«Обогащенные» воды

«І димить чорнобиль,

За ким запалає…

І «Вічную пам’ять»

Божий птах співає.»

Степан Руданский, 1857

После катастрофы на Чернобыльской АЭС огромная территория богатого реками и озерами Полесья стала непригодной для постоянного проживания населения. По живописной территории зоны отчуждения протекают реки Припять, Уж, Сахан, Брагинка, Глиница. Здесь находятся большой искусственный водоем - охладитель ЧАЭС (площадью около 22,7 кв. км), много пойменных озер, стариц и затонов, а на широкой левобережной пойме Припяти - озера Азбучин, Далекое, Глубокое, Красненская старица и др. Площади водосборов и водные экосистемы претерпели интенсивное радионуклидное загрязнение. На протяжении всех послеаварийных лет в Днепр и его водохранилища попадают поверхностные и подземные стоки, которые выносят радионуклиды не только с территории зоны отчуждения, но и со всей площади водосбора третьей по величине (после Волги и Дуная) реки в Европе.

Институт гидробиологии, имея в своем составе профильный отдел радиоэкологии, подготовленных специалистов, современное оборудование и научно-исследовательские суда, оказался достаточно подготовленным к решению сложных задач относительно оценки радиоэкологической ситуации в водохранилищах Днепровского каскада и акваториях водозаборов питьевого водоснабжения, определения содержания радионуклидов в рыбе и их воздействия на биосистемы водоемов. В летние месяцы 1986 г. межотраслевая группа высококвалифицированных специалистов на базе вычислительных систем Института кибернетики АН УССР выполняла задание правительства Украины, связанное с разработкой прогноза формирования радиоэкологической ситуации в днепровских водохранилищах. Успешное выполнение правительственной задачи было обеспечено в основном благодаря информационной базе, созданной в Институте гидробиологии.

Киевское водохранилище - верхнее в каскаде, в него попало огромное количество радиоактивных веществ, которые аккумулировались преимущественно донными отложениями. Уже в середине лета 1986 г. удельная активность цезия-137 регистрировалась в пределах от 200 до 30 000 Бк/кг, а концентрация других радионуклидов была на уровне 200-260 Бк/кг природной влажности. Киевское водохранилище, вобрав огромное количество радиоактивных веществ, выполнило жизненно важную буферную роль и в значительной степени защитило расположенные ниже водохранилища с многочисленными водозаборами питьевого водоснабжения и орошаемого земледелия. Жизнь подтвердила правильность научно обоснованной позиции Института гидробиологии о нецелесообразности спуска воды в Киевском водохранилище.

Принимая во внимание результаты многолетних исследований, выполненных специалистами Института гидробиологии и Государственного научно-производственного предприятия «Экоцентр» в г.Чернобыле, обобщенно рассмотрим радиоэкологическую ситуацию, которая сформировалась в водоемах в послеаварийный период.

Особенно интенсивному радионуклидному загрязнению подверглись наземные и водные экосистемы в первые две недели после аварии. В этот период объемная суммарная удельная бета-активность воды в р. Припять достигала 370 кБк/л. В пределах зоны отчуждения ЧАЭС огромное количество радиоактивных веществ до последнего времени продолжает сохраняться в пойме Припяти близ отселенных сел Усов, Красное, Кошаровка и других.

В грунтах и донных отложениях водоемов продолжаются процессы деструкции «горячих» частиц. Радионуклиды, особенно 90Sr, от связанных форм переходят в миграционно активные и биологически доступные формы. Показателен уровень объемной удельной активности стронция-90 в воде озера Глубокое, расположенного на расстоянии 6,5 км от ЧАЭС на участке Красненской поймы р. Припять. В 1997 г. в воде озера объемная удельная активность стронция-90 в среднем составляла около 100 Бк/л; в 2009 г. сохранялась на уровне около 98 Бк/л. В 2006 г. Национальная комиссия радиационной защиты населения Украины утвердила нынешние нормы, которые предусматривают допустимую объемную удельную активность в воде стронция-90 - 2 Бк/л и цезия-137 - также 2 Бк/л. Все дно о.Глубокое покрыто илами, плотность загрязнения которых составляет: стронция-90 - около 26000; цезия-137 - около 5600 кБк/м². Вода в озере оценивается как жидкие радиоактивные отходы.

В водных экосистемах радионуклиды постоянно пребывают в биогеохимической миграции, накапливаются преимущественно в донных, а особенно в заиленных отложениях. Мигрируя в трофических цепях, цезий-137 накапливается преимущественно в организмах высших трофических уровней, которыми являются хищные виды рыб - судак, щука, сом и прочие. Однако возрастные особенности рыб в разных по радионуклидному загрязнению биотопах довольно часто нивелируют эту закономерность. Допустимые уровни для рыбы составляют: стронция-90 - 35 Бк/кг, цезия-137 - 150 Бк/кг. В 2010 г. удельная активность стронция-90 регистрировалась в пределах от 180 Бк/кг (краснопер в водоеме - охладителе ЧАЭС) до 16000 Бк/кг (краснопер в о. Глубокое). Загрязнение рыб цезием-137 составляло от 760 Бк/кг (синяк в Яновском затоне р.Припять) до 12000 Бк/кг (краснопер в о.Глубокое).

За внешним благополучием в водных экосистемах кроются сложные процессы. Высокие уровни радионуклидного загрязнения, хроническое ионизированное облучение приводят к широкому спектру нарушений в биосистемах, снижению иммунитета, потере устойчивости к паразитам, вредителям и инфекциям, аномалиям системы воспроизведения и появлению частично или полностью стерильных особей рыб, к морфологическим аномалиям организмов (так называемым радиоморфозам), нарушению эволюционно сформированных межпопуляционных связей. В 2000 г. в водоемах зоны отчуждения впервые в Украине проявилось массовое поражение тростника обыкновенного галлообразующим клещом Steneotarsonemus phragmitidis. Пораженные клещом растения тростника образуют боковые побеги, что нетипично для злаков, формируются низкорослыми и теряют способность размножаться семенами. Явление мутации камыша в водоемах зоны получает очевидное распространение.

Благодаря проточности значительно активнее происходят процессы радиоэкологического восстановления в р. Припять. В 2010 г. объемная удельная активность радионуклидов в воде регистрировалась на уровне сотых-десятых долей Бк/л. Загрязнение речных рыб стронцием-90 составляло от 5 Бк/кг (окунь) до 171 Бк/кг (краснопер); цезием-137 - от 37 Бк/кг (окунь) до 135 Бк/кг (окунь).

Днепровские водохранилища подверглись радионуклидному загрязнению вследствие перенесения воздушным путем и выпадения продуктов распада урана на водную поверхность, поступления с водами притоков, особенно р. Припять, и смыва с загрязненных территорий водосбора. В первые послеаварийные месяцы-годы максимальное содержание цезия-137 в организме рыб водохранилищ наблюдался: Киевского - на уровне 6000, Каневского - 500, Кременчугского - 480, Каховского - 30 Бк/кг. В течение 1989-2003 гг. в водохранилищах происходило стойкое снижение радионуклидного загрязнения гидробионтов, включая рыб.

По состоянию на 2010 г. содержание радионуклидов в воде Киевского водохранилища составляло сотые доли Бк/л, то есть было близким к доаварийным уровням. Однако на заиленных верхних участках водохранилища сохраняются довольно высокие концентрации, особенно цезия-137, что в определенной степени влияет и на загрязнение гидробионтов. С
2003 г. и до сегодняшнего дня средняя удельная активность цезия-137 в рыбах Киевского водохранилища не превышает 50-70 Бк/кг, то есть ниже допустимых уровней. Однако у некоторых особей до последнего времени наблюдается превышение допустимых уровней содержания радионуклида. Так, в 2009 г. в организме щуки зарегистрировали удельную активность цезия-137 - 165 Бк/кг, в 2010 г. в организме чехони - 220 Бк/кг. Следовательно, в Киевском водохранилище удельная активность радионуклидов стронция-90 и цезия-137 в гидробионтах основных систематических групп растительности, моллюсках и рыбах превышает доаварийные уровни. Донные отложения, особенно на верхних заиленных участках водохранилища, оцениваются как твердые радиоактивные отходы.

В связи с выводом из эксплуатации ЧАЭС отпала необходимость в водоеме-охладителе, площадь которого составляет 22,7 кв. км, средние глубины - около 6,5 м, максимальные - 18-20 м. Его создали на участке бывшего русла р. Припять для обеспечения атомной станции водой. В течение года уровень воды в водоеме на 6-7 м выше уровня воды в р.Припять и постоянно обеспечивается подкачиванием воды из реки, что приводит к значительным затратам. Почти по всему периметру водоема намыта песчаная дамба. Через ложе и дамбу вода интенсивно фильтруется и возвращается в р.Припять. Осушение значительных площадей водоема создает потенциальную угрозу ветрового перенесения высокорадиоактивных веществ, поскольку значительное их количество сосредоточено на мелководье, а значит, оказывается на осушенных участках. Сколько пройдет лет, пока в условиях Полесья осушенные участки водоема не освоит травяная и кустарниковая растительность, а со временем - и деревья? Как предотвратить ветровое перенесение радионуклидов из осушенных участков? Об этих и многих других вопросах не перестают думать ученые. Беспокоит и то, что представители растительного и животного мира, которые будут заселять интенсивно загрязненную радионуклидами транформированную экосистему водоема, встретятся с дозами ионизирующего облучения, во много раз большими, чем те, которые формируются в условиях естественного радиационного фона.

В последние десятилетия заметное распространение получили методология и методы мониторинга - комплексной системы наблюдения, контроля состояния и прогнозирования изменений, происходящих в экосистемах. Однако практическая реализация мониторинга для оценки состояния экосистем, как правило, ограничивается установлением содержания и поведения радионуклидов, тяжелых металлов и других токсичных веществ. Это, конечно, необходимо, но исчерпывающую характеристику биологического качества воды и вообще экологического состояния экосистемы можно получить лишь на основе оценки содержания и поведения загрязнений в экосистеме биотестирования и характеристики структурно-функциональной организации биосистем разных уровней организации. Учитывая сложность природных биосистем, мониторинг биоценотических процессов должен осуществляться с учетом прежде всего сезонных и годовых изменений.

Каскад днепровских водохранилищ имеет жизненно важное значение как источник питьевого водоснабжения, орошаемого земледелия и обеспечения промышленного комплекса Украины. Поэтому при рассмотрении проектов и принятии решений, связанных с дальнейшим наращиванием ядерных промышленных мощностей, необходимо учитывать довольно сложную радиоэкологическую ситуацию, которая сохраняется в бассейне Днепра.

Основной трагический и не до конца осмысленный урок Чернобыльской катастрофы заключается в том, что созданный для блага цивилизации огромный мировой ядерно-промышленный потенциал в полной мере не обеспечен системами технической и экологической безопасности, которые бы полностью исключали любой риск возникновения аварийных ситуаций. Дальнейшее развитие атомной энергетики, решение связанных с ней проблем окружающей среды должны основываться на приоритетах экоцентрического принципа: защищена природа - защищен и человек.