Доклад ФГУП «СахНИРО»: о мониторинге возможного радиационного загрязнения водных биоресурсов на территории Сахалинской области

(13.05.2011)

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).

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).

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).

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.

Рис. 4
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).

Рис. 5
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).

Рис. 6
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).

Рис. 7а
Рис. 7б
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).

Рис. 8а
Рис. 8б
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/м². В соответствие с нормативами, принятыми в РФ (НРБ-99/2009) для критических групп населения (дети) установлены ограничения на поступление с воздухом 1,4*104 Бк/год, а допустимая среднегодовая объемная активность в воздухе составляет 7,3 Бк/м³ (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.).
Рис. 9
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).

Рис. 10
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.


Отв. исполнитель:
Зам. директора, к.б.н. А. Д. Саматов

Исп.:
П. М. Василец, к.б.н., зам. директора
В. В. Лапко, к.б.н., зам. директора



Вернуться на сайт СахНИРО