8.1. МІГРАЦІЯ РАДІОНУКЛІДІВ У НАВКОЛИШНЬОМУ СЕРЕДОВИЩІ І ОБ’ЄКТАХ СІЛЬСЬКОГО ГОСПОДАРСТВА ЧАСТИНА 1

Радіоактивність гідросфери формується за рахунок природних радіонуклідів, що надходять у водні екосистеми з атмосфери і земної кори, а також у результаті забруднення штучними радіонуклідами, викликаного діяльністю людини – при випробуваннях ядерної зброї, видаленні в навколишнє середовище радіоактивних відходів, розробки радіоактивних руд і при аварійних ситуаціях на підприємствах ядерного паливного циклу.

Природні радіонукліди надходять у відкриті водойми з атмосфери, утворюючись при взаємодії космічного випромінювання з ядрами азоту, кисню і аргону (космогенні радіонукліди). Іншим важливим джерелом природної радіоактивності прісних вод є радіонукліди, які мігрують у відкриті водойми з підземними водами з гірських порід, що складають товщу земної кори (так звані первинні радіонукліди). Найбільше дозоформуюче та санітарно-гігієнічне значення для водних організмів і людини мають ¹⁴C, ⁴⁰K, ²¹⁰Pb, ²²²Rn, ²²⁶Ra, ²²⁸Ra, ²³²Th, ²³⁸U і ряд інших. Максимальна кількість ²²⁶Ra, ²³²Th і ²³⁸U зустрічається в магматичних породах, наприклад в гранітах, а мінімальна – у вапняках. Калій, торій і радій, як правило, мають тенденцію концентруватися в гірських породах з високим вмістом кремнію. Такий розподіл обумовлює підвищену радіоактивність підземних вод, приурочених до гранітів, і відносно малі концентрації радіоактивних речовин в підземних водах, що знаходяться в товщі осадових порід. Ця обставина набуває важливе значення при оцінці ролі підземних вод в збагаченні радіоактивними речовинами води поверхневих водойм.

На формування природної радіоактивності поверхневого стоку в межах водного басейну може також впливати вміст радіонуклідів, що знаходяться в ґрунтовому покриві, який в значній мірі залежить від характеру підстилаючих порід, питомої радіоактивності, типу ґрунтів, їхнього гранулометричного, хімічного, мінералогічного складу і т. п.

Умови збагачення підземних вод природними радіонуклідами різноманітні та складні. Вони визначаються комплексом геологічних, гідрологічних і фізико-хімічних процесів. При цьому з одного боку, підземні води впливають на вміст радіонуклідів у гірських породах, а з іншої – вміст радіонуклідів у підземних водах визначається формою знаходження і концентрацією радіоактивних елементів в гірських породах. Між вмістом радіонуклідів в гірських породах і їх кількістю у водах, що контактують з цими породами, існує динамічна рівновага.

Одним з прикладів міграції природних радіонуклідів з товщі земної кори на поверхню можуть слугувати так звані радіоактивні джерела. До них відносяться виходи на поверхню підземних вод, в яких міститься радону більше 18,5 Бк/л, радію більше 0,37 Бк/л, урану більше 3·10^–5 г/л.

Техногенні радіонукліди. Різноманіття реальних і потенційно можливих чинників техногенного забруднення радіоактивними речовинами поверхневих водойм може бути зведене до трьох основних груп: радіоактивним відходам, продуктам ядерних і термоядерних вибухів, а також таких, що сформувалися в результаті аварійних ситуацій на підприємствах ядерного паливного циклу.

Джерелами радіоактивних відходів є головним чином підприємства, де видобувається та переробляється радіоактивна сировина для отримання ядерного палива, енергетичні ядерні установки, а також установи (наукові, медичні та ін.), які виконують роботи з радіонуклідами.

За агрегатним станом розрізняють рідкі, тверді та газоподібні радіоактивні відходи. При цьому провідна роль в забрудненні водойм належить рідким радіоактивним відходам уранових копалень і заводів, ядерних реакторів, радіохімічних заводів, а також відходам науково-дослідних і медичних установ. Видалення рідких відходів у водойми зазвичай носить достатньо тривалий характер, що обумовлює тривалий період забруднення останніх. Значення твердих і газоподібних відходів у цьому відношенні зазвичай обмежене окремими випадками, що мають епізодичний характер і характеризується відповідними умовами. Наприклад, близькість джерел потужних газоподібних викидів до непроточних водойм з чималою площею водного дзеркала; метеорологічні особливості мікроклімату, які сприяють осадженню радіоактивних аерозолів на поверхню ґрунту в зоні водозбірного басейну і їх змиву у водойму і т. і.

Величезна кількість радіоактивних речовин утворюється в результаті ядерних вибухів при випробуванні ядерної зброї та проведенні промислових вибухових робіт. В даний час на Землі не існує поверхневих водойм, вода яких не містила б індикаторних концентрацій таких довгоживучих нуклідів, як, наприклад, ⁹⁰Sr або ¹³⁷Cs, джерелами яких є випробування ядерної зброї. Залежно від характеру і умов проведення цих випробувань утворюються радіоактивні аерозолі різних розмірів, структури і складу, що впливають на особливості формування і надходження радіоактивних випадань у водойми.

Основної уваги як чинник забруднення гідросфери заслуговують стратосферні (глобальні) випадання. Внаслідок тривалої затримки їх в стратосфері короткоживучі нукліди розпадаються і залишаються переважно довгоживучі, з яких домінуючу роль як забруднювачі грають ⁹⁰Sr і ¹³⁷Cs, в меншій мірі – ¹⁴⁴Ce, ¹⁴⁷Pm та ін. Нукліди ⁹⁰Sr і ¹³⁷Cs знаходяться в добре розчинній формі та повністю доступні водним організмам. Також добре розчинні у воді частинки, що виникають при підводних ядерних вибухах.

Аварійні ситуації на підприємствах ядерного паливного циклу відносяться до найбільш драматичних подій, що відбуваються в області атомної енергетики, а наймасштабніші з них спричиняють людські жертви і супроводжуються значним надходженням радіоактивних речовин в навколишнє середовище, включаючи водні екосистеми.

Радіонукліди, що випали з атмосфери на поверхню Землі – ґрунти та водойми, не залишаються у цих середовищах «мертвим вантажем». Будучи у вигляді різноманітних хімічних сполук, переважно солей, вони розчиняються у воді і включаються як у кругообіг речовин, так і у метаболізм живих організмів.