Главная Коллекция "Revolution" Экология и охрана природы Экология водоемов зоны техногенной радиационной аномалии на Южном Урале

Экология водоемов зоны техногенной радиационной аномалии на Южном Урале

Анализ загрязнения биосферы радионуклидами и экологического состояния водных экосистем в зоне техногенной Восточно-Уральской аномалии, разработка реабилитационных мероприятий. Приемы и методы ведения рыбного хозяйства в технологических водоемах ПО "МАЯК".

Рубрика	Экология и охрана природы
Вид	автореферат
Язык	русский
Дата добавления	26.12.2017
Размер файла	1,4 M

посмотреть текст работы

скачать работу можно здесь

полная информация о работе

весь список подобных работ

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Страница:

Размещено на http://allbest.ru

На правах рукописи

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени

доктора биологических наук

Экология водоемов зоны техногенной радиационной аномалии на Южном Урале

03. 00. 16 - Экология

Смагин Андрей Иванович

Пермь - 2008

Работа выполнена на Опытной научно - исследовательской станции, Центральной заводской лаборатории «ФГУП ПО «МАЯК» Федерального агентства Росатом и в Отделе континентальной радиоэкологии Института экологии растений и животных УрО РАН

Научный консультант:

доктор биологических наук, заслуженный эколог РФ Трапезников Александр Викторович

Официальные оппоненты:

доктор биологических наук Пряхин Евгений Александрович

доктор биологических наук, профессор Донник Ирина Михайловна

доктор биологических наук, профессор Зиновьев Евгений Александрович

Ведущая организация: Институт экологии и эволюции им. А.Н. Северцова РАН

Защита состоится 18 сентября 2008 г. в 13 часов 30 минут на заседании Диссертационного совета Д 212. 189. 02 при Пермском государственном университете по адресу: 614990 г. Пермь, ГСП, ул. Букирева, 15, факс (342) 2371611; е-mail: novoselova@psu.ru

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Пермского государственного университета

Автореферат разослан «»_______2008 г.

Ученый секретарь диссертационного совета,

доктор биологических наук, доцент Новоселова Л.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Развитие цивилизации предполагает увеличение потребления энергетических ресурсов. Проблема энерговооруженности общества непосредственно связана с проблемой глобального загрязнения окружающей среды. В начале прошлого столетия В.И. Вернадский отмечал, что воздействие человеческого общества становится в биосфере единственным, в своем роде, агентом, могущество которого растет с ходом времени со все увеличивающейся скоростью и изменяет структуру самих основ биосферы (Вернадский, 1940). Современная энергетика, основанная на сжигании органического топлива, запасы которого ограничены, не имеет будущего и создает очень много проблем (Месяц, Прохоров, 2004).

Вклад в общий энергетический баланс альтернативных источников энергии не будет превышать нескольких процентов даже в далеком будущем. Перспективы термоядерной энергетики туманны, поэтому основой большой энергетики в ближайшее время является ядерная энергетика, при условии, что она избавится от недостатков, присущих ей в настоящем виде (Аврорин, 2002). Одной из основных опасностей, с которой столкнулось человечество при использовании энергии деления ядера, является проблема загрязнения биосферы радионуклидами (Алексахин, 1982; Соколов, Ильенко, 1978; Алексахин и др, 1993; Крупные радиационные аварии….2001; Рябов, 2004; Трапезников 2005; и др.). В то же время многочисленными исследованиями доказано, что производство энергии на атомных электростанциях, работающих в штатном режиме, наносит гораздо меньший ущерб окружающей среде по сравнению с тепловыми станциями (Ядерная энергия, 1981; Крышев и др., 2001).

Производство энергии и продуктов ядерного синтеза на предприятиях атомной промышленности отличается высоким потреблением водных ресурсов. Водоемы, используемые в технологическом цикле, служат не только источником воды для нужд производства, но и местом сброса радиоактивных и других жидких отходов.

Максимальные уровни радиоактивного загрязнения промышленных водоемов в нашей стране и, вероятно, во всем мире, имеют технологические водоемы Производственного объединения «МАЯК» (Комбинат 817) - первого в нашей стране промышленного комплекса по наработке оружейного плутония, начавшего работать в июне 1948 г. на севере Челябинской области. Радиоактивное загрязнение значительных территорий в районе расположения предприятия обусловлено несколькими радиационными инцидентами, произошедшими в первые десятилетия работы производства.

Сбросы жидких радиоактивных отходов (ЖРО), проводившиеся с 1948 по 1952 г. в р. Теча, привели к загрязнению русла реки и пойменных ландшафтов. Всего в открытую гидрографическую сеть поступило ~ 8,8·10¹⁶Бк (2,78 МКи) радионуклидов. В 1957 г. химический взрыв емкости - хранилища радиоактивных отходов привел к выбросу в атмосферу около 7,4·10¹⁷Бк (20 МКи) радионуклидов.

Около 90% радиоактивных веществ выпало в районе промышленной площадки ПО «МАЯК», а приблизительно 7,4·10¹⁶Бк (2 МКи) было вынесено за её пределы в виде Восточно-Уральского радиоактивного следа (ВУРСа), протянувшегося неширокой полосой на сотни километров на северо-восток от места аварии. В 1967 г. в результате ветрового уноса подсохших радиоактивных илов с обнажившегося дна на мелководьях оз. Карачай (В-9) в окружающую среду поступило около 2,2·10¹⁴Бк (6 кКи) радионуклидов.

В результате радиационных инцидентов на ПО «Маяк» в районе расположения предприятия сформировалась техногенная радионуклидная геохимическая аномалия. Радиоактивному загрязнению подверглись многочисленные озера, расположенные в зоне воздействия предприятия. Максимальные уровни радиоактивного загрязнения имеют технологические водоемы - хранилища отходов.

Последствия многолетнего (40-60 лет) воздействия радиационного и других антропогенных факторов на водные экосистемы недостаточно изучены до настоящего времени.

Цель работы: Комплексный анализ экологического состояния водных экосистем в зоне техногенной радионуклидной аномалии на Южном Урале, определение воздействий, в наибольшей степени влияющих на состояние гидроценозов, разработка реабилитационных мероприятий и подходов к дальнейшему рациональному использованию водоемов, загрязненных радионуклидами.

Основные задачи исследования:

1. Изучить основные гидрологические показатели и особенности гидрохимического режима водоемов в зоне техногенной радионуклидной аномалии на Южном Урале;

2. Оценить кумулятивный запас радиоактивных веществ в водных экосистемах;

3. Определить уровни радиоактивного загрязнения воды, донных отложений и представителей биоты водоемов, а также уровни воздействия радиационного и нерадиационных факторов на представителей биоты;

4. Исследовать феномен многолетней устойчивости биоценозов к многофакторному антропогенному воздействию;

5. Оценить риск деградации изученных экосистем технологических водоемов, степень их опасности для человека и разработать методы дальнейшего рационального использования водных объектов и консервации хранилищ радиоактивных отходов.

Научная новизна исследования:

В результате выполненных многолетних комплексных исследований общего экологического и радиоэкологического состояния водоемов в зоне радиационного воздействия ПО "МАЯК" впервые:

1)собраны, систематизированы и проанализированы данные о динамике гидрохимического и радиационного режимов промышленных водоёмов за период эксплуатации (40-60 лет), а также других водоемов, расположенных в зоне воздействия;

2)оценены кумулятивные запасы радионуклидов в водоёмах, плотности загрязнения грунтов и их пространственное распределение;

3)рассчитаны и экспериментально оценены с помощью дозиметров различных конструкций поглощенные дозы на гидробионтов от внешних и внутренних источников радиоактивного облучения;

4)исследовано состояние гидробионтов (рыб, фитопланктона, водной растительности), испытывающих различные уровни антропогенной нагрузки, по ряду биологических, ихтиологических и генетических параметров;

5)изучена степень воздействия на отдельных представителей биоты радиационных и нерадиационных факторов;

6)получены экологическая и токсикологическая характеристики исследованных водных экосистем;

7)выявлены взаимосвязи динамики фитопланктона в водоеме-охладителе с абиотическими факторами среды (температура, радиоактивное загрязнение, гидрохимические параметры);

8)показано, что после снижения тепловой нагрузки на экосистему водоема произошло изменение состава ведущих групп фитопланктона, биомасса зеленых водорослей выросла в 2-3 раза, а синезеленых снизилась в 1,5 раза ;

9)разработана классификация водоемов по уровням воздействия.

Практическая ценность. Исследование многолетнего совместного воздействия техногенных факторов различной природы на гидроценозы и отдельные структуры водоемов позволяет:

- прогнозировать состояние экосистем водоемов при возникновении аварийных сбросов радионуклидов, химических растворов, хозяйстственных и бытовых стоков;

- предложить необходимые меры реабилитации на водоемах, длительное время эксплуатирующихся предприятиями атомной промышленности;

- прогнозировать гиперпродуктивные периоды в развитии фитопланктона и заранее осуществлять мероприятия по их предотвращению;

- разработать экологически обоснованные нормативы сбросов радионуклидов в водную среду;

- разработать и внедрить методику ведения рыбного хозяйства при субпредельном воздействии радиационного, химического и теплового факторов;

- результаты диссертационного исследования используются при подготовке студентов в Государственных образовательных учреждениях высшего профессионального образования: Челябинском государственном педагогическом университете, Уральском государственном педагогическом университете, Озерском технологическом институте (филиале) Московского инженерно - физического института (государственного университета), Уральском государственном университете путей сообщения.

Положения, выносимые на защиту:

1. Согласно предложенной нами классификации, водоемы, расположенные в зоне радиационной аномалии на Южном Урале, по уровням техногенной нагрузки можно разделены на три группы:

а)водоем-охладитель реакторного производства ПО «МАЯК» оз. Кызыл-Таш (В-2) и гидротехническая система Теченского каскада водохранилищ (ТКВ) - хранилищ низкоактивных радиоактивных и химических отходов радиохимического производства (водоемы В-3, В-4, В-10, и В-11), левобережный обводной канал и правобережный обводной канал (ЛБК и ПБК).

б)водоемы, расположенные в головной части ВУРСа, загрязнение которых обусловлено авариями 1957 г. и 1967 г. (озера - Бердениш, Урускуль, Кажакуль, Алабуга);

в)условно "чистые" водоемы, расположенные в зоне воздействия предприятия, радиоактивное загрязнение которых обусловлено авариями 1957 и 1967 гг., но уровни радиационного воздействия на гидроценозы этих водоемов в сотни и тысячи раз ниже, чем в водоемах группы а) и б).

2. Главным депо, аккумулирующим радиоактивные вещества, являются донные отложения и подстилающие грунты, играющие в процессах миграции радионуклидов геохимическую барьерную роль. Скорость полуочищения воды водоемов в условиях установившегося динамического равновесия (⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs) составляет 6-10 лет и превышает таковую за счет периода физического распада в несколько раз. Процессы самоочищения воды происходят за счет перераспределения радионуклидов в системе вода - донные отложения. Значительную роль в процессах самоочищения воды гидроценозов ряда водоемов играет водная растительность.

3. Экспериментально оцененные дозовые нагрузки на рыб, обитающих в В-2 и В-10, формируются за счет инкорпорированных в - излучателей и составляют не менее 2-3 Гр/год. Оцененные и являются субпредельными для пресноводных экосистем. Совместное многолетнее воздействие радиационных и химических факторов не вызвало необратимых изменений как в популяциях рыб, обитающих в технологических водоемах, так и на уровне экосистем. Мощность дозового воздействия на рыб, обитающих в водоемах головной части оси ВУРСа (оз. Урускуль и оз. Бердениш), ниже этой величины на порядок, а в контрольных водоемах на периферии головной части оси ВУРСа (оз. Алабуга и Кажакуль) на четыре порядка, в остальных водоемах района радионуклидной аномалии на пять порядков.

4. Система хранения низкоактивных и среднеактивных жидких радиоактивных отходов (ЖРО) в водоемах - хранилищах в течение 40-50 лет является достаточно безопасной за счет барьерной геохимической роли донных отложений и подстилающих грунтов, а обваловка берегов скальным грунтом резко снижает рассеивание радионуклидов в окружающих ландшафтах. Предложенные реабилитационные мероприятия позволяют улучшить экологическое состояние водных экосистем предприятий ЯТЦ. Разработана технология ведения рыбного хозяйства во всех обследованных водоемах, включая промышленные водоемы ПО «МАЯК».

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на заседаниях научно-технического совета ПО «МАЯК» и научных конференциях: ежегодно на научно-техническом совете Опытной научно - исследовательской станции ПО "МАЯК" (в 1984, 1985, 1986,1987, 1988 гг. п. Метлино), на межведомственной конференции ЦЗЛ, ФИБ-1, ОНИС, ПО "МАЯК" (в 1990 г., г. Озерск), на научных советах Института биофизики МЗ СССР (в 1984, 1987 и 1988 гг.,г. Озерск), на II Всесоюзной конференции по сельскохозяйственной радиоэкологии (в 1990 г., г. Обнинск), на 2-й международной конференции по радиобиологии (в 1994 г., г. Москва), на международной конференции "Биорад" (в 2000 г., г. Сыктывкар), на межрегиональной конференции "Проблемы отдаленных эколого-генетических последствий радиационных инцидентов: Тоцкий ядерный взрыв" (в 2000 г., г. Екатеринбург), на III, IX, X международных экологических симпозиумах "Урал атомный, Урал промышленный" в 1994, 2001, 2002 гг., г. Екатеринбург), на I и II региональных конференциях " Адаптации биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды" (в 2001 и 2002 гг., г. Челябинск), на II межотраслевой научно - технической конференции "Охрана природы и экологическая безопасность на предприятиях Минатома России" (в 2002 г., г. Саров), на II Международной конференции "Environment and Ecology of Siberia, the Far East, and the Arctic. October 7-11, 2003 г., Tomsk, Russia" (EESFEA-2003), на Юбилейной научной конференции, посвященной 50-летию создания Филиала № 1 Института биофизики МЗ СССР 2003 г., г. Озерск (2 доклада), на Четвертой Российской конференции по радиохимии "РАДИОХИМИЯ-2003" (в 2003 г., г. Озерск), на научно - техническом совете ФГУП ПО "МАЯК" в 2005 г. (доклад, утверждение темы и основных положений диссертационной работы Смагина А. И.), на межлабораторном семинаре лаборатории радиационного мониторинга ПО «МАЯК» в 2005 г. и межлабораторном семинаре отдела Континентальной радиоэкологии ИЭРиЖ РАН в феврале 2008 г., г. Заречный Свердловской обл., на III межрегиональной конференции «Проблемы географии Урала и сопредельных территорий» в мае 2008 г., г. Челябинск.

Всего по теме диссертации было сделано более 30 докладов.

Публикации Основные результаты исследования изложены в 47 работах, из них одна монография, 19 работ опубликовано в журналах, рекомендованных ВАК для защиты докторских диссертаций. Получен один патент на изобретение.

Ряд исследований был выполнен в соавторстве с сотрудниками ОНИС и ЦЗЛ ПО «МАЯК»: инж. Т.Б. Меньших Е.Г. Рыжковым, Е.В. Литовкиной, Т.П. Трещевой, научн. сотр. Н.Н. Точиновой, С.П. Пешковым, Л.А. Милакиной, зав. лаб. А.С. Бакуровым, Л.В. Никитиной и В.С. Каргаполовым, канд. тех. наук П.М. Стукаловым и М.В Проничевым, канд. биол. наук. Р.П. Понамаревой, О.В. Тарасовым, В.И. Рерих; рук. СЭС МСЧ-71 И.Г. Петер, зав. лаб. Е.В. Витомсковой, докт. мед. наук С.Н. Деминым, канд. биол. наук А.Г. Бажиным; сотр. ФИБ-1 докт. мед. наук З.Б. Токарской; сотр. ИОГЕН канд. биол. наук А.Н. Фетисовым и докт. биол. наук А.В. Рубанович; сотр. ИЭРиЖ УрО РАН докт. биол. наук Н.М. Любашевским, канд. биол. наук Н.В. Лугаськовой и О. В. Орловым; сотр. Ильменского заповедника канд. биол. наук А.В. Лагуновым, Е И. Вейсберг и Н.Б. Куянцевой.

Личный вклад диссертанта. Применение комплексного ландшафтного подхода при исследовании водных экосистем позволило автору выявить ряд фундаментальных положений, во многом корректирующих существующую в радиоэкологии парадигму. Разработаны подходы к комплексной оценке экологического и радиоэкологического состояния водоемов, планы и программы проведения экспериментов и наблюдений. Автор организовывал и проводил полевые исследования и сбор информации для формирования баз данных и анализ полученных результатов. Автором разработана методика отбора донных отложений для радиоэкологических исследований и методика оценки доз радиации на гидробионтов с помощью промышленных дозиметров. Автор принимал непосредственное участие во всех исследованиях, представленных в работе, начиная с 1980 г. и по настоящее время.

Благодарности: Пользуюсь приятной возможностью выразить глубокую благодарность и признательность всем, кто принимал участие в совместно проведенных экспериментах: руководителю группы лаборатории охраны окружающей среды ЦЗЛ кандидату технических наук П.М. Стукалову, инженеру ЦЗЛ канд. тех. наук М.В. Проничеву, начальнику гидрохимической лаборатории ПО " Маяк" Л.В. Никитиной, сотрудникам лаборатории Т.Н. Трещевой и Е.В. Литовкиной, специалистам Опытной научно - исследовательской станции, принимавшим участие в проведении исследований и, в первую очередь, канд. биол. наук. О.В. Тарасову и заведующему лабораторией радиационного мониторинга А.С. Бакурову. Без их поддержки данная работа не могла бы быть выполнена. Особую благодарность необходимо выразить начальнику ЦЗЛ канд. хим. наук. С.И. Ровному, академику РАН профессору Д.А. Криволуцкому, профессору, доктору биологических наук Н.М. Любашевскому, доктору биологических наук, заслуженному экологу РФ, заведующему Отделим континентальной радиоэкологии ИЭРиЖ УрО РАН А.В. Трапезникову.

Структура и объем работы. Работа состоит из введения, обзора литературы (гл. 1), материалов и методов исследования (гл. 2), изложения результатов исследования (гл. 3 - 7), заключения, списка литературы и приложений. Работа изложена на 382 стр., включает 75 таблиц и 62 рисунка, в библиографическом списке приведено 338 источников.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Глава 1. Миграция, распределение радионуклидов и биологическое действие радиационного и других антропогенных факторов на пресноводные экосистемы (обзор литературы)

В разделе представлен анализ более 300 литературных источников по экологии, радиоэкологии и экотоксикологии водных геоэкологических комплексов. Показано, что впервые наиболее полно вопросы поведения радионуклидов в водоемах представлены в серии работ, выполненных под руководством Н. В. Тимофеева-Ресовского, затем в Уральском научном центре РАН (Куликов, 1971, 1978; Куликов и др., 1971, 1975, 1977, 1978, 1988; Чеботина, Трапезников и др., 1986, 1988, 1992; Чеботина, Гусева и др. 2002; Трапезников и др., 1983, 1992, 1994, 1996 а и б, 1997 а и б, 1999 а и б, 2000, 2003, 2005 а и б, 2006 и др.).

Отмечено, что вопросы дозиметрии природных объектов слабо разработаны, а существующие методы расчета доз зачастую несовершенны, поэтому в исследованиях, посвященных действию радиоактивного загрязнения на гидроценозы, часто приводятся только значения удельной активности воды (Воронина и др.,1974, 1977; Ильенко и др., 1977, 1978; Мунтян, 1977, 1993; Шеханова, 1971; Персов и др., 1975; и т.д.).

В последнее время разработаны алгоритмы математического моделирования поведения радионуклидов в водоемах (Крышев, 1979, 1989; Крышев и др., 1990; Крышев, Сазыкина, 1996; Сазыкина, Крышев, 2001; Стукалов, Смагин, 2001 и т.д.).

Под воздействием новых форм хозяйственной деятельности в водоемах происходит интенсификация процессов эфтрофикации, термофикации, токсификации. Такой комплекс антропогенных воздействий на фоне радиоактивного загрязнения могут испытывать водоемы - охладители предприятий ЯТЦ.

Экологическое состояние пресноводных экосистем во многом зависит от химического состава воды, формирующегося в водных системах под воздействием физико-географической и геохимических особенностей ландшафта (Черняева и др., 1977). Химическая емкость водоемов определяется гидрологическими, гидрохимическими и биологическими особенностями каждого гидроценоза.

Водная экосистема способна в определенных пределах нейтрализовать воздействие, которое выражается не только в непосредственном токсическом действии на отдельные группы гидробионтов, но и в комплексном воздействии на всю систему. биосфера экологический радионуклид рыбный

В литературе отсутствуют работы по комплексной оценке состояния технологических водоемов предприятий ЯТЦ, за исключением исследований водохранилища Белоярской АЭС. Но и в этих работах основное внимание уделяется вопросам распределения, накопления и миграции радионуклидов, а биологическое действие на гидробионтов практически не рассматривается.

Глава 2. Объекты и методы исследования

2.1 Геоэкологическая характеристика района исследования

2.1.1 Физико-географические особенности района

Район исследований расположен на восточном склоне Южно-Уральского хребта - на восток от горного массива Потаниных и Граниных горных хребтов. Исследуемая территория характеризуется разнообразием природных ландшафтов, включая многочисленные водоемы различных типов (рис. 2.1).

Рис. 2.1 Гидрографическая схема района исследований

2.2 Объекты исследований

Объектами исследования являются водоемы, расположенные в зоне воздействия ПО "МАЯК", принадлежащие к нескольким озерным группам и водным системам. Самой крупной является система Каслинско-Кыштымских озер.

2.2.1 Каслинско-Кыштымская озерная система

Расположена в северной части Челябинской области, в верховьях р. Теча. Каслинско-Кыштымские озера заполняют предгорные разломы Потаниных и Граниных гор на восточном склоне Южно-Уральского хребта. Общая площадь акватории водоемов составляет 280 км² (Анализ состояния водоемов……..1990). Все озера проточные либо сточные (Андреева, 1973). Озера, расположенные севернее г. Касли, относятся к северной (Каслинской) стоковой цепочке, а южнее г. Кыштыма - южной. Замыкает систему оз. Иртяш (В-1), откуда вода поступала в оз. Кызыл-Таш (В-2) и далее в р. Теча.

2.2.2 История формирования современных гидрографических особенностей исследуемых водных объектов

В середине XVШ века во время промышленного освоения Урала сток из системы Каслинско-Кыштымских озер был зарегулирован плотинами, а протоки, соединяющие озера, углубили для прохода барж.

2.2.3 Теченский каскад водоемов (ТКВ)

ТКВ - система искусственных прудов и водохранилищ, расположенных на р. Теча за оз. Кызыл-Таш. В первые годы работы ПО «МАЯК» существующие плотины и дамбы каскада Каслинско-Кыштымских озер были модернизированы. Позднее, в 1956 -1964 г. ниже по течению р. Теча были возведены новые плотины.

С 1949 г. в р. Теча за плотиной, замыкающей оз Кызыл Таш, начали сбрасывать высокоактивные жидкие радиоактивные отходы (ЖРО). Основная часть активности (до 99%) поступила в р. Теча в период с марта 1950 г. по октябрь 1951 г. Эти сбросы привели к существенному радиационному загрязнению русла и поймы реки. В ноябре 1951 г. сброс ЖРО в р. Теча был резко сокращен (в 100 и более раз). Высокоактивные ЖРО были направлены в оз. Карачай (В-9) - небольшое верховое болото, расположенное в междуречье рек Теча и Мишеляк. В 1957 г. сброс отходов в р. Теча был прекращен (Садовников, Глаголенко и др., 2002).

Прекращение сбросов не дало ожидаемых результатов, т. к. удельная активность воды в среднем течении и низовьях р. Теча не изменилась. Происходило вымывание радионуклидов из донных отложений В-3, В-4 и пойменных ландшафтов верховий реки.

С целью исключения вымывания радионуклидов и хранения поступающих низкоактивных ЖРО в 1956 г. в 7 км ниже В-4 русло р. Теча было перекрыто земляной плотиной (П-10) и началось заполнение нового водохранилища - хранилища отходов В-10.

Воды р. Мишеляк - правого притока р. Теча, были перехвачены и направлены в обход вновь созданного водохранилища по правобережному обводному каналу (ПБК). Для отведения "чистой" воды из оз. Иртяш в начале 50-х г.г. был проложен канал из оз. Иртяш в оз. Бердениш, а оттуда в р. Теча. После аварии 1957 г. на ПО «МАЯК» Восточно - Уральский радиационный след пересек оз. Бердениш, и канал был выведен из эксплуатации.

Для сброса "чистой" воды из оз. Иртяш в кратчайшие сроки по левому берегу оз. Кызыл-Таш и затем в обход прудов В-3, В-4 и водохранилища В-10 был проложен новый канал (ЛБК).

Строительство последней плотины (П-11) водохранилища В-11 и обводных каналов (ЛБК) и (ПБК) было завершено в 1964 г. Создание ТКВ являлось первым этапом работ по радиационной реабилитации р. Теча.

2.2.4 Озера головной части ВУРСа

Озера Урускуль, Бердениш, Кажакуль и Алабуга входят в состав Восточно-Уральского государственного заповедника (ВУГЗа). Оз. Урускуль, Бердениш расположены на оси следа в головной части ВУРСа, оз. Кажакуль и Алабуга на границе радиоактивного следа. Оз. Кажакуль и Алабуга традиционно используются в качестве контрольных при проведении радиологических исследований.

2.2.5 Контрольные водоемы района промышленного узла г. Екатеринбурга

При проведении гематологических исследований рыб, обитающих в В-10, контролем служили рыбы из водоемов района г. Екатеринбурга, расположенных на расстоянии 100 км на север от промплощадки ПО «МАЯК» и не испытывающие воздействия предприятия.

Ряд водоемов этой группы испытывают загрязнение промышленными стоками крупных промышленных предприятий и городскими ливневыми водами, содержащими тяжелыми металлы, нефтепродукты и органические вещества различной природы. Вторая группа водоемов не подвержена прямому техногенному загрязнению и служит источником питьевой воды.

2.3 Методы проведения исследований

2.3.1 Методы отбора образцов

Исследовали образцы основных компонентов экосистем водоемов: воду, донные отложения, фитопланктон, прибрежную растительность, ихтиофауну. Пробы воды отбирали батометром, а донные отложения - модернизированным трубчатым стратометром по типу стратометра Ф. Д. Мордухай-Болтовского (Методика изучения....., 1975) в собственной модификации.

После извлечения стратометра насадка с отобранной колонкой донных отложений отделялась для замораживания, зимой на месте отбора, летом с использованием жидкого азота.

Затем насадку нагревали, извлекали колонку и делили на слои по 1-5 см. Определяли объемную массу естественно - влажных образцов, объемный вес и после соответствующей подготовки удельную активность.

Пробы воды в оз. Кызыл-Таш отбирали из водозаборных устройств, оголовки которых находились на дне водоема на глубине 3-4 м в юго-восточной части озера в 200-300 м от берега.

В остальных водоемах воду отбирали на станциях отбора батометром из фотического слоя, в основном, ежемесячно, но не реже двух раз в год.

Рыбу отлавливали в экспериментальных и контрольных водоемах стандартным набором ставных сетей (Методика изучения……, 1975), в основном, летом, ежегодно с 1981 по 2004 гг. не менее чем по 100 экземпляров каждого вида рыб.

2.3.2 Химический, радиохимический и радиофизический анализ

Гидрохимические параметры оценивали, используя стандартные методики (Алекин О.А., 1970; Алекин О.А. и др., 1973).

При проведении измерений использовали ГОСТ 8.207-76, ОСТ 95.592.78 - ОСТ 95.601.78. Определение удельной активности ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs проводили стандартизованными методами, принятыми на ПО «МАЯК».

Определение суммарной в-активности проводили методом толстого слоя в диапазоне активностей от 2 до 10 Бк/кг (0,05-0,27 нКи/кг). Погрешность - 50%. ⁸⁹Sr и ⁹⁰Sr выделяли оксалатно-нитратным методом. Для регистрации в-излучения применяли низкофоновый в-радиометр МФ-60, разработанный на Опытной станции и позволяющий определить удельную активность ⁸⁹Sr и ⁹⁰Sr на уровне 1 Бк/кг (0,03 нКи/кг). Погрешность - не более 50%.

Определение радионуклидов по г-излучению проводили, используя анализатор импульсов типа "Nokia" и полупроводниковый детектор ДГДК-63А. Диапазон определяемых активностей от 2 до 10 Бк/кг (0,05-0,027нКи/кг). Погрешность - не более 35%.

При подготовке проб воды к анализам образцы подкисляли азотной кислотой и затем упаривали в 100 и более раз. Образцы рыбы и донных отложений озоляли при температуре до 360⁰ С. Радиометрические измерения образцов проводили не менее двух раз по аттестованным методикам и на аттестованном оборудовании.

Объем проанализированного материала составил более 11 тыс. образцов и около 29 тыс. элементоопределений.

Показатели приведены для образцов естественной влажности, а коэффициенты концентрирования (Кк) радионуклидов - по отношению к воде.

2.3.3 Определение дозовых нагрузок от радиоизлучателей

Для экспериментальной оценки дозовых нагрузок использовали измерительный комплекс ТЛД на основе порошков литий - фтор (Пристер и др., 1979, 1980). Впервые для определения доз на гидробионтов использовали комплекты промышленных дозиметров ИКС-А и ИФКУ.

Комплект ИФКУ позволяет измерять поглощенные дозы г-излучения в диапазоне энергий фотонов от 0,1 до 3 МэВ и дозы в-излучения с граничной энергией выше 1 МэВ в диапазоне измерения от 0,05 до 2 сГр. Автономные детекторы ИКС-А имеют диапазон измерения от 0,5 до 1000 сГр, а ТЛД от 0,1 до 1000 сГр.

Поглощенные дозы внешнего облучения гидробионтов определяли, экспонируя гирлянды дозиметров в толще воды. Для оценки доз от инкорпорированных радионуклидов дозиметры закладывали в тело рыб и экспонировали в холодильнике 30-60 сут. Общее количество определений составило не менее 2500. Мощность экспозиционной дозы измеряли прибором СРП 68-02, а плотность потока в-частиц прибором РУП-1 и КРБГ.

2.3.4 Санитарное нормирование загрязнения воды и рыбы

Уровни загрязнения воды и рыбы оценивали, используя санитарные нормы и правила (Нормы радиац............, 1996; 2000; СанПиН..., 97; 2002) по которым допустимые уровни (ДУ) содержания ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs в пищевых продуктах обеспечивают непревышение предела дозы (ПД) 1 мЗв и предела годового поступления (ПГП) при условии, что суточное поступление ⁹⁰Sr с пищей не превышает 100 Бк/сут, а ¹³⁷Cs - 210 Бк/сут.

Пищевой продукт годен к употреблению, если:

() ⁹⁰Sr + () ¹³⁷Cs 1 (1)

где А - удельная активность радионуклида в данном пищевом продукте;

Н - норматив из таблицы СанПиН [СанПиН -96, 1997].

В соответствии с этим документом допустимый уровень (Н) содержания в рыбе ⁹⁰Sr составляет 100 Бк/кг, а ¹³⁷Cs -130 Бк/кг.

2.3.5 Основные объекты гидробиологических, ихтиологических и генетических исследований

Фитопланктон в исследуемых водоемах представлен тремя основными группами: синезеленые водоросли - Cyanophyta, зеленые - Chloraphyta и диатомовые - Bacillariophyta. В водоеме- охладителе доминируют синезеленые водоросли рода Мicrocystis. В водоемах обитает большинство видов рыб, типичных для Зауралья. Основными объектами являлись: плотва сибирская, чебак - Rutilus rutilus lacustris Pallas, окунь речной - Perca fluviatilis L., щука - Esox lucius L и лещ - Abramis brama L. (Веселов, 1977), вселенный в Зауральские озера в середине 30 гг. XX века, узкопалый рак - Astacus leptodactylus, был вселен в Зауральские озера в середине XIX века из водоемов Европейской территории России (Кучин, 1910).

2.3.6 Морфометрический анализ рыб

Проводили внешний осмотр рыбы и ее органов, линейные измерения тела и отдельных его частей. Измеряли массу тела и органов (Моисеев и др., 1981; Правдин, 1986). Для определения флуктуирующей асимметрии (Захаров и др., 1985) в популяциях плотвы были просчитаны все парные признаки на обеих сторонах тела. Уровни асимметрии в различных популяциях сравнивали по критерию Фишера (Плохинский, 1970, 1980). Возраст рыб определяли по чешуе (Чугунова, 1959).

2.3.7 Электрофоретический анализ

Исследования проводили на трех популяциях плотвы из В-2, В-10 и оз. Кажакуль в вертикальных камерах на 27 образцах в блоках полиакриламидного геля. Применяли Трис-ЭДТА-обратную систему (Shaw, 1965). Пробы белых мышц отбирали у живых или охлажденных во льду (не более 1,5 ч) особей, гомогенизировали в растворе сахарозы 30% с добавлением бромфенолового синего. Окрашивание ферментов проводили по общепринятым методикам (Крочкин и др. 1977). Во всех популяциях было исследовано пять белковых систем: 6-фосфоглюконатдегидроге -наза (6-РGD, 1.1.1.44), лактатдегидрогеназа (LDH, 1.1.1.23), малатдегидрогеназа (МDН, 1.1.1.37), ацетилэстераза (ES, 3.1.1.6) и аспартатаминотрансфераза (ААТ, 2.6.1.1.).

2.3.8 Инкубация икры рыб и анализ предличинок

Инкубацию личинок щуки проводили в рыбоводном цехе Опытной станции ПО «МАЯК». Производителей отлавливали на нерестилищах, икру и молоки сцеживали, оплодотворяли сухим способом и доставляли в рыборазводный цех для инкубации в "чистой" воде. В оз. Алабуга и В-10 было отловлено не менее, чем по 100 производителей и заложено на инкубацию ~ 1,5 млн. и ~ 3 млн. икринок, соответственно. Через несколько часов после выклева проводили выборку предличинок по 1000 шт. для каждого варианта. Материал фиксировали, затем, используя микроскоп МВИ-1, определяли наличие фенотипических уродств (видимых мутаций) и длину тела.

2.3.9 Исследование состояния популяций рыб методом микроядерного тестирования крови

Отбор крови проводили путем отсечения основания хвостового стебля. Мазки крови наносили на предметные стекла и фиксировали раствором метанола с последующим окрашиванием азур-эозином (Шатуновский, 1972).

Учет микроядер проводился в эритроцитах периферической крови под микроскопом при увеличении х 1000 с масляной иммерсией. У каждой особи анализировались не менее 5000 эритроцитов. Статистическая значимость различий между выборками по частоте встречаемости эритроцитов с микроядрами оценивали по t-критерию Стьюдента с преобразованием фи-Фишера (Sokal, Rohlf, 1981). Количество микроядер в эритроцитах подсчитывали в промилле (Ильинских, Новицкий и др., 1991).

2.3.10 Статистическая обработка

Статистическую обработку результатов проводили стандартными методами (Плохинский, 1970, 1980; Урбах ,1964; Sokal, 1984).

Анализ динамики трех классов фитопланктона, 34 гидрохимических показателей, пяти метеорологических и трех радиационных факторов проводили, используя программу СТАН и методы анализа временных рядов (Дженкинс и др., 1971, 1972; Мазуров и др., 1972; Пакет прикладных…. 1983; Pixon, 1984).

Для проведения статистического анализа был создан банк данных помесячных значений за период наблюдений 40 лет с 1962 по 2003 гг., включающий около 20 тысяч значений различных показателей. Для формирования банка данных было собрано около 80 тысяч значений анализов и наблюдений, в среднем, по 2-6 на одну точку.

Глава 3. Экосистема водоема - охладителя оз. Кызыл-Таш (в-2)

3.1 Геоморфологические, гидрологические и термические особенности

В-2 расположен в двух км на юго-восток от г. Озерска. При отметке уровня 225,5 площадь зеркала водоема составляет 18,6 км², объем воды 84,4 млн м³, преобладающая глубина 4 м. На южном и юго-восточном берегах находятся объекты промплощадки ПО "МАЯК". В береговой зоне и на большей части площади водосбора естественный ландшафт нарушен при проведении различных строительных работ (рис. 3.1).

Рис. 3.1 Карта-схема оз. Кызыл-Таш (В-2)

Вода из В-1 поступала в В-2 по широкой мелководной протоке Карагай-Кюэль. В 50-е гг. протока была перегорожена сплошной земляной дамбой, и образовался Буферный водоем. Дамба была оборудована вододелителем, через который вода из В-1 поступает в В-2 либо в левобережный обводной канал

Для обеспечения циркуляции перегретых вод вдоль юго-восточного берега В-2 была отсыпана струеразделительная дамба сбросного канала длиной около 3 км. В 1950-е -1980-е гг. температура воды на выходе из канала составляла 50-70 С. Испарение с поверхности озера выросло в два раза, и В-2 не замерзал даже в самые суровые зимы (Ильин, 1956; Смагин, 1996).

Водный баланс водоема - охладителя складывался из поступления воды из В-1 в объеме от 20 до 50 млн м³/год и местного стока от 5 до 13 млн. м³/год. Расход воды происходил за счет испарения от 8 до 22 млн. м³/год и потерь на технологические нужды от 8 до 13 млн. м³/год (Ильин, 1956). Попуски воды из В-2 в р. Теча проводили до 1953 г., затем периодически, в исключительных случаях, по специальному разрешению.

В 1957 г. попуски воды из В-2 в р. Теча были прекращены. (Ильин, 1956; Характеристика водоема 2, 1985; Состояние водоема 2, 1992). К 1990 г. после вывода из эксплуатации пяти прямоточных уран-графитовых реакторов (ПУГР) резко сократилось поступление тепла в В-2, и в настоящее время водоем зимой полностью покрывается льдом.

3.2 Гидрохимический режим

До 1950 года вода В-2 соответствовала карбонатно-кальциевому типу и была близка по составу воде оз. Иртяш.

Режим эксплуатации привел к изменению гидрохимического типа водоема с карбонатно-кальциевого на сульфатно-кальциевый, а затем и на хлоридно-сульфатный. Изменение гидрохимического типа В-2 было вызвано сбросами хозяйственных бытовых и фекальных вод предприятия. Дополнительное поступление стоков г. Озерска привело к увеличению концентрации минерального фосфора с 0,06 мг/л в 1957 г. до 1,1 мг/л. в 1961 г. После прекращения сбросов происходило быстрое снижение значения показателя. В водоем поступала химически обессоленная оборотная вода, подкисленная серной кислотой с целью снижения карбонатной жесткости, на эти нужды в 1970-1980 гг. расходовалось до 150 т/год концентрированной серной кислоты. Гидрохимический режим оз. Кызыл-Таш постоянно менялся под воздействием технологических сбросов производства (рис. 3.2).

Рис. 3.2 Многолетняя динамика гидрохимического состава оз. Кызыл-Таш.

Стабилизацию состава воды осуществляли за счет следующих мероприятий: а) продувка водоема-охладителя водой оз. Иртяш; б) прекращение либо уменьшение объема сброса загрязняющих веществ; в) удаление хлор и сульфат ионов на обессоливающих установках.

Анализ 28 гидрохимических показателей оз. Кызыл-Таш в период с 1962 по 1967 гг. позволил выявить тенденцию постепенного увеличения температуры и концентраций Fe³⁺, Cu²⁺, Cr²⁺.

Исследование показателей, связанных с динамикой фитопланктона однофакторным дисперсионным анализом, показало, что сила влияния цветения воды на сезонные сдвиги гидрохимического состава превышает 50% (от суммы всех воздействий) для рН, Mg²⁺, взвешенных веществ, SiO_3,PO^3-₄, перманганатной окисляемости, Fe³⁺.

В 1980-1990-е гг. в В-2 поступало не менее 70 т/год азота и 25 т/год фосфора. Концентрация смеси ТБФ+ГХБД в илах составила около 1 мг/кг. Хорошее перемешивание водных масс (круглый год) и работа мощных водоподготовительных установок предприятия компенсировали техногенную нагрузку. По мере закрытия в 1987-1991 гг. пяти ПУГР происходило снижение объемов тепловых сбросов и объемов работы водоподготовительных мощностей, при этом сохранилось отрицательное воздействие сбросов сточных вод.

В дальнейшем, в 1990-е годы происходила адаптация экосистемы к новым условиям. Исследования, проведенные весной 2000 г., показали, что водоем не утратил способности к самоочищению. В водоеме сохраняется хорошее перемешивание водных масс, обусловленное конструкцией струенаправляющей дамбы (см. Рис.3.1) Продолжающаяся эксплуатация В-2 в качестве водоема-охладителя положительно влияет на экологическую ситуацию в водоеме, обеспечивая круговую циркуляцию воды по всему водоему. Круговое движение воды, обогащенной кислородом, из района сброса в зимний период исключает формирование застойных зон и заморных явлений.

3.3 Радиационный режим

3.3.1 Вода и донные отложения

С начала эксплуатации с охлаждающими водами в В-2 начали поступать продукты нейтронной активации (¹³N, ¹⁴C, ²⁴Na, ²⁷Mg, ³¹Si, ³²P и др.) и долгоживущие ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs. В 1950 г. на долю ²⁴Na приходилось 45%, а на долю ³²P - 36% от суммарной радиоактивности нуклидов, поступающих в водоем. В радиоактивном загрязнении водоема-охладителя ведущую роль играли короткоживущие радионуклиды. Суммарная -активность воды через 10 суток выдержки снижалась в 100 раз.

Большая часть радионуклидов была сконцентрирована в верхнем десятисантиметровом слое донных отложений. Удельная активность придонных взвесей в этот период достигала 7400 кБк/кг сухой массы седиментов при средней удельной активности воды 1,5 кБк/л (Ильин, 1956).

Запас радионуклидов в основных компонентах экосистемы к 1956 г. приводится в таблице 3.1.

Таблица 3.1 -Запас радионуклидов в основных компонентах экосистемы к 1956 г (Ильин, 1956).

Компоненты экосистемы	ТБк	кКи	%
Донные отложения сбросного канала	74	2,0	23
Донные отложения акватории	130	3,5	39
В водной среде	89	2,4	27
В биомассе гидробионтов	37	1,0	11
Всего	333	9,0	100

Постоянное и неравномерное поступление в В-2 радиоактивных отходов приводило к изменению удельной в-активности воды. Резкое снижение удельной активности - излучающих радионуклидов в воде В-2 зимой 1953-1954 гг. было вызвано разовой промывкой водоема водой, поступившей из В-1 в объеме 12 млн м³, при этом в р. Теча было вынесено с промывными водами около 74 ТБк (2 кКи) радионуклидов.

В дальнейшем промывки В-2 водой из В-1 не проводились. Максимальные значения удельной активности - излучающих радионуклидов в воде В-2 наблюдались в 1965 г., затем происходило постепенное снижение значения показателя (рис. 3.3).

Рис. 3.3 Динамика удельной активности - излучающих радионуклидов в воде В-2.

По нашим оценкам в 80 - е гг. короткоживущие радионуклиды продолжали играть значительную роль в формировании радиационной обстановки, но их изотопный состав изменился (Табл. 3.2).

Таблица 3.2 - Удельная активность радионуклидов в В-2 в 1980-1986 г.

Радионуклид	Вода, Бк/л	Донные взвеси, кБк/кг	Кк
⁹⁰Sr	200 ± 75	50 ± 10	250
⁴⁶Sc	0,5 ± 0,2	1,0 ± 0,3	2000
⁵¹Cr	250 ± 75	90 ± 10	120
⁵⁴Mn	1,0 ± 0,4	1,0 ± 0,4	1000
⁶⁰Co	5,0 ± 2,0	20 ± 5,0	1000
⁶⁵Zn	2,0 ± 0,6	3,0 ± 1,0	1500
⁹⁵Nb	0,6 ± 0,2	1,0 ± 0,3	1800
⁹⁵Zr	0,4 ± 0,1	0,5 ± 0,2	1300
¹⁰⁶Ru	200 ± 60	-
¹²⁵Sb	1,0 ± 0,2,	-
¹³⁷Cs	150 ± 35	250 ± 75	1700
¹⁴⁴Ce	-*	4,0 ± 1,0	-
⁴⁰K	7,0 ± 2,0	2,0 ± 0,7	350
Примечание: - (прочерк) концентрация ниже чувствительности метода определения

В воде и подвижных седиментах В-2 наблюдается высокая удельная активность ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs, высоки и Кк - 250 и 1700, соответственно. Значения Кк у большинства радионуклидов в подвижных илах составляют от нескольких десятков до тысяч (см. табл. 3.2). Исключением являются ¹⁰⁶Ru и ¹²⁵Sb, удельная активность которых в воде В-2 составляла 200 ± 60 и 1,0 ± 0,2 Бк/л, соответственно, а в подвижных илах эти радионуклиды обнаружены не были.

Необходимо отметить, что радиоактивная метка, соответствующая резкому увеличению радиоактивности воды водоема в1953 г. (см. рис. 3.3), на профиле распределения радионуклидов по глубине донных отложений практически не регистрировалась (рис. 3.4). Вероятно, этот эффект вызван промывкой водоема зимой 1953-1954 гг. и последующей десорбцией радионуклидов из донных отложений в воду. Максимальные уровни удельной активности ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs в уплотненных илах наблюдались в 80-х гг. на глубине ~15 см, в нижних слоях колонки удельная активность уплотненных илов резко снижается (рис 3.4). Исходя из того, что максимальное количество радиоактивных сбросов приходится на середину 60 - х гг., скорость образования уплотненных илов в водоеме - охладителе составляет около 0,5 см/год.

Рис. 3.4. Распределение ⁹⁰Sr (а) и ¹³⁷Cs (б) в толще донных отложений. 1-5 точки отбора кернов грунта

Исследования, проведенные в 1984 -1986 гг., показали, что подвижные донные илы распределяются неравномерно. В северо-восточной части акватории их толщина составляет ~ 0,7 м, а в юго-восточной (район водозабора) подвижные илы, практически, отсутствуют.

Средняя толщина слоя подвижных илов ~ от 0,3 до 0,4 м, а запас - 70 тыс т. В этом компоненте экосистемы суммарная -активность составляла ~ 4 кКи. Столько же радиоактивных веществ находилось в воде В-2.

Сорбционные свойства донных отложений оказывают определяющее влияние на процессы очистки воды от радиоактивного загрязнения.

В середине 80-х гг. радиоактивность донных отложенийпо ¹³⁷Cs составила ~ 60%, ⁹⁰Sr ~ 12%, а ⁵¹Cr (период полураспада 28 сут.) ~20% от общего запаса. В биокомпонентах водоема-охладителя содержалось ~ 0,4% суммарного запаса радионуклидов, в начальный период эксплуатации (1950 - 1956 гг.) ~ 11% суммарной -активности.

По нашим оценкам суммарный запас радионуклидов в В-2 в середине 80-х гг. составлял ~ 4000 ТБк или (~100 кКи) (табл. 3.3).

Таблица 3.3 - Запас радионуклидов в основных компонентах В-2 (середина 80-х гг), ТБк (кКи)

Компоненты экосистемы	Активность	Доля общей активности в %
	ТБк	кКи
Подвижные донные отложения	148	4,0	3,66
Уплотненные илы	3700	100	91,4
В водной среде	167	4,5	4,1
В прибрежной растительности	3,7	0,1	0,09
В планктоне и бентосе	11,1	0,3	0,27
В рыбе	1,85	0,05	0,05
Всего в биокомпонентах	17,0	0,46	0,42
Всего	4030	109,4	100

В процессе водоподготовки при очистке воды на сульфоугле Н-катионитовых фильтров происходит снижение удельной радиоактивности воды в 2-3 раза.

За год из В-2 удалялось ~ 480 ТБк (13 кКи) при суммарном поступлении радиоактивных веществ с технологическими сбросами не более 1 - 2 ТБк/год (30-50 Ки/год).

В настоящее время водоем, рассматриваемый как хранилище радиоактивных отходов, находится в режиме самоочищения за счет сокращения сброса радионуклидов.

Результаты измерений запаса радионуклидов в донных отложениях В-2 в период 1954-2002 гг. приведены в таблице 3.4.

Таблица 3.4 - Запас радионуклидов в донных отложениях ПБк (кКи) и плотности загрязнения дна В-2 в разные годы мБк/м² (кКи/км²).

Время Наблюдений, год	Запас радионуклидов, ПБк (кКи)	Плотность загрязнения, мБк/м² (кКи/км²)
	⁹⁰Sr	¹³⁷Cs	¹³⁷Cs/⁹⁰Sr	⁹⁰Sr	¹³⁷Cs
1954	0,2 (5,5)*	-	11 (0,3)
1966	0,3 (8)	3,26 (88)	11	15,9 (0,43)	175 (4,73)
1987	0,44 (12)	2,22 (60)	5	24,1 (0,65)	19,5 (3,23)
1995	~ 2,96 (80)*	-	159 (4,3)
2002	0,18 (5)	0,33 (9)	~2	9,5 (0,26)	18,3 (0,5)

Примечание: * - отмечены значения суммарной в - активности.

3.3.2 Радиоактивность гидробионтов

Радионуклиды, поступившие в оз. Кызыл-Таш, быстро включились в биологические цепочки. Уровень удельной в - активности рыбы в 1955 г. составлял 410 ± 410, растений 1330 ± 1100, а планктона 5500 ± 2250 кБк/кг сухой массы.

В 1982-1984 гг. максимальные уровни удельной активности в организмах планктона (доминирует микроцистис Microcystis) наблюдались по ⁵¹Cr, ⁶⁰Со и ⁶⁵Zn, макрофитов - ¹³⁷Cs, раках - ¹³⁷Cs, ¹⁰⁶Ru и ⁶⁵Zn, рыб - ⁶⁵Zn, ¹⁰⁶Ru и ¹³⁷Cs. По способности концентрироваться организмами гидробионтов на первом месте стоят ⁶⁵Zn и ⁵⁴Mn (Кк - n · 10⁴).

Концентрирование гидробионтами микроэлементов (⁵⁴Mn, ⁶⁵Zn) объясняется значительной ролью этих элементов в белковом обмене живых организмов (Владимиров, 1969). ¹⁰⁶Ru обнаружен во всех обследованных представителях гидробионтов (планктоне, высшей водной растительности, рыбе). ¹⁴⁴Се, ⁹⁵Zr, ⁹⁵Nb и ⁴⁶Sc были обнаружены только в планктонных организмах.

Вероятно, по способности концентрировать ¹⁴⁴Се мелкие планктонные организмы стоят на втором месте после седиментов, формирующихся в том числе из погибших представителей планктона. То же можно сказать и о ⁴⁶Sc, концентрация которого в фитопланктоне в три раза выше, чем в грунте (табл. 3.5). Распределение радионуклидов в органах и тканях леща приводится в табл.3.6.

Таблица 3.5 - Удельная активность радионуклидов в биоте водоема (1982-1984 гг.), кБк/кг (сырой массы).

Радионуклды	Планктон	Кк	Растительность	Кк	Рак	Кк	Лещ	Кк
⁹⁰Sr	140 40	700	40 12	200	130 40	650	30 10	150
⁵¹Cr	13 4	50	-	-	2 0,5	10	-	-
⁵⁴Mn	0,7 0,2	700	2 0,5	2000	0,6 0,2	600	0,1 0,03	100
⁶⁰Co	5 2	1000	-	-	4 1	800	0,5 0,1	100
⁶⁵Zn	5 2	2500	5 2	2500	40 12	20000	20 5	10000
¹⁰⁶Ru	3 1	15	3 1	15	15 4	80	9 3	45
¹³⁷Cs	2 0,6	15	8 2	50	17 4	100	7 2	50
⁴⁰K	0,3 0,1	40	2 0,3	220	0,2 0,05	30	0,2 0,06	30
* - здесь и в табл. 3.6 удельная активность проб ниже чувствительности метода определения радионуклида.

Таблица 3.6 - Удельная активность радионуклидов в органах и тканях леща, обитающего в водоеме (1982-1984 гг.), .

Радионуклид

Кишечник с содержимым

Костная

ткань

Мышечная ткань

Чешуя

Жаберные лепестки

⁹⁰Sr

0,4 0,1

126 42

630

2 0,5

180 54

720

⁵¹Cr

2,0 0,7

0,3 0,1

1 0,3

2 0,6

⁵⁴Mn

0,2 0,06

200

0,5 0,2

500

3 1

3 000

0,02 0,01

⁶⁰Co

2,0 0,6

400