9.2 Обеспечение радиационной безопасности природной среды

В первый период использования ядерной энергии вопросы обеспечения радиационной безопасности касалась только персонала, непосредственно связанного с ядерными установками, и людей, проживающих в непосредственной близости к этим предприятиям. В современный период быстрого и широкого развития ядерной энергетики фактор дополнительного воздействия ионизирующих излучении на человека и окружающую его среду приобретает глобальный характер. В этих условиях должны быть разработаны принципиально новые концепции радиационной защиты человека, так как в этом случае в качестве облучаемого контингента должно рассматриваться все население земного шара. Глобальное рассея­ние искусственных радиоактивных веществ и техногенное усиление темпов круговорота естественных радионуклидов обусловливают дополнительное, по сравнению с природным фоновым, облучение любого живого организма в биосфере Земли, что одновременно с радиационно-гигиеническими проблемами может выдвигать задачи экологического нормирования радиационных воздействий на природные сообщества микроорганизмов, растений и живот­ных (3).

В основу современных концепций нормирования радиационного фактора положен принцип ограничения дозы на человека. В Пуб­ликации № 26 МКРЗ (85), отражающей наиболее современные воззрения на принципы радиационной безопасности, говорится, что «...меры радиационной безопасности, необходимые для защиты населения, по-видимому, будут достаточны, чтобы одновре­менно защитить и все другие виды живых организмов, хотя и не обязательно все особи этих видов». МКРЗ, следовательно, полагает, что если человек надежно защищен от облучения, другие виды живых организмов будут также достаточно защищены. Повышение радиационного фона в глобальных масштабах де­лает актуальной задачу разработки принципов охраны здоровья человека и окружающей его среды с учетом непосредственного воз­действия ионизирующих излучений на объекты природной среды. Это целесообразно назвать экологическим принципом нормирова­ния радиационной нагрузки. В дополнение к анализу влияния облучения на человека, что можно считать радиационно-гигиеническим, или антропогенным принципом нормирования радиацион­ного воздействия. При применении критериев радиоэкологическо­го нормирования имеется в виду помимо решения задачи охраны биологических ресурсов нашей планеты, в первую очередь сохранения генофонда живых организмов в биосфере Земли, также обес­печение такой среды обитания человека, которая необходима для его нормального существования. При этом нужно исходить из те­зиса, что охрана здоровья человека от радиационного воздейст­вия — это не только прямая защита его от облучения, но и обеспе­чение радиационной безопасности самой среды, так как человек может быть здоров только в «здоровой» среде (3).

По рaдиoycтoйчивости человек относится к са­мым радиочувствительным организмам в биосфере. ЛД100 для него при остром воздействии составляет 4,5 Гр. Однако целый ряд других объектов внешней среды, помимо упомянутых выше млекопитающих, в общем достаточно близок по радиорезистентности к человеку. Доказано, что существовавшая в 60-х годах концепция прямой зависимости между филогенетическим возрастом живых организмов и радиоустойчивостью (чем старше организм на фило­генетической лестнице, тем он более радиоустойчив) не является строгой. Так, филогенетически более древние организмы—древес­ные породы (особенно хвойные) оказываются по радиочувствитель­ности достаточно близкими к филогенетически более молодым представителям живого мира — млекопитающим и человеку. Ра­диоэкологическими исследованиями в нашей стране и за ру­бежом показано, что гибель взрослых сосновых деревьев при остром облучении происходит при дозе около 1—2 Гр. Эта доза еще ниже для молодых (5—10-летних) деревьев. Таким обра­зом, хвойные древесные породы, составляющие основу значитель­ной части лесного покрова Земли, по радиочувствительности близ­ки к человеку и млекопитающим; коэффициент запаса по дозовым воздействиям, ведущим к летальным последствиям, для человека относительно хвойных растений не превышает 2—4 Гр. Поглощенная доза около 20 Гр ведет к гибели не отдельных представителей живого мира, а к поражению целых природных экосистем, каковы­ми, в частности, являются хвойные леса. Обширная экологическая литература о действии ионизирующих излучений на природные и искусственные экосистемы свидетельствует о том, что поглощенная доза 2—10 Гр вызывает существенные видимые радиационные повреждения у многих типов природных и искусственных со­обществ растений и животных (3).

Вместе с тем длительные (десятки и более лет) экологические наблюдения за действием ионизирующих излучений на природные экосистемы показывают, что неблагоприятные сдвиги в природной среде могут иметь место и при значительно более низкой дозе излучения (0,1 – 0,3 Гр). К сожалению, радиоэкологическая инфор­мация о влиянии ионизирующих излучений на естественные и искусственные сообщества растений и животных еще не дала убе­дительных однозначных ответов о дозовой зависимости радиацион­ных эффектов на биогеоценотическом уровне (это в основном свя­зано со сложностью и комплексностью наблюдений за действием ионизирующих излучений в природе). Однако в этой ситуации це­лесообразно ориентироваться на более осторожные (консерватив­ные) радиоэкологические прогнозы последствий облучения природ­ной среды, чтобы избежать недооценки радиационных эффектов в окружающей человека среде.

Антропогенный (радиационно-гигиенический) подход к нормированию содержания радионуклидов в окружающей среде т. е. оценка предельно допустимых концентраций радиоактивных веществ в объектах внешней среды только с точки зрения радиационной безопасности человека как объекта облучения, не во всех радиологических ситуациях достаточно полный, чтобы обеспечить одновременно радиационную защиту и человека, и других находя­щихся в окружающей среде живых организмов. Несмотря на то, что природное сообщества живых организмов весьма резистентные образования по отношению к дозам излучений, с которыми связано широкое использование ядерной энергии, задача обеспечения радиационной безопасности биосферы состоит в де­тальном изучении всех цепей миграции и компонентов биогеоценозов для выявления уязвимых мест, где радиационный стресс может привести к нежелательным последствиям, даже при относи­тельно малом уровне воздействия (3).

Существующие нормативы содержания радиоактивных веществ в объектах окружающей среды являются только радиационно-гигиеническими. При этом объекты внешней среды рассматриваются как источники внешнего облучения человека или как источники питания. Нормирование концентрации радионуклидов в воздухе тоже осуществляется исходя из анализа опасности ингаляционного поступ­ления радионуклидов в организм человека.

При нормировании по радиационно-гигиеническому принципу и рассмотрении последствий облучения человека и живых организ­мов подразумевается, что абсолютные поглощенные дозы для на­ходящихся в среде, содержащей радионуклиды, человека, с одной стороны, и других живых организмов—с другой, достаточно близ­ки. Однако такое положение не всегда соответствует действитель­ности — реальные поглощенные дозы облучений человека и биоло­гических объектов при выбросе в окружающую среду радионукли­дов существенно различаются. Причем в абсолютном большинстве случаев поглощенная доза у растений и животных значительны выше, чем у человека.

Так, при выпадении свежей смеси продуктов деления на посевы злаковых растений дозе у-излучения на открытой местности 1 Гр соответствует поглощенная доза в отдельных критических органах растений, в 10—50 раз (а в крайних случаях до 100—250 раз) более высокая. В лесу, на который оседают В-, у-излучающие нуклиды только по поглощенной дозе у-излучения этот показатель на высоте 1 м (что эквивалентно гигиениче­скому критерию допустимого внешнего излучения человека) для хвойных лесов после выпадения радиоактивных аэрозолей может быть в 2—2,5 paза ниже, чем поглощенная в кронах деревьев доза, определяющая радиационное поражение леса. Если в состав выпадающей из воздуха смеси радионуклидов входят В-излучатели, не играющие сколько-нибудь заметной роли во внешнем облу­чении человека, но имеющие первостепенное значение в лучевых эффектах у растений, то поглощенные дозы у человека, находяще­гося в лесу, и у, собственно древесных растений могут различаться более чем в 20 раз (3).

При ограничении дозы внешнего у-облучения человека до 0, 25 Зв для радиологической ситуации с выведением свежей смеси продуктов деления суммарная поглощенная доза на сельскохозяй­ственные растения в отдельные фазы их развития может достигать 3—7 Гр, что ведет к снижению урожайности зерна до 60%, рез­кому возрастанию числа мутаций и увеличению генетического гру­за. У древесных растений поглощенная доза в этих условиях мо­жет превысить 0,5 Гр, что приводит к заметным лучевым эффек­там в лесах. При выпасе сельскохозяйственных животных на изодозной линии 0,25 Зв в случае выпадения свежей смеси продуктов деления за счет поступления радионуклидов в организм лактация может уменьшиться на 25—50%, причем у коров развивается хро­ническая лучевая болезнь I и II степеней. При ограничении дозы облучения человека 0,005—0,03 Зв, эквивалентное облучение популяций растений в дозе 0,6—3 Зв принимая на основании вышеуказан­ного коэффициент перехода от дозы облучения человека к погло­щенной дозе растений равным 100, безусловно, может быть при­чиной серьезных отрицательных изменений в растительных сооб­ществах (3,92).

Следует отметить, что для обеспечения радиационной безопас­ности человека имеется арсенал активных методов защиты, наиболее эффективными среди которых являются эвакуация из района загрязнения, постоянное или временное запрещение потребление критических пищевых продуктов дезактивация. Для за­щиты же живой природы от радиоактивного загрязнения набор технически и экономически приемлемых методов крайне ограничен. Перефразируя известную поговорку «деревья умирают стоя», можно сказать, что «вся природа выдерживает радиационное воздей­ствие на месте» (3).

Если опасность радиационного воздействия обусловлена по­ступлением радионуклидов с рационом в результате их миграции по пищевым цепям, то защита населения осуществляется прежде всего за счет изменения традиционно сложившейся площади пи­тания, структуры посевных площадей и завоза продовольствия с незагрязненной территории. Естественно, что доза на диких живот­ных и растения от осевшего радиоактивного вещества в подобных ситуациях существенно выше, чем на человека.

Здесь следует напомнить и о различиях в составе рациона че­ловека и животных, приводящих к значительной разнице в дозе облучения сравниваемых объектов, обитающих на территории с одинаковой концентрацией радионуклидов. Наглядным примером могут быть олени, основной корм которых составляют лишайники, играющие роль природного планшета с высокой эффективностью улавливания радиоактивных выпадений. При выпадении 90Sr из воздуха и потреблении оленями лишайников, а человеком — олени­ны доза облучения костной ткани у оленей может быть выше, чем у человека, более чем в 100 раз. При выпадения 137Сs из атмосферы, поглощенная доза на все тело у оленей больше в два раза, чем у человека (3).

Рассмотренная выше специфика формирования поглощенной дозы при нахождении радионуклидов во внешней среде у человека, с одной стороны, и живых организмов—с другой, побуждает к мысли, что, по крайней мере, в некоторых радиологических ситуа­циях для определенных групп живых организмов в биосфере экологические нормативы радиационных воздействий оказываются более жесткими, чем санитарно-гигиенические. Справедливость этого положения подтверждается экспериментальными данными для некоторых природных экосистем.

В качестве количественного критерия, с помощью которого целесообразно выполнять экологическое нормирование радиационных воздействий, можно использовать понятие «радиологическая емкость среды», означающее предельное содержание радионуклидов в определенной экосистеме (биогеоценозе) или ее отдельном компоненте, при котором исключено повреждающее действие излучение на критические звенья этой экосистемы. Основным моментом использования этого термина является правильный выбор критических звеньев облучаемой экосистемы (4).

Таким образом, принимая принципы радиационно-гигиенического нормирования как основного при обеспечении радиационной безопасности, следует признать целесообразность их дополнения для ряда радиологических ситуаций, характеризующихся большим разнообразием, экологическими критериями, чтобы гарантировать охрану природной среды от радиационных воздействий при разных видах использования ядерной энергии.