Радиоактивное загрязнение Мирового океана: масштаб проблемы и пути ее решения

Многие годы акватория Мирового океана загрязняется отходами жизнедеятельности человека, включая экологически опасные радиоактивные вещества.

Это погибшие атомные подводные лодки, затопленные радиоактивные материалы, ядерные боеголовки.

Атомная энергия используется в разных областях — промышленности, медицине, на флоте, в энергетике и других сферах.

Многие страны, имеющие атомное производство и атомный флот, проводили и проводят захоронение твердых и жидких радиоактивных отходов. Эти факты вызывают тревогу мировой общественности.

Масштаб катастрофы

Загрязнение окружающей среды продуктами радиоактивного распада набрало силу во второй половине 20-го столетия. Основная причина — возрастающее антропогенное воздействие на природу.

Особый интерес приобрело изучение загрязнения радиоактивными отходами Мирового океана, где накапливается большинство вбрасываемых во внешнюю среду искусственных радиоактивных веществ различной природы.

Значительная часть радионуклидов имеет водорастворимую форму, которая способствует их мгновенному вовлечению в гидрохимические и гидрологические процессы акватории океана. Некоторые компоненты морской среды (донные отложения, планктон) имеют высокую аккумулирующую способность, накапливая радионуклиды.

Это приводит к локальным повышениям радиоактивного уровня в акватории и становится источником угрозы для сырьевых и промысловых ресурсов океана, а через них угрожает безопасности человека.

К наиболее загрязненным радионуклидами территориям Мирового океана относят:

• Атлантическое побережье США;
• Бискайский, Мексиканский и Токийский заливы;
• Ирландское, Северное, Японское, Средиземное моря.

Как радиоактивные отходы попадают в океан?

Основные источники образования радиоактивных отходов (РАО):

• производство ядерного топлива и перерабатывание отработанного;
• добыча и переработка радиоактивной руды;
• выработка энергии ядерными электростанциями;
• производство и испытания ядерного оружия;
• научные исследования с использованием радиоактивных компонентов;
• применение радионуклидов в науке, промышленности, медицине;
• крупномасштабные аварии и катастрофы (Чернобыль, Фукусима).

В Мировой океан радиоактивные загрязнения попадают несколькими путями.

Это:

• сбрасывание предприятиями радиоактивных твердых и жидких веществ;
• захоронение отходов на дне океана;
• аварии судов и подводных лодок на атомных двигателях и сброс РАО с судовых реакторов;
• выпадение атмосферных осадков в процессе ядерных испытаний.

Например, вследствие производственной деятельности радиохимического завода, производящего плутоний, и работы подземных атомных реакторов в Красноярске образовалась зона загрязнения Енисея протяженностью 1500 км.

Предполагается, что радиоактивные вещества попали в Северный Ледовитый океан. Воды этого океана также загрязнены жидкими РАО европейских радиохимических предприятий (Селлафилд, Великобритания и Кап де ла Аг, Франция).

В Карском море около архипелага Новая Земля затоплено 15 аварийных реакторов атомных подводных лодок и 11 тыс. контейнеров, содержащих радиоактивные отходы. А вследствие атмосферных ядерных взрывов, массово проводимых на этом архипелаге до 1963 года, в атмосферу был выброшен огромный объем радионуклидов.

Источником загрязнения РАО Мирового океана также являются катастрофы и аварии. В 1966 году в акваторию Средиземного моря возле берегов Испании в результате катастрофы американского бомбардировщика упало 4 водородные бомбы.

Два снаряда ушло на дно моря, а другие были разрушены вследствие удара о землю, что привело к загрязнению испанского побережья плутонием-239.

Подобная катастрофа произошла в 1968 году у берегов Гренландии. Аварию потерпел американский бомбардировщик, в итоге в водоемы залива Северная Звезда попало большое количество плутония-239 от разрушения четырех мегатонных водородных бомб.

Когда произвели первое захоронение?

В период с 1960 по 1970 года захоронение отходов радиоактивного происхождения в Мировом океане было общепринято и считалось безопасным.

Первое захоронение радиоактивных отходов низкой активности произвели США в северо-восточной области Тихого океана на расстоянии 80 км от берегов Калифорнии в 1946 году.

Отдельными странами захоронения РАО осуществлялись в такие периоды:

1. Великобританией — с 1949 по 1982 гг. (34 захоронения в водах Северной Атлантики, Бискайского залива, Ла-Манша, Канарских островов). Общая масса контейнеров — 74052 тонны, общая активность — 949 кКи.
2. Новой Зеландией — с 1954 по 1976 гг. (11 захоронений в южной зоне пролива Кука). Количество контейнеров — 39, общая активность — 0.028 кКи.
3. Японией с 1959 по 1969 гг. у своего побережья Тихого океана. В течение 12 операций в шести точках захоронен 3031 контейнер, общая активность отходов составляет 0.416 кКи.
4. Бельгией — с 1960 по 1982 гг. Отходы сбрасывались (15 сбросов), совместно с Англией, в Бискайском заливе, Ла-Манше, Северной Атлантике. Захоронено 23100 тонн отходов (55324 контейнера), общая активность составляет 57.24 кКи.
5. Германией проведена одна операция захоронения радиоактивных отходов — 1967 год, Северная Атлантика. На глубине 2.5 тыс. метров захоронено 480 единиц контейнеров (185 тонн), общая активность — 0.0055 кКи.
6. Голландией — 14 захоронений в Северной Атлантике с 1967 по 1982 гг. Масса — 19162 тонны (28428 контейнеров). Активность — 9.08 кКи.
7. Францией проводились сбросы в 1967 и 1969 годах на глубинах 4.0-5.3 тыс. м (Атлантический океан). Общее количество затопленных контейнеров — 46396 штук (14299 тонн). Активность — 9.54 кКи. А в 1979 году с французских атомных предприятий сбрасывались отходы в Ла-Манш.
8. Кореей с 1968 по 1972 гг. в Японском море в одной точке затоплено 115 контейнеров (45 тонн). Официальных данных об активности отходов не имеется.
9. Италией в 1969 году выполнено одно захоронение в точке Северной Атлантики на глубине 4 тыс. м. Общая масса отходов — 44.7 тонны (100 контейнеров). Общая активность — 0.005 кКи.
10. Швецией в 1969 году произведено одно захоронение РАО на глубине 4 тыс. метров в Северной Атлантике. Это 2895 контейнеров, общей массой 1080 тонн и активностью 0.09 кКи.
11. Швейцарией с 1969 по 1982 гг. выполнено 12 захоронений в трех точках Северной Атлантики. Общая масса — 5321 тонна, 7420 контейнеров, активность — 119.0 кКи.

С 1946 по 1970 гг. общее количество сброшенных США радиоактивных отходов в морские воды 18 точек Тихого океана составило порядка 560261 контейнеров, суммарная радиоактивность которых 15.0 кКи. А дно Атлантического океана с 1949 по 1967 гг. в 11 точках приняло 34282 контейнера, общая активность — 79.4 кКи.

СССР активно затапливал РАО (твердые и жидкие от эксплуатации атомного флота) с 1959 по 1972 гг. Зона выполнения действий — Баренцево и Карское моря, вне районов интенсивного рыболовства и судоходства.

Наибольшую опасность радиоактивного загрязнения Мирового океана представляют объекты, содержащие отработанное ядерное топливо (ОЯТ), приведенные в таблице:

В 1959 году в Белое море были слиты 600 м³ отходов активностью 20 мКи, а в 1960 году в Финском заливе (недалеко от острова Гогланд) — 100 м³ жидких радиоактивных отходов атомного ледокола «Ленин» (общая активность — 200 мКи).

Это были первые захоронения РАО, проведенные Советским Союзом. С 1960 года начали практиковать регулярные сбросы жидких радиационных отходов, а с 1964 года пошло захоронение твердых радиоактивных отходов в дальневосточных и северных морях Мирового океана.

Максимальная активность сбросов в Баренцевом море составила:

• 1965 год, северо-восточная часть, активность 1.0 кКи;
• 1975 год, центральная часть, более 0.8 кКи;
• 1988 год, северо-восточная зона, порядка 5.3 кКи;
• 1989 год, Ара-губа (авария подводной лодки), активность 2.0 кКи.

В 1975 году также производились сбросы в Карское море с атомного ледокола «Ленин» активностью 8.5 кКи.

Последствия

Негативное воздействие загрязнения акватории океана радионуклидами находится в центре внимания мировой общественности.

В океанических водах присутствуют особо опасные радионуклиды, например:

• стронций-90;
• цезий-137;
• ниобий-95;
• иттрий-91;
• церий-144.

Эти элементы имеют высокое биоаккумулирующее воздействие, что позволяет им передаваться по пищевым цепям, концентрируясь в морских организмах. Такие последствия несут опасность как для гидробионтов, так и для человека.

Радиоактивное загрязнение, поступающее в Мировой океан при захоронении и ядерных испытаниях, приводит к нарушению генетического аппарата животных, растений и человека.

Это происходит из-за появления мутаций в результате повышения фоновых значений радионуклидов, их переноса и накопления по пищевым цепям, а также попадания в кормовые объекты и пищу человека.

Радиоактивные вещества обладают стойкостью к разрушению и распаду, поэтому зараженные рыбы, планктон, растительные организмы и животные переносятся морскими течениями на тысячи километров в течение длительного времени.

Например, тунцы с наличием признаков радиоактивности после взрыва в Бикини, спустя 6-8 месяцев после произошедшего события оказались возле берегов Японии, то есть проделали путь размером в 3-4 тыс. миль.

Преимущественное большинство стронция-90 находится в толще воды, так как не впитывается морскими грунтами. Даже на минимальную концентрацию стронция-90 чувствительно реагирует икра рыб. Стронций-90 обладает способностью откладываться в костях.

Коэффициент накопления цезия-137 особенно высокий у арктических лишайников и пресноводных водорослей. Внутрь организма попадает через органы пищеварения и дыхания, накапливается в печени и мышцах.

Хищные рыбы (окунь, щука) отличаются минимальным накоплением стронция-90 и максимальным — цезия-137. А растительноядные рыбы (карась, карп), наоборот, накапливают в несколько раз больше стронция-90, а цезия-137 — меньше.

Способы решения проблемы

Обращение с радиоактивными отходами на всех этапах сводится к минимизации загрязнения окружающей среды. Наиболее актуальная проблема, связанная с решением проблем радиационного загрязнения Мирового океана — безопасное захоронение радиационных отходов. Вопросы захоронения РАО рассматриваются в контексте международного права.

Основные положения, регулирующие порядок обращения с радиоактивными отходами, отображены в Конвенции по предотвращению загрязнения моря сбросами отходов и других материалов (Лондон, 1972 год).

Документом запрещен сброс РАО с высоким уровнем радиации, а захоронение отходов с низким и средним уровнем радиации допустимо лишь по специальному разрешению с соблюдением требований к расположению мест захоронения.

На седьмом консультативном совещании Конвенции в 1983 году была принята резолюция с призывом о воздержании от захоронения в акватории океана всех видов радиоактивных отходов до проведения оценки всех моментов воздействия загрязнения на морскую среду и здоровье человека.

Также были приняты Конвенция, защищающая морскую среду Северо-Восточной Атлантики (1992 год, Париж) и о защите от загрязнения Черного моря (1992 год, Бухарест).

В 1976 году 3-ей Международной конференцией по использованию атомной энергии в мирных целях подведены итоги апробации некоторых способов захоронения радиоактивных отходов в морской среде:

1. В изолированном виде. Способ заключается в предварительной обработке РАО путем их перевода в стекловидную форму (смешивание с цементом или керамикой) и сбрасывании на большую глубину.
2. В разбавленном виде. Захоронение жидких слабоактивных радиоактивных отходов. С целью уменьшения радиоактивности сброс осуществляется под винт судна во время его движения.

А Международная конвенция по охране человеческой жизни на море (1974 год) включает международно-правовые требования, запрещающие радиоактивное заражение Мирового океана.

Видео по теме

В видео ролике ниже представлена лекция на тему захоронения радиоактивных отходов в Арктике и последствиях, связанных с этим:

Заключение

Содержание радиоактивных веществ в Мировом океане, даже не превышающее допустимые международными стандартами нормы, вызывает обеспокоенность общественности.

Опасность возникновения экологических нарушений очень велика и чревата получением в наследство будущим поколением горы ядерного мусора. Сложившаяся ситуация требует приложения коллективных усилий для решения проблем по предотвращению радиоактивного загрязнения акватории океана.