В ближайшие годы планируется продувка водоема-охладителя (ВО) Балаковской АЭС. Эта проблема возникла по причине накопления в воде ВО большого количества различных солей хлоридно-сульфатного и магниевого и других составов за время работы АЭС, что понижает эффективность работы станции. Кроме того, в воде, в иле и в водорослях водоема-охладителя находится много различных радионуклидов, в том числе и радионуклид трития. К сожалению, на сегодняшний день отсутствует информация об их количественном содержании в воде ВО. Последние официальные данные были опубликованы лишь в 2009 году. В то время ИПМ ГУ НПО «Тайфун» провели анализ воды в ВО Балаковской АЭС, в Саратовском водохранилище и в местах забора питьевой воды г. Балаково, АЭС и села Натальино путем измерения суммарной активности бета-излучения различных радионуклидов, в том числе и на содержание трития в воде. Суммарная бета-радиоактивность составляла 190 мБк. Объемная активность трития в воде ВО составляла 170 Бк/л, а в Саратовском водохранилище на расстоянии до 1 км от ВО и в местах забора воды она составляла 25 Бк/л (средняя активность трития в реках РФ была 2,4 Бк/л). В настоящее время Государственные организации: Госатомнадзор, Государственный центральный Санэпиднадзор, Комитет природных ресурсов, Комитет по экологии, Гидрометеослужба не ведут статистической отчетности, нет у них инструкций, не предусмотрен контроль за сбросом трития и его последствий в окружающую среду, в воздух, в воду и в почву. Постоянное наблюдение и мониторинг за загрязнением окружающей среды тритием этими службами не ведется.
В 2005-2009 годах был выполнен большой комплекс научно-исследовательских работ по безопасности продувки водоема-охладителя Балаковской АЭС. К экспертной оценке воздействия на окружающую среду привлекались медико-биофизический центр им. Бурназяна, Федеральное медико-биологическое агенство и ученые Саратовских СГУ и СГТУ. С учетом научных данных Всероссийский НИИ гидротехники обосновал экологическую безопасность продувки ВО. (Содержание этих документов будет рассмотрено ниже). Концепция продувки воды ВО заключается в понижении концентрации скопившихся в ВО различных солей путем сброса воды самотеком по двум трубам, диаметром 1200 мм каждая, в объеме 30.106 м3 в течение 100 дней в году по 50 дней в весенний и осенний паводок до снижения уровня минерализации до 1000 мГ/л и одновременной подпиткой ВО насосной станцией водами Саратовского водохранилища и р. Березовки. При этом, содержание радионуклидов в воде водоема-охладителя во внимание не принимается.
До начала 50-х годов прошлого века тритий существовал в природе в небольшом количестве и только естественного происхождения. С началом разработки и испытанием термоядерного оружия появился техногенный тритий, активность которого на Земном шаре возросла в 35 раз, и в 70-х годах составляла 62,9.1018 Бк. В дальнейшем в связи с авариями на ПО «Маяк» Челябинской области и Чернобыльской катастрофой активность трития еще больше увеличилась. В настоящее время основным и постоянным поставщиком трития является ядерная промышленность и в первую очередь ядерные реакторы. Ежегодно АЭС с реактором типа ВВЭР вырабатывает до 0,74 ТБк трития. По данным МАГАТЭ все АЭС мира выбрасывают в окружающую среду около 2,75.1018 Бк/год (или 109 Ки/год). За год своей работы БАЭС выбрасывает в Саратовское водохранилище более 14.8.1011 Бк. Кроме того, на 1 кВт мощности реактора в его активной зоне образуется около 1,8.1018 Бк нуклидов криптона, 3,3.1018 Бк нуклидов ксенона, 6.4.1018 Бк нуклидов йода, 54.1015 Бк нуклидов цезия, 3,4.1018 Бк нуклидов стронция. Все эти нуклиды в определенных количествах находятся в воде и грунте ВО. В ядерном реакторе тритий образуется при тройном делении ядерного топлива в результате реакции нейтронной активности лития и бора, а также активации дейтерия, содержащегося в теплоносителе в качестве примеси. Основным источником трития в теплоносителе реактора ВВЭР является реакция бора в виде борной кислоты и лития (литий находится в виде примеси к гидроокиси калия). Часть реакций образования трития происходит непосредственно в воде 1-го контура АЭС, часть в ТВЭЛах и стержнях регулирования. Из ТВЭЛов и стержней регулирования тритий попадает в реакторную воду при нарушении герметичности их оболочек, а также вследствие диффузии через оболочки, или вследствие утечки через не плотности различных устройств. В настоящее время не существует эффективных фильтров для очистки трития. Практически весь образовавшийся тритий выбрасывается за пределы АЭС. Тритий в газо-аэрозольном виде (15%-20%) через трубу выбрасывается в атмосферу. По этому показателю тритий занимает второе место после ИРГ. Большая часть трития (80%-85%) находится в воде 1-го контура, откуда он с жидкими стоками сбрасывается в ВО и брызгательный бассейн. Таким образом, тритий в виде газо-аэрозольных выбросов и с жидкими отходами выбрасывается в атмосферу и в поверхностные и подземные воды в радиусе до 100км вокруг АЭС.
Рассмотрим биологические и физико-химические свойства трития. Тритий является радиоактивным изотопом водорода с атомным весом 3 (его ядро содержит один протон и два нейтрона) с периодом полураспада 12,3 года и полным периодом распада 120 лет. В природе тритий существует в трех различных физических состояниях: газообразном (в виде атома водорода), в жидком (молекула воды, в которой атом водорода заменен атомом трития) НТО и твердом (в виде молекулы (содержащие устойчивое соединение трития с углеродом) ОСТ. Тритий, в отличие от других радиоизотопов, одновременно оказывает на живой организм биологическое и радиационное воздействие. Он, находясь вне клетки живого организма, практически не оказывает на нее радиационного воздействия. При попадания трития внутрь организма, он становится опасным радиоизотопом. Однако, основным поражающим фактором трития является биологический. По своим физическим свойствам тритий ведет себя как водород. Он легко вступает в соединение с кислородом, образуя при этом тритинированную воду (НТО). Попадая в живой организм, НТО замещает обычную воду и проникает в протоплазму крови и живых клеток. Циркулируя с кровью, тритий за 2-3 часа распространяется по всему организму. Тритий активно включается в состав биологической ткани, вызывая мутантные нарушения как за счет воздействия бета-излучения, так и за счет молекулярного изменения, вызванного заменой водорода тритием. Биологическое воздействие трития на живой организм усиливает радиация. При радиоактивном распаде трития образуется ион гелия и происходит бета-излучение с энергией 18 кЭв. Поскольку бета-частицы обладают малой энергией, то их воздействие не распространяется на большие расстояния в живом организме, однако тритий создает значительную плотность ионизации живой ткани (число ионов, образующихся при распаде на единицу длины пути) находясь внутри клетки в ее протоплазме. Ион гелия легко заменяет водород, поэтому водородные связи в организме рвутся, что сказывается на нарушении процесса синтеза органической структуры живого организма и оказывает воздействие на его наследственность. Тритий можно отнести к радионуклидам, которые подвергаются эффекту Пятко (чем длительнее период облучения, тем меньше необходимо суммарная доза облучения для достижения одного и того же эффекта). Радиоактивное облучение вызывает инфекционные осложнения, нарушение обмена веществ, онкологические опухоли, лейкоз, бесплодие, катаракту и др. Особо остро радиация воздействует на делящие клетки, поэтому особо опасна для детей и людей молодого возраста.
Тритий, соединяясь с углеродом, образует органический связанный тритий (ОСТ). Он представляет более серьезные факторы риска, чем НТО. ОСТ более живучий, и долго задерживающий в организме радионуклид, поэтому он способен проникнуть в нейроновые ткани (основные клетки нервной системы), или социты (незрелые яйцеклетки). Известно, что формирование яичников у женщины происходят один раз в жизни, воздействие радиации на репродуктивную систему внутриутробного плода женщины, а также возможное воздействие на детей, матери которых были облучены внутриутробно, могут быть значительными. Особо опасным является тритиловый тимидин, который концентрируется в ядре клетки, где находится ДНК и в цитоплазме. Это приводит к различным эффектам: разрушение однонитевых ДНК, очагенные мутации. Тритий относится к числу наиболее биологически опасных радионуклидов, которые совершают кругооборот в природе и загрязняют биосферу в региональном и глобальном масштабах. Тритий обладает высокой иммиграционной способностью и биохимической мобильностью. В виду отсутствия эффективных методов измерения и концепции и негативной роли выбросов трития его мониторинг практически не проводится, и поэтому отсутствуют статические данные о его накоплении. Существующая завышенная норма вмешательства (7,6. 103Бк/л) не позволяет реально оценить опасность трития. (Для сравнения, этот показатель в странах Евросоюза равен 100 Бк/л). Абсолютно безопасного уровня радиации не существует. Радиационные нормативы представляют собой разумный компромисс между стремлением снизить уровень облучения людей и практическими возможностями снижения этого уровня. Соблюдение установленных нормативов является необходимым, но не достаточным условием соблюдения радиационной безопасности. По мере накопления познаний, совершенствования методов и способов мониторинга, технического совершенствования и возможностей нормативные возможности снижаются. В последнее время некоторые ученые робко высказываются о необходимости проведения непрерывного контроля за содержанием трития в воде, об официальном запрете купания в ВО, употребления в пищу выловленной в нем рыбу, выращивания в защитной зоне вокруг АЭС продуктов питания. Тритий обладает высокой проницаемостью. Его содержание можно обнаружить в воздухе, в воде, в почве, в растениях, в пище живых организмах. Тритий легко связывается с протоплазмой живых клеток и тысячекратно накапливается в пищевых цепочках: трава-корова-молоко - мясо- человек. Через 2-3 часа при поступлении трития в живой организм наблюдается равномерное распределение НТО в жидкой фазе организма (кровь, моча, выдыхаемые из легких пары воды). Период биологического полувыделения НТО колеблется от 9 до 14 суток для разных людей, а для ОСТ он составляет от 30 до 450 суток. Мощность дозы облучения тритием поверхности органов дыхания очень высока (тысяча бэр/с). Легкие получают максимальную дозу облучения. Ознакомившись со справочным материалом, обратимся к аргументам обоснования экологической безопасности продувки.
Профессор Пантелеев (Всероссийский НИИ гидротехники) заявил, что в ходе бактериологического и радиационного анализов воды в ВО Балаковской АЭС, выполненных Федеральным государственным учреждением здравоохранения Центра гигиены и эпидемиологии № 156 ФМБА Росси, установлено, что содержание радионуклидов в воде водоема-охладителя составляет, ниже уровня, установленного для питьевой воды, т.е. по радиационным параметрам это вода соответствует той, что употребляется в пищу (?). Трития в воде очень мало, так мало, что негативного влияния на окружающую среду нет. (В результате анализов было установлено, что в воде ВО содержалось: цезий-137 – 0,012 Бк/л, Стронций-90 – 0,034 Бк/л, тритий – 140 Бк/л, суммарная бета-активность – 0,268 Бк/л).
Комментарий. Согласно официальным данным НПО «Тайфун», опубликованных в 2009 году, объемная активность трития в ВО Балаковской АЭС на то время составляла 169 Бк/л, а в Саратовском водохранилище на расстоянии 1 км от дамбы ВО и в питьевой воде г. Балаково, с. Натальино составляла 25 Бк/л (средняя объемная активность трития в реках России составляла 2,4 Бк/л). Кроме того, в воде ВО находились радионуклиды: кобальт-60 – 14мБк/л, марганец-54 – 2.68 мБк/л, цезий-137 – 12 мБк/л. Суммарная активность по суммарному бета-излучению составляла 185 мБк/л. Явное расхождение по всем показателям. По неизвестной причине за 4 года работы АЭС эти показатели почему-то понизились. Если формально подойти к оценке содержания радионуклидов в воде каждого его в отдельности, или оценку давать только по их суммарной активности бета-излучения, то можно согласится, что эти показатели ниже норм, изложенных в документах НББ – 99/2009 и СанПин 2.1.4. 1110-02 (соответственно 7600 Бк/л и 1 Бк/л). На живой организм человека одновременно воздействуют все радионуклиды, содержащиеся в воде ВО, поэтому оценку о пригодности воды к употреблению надо давать по суммарным показателям биологического и радиационного воздействия различных радионуклидов. Пришло время пересмотреть эти показатели и приблизить их к показателям стран Евросоюза. Физико-химические и биологические свойства трития начали изучать и исследовать ученые, связанные с производством термоядерных боеприпасов. После аварий на ПО «Маяк» интерес к тритию возрос. Было проведено много исследований, написано статей и защищено диссертаций, связанных с воздействием трития на биосферу. Для АЭС тритий является производственной издержкой, от которой стараются избавиться, приведя различные аргументы. Но тритий реально существует, и он наносит не поправимый ущерб здоровью людей. В виду отсутствия эффективных методов измерений и концепции о негативной роли трития, наличие малой дозы его радиоактивного бета-излучения, им пренебрегают, и не проводится его мониторинг.
В унисон Пантелееву привел свои аргументы и профессор Краснюк А. (радиационная медицина). По его словам, тритий это проблема не медицины, а скорее техническая. На АЭС трития образуется и попадает во внешнюю среду ничтожно мало (?). До настоящего времени не существует методики, позволяющей адекватно дать этому процессу количественную характеристику. Что касается радиационного воздействия трития на организм человека, то этот вопрос медиков волнует меньше, чем радиационное воздействие других веществ. Тритию свойственно только легкое бета-излучение, которое не способно проникнуть через лист бумаги, т.е. радиационной опасности нет. Отцепится от молекулы воды и вклинится в молекулу ДНК тритий, не может (?). Поступая в организм с водой, тритий там не задерживается и выводится из него через 2-3 суток с мочой.
Комментарий. Какое количество трития вырабатываются АЭС, и сколько его выбрасывается в биосферу, было изложено выше на примере конкретных данных. Да, тритий, находясь вне живого организма, не представляет радиационную опасность в силу своей малой бета-активности. Однако, тритий, попадая внутрь живого организма через пищевые и дыхательные органы в как радиоактивный элемент и в сочетании с его биологическими свойствами, наносит огромный ущерб здоровью человека даже в небольших его количествах. Биологические свойства трития хорошо изучены биологами и широко проинформированы в нашей стране и за рубежом. Известно, что тритий в жидкообразном состоянии представляет собой воду, в которой обычный водород заменен его радиоактивным изотопом. Живой организм не способен отличить тринитированную воду (НТО) от обычной воды, и поэтому он легко ее поглощает. НТО, попадая в организм, проникает в протоплазму крови и живых клеток. Циркулируя с кровью, НТО распространяется по всему организму, активно включаясь в состав биологической ткани, вызывая различные нарушения. Биологическое воздействие НТО на живой организм усиливается радиационным воздействием (об этом более подробно описано выше). Тритий из организма выводится мочой, потом а также с помощью аэрозольных паров, выдыхаемых легкими. Все выделенные из организма вещества содержат тритий и являются опасными для окружающих. Почки человека являются органом, который выделяет из крови только химические вредные вещества. Этот орган не способен расщепить молекулу НПО и выделить из нее тритий и выбросить вместе с мочой. За сутки почки выделяют до двух литров мочи. Период полувыделения трития из организма человека (всеми существующими способами) в среднем составляет около 10 суток, а выделение устойчиво связанного трития (ОСТ) длится от 30 до 450 суток. Однако человек потребляет воду ежедневно. Поэтому повседневное потребление воды человеком для поддержания его водного баланса приводит к накоплению трития в его организме.
Концепция биологической безопасности потребления питьевой воды из р. Волга мотивируется двумя аргументами: возможностью растворения различных солей и разбавлением радионуклидов в большом объеме воды Саратовского водохранилища, и доведения их содержания до допустимых норм, и второй аргумент - водозабор Балаково находится в защитной охранной зоне. Растворение различных солей и разбавление радионуклидов обосновывается приведенным примером: расход воды р. Волга в сечении расположения места продувки составляет 21200 м3/с, а расход воды самой продувки менее 4м3/с. При таком соотношении концентрация растворенных веществ на расстоянии уже 300 м от места сброса продуваемых вод будет отвечать фоновым (?) показателям, характерным для волжской воды, и более того, окажется гораздо ниже сезонных колебаний концентрации химических веществ в р. Волга (?). Содержание радионуклидов в воде ВО значительно ниже уровня, установленного для питьевой воды, т.е. по радиационным параметрам эта вода соответствует той, что употребляется в пищу. Широко раздутая проблема трития на самом деле давно известна и такой не является.
Комментарий. Согласно СанПин 2.1.4.1110-02 зона санитарной охраны (ЗСО) предназначена для снижения микробного и химического загрязнения воды источников водоснабжения и ничего не сказано о снижении радиационного заражения. ЗСО состоит из трех поясов защиты. В нашем случае граница 3-го пояса ЗСО находится на расстоянии 5 км от тела плотины, а предполагаемое место продувки находится на расстоянии 7 км от плотины. На основании этого сделан вывод, что поступление воды из ВО в ЗСО исключено. АЭС в первую очередь является радиационно опасным объектом, а ее химическая опасность находится на втором месте. ВО - это сборщик различных радионуклидов и растворенных солей, в который поступают сюда вместе с водами, в результате продувки брызгальных бассейнов, стоков баков-нейтрализаторов и баков радиационного контроля химводоочистки, стоков промышленно-ливновой канализации, выпадения атмосферных осадков. Через песчаную дамбу из ВО в Саратовское водохранилище фильтруется ежегодно около 14.106м3 воды, а вместе с ней выбрасывается около 23,8.108 Бк/л трития, содержащегося в воде. (Эти данные приведены по состоянию за 2009 год). Во время продувки в Саратовское водохранилище дополнительно будет сбрасываться в год 30.106м3 воды, содержащей в ней 5,1.109Бк/л трития. ВО БАЭС имеет длину более 5 км, его нижняя граница расположена на расстоянии около двух км от тела плотины СарГэс. Обратимся к науке гидродинамики. Жидкость, вытекающая из трубы при ламинарном режиме движения, движется отдельным потоком, не перемешиваясь с основной водой хранилища. Вытекающий поток воды из труб продувки будет направляться вниз по течению в сторону плотины. Поток воды, достигнув плотину, прекращает свое движение, и у стен плотины накапливаются химические и радиоактивные вещества, причем, чем ближе ко дну, тем больше. Часть воды, в основном ее верхних слоев, через турбины сбрасывается в Волгоградское водохранилище. Таким образом, приведенный пример полного растворения солей и разбавление радионуклидов не соответствует действительности. Проблемы трития возникли еще во время его промышленного производства. Аварии на ПО «Маяк» во много раз усугубили эти проблемы. Многие ученые мира начали исследовать и изучать физико-химические свойства трития и его воздействие на биохимические и биологические процессы в живых организмах и в целом на биосферу Земли. Работа АЭС перевела эту проблему в режим непрерывной нарастающей опасности, и сделала тритий головной болью всего человечества. Этот тезис подтверждает бывший заместитель министра Минатома Сидоренко М.В. «Одним из наиболее существенных недостатков, связанных с применением ВВЭР является загрязнение технологическим тритием…, как химический аналог водорода, он не задерживается на очистных системах теплоэнергии абсолютные величины, сбрасываемой активности оказываются большими. Тритий не удаляется химическими средствами и имеет большое время полураспада (12,3 года), это приводит к тому, что любые меры удержание его в системах АЭС не могут дать практически никакого эффекта. Весь образовавшийся в первом контуре тритий будет сброшен за пределы станции».
Обратимся еще к одному аргументу в пользу защиты экологической безопасности продувки. «Продувка ВО является стандартным решением, принимаемой всей мировой теплоэнергии (?). (доктор технических наук, профессор Хрусталев В. СГТУ). По словам Ларина Е.(профессор СГТУ) такое техническое решение (продувка) в настоящее время используется на Запарожской и Ростовской АЭС, работают они в более сложных условиях, т.к. и реки у них поменьше Волги (Днепр и Дон).
Комментарий. В мире нет ни одного государства, которое узаконила бы продувку водоема-охладителя. Есть АЭС, которые в продувке не нуждаются, их ВО непосредственно примыкают к открытым акваториям морей (Ленинградская АЭС, Фукусима-1). Абсолютное число АЭС имеют ВО с изолированными и технически защищенными от крупных водных артерий, и не представляют им угрозу опасного загрязнения вод. Назовите в мире АЭС, подобную Балаковской АЭС, площадка которой непосредственно примыкает к водохранилищу крупнейшей водной артерии европейской территории России, и находится на расстоянии 8 км от города с населением около 200 тысяч человек, ВО которой расположена в 3-х км от места забора питьевой воды вниз по течению, ядерные реакторы которой находятся на расстоянии 7 км от плотины ГЭС, способствующей накоплению солей и радионуклидов в месте забора питьевой воды. Какое здесь может быть стандартное решение? Водоем-охладитель Запарожской АЭС находится на берегу Каховского водохранилища и огражден от него насыпной песчаной дамбой шириной от 20 до 140м. Уровень воды в ВО ниже уровня водохранилища, поэтому фильтрация воды идет со стороны водохранилища. В весенние и осенние паводковые периоды возникает угроза поднятия уровня воды в ВО. Для сброса избытка воды предусмотрена сливная система, которая является аварийной. Эта система являлась соблазном для проведения продувки ВО. В советские годы были случаи проведения продувки ВО. С протестом против продувки выступили широкие массы населения во главе с КГБ Украины, которые обратились к Минэнерго СССР с просьбой принять эффективные меры, исключающие фильтрацию воды из ВО и запрета сброса воды в Каховское водохранилище путем продувки. Водозабор г. Мелитополя расположен на противоположном берегу Каховского водохранилища и меньше подвержен риску загрязнения, чем водозабор Балаково. Водоем-охладитель Ростовской АЭС выполнен с учетом корректировки недостатков предшествующих АЭС (Запорожской, Балаковской). Он находится на берегу Цимлянского водохранилища и имеет защиту дамбы по 1-му классу конструкции, однако фильтрация воды через плотину составляет 15024,9.103м3, которая осуществляется через грунтовые воды. Водозабор воды г. Мелитополя находится на расстоянии около 14 км от площадки Ростовской АЭС.
Во время половодья, возникает угроза поднятия воды в ВО, и поэтому предусмотрена сливная аварийная система. В настоящее время отсутствуют нормативные документы, предусматривающие необходимость проведение продувки ВО АЭС. Однако Нижне-Донское управление Ростехнадзора самостоятельно своим решением № 78 П от 20.05.2010 года разрешило продувку ВО в течение 61 дней с расходом воды 5760 м3/час. В 2010 году из ВО в Цимлянское водохранилище было сброшено 5872,3.103м3воды. В дальнейшем в связи с возмущением общественности продувка была прекращена.
Вывод. Оценка биологической безопасности продувки водоема-охладителя Балаковской АЭС дана без учета совокупности всех возможных различных факторов, влияющих на биосферу земли и особенностей расположения площадки станции. Каждое ведомство и его специалисты дают оценку биологической безопасности только со своей узкой ведомственной точки зрения. Многие нормативные показатели завышены и не отвечают современным требованиям. Так показатель по содержанию трития в воде в нашей стране завышен в 76 раз по сравнению со странами Евросоюза. Такое положение приводит к тому, что зараженная вода выдается за «чистую», пригодную для употребления. Признать тритий опасным – навсегда забыть о возможности продувки водоемов-охладителей АЭС. Все приведенные факторы, даже без учета проведения продувки ВО Балаковской АЭС, представляют экологическую опасность для населения и окружающей среды.
Алампиев В.Н.
Число прочтений: 3329