Радіоактивне забруднення дніпровського каскаду. Географія радіоактивного забруднення водних екосистем

5.3. Радіоактивне забруднення водних екосистем

Географія радіоактивного забруднення. Радіаційна ситуація водних екосистем України визначається величиною приносу радіонуклідів водотоками із забруднених басейнів. Головними постачальниками радіонуклідів після аварії на Чорнобильській АЕС є стоки річок Дніпра і його основних поліських допливів Прип'яті, Десни і Тетерева. Нижня ділянка р. Прип'ять і верхня частина Київського водосховища були включені в 30-кілометрову зону відчуження. Нижче за течією Дніпро, його допливи та дніпровські водосховища стали головними шляхами перенесення радіонуклідів із забруднених територій у Чорне море.

Після Чорнобильської катастрофи найбільшого радіонуклідного забруднення зазнали водні об'єкти басейну Дніпра. На початку, в перші дні, радіонукліди потрапляли у водостоки в складі прямих скидів забруднених радіонуклідами водних мас атомної електростанції або атмосферними опадами з радіоактивних хмар. З часом надходження радіонуклідів у водотоки басейну Дніпра відбувалося внаслідок танення снігів та його змиву з водозбірних площ. Особливо активно процеси перенесення радіонуклідів відбувалися під час весняних повеней, коли посилювався змив з площі водозбору, перемішувалися донні відклади і з ними у воду потрапляли радіонукліди. Кількість радіонуклідів, що надходили із забруднених територій, змінювалась і залежала від водності року, формування дощових паводків і особливостей процесу сніготанення на площі басейну.

Потрапляючи у водні екосистеми, радіонукліди розподілялися між абіотичними компонентами довкілля (водою, донними й завислими відкладами) та гідробіонтами (Основи…, 2001). У післяаварійний період найшвидше звільнилися від радіоактивного забруднення малі допливи Дніпра з досить високою швидкістю течії. У багатьох непроточних озерах Полісся радіонукліди накопичувались у донних відкладах. Ще складніші процеси, зумовлені міграцією радіонуклідів між водою, гідробіонтами і донними відкладами, відбуваються у дніпровських водосховищах, особливо Київському. Водосховища дніпровського каскаду є своєрідними буферними накопичувачами радіонуклідів (Кузьменко, 1998). Однак найінтенсивнішого радіоактивного забруднення зазнала водойма-охолоджувач ЧАЕС (Лукашев, 2002).

До аварії радіоактивний вплив Чорнобильської АЕС був незначним і суттєво не змінював вміст природних радіонуклідів у водоймі-охолоджувачі, річці Прип'ять та Київському водосховищі. У перші тижні після аварії радіоактивне забруднення цих водних об'єктів формували ¹³¹J, ⁹⁵Zr, церій-144 (¹⁴⁴Ce), а сумарна активність радіонуклідів у воді досягала 3,7·10⁵ Бк/дм³ (Основи…, 2001). Згодом (1986-1988 рр.) головними радіонуклідами, які реєструвалися в цій зоні, були ⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs, плутоній-239 (²³⁹Pu), америцій-241 (²⁴¹Am) з радіоактивністю понад 500 Бк/дм³ (Огородніков, 2002). З часом виявляється тенденція до зниження радіоактивного забруднення водних екосистем унаслідок розпаду короткоживучих радіонуклідів та переходу значної їхньої кількості у донні відклади.

Радіоактивне забруднення дніпровського каскаду. Проведені радіоекологічні дослідження (Огородніков, 2002; Ромась, 2002; Ромась, Пелешенко, Сілевич, 2002; Хільчевський, Курило, 2002 та ін.) свідчать, що Київське водосховище є найбільш значущим акумулятором хімічних сполук басейну Верхнього Дніпра та зв'язаних із ними радіонуклідів. Напрямок та інтенсивність розподілу і міграції радіонуклідів у водосховищі визначається фізико-хімічними властивостями води, донних відкладів та речовин, що в ньому містяться. Значний вплив на трансформацію форм радіонуклідів у водоймі мають гідробіонти, змінюючи просторову мікроструктуру, хімічний і гранулометричний склад донних відкладів.

Особливу роль у розподілі та накопиченні радіонуклідів у Київському водосховищі відіграють донні відклади (рис. 19). Найбільшу здатність накопичувати радіонукліди мають глина та мул на ділянках впадіння річок Прип'ять і Дніпро у верхній частині водосховища та при збільшенні глибини. Близько 50% завислового ¹³⁷Сs виноситься у водну екосистему наносами, серед яких значно переважає глиниста фракція. При цьому більша частина часток (до 73%) седиментується на дно (Войцехович, Лаптев, Канівець, 1996; Огородніков, 2002; Радиогеоэкология…, 1997).

Рис. 19. Картосхема розподілу ¹³⁷Cs у 20-сантиметровому шарі донних відкладів, у бк/кг (Огородніков, 2002)

Радіоактивного забруднення зазнали і п'ять водосховищ, що розміщені нижче за течією р. Дніпро: Канівське, Кременчуцьке, Дніпродзержинське, Дніпровське і Каховське (табл. 3). Найінтенсивніше забруднення донних відкладів усього дніпровського каскаду завершилося в 1988 р. (Огородніков, 2002), коли істотно зменшився виніс радіонуклідів водами основних допливів басейну Дніпра. На тлі істотного зниження виносу радіонуклідів водотоками чіткіше почав вимальовуватися процес перерозподілу радіоактивного забруднення по площі дна цих водосховищ.

Таблиця 3. Обсяги ¹³⁷Сs у донних відкладах дніпровських водосховищ (Войцехович, Лаптев, Канівець, 1996; Радиогеоэкология…, 1997)

Як видно з табл. 3, на шляху водних мас до Чорного моря відбувається поступове зниження щільності радіонуклідів унаслідок розбавлення забруднених вод Дніпра чистими водами бокових допливів, а також седиментації відкладів на дно водосховищ. Нині водні маси, що забруднюються у верхів'ях басейну Дніпра, на своєму шляху через всю ємність водосховищ дніпровського каскаду до Чорного моря втрачають майже 100% ¹³⁷Сs і ⁹⁰Sr.

Як уже згадувалося, у гострий період аварії на Чорнобильській АЕС головним забруднювачем довкілля і, відповідно, відкритих водойм був радіоактивний йод. Його вміст у воді р. Прип'яті перевищувала 2000 Бк/дм³. Водночас вміст ¹³⁷Cs i ⁹⁰Sr становив, відповідно, 500-1000 Бк/дм³ і 5-30 Бк/дм³ (Гидроэкологические…, 1992). З часом активність радіонуклідів у водних екосистем-мах Дніпра швидко зменшувалася.

Водотоки є головним шляхом транспортування радіонуклідів. Із збільшенням водності річки зростає і їх виніс. У с і екстремальні підвищення концентрації ¹³⁷Сs і ⁹⁰Sr були викликані сильними паводками і затопленням заплав на р. Прип'ять, особливо в межах зони відчуження (1988, 1991, 1993, 1994, 1997, 1999 рр.), що простежувалося аж до Чорного моря (Войцехович, Лаптев, Канівець, 1996; Огородніков, 2001; Радиогеоэкология…, 1997).

Незважаючи на значний ефект водоохоронного будівництва, радіоактивний стік з околиць ЧАЕС у р. Прип'ять будуть і далі одними з найзначніших гідрологічних шляхів надходження ¹³⁷Cs, ⁹⁰Sr і трансуранових елементів у дніпровський басейн. Важлива частина радіоактивного стоку ¹³⁷Cs формується за межами України під час його змиву з водозборів верхнього басейну рік Дніпро, Прип'ять і Десна на територіях Білорусі і Росії.

Радіонукліди іншого техногенного походження в Україні до Чорнобильської катастрофи за звичайних умов не були присутні у воді. Виняток становили глобальні опади в басейнах великих річок, що виникали в результаті випробувань ядерних бомб у атмосферному повітрі. Так у водах Дніпра вміст ¹³⁷Cs i ⁹⁰Sr глобального «бомбового» походження коливався на рівні сотих частин бекереля на дм³ (Лось, Войцехович, Шепелевич, 2001).