9. Lietuvos uzterstumas radionuklidais
Radioaktyviųjų medziagų saltiniai yra dvejopo pobūdzio - gamtiniai ir antropogeniniai. Gamtiniai radioaktyvūs nuklidai patenka į atmosferą is virsutinių zemės sluoksnių, taip pat susidaro sąveikaujant kosminiams spinduliams su ore esančių medziagų atomų branduoliais. Sių radionuklidų koncentracija kinta priklausomai nuo meteorologinių sąlygų, saulės aktyvumo ir kitų faktorių. Gamta ir zmogus yra prisitaikę prie natūralios kilmės radioaktyviųjų medziagų poveikio, jei nėra radionuklidų sankaupų tam tikrose vietose.
Plačiausiai paplitę natūralios kilmės radionuklidai yra is urano-radzio, urano-aktinio ir torio seimos bei kalis. Vidutinė radono koncentracija grunte būna 3-4 Bq/ kg, urano - apie 26 Bq/kg, o kalio-40 - neturėtų virsyti 600 Bq/kg.
Didziausią pavojų kelia dirbtiniai radionuklidai. Uzdraudus branduolinius bandymus ore ir vandenyje, pagrindinis dirbtinių radionuklidų saltinis yra branduolinio kuro ciklas: urano rūdos kasimas ir perdirbimas, atominės elektrinės bei branduolinio kuro perdirbimo įmonės. Vienam elektros energijos galios gigavatui, pagamintam atominėse elektrinėse, kasmet tenka apie 360000 Ci radionuklidų aktyvumas, patenkantis į aplinką. Ypač didelis pavojus kyla įvykus branduolinių įrenginių avarijoms.
Lietuvoje tarsos radioaktyviomis medziagomis poziūriu siuo metu yra dvi svarbiausios problemos: Ignalinos atominės elektrinės poveikis ir Černobylio AE avarijos pasekmės. Siame skyriuje minėtoms dviems problemoms ir skiriama daugiausia dėmesio.
9.1. IGNALINOS ATOMINĖS ELEKTRINĖS POVEIKIS APLINKAI
Eksploatuojant bei remontuojant atominę elektrinę susidaro dideli kiekiai radioaktyviųjų atliekų, kurios kaupiamos elektrinės saugyklose. Elektrinei normaliai dirbant, į aplinką patenka nuo radioaktyviųjų medziagų apvalytas vanduo ir oras. Tarsa sustiprėja remontuojant ar įvykus avarijai.
Atominės elektrinės tarnybos nuolat matuoja radioaktyviųjų medziagų emisiją į orą ir vandenį. Kadangi matavimams naudojama nepakankamai tobula įranga, tai gaunami ne visiskai patikimi rezultatai.
Radioaktyviųjų medziagų kaupimąsi Ignalinos AE poveikio zonoje taip pat stebi pačios elektrinės tarnybos. Be to, pagal Lietuvos monitoringo programą Ignalinos AE aplinką kontroliuoja Centrinė aplinkos tyrimų laboratorija bei Fizikos institutas. 1993 metų pabaigoje, padedant Svedijai, prie elektrinės pradėjo veikti dvi (viena - vyraujančių vėjų kryptimi, kita - priesinga) automatinės gama monitoringo stotys. Jos nuolat matuoja gama spinduliavimo intensyvumą ir reguliariai perduoda duomenis į centrinį kompiuterį Aplinkos apsaugos departamente.
Fizikos instituto bazėje prie Drūksių ezero veikia automatizuotos dozimetrinių ir meteorologinių stebėjimų sistemos maketas. Čia automatizuotai registruojamas vėjo greitis ir kryptis, oro temperatūra dviejuose auksčiuose, nustatoma oro stabilumo klasė. Stebėjimų rezultatai įgalina vykdyti radionuklidų plitimo ore skaičiavimus realiame laike [20].
Visos elektrinėje susidariusios dujinės radioaktyviosios atliekos ismetamos į atmosferą pro 150 m auksčio ventiliacijos vamzdzius. Aerozolinių radioaktyvi 19319o148t 71;jų medziagų į aplinką patenka nedaug, nes dujos pakeliui praeina pro islaikymo kameras ir filtrus.
Didziausia emisijų į orą aktyvumo dalis tenka radioaktyviosioms inertinėms dujoms (9.1 lentelė). Apie 96-97% is Ignalinos AE ismetamų radioaktyvi 19319o148t 71;jų dujų sudaro Ar-41, kurio skilimo pusperiodzio trukmė 1.83 val. Jis atsiranda reaktoriuje neutronams aktyvuojant ore ir ausinimo vandenyje esantį stabilų Ar-40. Is dalijimosi reakcijos produktų reiksmingiausias yra Xe-133, kurio skilimo pusperiodzio trukmė - 5.2 paros. Jis sudaro apie 3% inertinių dujų aktyvumo. Visiems kitiems ksenono ir kriptono izotopams tenka maziau kaip 1% bento aktyvumo.
9.1 lentelė
Ignalinos AE radioaktyvioji emisija į orą
Inertinės dujos neįsijungia į biologines grandis ir greitai pasiskirsto atmosferos ore. Sios dujos lemia isorinį svitinimą, todėl ir jų poveikis gyvajai aplinkai ir zmonėms yra nedidelis. Kiti radionuklidai, patekę į organizmą su maistu, vandeniu, oru gali būti įsisavinti ir isbūti jame ilgą laiką. Itin dideliu radiotoksiskumu pasizymi jodo izotopai, reiksmingiausias J-131 (skilimo pusperiodis - 8.1 paros). Pastaraisiais metais sio nuklido Ignalinos AE islėkove gerokai sumazėjo (9.1 lentelė).
"Ilgaamzių" radionuklidų grupėje (9.1 lentelė) didziausias indėlis tenka Co-60, kurio skilimo pusperiodis 5.3 metai - iki 50% aktyvumo, ir Cs-137 (30 metų) - apie 15%. Mn-54 (312 paros), Cr-51 (28 paros), Nb-95 (45 paros) tenka po 4-9% aktyvumo. Visi minėtieji radionuklidai, isskyrus Cs-137, yra aktyvuoti korozijos produktai. Pastaraisiais metais elektrinei dirbant nepilnu pajėgumu, sumazėjo ir aplinkos tersimas (9.1 lentelė).
Skystos radioaktyviosios atliekos, kurios susikaupia dirbant elektrinei, įvairiais būdais isvalomos nuo radioaktyviųjų medziagų. Tačiau su nuotekomis į Drūksių ezerą patenka radioaktyvių tersalų. Nuotekose aptinkama dalijimosi produktų: Cs-137, Cs-134, Sr- 90 ir korozijos produktų Co-60, Mn-54, Fe-59. 1992 metais is elektrinės nutekėjusių radioaktyvi 19319o148t 71;jų me- dziagų bendras aktyvumas sudarė apie 22.85 GBq, is jų 2.74 GBq Cs-137, 0.81 GBq Sr-90, 8.10 GBq Co-60, 5.72 GBq Mn-54, 0.80 GBq Fe-59. Panasiai buvo ir 1993 metais: sausio- balandzio mėnesiais nuotekų bendras aktyvumas buvo 1.94 GBq, (is jų 0.27 GBq Cs-137 ir 1.17 GBq Co-60), o lapkričio mėn. nuotekų bendras aktyvumas 0.278 GBq (0.250 GBq Co- 60).
Ignalinos atominė elekrinė atlieka aplinkos uzterstumo radioaktyviosiomis medziagomis matavimus 30 km spinduliu aplink elektrinę, vadinamojoje "stebimoje" teritorijoje. Vidutinė 1990-1992 metų radionuklidų koncentracija pazemio ore sioje teritorijoje pateikta 9.2 lentelėje. Ore aptinkami ne tik globaliniai radionuklidai (Cs-137, Cs-134, Sr-90), bet ir būdingi atominėms jėgainėms - Mn-54, Co-60, Zr-95, Nb-95, Fe-59. 9.2 lentelėje taip pat pateiktos didziausios leistinos koncentracijos. 1993 m. Fizikos instituto stotyje, esančioje 3.5 km į rytus nuo elektrinės, buvo taip pat fiksuojama Zr-95, Nb-95 (iki 0.04-0.05 mBq/kubiniame metre) ir Mn-54, Co-60 (atitinkamai 0.006 ir 0.005 mBq/kubiniame metre).
9.2 lentelė
Dirbtinių radionuklidų vidutinis koncentracijos Ignalinos AE "stebimoje" teritorijos ore, mikroBq/kubiniame metre
Metai Cs-137 Cs-134 Mn-54 Co-60 Nb-95 Fe-59Kaip matyti is 9.2 lentelėje pateiktų duomenų, radionuklidų koncentracijos ore Ignalinos poveikio zonoje yra gerokai mazesnės uz didziausias leistinas koncentracijas. Į orą patekę tersalai palaipsniui nusėda ant zemės pavirsiaus. Matuojant iskritų radioaktyvumą, įvertinamas radioaktyviųjų medziagų kaupimosi intensyvumas. Duomenys apie radioaktyvias atmosferos iskritas Ignalinos AE stebimoje teritorijoje pateikti 9.3 lentelėje.
9.3 lentelė
Radionuklidų aktyvumas atmosferos iskritose per parą mBq/kvadratiniame metre
Metai Cs-137 Cs-134 Sr-90 Mn-54 Co-60* - matuota Fizikos instituto bazėje.
Labai dideli Cs-137 ir Cs-134 tankiai 1986 m. buvo sąlygoti Černobylio avarijos. Siuo metu globalinių radionuklidų Cs-137,134, Sr-90 koncentracijos ore (9.2 lentelė) ir krituliuose atitinka fonines vertes, ir galima manyti, kad tai nėra elektrinės veiklos produktai. Tuo tarpu Mn-54 ir Co-60 pėdsakai - akivaizdi elektrinės veiklos pasekmė.
Tiriant dirvas Ignalinos AE poveikio zonoje, is dirbtinių nuklidų aptikti tik Cs-137, Cs-134 ir Sr- 90. Vidutinė Cs-137 koncentracija yra 7 Bq/kg, kitų radionuklidų dar maziau.
Sios vertės atitinka fonines vertes ir, reikia manyti, yra branduolinio ginklo bandymų ir Černobylio AE avarijos produktai. Ignalinos AE tersalų dirvoje neaptikta.
Drūksių ezeras yra natūralus Ignalinos atominės elektrinės ausintuvas. Į ezerą patenka panaudotas vanduo is atominės elektrinės ir is Visagino miesto kanalizacijos. Ignalinos AE atlieka reguliarius Drūksių ezero ekosistemos stebėjimus. Ezero vandens vidutinis bendras beta aktyvumas 1992 m. buvo 0.178 Bq/l. Daug didesni radioaktyvių medziagų kiekiai susikaupė ezero dugno nuosėdose (nuosėdos imamos "foninėse" stotyse). 1992 metų dugno nuosėdų analizės rezultatai pateikti 9.4 lentelėje.
Beveik visame ezere dugno nuosėdose aptinkama ne tik globalinių Cs-137, Cs-134 (foninės koncentracijos), bet ir elektrinės tersalų - Mn-54 ir Co-60.
9.4 lentelė
Dirbtinių radionuklidų vidutinės koncentracijos dugno nuosėdose ir dumbliuose 1992 m., Bq/kg drėgnos masės
Cs-137 Cs-134 Mn-54 Co-60 Fe-59 Co-58 Cr-51Itin intensyviai radionuklidus kaupia dumbliai. Ezero dumblių izotopinė sudėtis artima dugno nuosėdų sudėčiai. Tačiau labai dideliu aktyvumu pasizymi dumbliai, surinkti salia isleidimo kanalo. Pastebėta, kad sios ezero dalies dumblių aktyvumas didėja (9.4, 9.5 lentelės).
9.5 lentelė
Drūksių ezero dumblių bendras aktyvumas (visų radionuklidų be K-40 ir Be-7 suma), Bq/kg drėgnos masės
Metai Minima- Maksimali vertė Vidutinė vertėKaip ir ankstesniais metais, Drūksių ezero zuvyse aptinkama tik Černobylio AE avarijos produktų - Cs-137, Sr-90, Cs-134. Sių nuklidų palaipsniui mazėja. Vidutinė Cs-137 koncentracija zuvyse sudaro 2.7 Bq/kg. Lietuvos higienos normos leidzia sitokius didziausius zuvies uzterstumus: 370 Bq/kg Cs-137 ir 37 Bq/kg Sr-90.
Ypatingą problemą sudaro tritis (skilimo pusperiodis 12.3 metų). Dėl netobulos aparatūros ir metodinių sunkumų Ignalinos AE tričio emisijos į aplinką nematuoja. Tričio koncentracijos matavimus elektrinės aikstelės gręziniuose bei aplinkos objektuose atlieka Geologijos ir Fizikos institutai. Nustatyta, kad 1993 metais H-3 koncentracija Drūksių ezero vandenyje buvo 6-8 Bq/l, o tai virsija globaliai pasiskirsčiusio H-3 foninę koncentraciją (3.6-4.8 Bq/l). Liepos mėnesį Vosyliskių upelyje, kuriuo į Drūksių ezerą nuteka vanduo po valymo, buvo apie 61.4 Bq/l H-3. Dar didesnės H-3 koncentracijos aptinkamos gruntiniame vandenyje. Daugiausia tričio 1993 metais aptikta radioaktyviųjų atliekų saugyklų aplinkoje esančių gręzinių vandenyje. Didziausia koncentracija - apie 2.6 kBq/l. Didziausia leistina tričio koncentracija 148 kBq/l. Remiantis modeliniais skaičiavimais galima tvirtinti, kad per 1993 metus į Drūksių ezerą turėjo nutekėti apie 1000 GBq tričio.
Is pateiktų duomenų matyti, kad pastaraisiais metais radiacinė situacija Ignalinos AE aplinkoje buvo normali. Ignalinos AE dirbant nepilnu pajėgumu, sumazėjo į orą ismetamų radioaktyviųjų medziagų, tačiau stabdant ir remontuojant reaktorius tarsa siek tiek suintensyvėja. Ismatuotos radionuklidų koncentracijos buvo gerokai mazesnės uz didziausius leistinus uzterstumo lygius. Ignalinos tersalų aplinkos objektuose buvo daug maziau negu gamtinių radionuklidų ir branduolinio ginklo bandymų bei Černobylio avarijos produktų.
9.2. Černobylio avarijos pasekmės Lietuvoje
Černobylio AE ketvirtojo reaktoriaus avarija, įvykusi 1986 metų balandzio 26 dienq, yra pati didziausia is visų iki siol pasaulyje įvykusių branduolinių avarijų.
Černobylio avarijos įvyko 1986 m. balandzio 26 d. apie antrą valandą nakties. Bendras patekusių į atmosferą radionuklidų skilimų skaičius buvo apie 1019 skilimų per sekundę (Bq).
Meteorologiniai ir sinoptiniai parametrai taip lėmė, kad Lietuva atsidūrė tiesioginiame oro masių kelyje is Černobylio, o balandzio 28-30 dienomis Lietuvą tersė ir oro masės, "grązinančios" tersalus is Siaurės bei Vakarų salių. 9.1 pav. parodytos oro masių, sklidusių 850 hPa/a aukstyje, trajektorijos pirmosiomis dienomis po Černobylio AE avarijos
9.1 pav. Oro masių trajektorijos 1984 m. balandzio mėn. 26-30 d.: 1 - balandzio 26-27 d., 2 - balandzio 27-28 d., 3 - balandzio 28-29 d., 4 - balandzio 29-30 d.
Lietuvoje, kaip ir visose to meto sovietinėse respublikose, nebuvo automatizuotos dozimetrinės kontrolės sistemos, ir visi tyrimai buvo vykdomi tiktai nesiojamais dozimetrais, matuojant gama spinduliavimo intensyvumą.
Netoli nuo Ignalinos AE esančioje Fizikos instituto stotyje tam laikui veikęs vienintelis Lietuvoje ir Baltarusijoje jonizuojančio spinduliavimo dozimetras su automatiniu rezultatų uzrasymu balandzio mėn. 29 d. 23 val. uzregistravo debesies uztersto radionuklidais atėjimą [18]. Gama spinduliavimo dozės galia nuo 10 mikroR/val pakilo iki 50 mikroR/val. Oro pavyzdyje - filtre, buvo uzregistruotas apie desimties radionuklidų - urano dalijimosi produktų spinduliavimas: teluras-132 pusiausvyroje su jodu-132, jodas-131, rutenis-103, cezis-134, baris-140 su lantanu-140, cezis-137 ir cirkonis-95 su dukteriniu niobiu-95 ir kiti. Apie 90( gama spindulių skleidė jodo radioisotopai (Pav.).
9.2 pav. Jodo radioizotopų koncentracijos ore Rytų Lietuvoje po Černobylio avarijos
Maksimalios koncentracijos ore atidėtos vertikalioje asyje - 100 Bq\kub.m tai kada kubiniame metre oro per sekundę suskyla 100 radionuklidų. Minimalios - kada vienas radionuklidas per sekundę suskyla milijone kubinių metrų oro. Jodo-132 koncentracijos ore geguzės mėn. pavyzdziuose mazėjo po 10 kartų ir po 10 dienos tapo neismatuojamos. Jodo-131 koncentracijų ore mazėjimas buvo lėtesnis. Jos padidėjo geguzės 7-8 d. pavyzdyje, atėjus naujai uztersto oro porcijai per Baltarusiją, ir visą geguzės mėn. buvo stebimos padidintos jo koncentracijos. Normalaus Ignalinos AE darbo metu aplinkoje beveik niekada nesusidaro minimalaus lygio jodo radioizotopų koncentracijos. Atėjus debesiui po Černobylio avarijos sių radionuklidų koncentracijos ore padidėjo milijoną kartų. Geguzės mėn. patalpose Vilniuje buvo uzregistruotas jodo radioizotopų spinduliavimas [19].
Dozimetrinių stebėjimų, vykdytų 1986 m. balandzio-geguzės mėn. Vilniuje, rezultatai pateikti 9.2 pav. Radioaktyviųjų medziagų kiekis ore, vadinasi, ir ekspozicinės dozės galia keitėsi pagal procesų Černobylio AE IV bloko reaktoriuje vyksmą ir meteorologinių sąlygų ypatybes. Matyti, kad didelė ekspozicinės dozės galia uzfiksuota daugiausia balandzio 28-30 dienomis.
9.3 pav. Gama spinduliuotės intensyvumo kitimas ore Vilniuje 1986 m. balandzio-geguzės mėn. (punktyrinėmis linijomis pazymėtas foninis lygis - 12 mikroR/h ir leistinas saltinio lygis - 30 mikroR/h)
Isryskėjo ir kai kurie radioaktyvaus uztersimo ypatumai. Ore, taip pat ant augalų, ant zemės, ant zmonių drabuzių buvo aptiktos vadinamosios "karstosios" dalelės (mazesnės uz 0.2 mikrometro dydzio aerozoliai, turintys didelį radioaktyviųjų spindulių intensyvumą). Pirmosios "karstosios" beta dalelės ore Vilniuje buvo aptiktos 1986 m. balandzio 25-28 dienomis eksponuotuose oro filtruose, o daugiausia - balandzio 28-29 dienomis, kai jų koncentracija ore siekė 10 000 kubiniame metre. Zinant, kad suaugusio zmogaus plaučiai "perpumpuoja" per parą apie 20 kubinių metrų oro, į zmonių organizmus pateko nemazai tokių dalelių.
Dozimetriniais zemės pavirsiaus tyrimais nustatyta, kad dirvozemis uzterstas ne tolygiai, o dėmėmis, kurių dydis įvairus - nuo kelių kvadratinių metrų iki kelių kvadratinių kilometrų. Pirmosios ir aktyviausios dėmės aptiktos Pietų Lietuvos ezerų pakrantėse.
Oro masės, nesusios radionuklidus is Černobylio AE, virs Lietuvos teritorijos pasklido pietine, pietvakarine ir Vakarų Lietuvos dalimi. Dėl to siose teritorijose didziausias ir grunto uzterstumas radioaktyviosiomis medziagomis. Tai patvirtino 1987 metais is lėktuvo atlikti Lietuvos teritorijos gama spekrometriniai matavimai. Gautasis Cs -137 uzterstumo tankio (Bq/kvadratiniame metre) pasiskirstymas parodytas 9.4 pav. Nustatyta, kad Cs-137 uzterstumo tankis kito nuo 7.4.102 iki 3.0.104 Bq/kvadratiniame metre). Ceziu-137 labiausiai uzterstos tos respublikos vietos, virs kurių sklido radioaktyvios oro masės. Is oro masių judėjimo trajektorijų (9.1 pav.) galima spręsti, kad intensyviausios radioaktyvios iskritos 1986 m. buvo balandzio 27- 29 dienomis vakariniuose ir pietvakariniuose Lietuvos rajonuose, o 29-30 dienomis - pietrytiniuose, pietiniuose ir rytiniuose rajonuose. 9.3 pav. pateiktoje aerogama nuotraukoje matyti nevienodo dydzio skirtingų konfigūracijų ir aktyvumo dėmės Varėnos, Merkinės, Marijampolės, Jurbarko, Silutės, Kretingos, Klaipėdos, Palangos, Plungės ir kt. rajonuose.
9.4 pav. Lėktuvinių gama spektrometrinių tyrimų rezultatai. Kiekvienos dėmės uzterstumo ceziu-137 minimalaus tankio izolinijos yra 3700 Bq/kvadratinime metre, zingsnis tarp izolinijų 1100 Bq/kvadratiniame metre
9.6 lentelė
Radionuklidai, gama spinduliuotojai, uzfiksuoti 1986 metais Lietuvoje ore ir zemės pavirsiuje
Radionuklidas Skilimo SpinduliavimoPo branduolinio įrenginio avarijos trunkančius laikotarpius priimta skirstyti į 2 periodus: 1. jodo periodas, 2. Cs -137 periodas.
Jodo periodas trunka pirmuosius 2-3 mėnesius. Tuo metu aplinkoje vyrauja trumpaamziai radionuklidai, is kurių biologiskai pavojingiausias ir labiausiai paplitęs yra jodas (J-131, J-132). Jis egzistuoja aerozolinėje, molekulinėje ir dujinėje būsenose, jodą įsisavina augalai, jis kaupiasi skydliaukėse. Tai palyginti trumpas, bet kenksmingas laikotarpis. J-131 koncentracija ore labai kito, o 1986 m. balandzio 28-30 dienomis virsijo leistinas normas (9.4 pav.). Siaurės rytų ir centrinėje Lietuvos dalyje sis radionuklidas buvo pasiskirstęs beveik tolygiai ir nevirsijo 2 kBq/ kg. Didziausios J-131 koncentracijos buvo Pietų, Pietvakarių ir Vakarų regionuose, kur atskirose vietose 131J koncentracija virsijo net 35 kBq/kg. Uzterstame jodu piene jodo koncentracijų buvo galima aptikti nuo 400 iki 4000 Bq/l.
Radioaktyvūs jodo izotopai kvėpuojant, geriant ir valgant pateko į organizmą. Uzpildydami jodo trūkumą jie kaupėsi skydliaukėje. Čia daugiausiai nukentėjo 2-5 metų vaikai. Norime atkreipti dėmesį į sį, vieną is svarbiausių faktorių dėl kurio yra pakenktos dabartinių Lietuvos moksleivių skydliaukės.
9.5 pav. Jodo-131 aerozolinės formos kitimas ore Vilniuje
Skylant J-131, per tą laiką suskyla ir daugelis kitų, 9.6 lentelėje isvardytų radionuklidų. Lieka ilgaamziai radionuklidai. Is ilgaamzių radionuklidų - gama spinduliuotojų - vyrauja cezis-137. Jis suskyla mazdaug per 300 metų, todėl ilgą laiką migruoja įvairiose geosferose bei biologinėse grandyse.
Radionuklidai daugiausia islieka virsutiniuose zemės sluoksniuose. Jų prasiskverbimas gilyn proporcingas kritulių kiekiui. Radionuklidai lėtai skverbiasi su lietaus vandeniu gilyn,todėl net tose vietose, kur kritulių daug, didesniame gylyje jie kaupiasi keletą metų. Apie 80% atominių bombų sprogimo metu iskritusių Sr -90 ir Cs-137 dar ir dabar yra aptinkami 5-10 cm gylio zemės sluoksnyje ir tik nedidelis kiekis prasiskverbia 15 cm ir giliau.
1991 m. Cs-137 pasiskirstymas grunte labiausiai uzterstuose Lietuvos regionuose buvo tirtas tiesiogiai matuojant zemės bandinius spektrometrais. Uzterstumo ceziu-137 tankis kito nuo 740 iki 5200 Bq/kvadratiniame metre. Antzeminiais spektrometriniais tyrimais nustatytos naujos dėmės, o anksčiau nustatytųjų spektrometrinių tyrimų is lėktuvų metu gautos kitos konfigūracijos. Be to, siuo atveju nustatytas mazesnis dirvozemio aktyvumas. Is lėktuvų ir tiesioginių spektrometrinių matavimų rezultatų nesutapimo priezastys tikriausiai yra sios:
1. Aerogama spektrometriniais tyrimais gautų rezultatų tikslumas yra mazesnis negu tiesiogiai spektrometrais tiriant grunto bandinius.
2. Pasikeitė cezio-137 pasiskirstymas grunte.
3. Dalis cezio-137 suskilo.
Nagrinėjant priezastis, sąlygojančias dėmių susidarymą, atkreiptas dėmesys į teritorijų, virs kurių praslinko radioaktyvūs debesys, miskingumą. 1986 m. pavasario pabaigoje miskai buvo maziau įsilę negu aplinkinės dirvos. Be to, miskai, lyginant su lygia dirva, apie 100 kartų keičia zemės pavirsiaus mikroreljefą (siurkstumą). Todėl intensyviau vyksta oro turbulentinis maisymasis, taigi ir radioaktyvios medziagos intensyviau patenka į zemės pavirsių. Antzeminių spektrometrinių tyrimų rezultatai pateikti 9.5 pav. Tais tyrimais patikslintas piečiausių Lietuvos regionų uzterstumas. Tai Marcinkonių ir Druskininkų apylinkės, į pietus nuo Druskininkų esantis aktyvus ruozas. Be to, Varėnos, Trakų ir Merkinės apylinkės, Klaipėdos - Palangos ruozas, Plungės bei Natėnų regionai. Didele dalimi sutampa uzterstos vietos (dėmės), gautos aerogama ir antzeminiais spektro-metriniais tyrimais. Uztersimo dėme vadinamas regionas, kuriame Cs-137 koncentracijos virsija fonines gretimų regionų uzterstumo ceziu-137 koncentracijas. Tokioje dėmėje yra viena ar kelios vietos, kuriose cezio-137 koncentracija zymiai virsija vidutinę koncentracijos reiksmę, nustatytą visai dėmei.
9.6 pav. Tiesioginių grunto spektrometrinių tyrimų rezultatai. Minimalaus uzterstumo ceziu-137 tankio izolinija yra 370 Bq/kdratiniame metre. Zingsnis tarp izolinijų 740 Bq/kvadratiniame metre
Pajūrio ruozas tirtas nuo Nidos iki Sventosios. Vienoje vietovėje buvo imami trys bandiniai: 10-20 m nuo jūros, 50-100 m nuo jūros-kopose ir 150-200 m nuo jūros - pakrantės pusynuose. Gauti matavimo rezultatai pateikti 9.6 pav. Paveiksle matyti, kad labiausiai uztersti yra pajūrio pusynų dirvozemiai.
9. 7pav. Cezio-137 pasiskirstymas grunte pajūryje
Radioaktyviosios medziagos, patekusios ant zemės, migruoja joje tiek horizontaliai, tiek vertikaliai, be to, pereina į augalus. Horizontalų radionuklidų judėjimą skatina lietaus vandenys. Sis procesas ryskesnis molingose dirvose. Vertikalią radionuklidų migraciją sąlygoja radionuklidų ir dirvos savybės. Duomenys apie vertikalų cezio-137 pasiskirstymą labiausiai uzterstuose Lietuvos regionuose pateikti 9.7 lentelėje.
9.7 lentelė
Cezio-137 vertikalus pasiskirstymas grunte
Bandinio Koncentracijos pasiskirstymas,%Is 9.7 lentelėje pateiktų duomenų matyti, kad cezis-137 daugiausia susikaupęs pavirsiniame 5 cm sluoksnyje.
Uzliejamose vietose ir lengvose zemėse cezis-137 sutinkamas 15-20 cm gylyje. Pavyzdziui, Juodkrantėje, uzliejamoje durpingoje pievoje, 10-15 cm gylyje, cezio-137 rasta 44%.
Kadangi cezis-137 "isplaunamas" į gilesnius zemės sluoksnius, nuplaunamas vandenimis ir pereina į augalus, tai kuo daugiau laiko praeina nuo iskritimo ant zemės momento, tuo sunkiau jį registruoti spektrometrais is lėktuvų. 9.7 pav. parodytas cezio-137 pasiskirstymas grunte, gautas 1992 m. aerogama nuotraukos metodu. Čia isryskėjo tik pačios aktyviausios dėmės pietinėje ir vakarinėje Lietuvos dalyje. Bendras uzterstumo ceziu-137 tankis - 2.85 kBq/kvadratiniame metre.
9.8 pav. Cs-137 pasiskirstymas grunte, nustatytas lėktuviniu spektrometru
Be ilgaamzių gama spindulių saltinių, aplinkoje yra ir beta bei alfa ilgaamziai radionuklidai, is beta spindulių saltinių vyrauja stroncis-90 , o is alfa spindulių saltinių paminėtinas plutonis-239,240. Cezio-137 dėmėse nustatyta vidutinė stroncio-90 koncentracija sudaro 6.1 Bq/kg ir kinta nuo 0.5 iki 37.5 Bq/kg, o plutonio -239,240 koncentracija rasta 0.3 Bq/kg ir nevirsija 0.6 Bq/kg. Radioekologiniu poziūriu tai svarbūs radionuklidai, tik apie juos trūksta duomenų, ypač apie plutonį-239,240.
9.8 lentelė
Cezio-137 koncentracija (Bq/kg) zemės ūkio produktuose pries Černobylio AE avariją ir vėliau
Metai
9.9 pav. Vidutinių cezio-137 koncentracijų kitimas pagrindiniuose maisto produktuose Lietuvoje 1965-1993 m.
Radionuklidų perėjimas is vienos biologinės grandies į kitą buvo stebimas jau pirmosiomis dienomis po Černobylio AE avarijos, nagrinėjant Lietuvoje uzterstumo jodu problemas. Jodo-131 perėjimo is zolės į pieną koeficientas priklauso nuo sio radionuklido koncentracijos pasare ir vidutiniskai buvo (0.19 plius -minus 0.05) kvadratinis metras/l; tai reiskia, kad jei pievoje jodo uzterstumo tankis buvo 3000 Bq/kvadratiniame metre, tai piene - 570 Bq/l, ir daugelyje Lietuvos rajonų virsijo leistiną normą.
Apie cezio-137 koncentracijos kitimą siene, zolėje ir piene Lietuvoje iki Černobylio AE avarijos ir po jos galima spręsti is duomenų, pateiktų 9.8 lentelėje.
Kaip matyti is 9.8 lentelės duomenų, cezio-137 koncentracija zemės ūkio produktuose, kelis kartus padidėjusi po Černobylio AE avarijos, vėliau sumazėjo, bet 1989 metais daugelyje vietų dar virsijo 1985 metų lygį. Ypač siuo poziūriu issiskiria pajūrio (Klaipėdos) rajonas.
Cezio-137, kaip ir kitų radionuklidų, perėjimas is grunto į augalus vyksta nevienodai sparčiai, ir augalai nevienodai akumuliuoja tuos pačius radionuklidus. 9.9 lentelėje pateikiami 1992 ir 1993 metais gauti duomenys apie cezio-137 perėjimo is grunto į įvairius augalus koeficientai. Perėjimo koeficientas čia yra bedimensinis dydis ir rodo, kokią dalį cezio-137 įsisavina 1 kg augalų is kvadratinio metro grunto.
9.9 lentelė
Cezio-137 perėjimo is grunto į augalus koeficientai
Is pateiktųjų duomenų aisku, kad daugiausia radionuklidų akumuliuoja samanos ir grybai.
9.9 pav. parodytas cezio-137 vidutinės koncentracijos kitimas Lietuvos gautuose produktuose - piene, mėsoje, zuvyje ir darzovėse. Pastebėtina, kad cezio-137 koncentracijos visuose minėtuose maisto produktuose nuo 1965 m. mazėjo - mat buvo uzdrausti branduolinio ginklo bandymai atmosferoje ir vandenyse.
Po Černobylio avarijos pasklidusi radioaktyvioji tarsa pakenkė ir pagrindiniams maisto produktams. Cezio-137 koncentracija, ją lyginant su 1985 metais, padidėjo darzovėse beveik 500 kartų, mėsoje apie 180 kartų, piene virs 50 kartų (9.9 pav). Zuvyse didziausias cezio-137 koncentracijos padidėjimas uzfiksuotas 1988 metais. Tai sudėtingų geofizikinių procesų rezultatas: vandens telkiniai tersiami ne tik radioaktyviosiomis iskritomis, bet ir į jų ekvatorijas įtekančiais uzterstais vandenimis, sudėtinga radionuklidų migracija vandenyse, radioaktyviųjų medziagų kaupimosi zuvyse ypatybės. Kaip matyti is 9.9 pav., 1988 m. Lietuvoje cezio-137 koncentracija buvo gana didelė maisto produktuose, bet ji nevirsijo leistinų normų.
9.10 pav. pateikiami duomenys apie stroncio-90 koncentracijos kitimą maisto produktuose nuo 1965 iki 1993 metų. Matyti, kad stroncio-90 koncentracijos maisto produktuose padidėjimas po Černobylio AE avarijos nėra toks ryskus kaip cezio-137.
9.10 pav. Vidutinių stroncio-90 koncentracijų kitimas pagrindiniuose maisto produktuose Lietuvoje 1965-1993 m.
Is 9.9 ir 9.10 pav. duomenų matyti, kad cezio-137 ir stroncio-90 koncentracija maisto produktuose mazėja, bet tai nėra absoliutus procesas. Sie radionuklidai visą laiką keliauja apie zemės rutulį ir vėl nusėda ant zemės pavirsiaus. 9.11 pav. parodyta cezio-137 koncentracijos krituliuose kitimo tendencija per pastaruosius 6 metus.
Černobylio AE avarijos pasekmės ilgai bus jaučiamos Lietuvoje. Tai ne tiktai 1986 m. atnestos radioaktyviosios medziagos. Jos "keliauja" ir dabar - su įvezamais gaminiais, maisto produktais ir kt. Be to, ryskus vadinamasis antrinis komponentas - tai vėjo pakeliamos uzterstos zemės dulkės ir nesamos pavėjui is uzterstų rajonų.
Operatyvi informacija apie radiacinę aplinkos būklę gaunama dozimetriniais tyrimais, nustatant ekspozicinės dozės galią.
9.11 pav. Cezio-137 koncentracija (beta suminis aktyvumas) krituliuose
Ekspozicinės dozės galią lemia radioaktyviųjų medziagų koncentracijos ore ir zemės pavirsiuje, o sių tersalų kitimas priklauso nuo saltinių galingumo ir issidėstymo, meteorologinių parametrų ir sinoptinių situacijų.
Siuo metu, be tiesioginio (rankinio) stebėjimo postų, Hidrometeorologijos valdybos stotyse įrengta 17 automatizuotų ekspozicinės dozės galios registratorių (AGIR). Įrenginiai isdėstyti visoje respublikos teritorijoje, siekiant, kad radioaktyvūs debesys būtų registruojami is visų Lietuvos pusių ir būtų stebimas jų judėjimas po salies teritoriją.
9.12 pav. Ekspozicinės dozės galios vidutinių reiksmių pasiskirstymas Lietuvoje 1990-1991 m.
Prietaiso ekspozicinės dozės galios rezultatai suapvalinami 13 valandų laikotarpiui automatiskai atspausdinami ir teletaipo rysio kanalais perduodami į Vilnių. Vidutinės metinės ekspozicinės dozės galios vertės atskiruose postuose nedaug skiriasi. Tačiau isryskėja atskiriems regionams būdingos foninės reiksmės. Is 9.12 pav. matyti, kad jos yra didziausios Kybartų- Panevėzio ruoze, o Siaurės ir Rytų Lietuvoje aukstesnės negu vakariniuose ir pačiuose piečiausiuose Lietuvos rajonuose.
Gama spinduliavimo intensyvumas ore per parą kinta. Jei neatnesamos uzterstos oro masės, tai spinduliavimo intensyvumo maksimumas būna apie 6 h Grinvičo laiku (GMT), o minimumas - apie 15 h GMT. Taip yra todėl, kad naktį ir ankstų rytą maziau vyksta vertikalus oro maisymasis.
Stebint ekspozicinės dozės galios metinę kaitą, aiskus jos sumazėjimas vasario mėnesį ir padidėjimas nuo liepos mėnesio iki rugsėjo-spalio mėn. Tai sąlygoja daugelis parametrų, is kurių paminėtini: dujinių medziagų ekshaliacijos is zemės gelmių aktyvumo kitimas, oro masių pernasų tendencijos, lietaus periodų kitimas ir pan. Ekspozicinės dozės galios metinė eiga parodyta 9.13 pav.
Didelę įtaką ekspozicinės dozės galiai turi įvairios oro masių pernasos. 1988 m. lapkričio 22 d. Kupiskyje matuota 3 kartus padidėjusi reiksmė - intensyviai snigo, esant tiesioginei pernasai is Naujosios Zemės, 1990 m. spalio 29-31 dienomis ekspozicinės dozės galia beveik 2 kartus buvo padidėjusi visoje Lietuvoje - istisai lyjant vyravo pernasa is Vakarų Europos, 1991 m. balandzio mėn. padidėjimas beveik visuose postuose siejamas su oro masių pernasomis is Ukrainos. Nors pastaraisiais metais stebimos ekspozicinės dozės galios reiksmės nėra didelės, tačiau tokie stebėjimai yra labai svarbūs galimų AE avarijų ar kitų branduolinių incidentų atvejais.
9.13 pav. Ekspozicinės dozės galios reiksmių metinė eiga Lietuvoje 1989, 1990 ir 1991 m.: 1 - 1989, 2 - 1990 m., 3 - 1991 m.
Lietuva nebuvo taip uztersta po Černobylio AE avarijos kaip uztersta Baltarusija, Ukraina, kai kurie Rusijos rajonai. Bet Pietų ir Vakarų Lietuvos rajonų suaugę gyventojai dėl jodo- 131 spinduliavimo 1986 m. gavo 11.6 mSv, o vaikai 78.7 mSv dozes. Jau dabar zinoma, kad skydliaukių patologija Lietuvoje padaznėjo.
Radiacinę Lietuvos būklę formuoja ne tik dirbtiniai radionuklidai, bet ir natūralūs. Kai kuriose vietose rastos padidėjusios radono-222 ir kalio-40 koncentracijos.
Aplinkos tersimas radioaktyviomis medziagomis yra specifinis uztersimas: beveik nejuntamas isoriniais pojūčiais, keičia savo prigimtį ir fizines bei chemines formas (vieni radionuklidai virsta kitais), migruoja įvairiose biologinėse grandyse, kai kuriose vietose kaupiasi, įvairiapusiskai veikia gyvus organizmus. Dėl to radiologinis monitoringas turi teikti informaciją, pagal kurią būtų vertinama esama ir prognozuojama būsima radiacinė būsena.
BAIGIAMASIS ZODIS
Siame leidinyje pateiktieji duomenys apie Lietuvos gamtinės aplinkos būklę ir pagrindines jos kitimo tendencijas akivaizdziai rodo, kad per pastaruosius dvejus trejus metus aplinka tersiama zymiai maziau. Palyginus su gana stabiliu tersimo lygiu sovietinio periodo pabaigoje (1985-1989 m.), 1992 metais tersiančių medziagų emisija į orą tiek is stacionarių tarsos saltinių (pramonė, energetika), tiek is transporto sumazėjo apie 40 %. 1993 metais emisija is stacionarių saltinių sumazėjo dar 25 % palyginti su 1992 metais, tačiau transporto tersalų emisija stabilizavosi ir netgi buvo siek tiek didesnė, negu 1992 metais.
Lietuva siuo metu realiai tenkina, netgi su geroka atsarga, 1979 metų Zenevos konvencijos dėl "Tolimų tarpvalstybinių uztersto oro masių pernasų" ir vėliau (1985-1991 m.) pasirasytų papildomų protokolų dėl sieros dioksido, azoto oksidų ir lakiųjų organinių junginių emisijos į orą sumazinimo reikalavimus. Taip pat tenkinami ir 1985 metų Vienos konvencijos dėl ozono sluoksnio apsaugos ir vėliau (1987 m.) pasirasytų Monrealio protokolo reikalavimai. Ozono sluoksnį ardančių medziagų (freonų) 1993 metais sunaudota beveik penkis kartus maziau negu 1988-1989 metais.
Gaila, kad sie labai palankūs aplinkai poslinkiai įvyko ne tiek dėl kryptingų aplinkosaugos priemonių diegimo, kiek dėl bendro ekonomikos nuosmukio pastaraisiais metais.
Panasiai pastaraisiais metais mazėjo ir vandens vartojimas bei tersimas. Palyginus su minėtojo sovietinio laikotarpio pabaiga, 1992 metais vandens suvartota apie 40 %, o 1993 metais - 50 % maziau. Todėl gerokai sumazėjo ir uztersto vandens nuotekų kiekis. 1985-1989 metų laikotarpiu kasmet susidarydavo beveik 500 mln.kubinių metrų uztersto vandens nuotekų, o 1992 metais jų kiekis sumazėjo iki 390 mln., 1993 m. - 360 mln. kubinių metrų . Be to, vandens tarsa gerokai sumazėjo dar ir dėl kelis kartus sumazėjusio chemikalų vartojimo zemės ūkyje. Tačiau vandens tarsa ir toliau lieka opiausia Lietuvos aplinkosaugos problema. Valymo įrenginiuose iki normatyvų lygio isvaloma tik 25 % bendro nuotekų kiekio, beveik pusė uztersto vandens isleidziama į pavirsinius vandens telkinius nepakankamai isvalytų (tik po mechaninio valymo arba isvalyti nepakankamo nasumo biologinio valymo įrenginiuose). Apie penktadalį visų nuotekų, kurių didziausią dalį (virs 90 %) sudaro Kauno nutekamieji vandenys, isleidziama is viso nevalytų. Esminio, o ne laikino padėties pagerėjimo, koks yra dabar sumazėjus gamybos apimčiai, galima tikėtis tik pabaigus statyti Kauno miesto valymo įrenginius ir pradėjus eksploatuoti Vilniaus, Siaulių bei Klaipėdos valymo įrenginių biologinę dalį. Tai jau būtų esminis problemos sprendimas, sudarantis galimybę įvykdyti ir mūsų tarptautinius įsipareigojimus dėl Baltijos jūros apsaugos. Pazymėtina, kad sumazėjus oro tarsai, pagerėjo ir daugumos Lietuvos miestų bei pramonės centrų oro kokybė. Tačiau sumazėjus vandens tarsai, dėl antrinių vandens tersimo procesų is dugno nuosėdų ir dirvozemio, esminio pavirsinio ir gruntinio vandens kokybės pagerėjimo kol kas nepastebėta.
Per pastaruosius desimtmečius intensyviai numelioruotame agrokrastovaizdyje buvo suformuoti dideli, gamtiniu poziūriu nevienalyčiai zemės ūkio naudmenų plotai. Sumazinus daugiametės natūralios zolinės augalijos plotus ir iskirtus daugelį nedidelių agromiskelių, sių didelių atvirų plotų ekologinis stabilumas buvo pazeistas, suaktyvėjo erozijos ir defliacijos procesai. Vykstant dabartinei zemės ūkio reformai dirbamų laukų plotai vėl smulkėja, prasidėjo krastovaizdzio renatūralizacijos procesai. Artimiausiais metais galima tikėtis gana zymaus daugiametės zolinės augalijos ir miskų ploto padidėjimo. Tada bus atstatytas kolektyvizacijos laikotarpiu gerokai nuniokotas kaimiskojo krastovaizdzio stabilumas, sumazės erozijos pavojus ir is esmės pagerės nuskurdintos zemės ūkio teritorijų gyvūnijos egzistavimo ir veisimosi sąlygos. Labai svarbu, kad pasibaigus ekonominiam nuosmukiui ir atsigavus pramonei bei zemės ūkiui, poveikio aplinkai bei gamtos isteklių naudojimo mastai būtų grieztai kontroliuojami bei normuojami. Parenkant svarbiausias ūkio vystymosi kryptis, būtina įvertinti jų galimą poveikį aplinkai bei zmogui ir orientuotis į pazangias, aplinkosaugos poziūriu priimtinas technologijas.
|
