Бесплатный автореферат и диссертация по географии на тему

Радиационное загрязнение Кольского и Мотовского заливов Баренцева моря

ВАК РФ 11.00.11, Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов

Автореферат диссертации по теме "Радиационное загрязнение Кольского и Мотовского заливов Баренцева моря"

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

На правах рукописи

НАМЯТОВ АЛЕКСЕЙ АНАТОЛЬЕВИЧ

РАДИАЦИОННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ КОЛЬСКОГО И МОТОВСКОГО ЗАЛИВОВ БАРЕНЦЕВА МОРЯ

11.00.11. Охрана окружающей среды и рациональное использование природных ресурсов.

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

Санкт-Петербург 1998

Работа выполнена в Мурманском морском биологическом институте Кольского научного центра Российской академии наук.

Научный руководитель: директор ММБИ, академик РАН,

профессор, д,г.н. Г.Г. Матишов

Официальные оппоненты: доктор биологический наук,

Дричко Владимир Федорович

кандидат географических наук Павлов Владимир Кузьмич

Ведущая организация: Радиевый институт им. В.Г. Хлопина

Защита состоится <<___7 » ^Р^с/1998 г. в И на заседании диссертационного совета Д 063. 57.16. по защите диссертаций на соискание ученой степени доктора географических наук в Санкт-Петербургском государственном университете по адресу: 199178, Санкт-Петербург, 10 линия В.О., д.ЗЗ. ауд. 74.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного университета Автореферат разослан «¿^^ » 1998 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат географических наук -

Г.И. Мосолова

Общая характеристика работы. Актуальность темы. В последние 50 лет, с началом использования ядерной энергии - испытаний ядерного оружия; строительство и эксплуатация атомных электростанций и судов с ядерными энергетическими установками и сопутствующей их инфраструктурой, привело к образованию источников радиационного загрязнения. В зависимости от масштабов воздействия, их можно разделить на глобальный, региональный и местный, хотя такое деление иногда носит или временный или условный характер. Глобальный тип источника определяется атмосферными выпадениями, которые составляют искусственные радионуклиды, попавшие в атмосферу в период атмосферных ядерных испытаний и аварий. Региональный тип определяется речным транспортом искусственных радионуклидов, поступающих в речную систему с площади водосбора реки. Кроме того, для Северного, Норвежского, Баренцева, Карского и Белого морей характерно наличие искусственных радионуклидов, сброшенных западноевропейскими перерабатывающими заводами Великобритании и Франции.

Оба вышеперечисленных источника довольно хорошо изучены. Для Кольского полуострова, одним из важных видов деятельности в прибрежных водах Баренцева моря, является деятельность, связанная с эксплуатацией транспортных реакторных установок и сопутствующая ее инфраструктура. На этой акватории находится более 10 мест, где расположены радиационно опасные объекты. Естественно, вопрос о вкладе такого вида источников, в общий уровень загрязнения окружающей среды, не может не вызвать как научного, так и практического интереса

Цель и задачи работы: оценить современный и потенциальный вклад локальных источников радиационного загрязнения, расположенных на акваториях Кольского и Мотовского заливов, в общий уровень радиационного загрязнения этого региона. В связи с этим поставлены задачи

1. Дать обзор действующих и потенциальных источников радиационного загрязнения на данной акватории;

2. Изучить уровень радиационного загрязнения искусственными радионуклидами на открытых акваториях Кольского и Мотовского заливов, а также на акваториях радиационно-опасных объектов;

3. Оценить мощность эквивалентной дозы, которую может получить (или получает) население на основании современных уровней радиационного загрязнения (по трофической цепи вода - рыба - человек);

4. Оценить мощность эквивалентной дозы, получаемую населением от действующего источника (по трофической цепи вода - рыба - человек);

5. Оценить влияние потенциальной аварии.

Материалы в методы, В основу диссертации положены материалы, полученные в результате экспедиционных исследований Мурманского морского биологического института в Кольский и Мотовский заливы, а также прилегающие акватории Баренцева моря. В работе использованы также материалы, полученные и опубликованные автором, в период работы в Мурманском УГМС, а также данные других литературных источников.

Личный вклад автора. В основу работы положены исследования автора о вкладе РТП «Атомфлот» в уровень радиационного загрязнения Кольского залива. Непосредственное участие в экспедиционных исследованиях ММБИ и обобщении материалов по изучению радиационного загрязнения Кольского и Мотовского заливов. Разработка боксовой модели Кольского залива и на ее основе оценка реальных величин мощности эквивалентной дозы по трофической цепи вода - рыба - человек, которую получает население от действующих источников или которую может получить от потенциального источника. Научная новизна:

• на основании систематизации литературных данных произведен анализ Источников радиационного загрязнения исследуемой акватории, приведены данные о расположении радиационно-опасных объектов, примерные объемы и нуклидный состав хранящихся радиоактивных отходов, а также состав и объемы сбрасываемых искусственных радионуклидов;

• впервые произведена оценка поступления искусственных радионуклидов в Кольский залив с атмосферными выпадениями, речным стоком, водообменом с открытой частью Баренцева моря;

• впервые показан реальный уровень содержания искусственных радионуклидов в воде, донных отложениях и водорослях, вблизи действующих радиационно-опасных объектов на данной акватории;

• произведена оценка мощности эквивалентной дозы для населения, по трофической цепи вода-рыба-человек, при современном уровне радиационного загрязнения, для исследуемой акватории;

• на основании метода боксового моделирования произведена оценка вклада источника поступления искусственных радионуклидов РТП «Атомфлот», в общий уровень радиационного загрязнения, а также влияния потенциальной аварии, связанной с выходом искусственных радионуклидов в морскую среду Кольского залива.

Основные защищаемые положения.

• Объем радиоактивных отходов на территории Мурманской области увеличивается и эта тенденция в ближайшее время будет продолжаться;

• На акваториях Кольского и Мотовского заливов обнаружены искусственные радионуклиды, обусловленные местными источниками радиационного загрязнения.

• Формирование областей распространения и накопления искусственных радионуклидов определяется взаимодействием антропогенных и природных факторов.

• Мощности эквивалентных доз, для отдельных акваторий исследуемого региона, обусловленные современным уровнем радиационного загрязнения, значительно ниже, чем от природных источников. Практическая значимость работы. Результатом исследований является оценка вклада радиационно-опасных объектов, расположенных на побережье и акватории Кольского и Мотовского залива в общий уровень радиационного загрязнения исследуемой акватории. Содержащиеся в работе данные и выводы могут послужить основой для организации радиационного мониторинга в прибрежных водах Баренцева моря и оценки последствий мероприятий, связанных с попаданием искусственных радионуклидов морскую среду региона

Апробация работы в публикации. Основные положения и отдельные результаты работы докладывались и обсуждались на: - Российско -Норвежском семинаре «Природные условия Карского и Баренцева морей» (Санкт-Петербург, 28 февраля - 2 марта 1995); - семинаре морской лаборатории МАГАТЭ (IAEA-MEL, Монако, январь 1995); - второй конференции по радиационному загрязнению Арктики (Осло, 1995); -конференции «Современное состояние и перспективы исследований экосистем Баренцева, Карского морей и моря Лаптевых» (Мурманск, октябрь 1995); - конференции «Переработка отходов от утилизированных атомных подводных лодок на северо-западе России» (Киркенес, июнь 1996); - третьем съезде по радиационным исследованиям (Москва, октябрь 1997); - конференции «Экологический мониторинг морей западной Арктики» (Мурманск, октябрь 1997); - заседании Ученого совета ММБИ; - заседании кафедр океанологии и геоэкологии Санкт-Петербургского государственного университета

По теме диссертации в нашей стране и за рубежом опубликовано 12 работ, в том числе 1 препринт.

Структура и объем работ. Диссертация состоит го введения, пяти глав, выводов, рекомендаций и списка литературы. Общий объем работы 191 страница, включает 44 рисунка и 30 таблиц. Список литературы составляет 107 наименований.

Автор считает своим долгом выразить глубокую признательности руководителю диссертационной работы, директору ММБИ, академик? РАН, доктору географических наук, профессору, Г.Г. Матишову. & постоянную помощь в проведении исследований и всесторонню» поддержку в работе над диссертацией я искренне благодарен зам директора ММБИ, к.г.н. В.В. Денисову, зам. директора ММБИ, к.м.н B.C. Зензерову, зав. лабораторией ММБИ, к.г.н. Д.Г Матишову, зам директора ММБИ, к.г.н. B.C. Петрову, зав. лабораторией ММБИ, к.г.н Г.В. Ильину, заведующему кафедры океанологии Санкт-Петербургского университета, к.г.н. В.В. Ионову, профессору кафедрн океанологии Санкт-Петербургского университета, В.Р. Фуксу. В свош исследованиях автор сотрудничал с коллегами из Радиевого институт! им. В.Г. Хлопина профессором Ю.В. Кузнецовым и к.х.н. В.К Легиным, которым также выражает свою признательность.

Основное содержание работы.

Глава 1. ИСТОЧНИКИ РАДИАЦИОННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ.

1.1. Расположение раднационно опасных объектов.

Вот уже более 35 лет в прибрежных водах Баренцева моря базируются военные и гражданские суда с ядерными энергетическими установками. Первые атомными подводные лодки появились в 1958 г. (Nilsen, Borner, 1994), а первый атомный ледокол "Ленин" появился в 1959 г. Основными потенциальными источниками радиационного загрязнения Кольского и Мотовского заливов являются воешше и гражданские базы кораблей и судов с ядерными энергетическими установками, судоремонтные заводы, где производится их ремонт и техническое обслуживание, места временного хранения радиоактивных отходов и отработавшего ядерного топлива. Всего на акватории и побережье Кольского и Мотовского заливов насчитывается 10 мест, где расположены радиационно опасные объекты. Это гг. Мурманск, Ссвероморск, Полярный, губа Сайда, Гаджиево, губа Оленья, губа Пала, Западная Лица, а также губы Ура и Ара.

1.2. Характеристики радиоактивных отходов яа побережье Кольского и Мотовского заливов.

На территории баз и судоремонтных заводов образуются все типы радиоактивных отходов (Коломиец, Самородов, Филиппов, 1993) - отработанное ядерное топливо (ОЯТ), газообразные радиоактивные отходы (ГРО), жидкие радиоактивные отходы (ЖРО), твердые радиоактивные отходы (ГРО).

Отработавшее ядерное топливо (ОЯТ). Всего, к 1995 г ВМФ России имел 30т отработавшего ядерного топлива, что составляло 35000 отработанных тепловыделяющих сборок (ОТВС), общая активность которых составляла 1.5 х 107 Ки (Федеральная целевая программа..., 1995). Больше половины ОТВС хранится на базах Северного флота. Если обобщить все литературные источники, то суммарная активность отработавшего ядерного топлива в хранилищах, на данной акватории, составляет около 9 х 106 Ки (333 х 1015 Бк).

Твердые радиоактивные отходы (ТРО). Общая активность ТРО в хранилищах на побережье Кольского и Мотовского заливов примерно составляет 2.12 х 104 Ки (0,78 х 1015 Бк).

Активность газообразных выбросов на атомных ледоколах практически полностью определяется инертными радиоактивными газами и изменяется в пределах 1-10 Ки в год (37 109 - 370 109 Бк/год). При хранении отработавшего ядерного топлива на птб "Имандра" (РТП «Атомфлот) газовый выход почти полностью определяется криптоном-85. За весь период хранения, из одной отработанной активной зоны, вы-

ходит нс более 10 Ки (370 109 Бк). При всех технологических операциях концентрации радионуклидов в воздухе не превышают допустимую (Коломиец, Самородов, Филиппов, 1993) действующими нормами радиационной безопасности НРБ-76/77 Дкб (Нормы..., 1988).

В настоящее время количество жидких радиоактивных отходов (ЖРО) па Северном флоте оценивается порядка 7000м3 с суммарной активностью 0.1 Ки. Примерный объем ЖРО, хранящихся на береговых хранилищах различных военно-морских баз составляет: Гаджиево -200м3 (Nilsen, Borner, 1994); Губа Пала - З2м3 (Nilsen, Borner, 1994); Мурманск (завод "Севморпуть") - 2м3 (Nilsen, Borner, 1994); Губа Сайда -200м3 (Cross-Border, 1995).

1.3. Источника поступления искусственных радионуклидов.

При сравнении вклада глобального, регионального и местного типов источников поступления искусственных радионуклидов в Кольский залив, для таких радионуклидов как137Cs и "Sr, то наибольший объем составляет их поступление го Баренцева моря, где эта величина для 137Cs составляет 2.3х1012' а для wSr - 1.8х1012 Бк/год. Далее, по величине вклада этих нуклидов, находится речной сток с площади водосбора, где эти величины составляют 2.6 х1010 и 1.3 хЮ" Бк/год соответственно. Атмосферные выпадения составляют 4.9 хЮ8 и 1.7 хЮ8 Бк/год соответственно. И в сбросах РТП "АТОМФЛОТ" эти величины, в среднем за период сброса, составляют 1.6х107 и 7.6х10? Бк/год

Глава 2. МЕТОДЫ ОТБОРА И АНАЛИЗА ПРОБ.

В период экспедиций отбирались пробы воды, донных отложений и водорослей.

Пробы воды для гамма-спектрометрического анализа составляли 100 л. Отобранные пробы первоначально фильтровались через фильтр «синяя лента», а затем пропускались через сорбент Kalium-Hexacyano-Ferrat-Cobaltat, используемый в Германском морском гидрографическом агентстве (Federal Maritime and Hydrographie Agency) (Investigation...,1997).

Пробы донных отложений отбирались при помощи дночерпателей «ван-Вина», «Океан» и коробчатого дночерпателя. Далее производился отбор поверхностного слоя (0-2 см).

Отбор проб водорослей производился на литорали. Были отобраны два вида водорослей - laminaria sacharïna и fucus vesiculosus.

Гамма-спектрометрический и радиохимический анализы проводились в нескольких лабораториях - Радиевом институте им. В.Г. Хлопина (г. Санкт Петербург), в лаборатории атмосферного и радиационного мониторинга (Мурманское управление гидрометеослужбы) и в морском гидрографическом агентстве (Германия). Отобранные пробы высушивались при температуре не превышающей 105°С. Полученные образцы из-

мельчались и поступали на измерения. Во всех случаях применялся гамма-спектрометр с Ge(Li) детектором.

Гранулометрический анализ проводился в Мурманском морском биологическом институте с использованием стандартной методики (Кленова, 1948).

Радиохимическое определение 239,240 Ри проводилось в Радиевом институте им. В.Г. Хлопина и в НПО «Тайфун» (г. Обнинск).

Определение температуры и солености проводилось на борту судна в период экспедиции по стандартным методикам.

Глава. 3. ФИЗИКО - ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ И ГИДРОЛОГИЧЕСКАЯ ХАРАКТЕРИСТИКИ РАЙОНА ИССЛЕДОВАНИЙ.

«По геоморфологической классификации участок Мурманского побережья от Финмаркет до Кольского залива относится к типу с фьордовым расчленением берега» (Каплин, 1962; Берега..., 1991). Понятие «физико-географическая характеристика» является очень обширным и поэтому, в работе приведены только те характеристики, которые или используются в дальнейшем или дополняют представленные в данной работе материалы исследований. Так, для создания боксовой модели нам необходимы реальные величины морфометрических и динамических характеристик. Для оценки мощности эквивалентных доз, по трофической цепи вода - рыба - человек, в работе хоть и не используются конкретные величины численности различных видов рыб, но приводится небольшой раздел, описывающий ихтиофауну исследуемого региона

Морфометрпя. В соответствии с особенностями морфометрии акваторию залива обычно делят на три участка: южное колено, среднее колено и северное колено. Объем южного колена залива составляет 0.27 км3 на отливе и 0.33 км3 на приливе; среднего колена - 4.3 и 4.4 км3 соответственно и для северного колена - 8.4 и 9.0 км3 соответственно (Дженюк, 1997), Глубина залива постепенно возрастает от южного колена до северного. Это постепенное убывание нарушается порогом (с минимальной глубиной до 104 м) напротив губы Сайда. С северной стороны порога глубина составляет 300 м (при максимуме 321 м).

Мотовский залив вдается в берег с запада на восток южнее полуострова Рыбачий. Его ширина на входе составляет 8.5 мили. Длина залива, по его осевой линии, составляет 24.2 мили. Рельеф дна залива довольно ровный и имеет покатый уклон от берегов к его середине. У входа в залив наблюдаются наибольшие глубины до - 280 м, к средней части залива они постепенно уменьшаются до 200-230 м и ближе к вершине залива глубины составляют 100-200 м.

Геологическая среда. Южное колено по литологии - это мелкоалевритовый ил или илистый песок с большим количеством антропогенного материала, присутствует также гравийно-галечный материал. Среднее

колено - в донных отложениях постоянно присутствуют два горизонта: верхний мощность. 1-2 см и нижний до - 40 см. Первый горизонт представлен мелкоалевритовыми илами, сильно обводненный. Нижний горизонт, по литологии изменяется от глины до песка, с включением остатков раковин моллюсков. Северное колено - здесь на очень небольшом отрезке (максимум 2 км) происходит смена мелководных прибрежных осадков (грубые осадки от гравийных до алевропесчаных) осадками глубоководного шельфа (как и в других коленах, представлены двумя горизонтами - верхний окисленный горизонт мощностью 1-3 см состоит из обводненного мелкоалевритового ила с незначительным содержанием гравийно-галечного материала и остатков раковин моллюсков). Донные отложения Мотовского залива вблизи берегов большей частью камень, в некоторых губах ил и песок, в глубоководной средней части залива - ил (Лоция..., 1983).

Динамика вод. Как и все заливы, со значимой величиной речного, стока, Кольский залив имеет систему квазистационарной циркуляции, на которую накладываются приливное течения, ветровые, сгонно-нагонные, вертикальные перемещения водных масс и т.д.

Схема квазистационарной циркуляции южного колена Кольского залива сводится к следующему (Потанин, Ларин, 1989) - в вершину Кольского залива поступает водный поток от рек Кола и Тулома, который, смешиваясь с морскими водами образует поток смешенных вод в поверхностном слое 0-5 м с направлением движения к выходу из залива Скорость квазипостоянного течения в этом потоке, в южной части залива, составляет от 5 см/с на горизонте 5 м до 20 см/с на поверхности. В придонном слое образуется компенсационное течение обратного направления со скоростями до 5 см/с (Джешок и др., 1997). Компенсационный поток, поднимаясь по рельефу дай в своем движении с севера на юг, смешивается с поверхностным потоком и вовлекается им в движение с юга на север.

Речной сток. Площадь водосбора бассейна рек Кольского залива составляет 27.7. тыс. км2. За период наблюдений, за 1936-1965 гг. (Елшин, 1967), минимальный годовой сток (5.7 км3) был отмечен в 1960 г., максимальный годовой (12.4 км3) - в 1949 г. Среднегодовой сток составляет 9.09 км3 в год (Гагарина и др., 1997).

Приливные течения (Джешок, Коротков, Савельева, 1997) имеют реверсивный полусуточный характер: на приливе они направлены вдоль оси залива к вершине и на отливе в обратную сторону. В северном колене скорость поверхностного течения изменяется в пределах 10 - 25 см/с на приливе и до 50 см/с на отливе. В среднем колене пределы изменчивости составляют 10 - 35 см/с на приливе и 20 - 75 см/с на отливе. В южном колене скорости приливных течений достигают максимума 25 - 50

см/с на приливе и 50 - 120 см/с на отливе (севернее Мурманска) и в вершине залива 50- 100 и 57 - 150 см/с соответственно в вершине залива.

Данные о течениях в Мотовском заливе очень скудны. По данным 26-часовых наблюдений за течениями в центральной части Мотовского залива, 9-10 мая 1929 г. отмечено, что наибольшая скорость 20 см/с отмечалась для горизонта 5 м, несколько меньше - для 150 м, и самая незначительная для 75 м. Скорость приливных течений в заливе достигает 1.4 узла (70 см/с) (Лоция..., 1983).

Гидрофизические характеристике. В результате такого взаимодействия речного стока и компенсационного потока морской воды в Кольском заливе наблюдаются три водные массы - поверхностная распре-сненная водная масса с соленостью 10 - 26%о на поверхности и 32-34%о -на нижней границе (10-20 м); промежуточная водная масса (10-30 м в южном колене, 20-180м в северном колене), с соленостью 34-34.2%о; придонная водная масса соленость до 34.5%о и температурой 2.5 - 1.7°С.

Наиболее полно в настоящий момент представлены гидрофизические характеристики, как самого Мотовского залива, так и его отдельных губ. В мае - июне 1996 г., совместно с радиационными, исследованиями ММБИ были выполнены гидрологические наблюдения не только в самом Мотовском заливе, но и в губах Западная Лица, Ура и Ара (Матшпов и др., 1997). Как и в Кольском заливе, здесь хорошо выделяется три водные массы, но градиенты изменения температуры и солености здесь значительно ниже. Поверхностная водная масса наблюдается в слое до 30 м с соленостью 33.7 - 33.9 %о, промежуточная - в слое 30 -180 м, соленостью 33.9 - 34.0 % и придошшя до 34.4 % и температурой 2.2 -2.4°С.

Глава 4. СОВРЕМЕННЫЙ УРОВЕНЬ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ОБЪЕКТОВ ЭКОСИСТЕМЫ ИСКУССТВЕННЫМИ РАДИОНУКЛИДАМИ.

В данной главе рассмотрены уровни загрязнения искусственными радионуклидами воды, водорослей и донных отложений.

Радиационное загрязнение воды. Содержание ti7Cs в пробах воды изменялось от 4.7+0.4% Бк/м3 в губе Западная Лица, до 8.0+0.8% Бк/м3 на выходе из Кольского залива. Содержание 134Cs было меньше минимально - определяемой величины.

Мониторинг за содержанием mSr, в Кольском заливе вот уже много лет ведется органами Федеральной службой России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды. По результатам этих наблюдений (A survey..., 1992 и Vakulovsky et. al, 1993) можно констатировать, что в период атмосферных испытаний ядерного оружия содержание 90Sr в воде Кольского залива было более чем на порядок выше, чем в настоящее время и, например, в 1953 г. составляло 54 Бк/м3. Современный уровень содержания 90Sr, составляет около 4.0 Бк/м3 (Vakulovsky et. al,

1993), Можно констатировать, что уровень содержания данных нуклидов в пробах, отобранных в Кольском и Мотовском заливах, не превышает соответствующих значений для открытой части Баренцева моря, хотя данных для сравнения, как в заливах, так и в открытой части моря очень мало.

Радиационное загрязнение водорослей. Пробы водорослей были отобраны как в открытых частях залива, так и в непосредственной близости от источников загрязнения - на территории РТП "АТОМФЛОТ" и в губе Оленьей (Магашов и др., 1994). Как показали эти исследования, содержание137Сз в водорослях Кольского залива в основном составляет 0.5 - 2.3 Бк/кг сырого веса Эти величины фактически не отличаются от соответствующих значений для открытой части Баренцева моря, которые были представлены в работе (Ьаге Боуп е1 а!., 1995). Тем не менее, в непосредственной близости от источников сброса искусственных радионуклидов (в частности на территории РТП "АТОМФЛОТ"), содержание 137Сь в водорослях может увеличиваться в 20-40 раз и в нашем случае его максимальная концентрация достигала 46 Бк/кг с.в.,134- 1.2 Бк/кг, 60Со - 1.6 Бк/кг и ,52Еи - 4.6 Бк/кг. Кроме того, здесь в следовых количествах, наблюдались и другие нуклиды, сбрасываемые данным предприятием (МайвЬоу е1 ей., 1997). Исследования ММБИ, совместно с Кристиной Риссанен в губе Оленьей, около другого источника радиационного загрязнения (где находится база атомных подводных лодок и хранилище отработавшего ядерного топлива), дали следующие результаты: в листьях ламинариевых водорослей содержание 137Сз составляло -0.33 Бк/кг, а в стеблях -1.9 Бк/кг сырого веса. В стеблях также отмечен 60Со - 1.6 Бк/кг (ШБвапеп е1 а1., 1996).

Радиационное загрязнение рыбы. У атлантической трески (Сайт тогкиа тогНиа), пикши (Ме1апо2пттш ае^ерпиз) и других видов донных рыб, выловленных в Мотовском заливе, в районе о. Кильдин и на выходе из Кольского залива, содержание 137Св составляло в пределах 0.31.0 Бк/кг сырого веса (Матшпов и др., 1997). Данные величины соответствуют содержанию этого нуклида для рыб открытой части Баренцева моря (Плотицина, 1997; БсаЬешгопеп й а1., 1995).

Радиационное загрязнение донных отложений. Коэффициенты концентрирования искусственных радионуклидов донными отложений выше, чем у других элементов экосистемы, поэтому они являются наиболее показательными индикаторами радиационного загрязнения акватории.

тС$. В прилегающих к Кольскому и Мотовскому заливам акватории Баренцева моря среднее содержания данного нуклида составляло 6.2 Бк/кг с.в., а диапазон изменения этой величины для всего Баренцева моря, исключая Печорское море, составляет <1 до В,6 Бк/кг с.в., (Тоуп й а!,

1995). В открытой части Кольского залива средняя концентрация составляла 12.6 Бк/кг с.в. при максимуме 24.6 Бк/кг с.в. Для губ Кольского залива наибольшие величины содержания 137Cs, в поверхностном слое Д01шых отложений, наблюдались на акватории РТП «Атомфлот» и губе Пала (до 43 Бк/кг с.в.). Наименьшие содержания данного нуклида на акваториях с радиационно-опасными объектами, наблюдались в губе Оленьей (до 14 Бк/кг с.в.).

В открытой части Мотовского залива, средняя величина содержания данного нуклида составляло 4,8 Бк/кг с.в., при максимуме 10.1 Бк/кг с.в. Наибольшие величины содержания n7Cs наблюдались в губе Западная Лица. Здесь его содержание в поверхностном слое достигало 48.4+4.5 Бк/кг с.в., а в среднем -16,7 Бк/кг с.в. В других губах Мотовского залива его содержание в поверхностном слое было значительно меньше и составляло в губе Ара -11,0+1.6 и 4,2 Бк/кг с.в., а в губе Ура -13,8+1.8 и 4,3 Бк/кг с.в. соответственно, что незначительно выше, чем в открытой части.

60Со. Данный нуклид не встречается ни в атмосферных выпадениях, ни в дошшх отложениях открытой части Баренцева моря. Наибольшие величины концентраций этого нуклида (<1 - 27 Бк/кг с.в.) встречались в губах Кольского залива. Соотношение концентраций MCo/37Cs -для этих губ составляло 0.34 -1.64. Для губ Мотовского залива кобальтовое загрязнение не характерно. Максимальные величины содержания данного нуклида в поверхностном слое наблюдались в губе Западная Лица и составили 4,5 Бк/кг с.в. при соотношении 60Со/3 Cs - 0,08, для других районов данный нуклид встречался только на уровне минимально - детектируемой величины.

гз9'шРи. Для глобальных атмосферных выпадений отношение m240Pu/37Cs должно составлять около 0,026 (Seminar..., 1989).

Что касается Кольского и Мотовского заливов, то в 14 проанализированных пробах, охватывающих 7 акваторий исследуемого региона, диа-

239 240 **

пазоп изменения содержания ' Ри в поверхностном слое донных отложений изменялся от 0,53+0,15 до 2,20+0,40 Бк/кг с.в. Отношение содержания mmPu/37Cs в 6-и случаях практически равнялось данному значению для атмосферных выпадений (0,019 - 0,043), в одном случае оно составляло 0,067. Диапазон изменения в остальных случаях составлял 0,080 - 0,122. Учитывая все вышесказанное, можно сделать вывод,

что в исследуемом нами регионе присутствуют источники поступления

______,__ 239,240 п..

изотопов Ри.

шЕи и 153Ей. Данные нуклиды были зарегистрированы только в дошшх отложениях на акватории РТП «Атомфлот» диапазон изменения которых составлял от до 123 и от <2 до 55 Бк/кг с.в. Это хорошо объяс-

няется тем, что данные нуклиды входят в состав сбросов данного предприятия.

Глава 5. ОЦЕНКА МОЩНОСТИ ЭКВИВАЛЕНТНОЙ ДОЗЫ, ПОЛУЧАЕМАЯ НАСЕЛЕНИЕМ ПРИ СОВРЕМЕННОМ УРОВНЕ ЗАГРЯЗНЕНИЯ И ОТ ОТДЕЛЬНЫХ ИСТОЧНИКОВ.

5.1. Оценка мощности эквивалентной дозы, получаемая населением

при современном уровне загрязнения. Мощность эквивалентной дозы для i-ro нуклида оценивалась по формуле:

Д=С ¡w х DCF х CP? х Pj [ Sv/год] где: CFjF- коэффициент концентрирования для рыбы, для i-ro нуклида (К*..., 1985);

Р - объем съедаемой рыбы в год; СГ - концентрация i-ro нуклида в воде;

DCFi - коэффициент дозового преобразования для i-ro нуклида (IAEA..., 1996).

Данные оценки показали, что при максимально - наблюдаемом уровне содержании искусственных радионуклидов в морской экосистеме Кольского и Мотовского заливов (губа Западная Лица) мощность эквивалентной дозы для трофической цепи вода - рыба - человек может достигать 6,7 ^.Sv/год, при потреблении 100 кг рыбы в год. Эта величина примерно в 2 - 3 раза выше, чем для открытой части Баренцева моря и в 300 раз меньше, чем средняя по земному шару от природных источников (2,4 mSv/год) (Cross-Border..., 1995).

Кроме того, был рассчитан вклад каждого нуклида в общую дозу для губы Западная Лица и для Среднего колена Кольского залива, где набор встречаемых нуклидов несколько больше. Как оказалось, в обоих случа-ях,.основной вклад в общую дозу (около 90 %) вносит

5.2. Оценка влияния сбросов РТП "ЛТОМФЛОТ" на элементы морской экосистемы Кольского залива.

Переработка (очистка) ЖРО на РТП "АТОМФЛОТ" ведется с 1989 года. После очистки, сбросные воды, содержащие некоторое количество искусственных радионуклидов, по системе хозяйственно-бытовых вод поступают в Кольский залив. Наибольшее поступление приходится на

W> 125 154 60 144 137„ _

Ru, а также на нуклиды: Sb, Eu, Со, Се, Cs. Подробные данные сбросов данного источника представлены в главе 1.3. Для оценки влияния источника радиационного загрязнения был использован метод боксового моделирования. Как уже отмечалось выше, во всех географических описаниях Кольского залива делится на три колена - южное, среднее и северное. Поэтому, Кольский залив был представлен в виде 3 боксов - соответствующих каждому колену залива В расчетах учитывались следующие составляющие баланса - поверхностное стоковое те-

чение; приливное течение; компенсационное течение. Кроме того, учитывался поступление искусственных радионуклидов в донные отложения. Для проведения расчетов сделаем следующие допущения:

1) Весь объем речного стока обусловлен только объемами речного стока рек Кола и Тулома и поступает через южную границу залива Данное допущение вполне оправдано, так как, 95% всего речного стока приходится на эти реки.

2) Компенсационный поток морской воды, на границах колен залива, равен по величине и противоположен по направлению объему морской воды, выносимым вместе с речным потоком.

3) На каждой го границ залива объем воды переносимый за приливную фазу равен объему воды переносимую за отливную фазу.

4) Не будем учитывать уменьшение величины С ¡w за счет перехода некоторого количества радионуклида в фито и зоопланктон и другие биообъекты.

В результате расчетов получили следующие величины концентраций радионуклидов обусловленных только сбросами РТГГ'АТОМФЛОТ": в воде - добавочная концентрация радионуклидов может составлять только 10'3 - 10"5 Бк/m3; донных отложениях - при максимально - годовом сбросе концентрации 60Со,154Ей,152Ей, 95Zr могут составлять 0.7, 1.7, 1.2 и 1.4 Бк/кг с.в. соответственно; в рыбе, концентрации радионуклидов, могут составлять только 10*3 - 10"8 Бк/кг сырого веса; в моллюсках - 10"2 - 10"8 Бк/кг сырого веса; в водорослях - 10'2 - 10"7 Бк/кг сырого веса; в фотопланктоне и зоопланктоне - 10"3 - 10'8 Бк/кг сырого веса; расчетная величина мощности эквивалентной дозы для населения по трофической цепи вода - рыба - человек, обусловленная сбросами РТП "АТОМФЛОТ", при максимальной величине годового сброса и максимальной величине концентрационных факторов в среднем колене залива может составлять 6.1х10"9 Sv/год, для других частей залива примерно в три раза меньше.

5.3. Оценка последствий радиационной аварии в Кольском заливе. ,

Для того, чтобы оценить влияние потенциальной аварии, необходимо определить сценарии, по которому может идти такая авария. Для определения нуклидного состава сбросов воспользуемся уже готовыми сценариями аварий, разработанных для других источников. Для этих целей был использован сценарий аварии для радиационных отходов, захороненных в восточных губах архипелага Новая Земля (Damping..., 1996). Из-за невозможности определения реальных величин сброса, рассматривались их относительные величины. Временной шаг расчета составлял 1 сутки. Результаты расчетов показали, что в донных отложениях залива может накопиться до 40% сброшенного 24'Am, около 17% №Со, 63Ni и

23?Pu - около 9%, 137Cs - около 0.3%, ^Sr - около 0.1% и 129J - около

0.002%.

Выводы.

1. Объем радиоактивных отходов на территории Мурманской области увеличивается, и эта тенденция в ближайшее время будет продолжаться.

2. В пробах воды уровень содержания искусственных радионуклидов фактически не отличается от соответствующих значений для открытой части Баренцева моря.

3. В пробах водорослей, отобранных в непосредственной близости от радиационно-опасных объектов, накапливаются радионуклиды характерные для сбросов данного источника, а максимальные величины накопления для 137Cs, могут быть в 20-40 раз выше, чем для открытых акваторий;

4. Общее загрязнение донных отложений mCs открытой части Кольского залива примерно в 2 - 2.5 раза выше, чем для открытой части Баренцева моря.

5. Кроме B7Cs были зарегистрированы и шЕи, 154Eu, ^Со, но только в непосредственной близости от радиационно-опасного объекта

6. В Кольском заливе, даже на открытых акваториях, наблюдается за. грязнение изотопами 239,240Ри.

7. Зависимости накопления 137Cs различными типами донных отложений различны для различных акваторий исследуемого региона.

8. Для Кольского залива, в непосредственной близости от источников загрязнения, характерны относительно высокие содержания №Со и даже его преобладание над 137Cs, для Мотовского залива такая зависимость не наблюдалась.

9. Мелкомасштабная съемка показала пятнообразный характер распределения искусственных радионуклидов в донных отложениях.

Ю.Эквивалешные дозы, для отдельных акваторий исследуемого региона, обусловленные современным уровнем радиационного загрязнения, в 2 - 3 раза выше, чем для открытой части Баренцева моря и в 300 раз ниже, чем от природных источников.

11.Результаты анализа влияния потенциальной аварии показали, что в донных отложениях залива может накопиться до 40% сброшенного 241 Am, около 17% 60Со, 63Ni и 239Ри - около 9%, 137Cs - около 0.3%, 90Sr - около 0.1% и 1291 - около 0.002%. Что касается выхода искусственных радионуклидов в Баренцево море, то со 2-го по 10-й день будет выходить примерно 5-7%, сброшенных радионуклидов ежесуточно, затем выход радионуклидов из залива резко уменьшится.

По теме диссертации опубликованы следующее 12 работ, основные m которых следующие:

I. Наметов А. Влияние сбросов PHI "Атомфлот" на экосистему Кольского залива. Тезисы доклада конференции. «Современное состояние и перспективы исследований экосистем Баренцева, Карского морей и моря Лаптевых». Мурманск. 1995. С.67-68.

2. Namjatov Alexey. Kola Fjord Sediment Radioactive Contamination in the Vicinity of Nuclear Ice Breakers Fleet Base. International Conference on Environmental Radioactivity in the Arctic. Oslo, August, 1995. P.241-244.

3. Matishov G.G., Namjatov A.A., Matishov D.G. Radioactive Contamination of sediment in the Kola Fjord near RTP «Atomflot», the base of the nuclear fleet. Reducing Wastes from Decommissioned Nuclear Submarines in the Russian Northwest Proceedings from the NATO Advanced Research Workshop/Kirkenes, Norway 24-28 June. 1997. P. 85-101.

4. Matishov G.G., Matishov D.G., Namjatov A.A. Risk assessment from Real and Potential Sources of Radioactivity Contamination in the Kola Bay of the Barents Sea. Conference «Bordomer 97» - Coastal Environment Management and Conservation. Bordeaux France, 27-28 October 1997, t. 2, P.92-101.

5. Матишов Г.Г., Матишов Д.Г., Намятов A.A., Зуев А.Н. Радионуклиды и океанографические условия их накопления в Кольском и Мотовском заливах (Баренцево море). Мурманск. 1997. 33 с.

6. Матишов Г.Г., Матишов Д.Г., Намятов А.А. Уровни и основные направления переноса искусственных радионуклидов в морях Западной Арктики. В кн.: Тезисы докладов. Третий съезд по радиационным исследованиям. 14-17 октября 1997 г. С. 313-314.

7. Матишов Д.Г., Намятов А.А. Радионуклиды в экосистемах губ Кольского полуострова В кн.: Тезисы докладов. Третий съезд по радиационным исследованиям. 14-17 октября 1997 г. С. 314-315.

8. Матишов Г.Г., Маггишов Д.Г., Намятов А.А. Уровни и условия накопления антропогенных радионуклидов в Кольском и Мотовском заливах. Доклады Академии Наук. 1997. №.6. С. 812-814.

9. Матишов Г.Г., Матишов Д.Г., Намятов А.А., Зуев А.Н., Кириллова Е.Э. Радионуклиды в экосистеме залива и прилегающих морских акваторий. В кн.: Кольский залив: океанография, биология, экосистемы, пол-лютаягы. Апатиты, 1997, С. 208-240.