13.9 РАДІОАКТИВНЕ ЗАБРУДНЕННЯ ВОДНИХ ЕКОСИСТЕМ
Радіоактивне забруднення – форма фізичного забруднення, яке пов’язане з перевищенням природного радіоактивного фону водного середовища. При цьому природний радіоактивний фон – рівень іонізуючого випромінювання, який створюється космічними джерелами та природними радіоактивними елементами, розчиненими та завішеними у водному середовищі.
Причини радіоактивного забруднення водних екосистем:
► Природні джерела:
– Природні радіоактивні аномалії.
► Штучні джерела:
– Скиди радіоактивних речовин у водойми та їх надходження до підземних вод.
– Випробування ядерної зброї.
Порівняння внеску антропогенних та природних джерел у радіоактивне забруднення Світового океану
Природна радіоактивність вод зумовлена переходом радіонуклідів з гірських порід в результаті розчинення нестійких мінералів або їх вилуговування (перехід хім. елементу без порушення його кристалічної структури).
Фонова бета-активність природних вод на 50-90% обумовлена 40К, а альфа-активність найбільший внесок дають 234,238U, 224,226Ra, 222Rn та 220Th. В залежності від джерела витоку, радіоактивний склад води може значно відрізнятися. Зокрема, вода з колодязів характеризується переважанням 234U, а вода з артезіанських свердловин – 224Ra.
Радіоактивність природної води змінюється у дуже широких межах і залежить від:
– радіоактивності вміщуючих гірських порід та грунтів;
– інтенсивності їх вивітрювання;
– механізму виносу радіонуклідів водою з порід (при слабкому водообміні, радіоактивність води більше);
– гідрогеологічних умов;
– хімічного складу води;
– форми знаходження радіонуклідів у воді;
– близькості берегів;
– глибини водойми;
– кліматичних умов.
Як наслідок, мінливість радіоактивності води навіть одного типу у межах певної кліматичної зони може сягати одного порядку. Тому складно встановити універсальні нормативи радіологічної якості води. Наприклад, на півночі атмосферні опади переважають над випаровуванням. Тому тут переважають гідрокарбонтно-кальцієві води з незначною загальною мінералізацією (0,1-0,2 г/л). У південних посушливих районах, де випаровування переважає над опадами, поширено сульфатно-хлоридно-натрієво-кальцієві води з мінералізацією до 3 г/л. Відповідно до цього змінюється і радіонуклідний склад: збільшується вміст калію та урану (від 600 Бк/м3 на півночі, до 100000 Бк/м3 на півдні).
Сумарна альфа- та бета- активність природних вод різного походження
Штучні джерела радіоактивності вод
Основною причиною штучного радіоактивного забруднення гідросфери є надходження радіоактивних відходів до водойм та підземних вод. До 1972 р. скид радіоактивних відходів здійснювався без будь-якого міжнародного контролю. За цей час (з 1946 р.) США захоронили у океані 25000 т. Великобританія (з 1949 р.) – 47664 тис. т (виступає основним забруднювачем, до 75% всіх скидів). В даний час глибоководне захоронення відходів (дампинг) продовжується незважаючи на низку міжнародних конвенцій (наприклад біля узбережжя Сомалі, яке не контролює свої води).
Глибоководний дампінг радіоактивних відходів у металевих контейнерах (США)
Крім того, у Світовому океані є затопленими 6 атомних підводних човнів, 9 атомних реакторів (корабельні, супутникові), 50 ядерних боєприпасів (аварії при запусках ракет).
Розташування районів захоронення радіоактивних відходів у Світовому Океані
Небезпека глибоководного дампінгу полягає утому, що металеві контейнери починають руйнуватися через 10 років, бетонні – через 30 років.
Руйнування бетонних та металевих контейнерів з радіоактивними відходами
Крім того, значний внесок у забруднення гідросфери мають випробування ядерних зарядів. Всього з 1945 року було проведено понад 2422 ядерних випробувань різного типу. Основна частка продуктів розпаду незалежно від виду вибуху в результаті перерозподілу та міграції на даний час зосереджено саме у гідросфері. Навіть підземні вибухи згодом призводять до вивільнення радіоактивних елементів підземними водами через тектонічні процеси.
Розподіл штучних радіонуклідів у водній оболонці Землі характеризується географічною неоднорідністю і відображує розташування джерел забруднення. На першому етапі радіонукліди концентруються у поверхневому шарі океану. В подальшому кількість радіонуклідів зменшується внаслідок перемішування поверхневих вод з глибинними океанічними водами. Середній час перебування 90Sr у шарі перемішування Тихого океану – 3 роки, Атлантичного – 3,5 років. Найбільшими відмінностями характеризуються мілководні та внутрішні моря. Наприклад, води Чорного та Азовського морів характеризуються значно більшим вмістом 90Sr через значні надходження радіонуклідів з суходолу (головним чином з басейнів Дніпра та Дону) та ускладнений водообмін зі Світовим океаном.
Питома активність 90Sr и 137Cs у воді деяких океанів та морів, що відображує механізми їх забруднення
Підтвердженням того, що основний внесок у радіоактивне забруднення Азовського та Чорного морів мають штучні джерела є динаміка вмісту 90Sr у воді за останні 50 років. Висока активність морської води пов’язана з надходженням радіонуклідів ядерних випробувань. Мораторій на випробування призвів до стрімкого зниження радіоактивного забруднення води протягом 10 років у 6 разів. Аварія на Чорнобильській АЕС у 1986 р. викликала підвищення радіоактивності поверхневого шару води, максимум якого із запізненням було досягнуто у 1988 р.
Зміна питомої активності 90Sr у воді Азовського моря
