы южных Курил гипотетически может попасть вода из опасного района с меандрами Куросио и поступлением изотопов с воздушными массами, но даже в этом случае концентрации будут незначительными. Вероятно, достаточно проверять из обитающих здесь и не мигрирующих объектов - ламинарию, гребешка, морского ежа и колючего краба, с периодичностью один раз в месяц.
Основное внимание следует уделить тем
мигрирующим видам водных биоресурсов, которые хотя бы теоретически могут принести радионуклиды «на себе» или «в себе», пройдя через загрязненные воды и смежные акватории или получив опасные изотопы через корм (планктон, микронектон), т.е. как показано выше из потенциально опасного района у восточного побережья о-вов Хонсю и Хоккайдо, где происходит смешение вод течений Ойясио и Куросио.
В мае-июне начинается лососевая путина, связанная с подходами симы и горбуши ранней летней группировки. Уловы горбуши ставными неводами будут невелики и локализованы преимущественно на юго-западе Сахалина. Сима будет попадаться в прилове, но массово вылавливаться рыбаками-любителями в сахалинских реках.
В июле япономорская горбуша в уловах сменится океанской группировкой, угроза заражения которой невелика, как мигрирующей намного севернее потенциально опасной зоны. Следовательно, периодичность отбора проб может быть уменьшена.
Минтай, сайру, тихоокеанского кальмара и кальмара Бартрама из Южно-Курильской зоны следует проверять начиная с середины лета (с момента появления в уловах). Рекомендации сведены в таблицу (2).
Таблица 2.
Вид |
Месяц |
май |
июнь |
июль |
август |
Сима, горбуша, кета |
Один раз в неделю - Сахалин, Ю.Курилы |
Один раз в неделю - Сахалин, Ю.Курилы |
Два раза в месяц - Сахалин, Ю.Курилы |
Два раза в месяц - Сахалин, Ю.Курилы |
Минтай, сайра |
- |
- |
Один раз в неделю - Ю.Курилы |
Два раза в месяц - Ю.Курилы |
Кальмары тихоокеанский и Бартрама |
- |
- |
Один раз в неделю - Ю.Курилы |
Два раза в месяц - Ю.Курилы |
Все вышесказанное справедливо для текущей ситуации на АЭС «Фукусима-1». Если положение будет ухудшаться и, в особенности, если мониторинг опасного района прибрежья вокруг станции даст опасные концентрации радионуклидов или же их обнаружат в пробах ВБР из Сахалино-Курильского региона, то периодичность и масштабы взятия проб, бесспорно, следует пересмотреть.