Радіаційно-гігієнічна оцінка стану довкілля та структура доз опромінення персоналу Чорнобильської зони відчуження

Размещено на http://www.allbest.ru/

Інститут гігієни та медичної екології ім. О.М. Марзеєва АМН України

Автореферат

дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук

14.02.01 - гігієна

Радіаційно-гігієнічна оцінка стану довкілля та структура доз опромінення персоналу Чорнобильської зони відчуження

Какура Ірина Валентинівна

Київ - 2002

Дисертація є рукопис.

Робота виконана в Інституті гігієни та медичної екології ім. О.М. Марзеєва АМН України.

Науковий керівник: доктор медичних наук Карачов Іван Іванович, Інститут гігієни та медичної екології АМН України, завідувач лабораторії радіаційної гігієни.

Офіційні опоненти:

доктор біологічних наук, професор Лось Іван Павлович, Науковий центр радіаційної медицини АМН України, завідувач відділом радіаційної гігієни;

доктор медичних наук Добровольський Леонард Олександрович, Інститут медицини праці АМН України, завідувач відділом науково-медичної інформації.

Провідна установа: Київська медична академія післядипломної освіти ім. П.Л. Шупика МОЗ України, кафедра радіології, м. Київ.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Д.26.604.01 Б.Ю. Селезньов

Анотація

радіаційний гігієнічний опромінення чорнобильський

Какура І.В. Радіаційно-гігієнічна оцінка стану довкілля та структура доз опромінення персоналу Чорнобильської зони відчуження. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук за фахом 14.02.01 - гігієна. - Інститут гігієни та медичної екології ім. О.М. Марзеєва АМН України, Київ, 2002.

Дисертаційна робота присвячена науковому обгрунтуванню гігієнічних регламентів для мінімізації доз опромінення персоналу зони відчуження та обмеження розповсюдження радіаційного забруднення за її межі на підставі радіаційно-гігієнічної оцінки стану довкілля в динаміці та визначення структури доз професійного опромінення персоналу Чорнобильської зони відчуження.

Показано, що нині радіаційний стан зони відчуження стабілізувався. Основними дозоутворюючими радіонуклідами залишаються цезій-137 та стронцій-90, поряд з якими підвищується роль ізотопів плутонію, особливо при вторинному вітровому переносі радіоактивного забруднення. Доведено, що структура доз опромінення персоналу повністю залежить від характеру виконуваних робіт і є головним критерієм стосовно оцінки їх умов праці. Це дозволило визначити та встановити статус працівників зони відчуження. Визначено пріоритетні регламентні об'єкти та встановлено їх рівні контролю за чотирьома категоріями, які обумовлюють потенційно можливий низький додатковий радіаційний вплив на довкілля та персонал. Результати дослідження стали підгрунтям розробки гігієнічних нормативів для зони відчуження та їх запровадження у якості довгострокових непрямих контрзаходів.

Ключові слова: радіоцезій, радіостронцій, ізотопи плутонію, дози опромінення, рівні радіактивного забруднення, об'єкти довкілля, персонал, зона відчуження.

Аннотация

Какура И.В. Радиационно-гигиеническая оценка состояния окружающей среды и структура доз облучения персонала Чернобыльской зоны отчуждения. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени кандидата биологических наук по специальности 14.02.01 - гигиена. - Институт гигиены и медицинской экологии им. А.М. Марзеева АМН Украины, Киев, 2002.

Диссертационная работа посвящена научному обоснованию гигиенических регламентов для минимизации доз облучения персонала зоны отчуждения и ограничению распространения радиационного загрязнения за ее границы на основании радиационно-гигиенической оценки состояния окружающей среды в динамике и определения структуры доз профессионального облучения персонала Чернобыльской зоны отчуждения.

В роботе представлены результаты натурных исследований радиационно-гигиенического состояния окружающей среды зоны отчуждения за период 1994-1999 годы. Показано, что в настоящее время радиационная обстановка зоны отчуждения стабилизировалась. С 1994 года аномально высоких уровней радиационного загрязнения воздушной среды и мощности экспозиционной дозы (МЭД) не зарегистрировано. Данные исследований свидетельствуют, что концентрации радионуклидов в воздухе на несколько порядков ниже допустимых и приближаются к доаварийным показателям. В смеси радионуклидов 60% принадлежит радиоцезию, 28% - радиостронцию и 12% - сумме изотопов плутония. Повышение уровней радиактивного загрязнения и МЭД регистрируются только на локальных участках и рабочих местах при проведении работ и технологических операций, связанных с пылеподъемом.

Основной запас аварийных радионуклидов (90%) сосредоточено в поверхностном 0-5-ти см слое почвы. Интенсивная фаза процессов горизонтального и вертикального перераспределения радионуклидов в природных экосистемах практически завершилась, на современном этапе длительность протекающих процессов сравнима с периодами полураспада основных радиологически значимых радионуклидов. Все повышения концентраций содержания радионуклидов в поверхностных водоемах зоны отчуждения были вызваны природными стихиями. Несмотря на это уровни загрязнения питьевой воды из водохранилищ Днепровского каскада не превышали нормативных показателей. Основными дозообразующими радионуклидами отстаются цезий-137 и стронций-90. Наряду с ними повышается роль изотопов плутония, особенно при вторичном ветровом переносе радиоактивного загрязнения.

Установлено, что структура доз облучения персонала полностью зависит от характера выполняемых работ и является главным критерием при оценке их условий работы. Наибольшее профессиональное облучение получает персонал пунктов захоронения радиоактивных отходов при проведении операций с радиоактивными отходами - до 1 сЗвгод^-1, работники леса - до 0,6 сЗвгод^-1 и персонал, непосредственно выполняющий работы по ликвидации последствий аварии, - 0,420,55 сЗвгод^-1. Эти дозовые нагрузки в 1,3-3 раза превышают лимиты доз облучения для особ категории Б (персонал) согласно НРБУ-97. Среднегодовые суммарные эффективные дозы облучения представителей администрации, вспомогательного персонала, научно-технических работников составляют до 0,3 сЗвгод^-1, они незначительно превышают нормативные показатели, а в основном находятся на уровне лимита доз облучения для лиц категории Б (персонал) по НРБУ-97. Повышение доз облучения персонала происходит в основном за счет доз внутреннего облучения при ингаляционном поступлении изотопов плутония и может составлять вклад от 46% до 94% в зависимости от участков ведения работ.

Проведенные исследования позволили определить и установить статус работников зоны отчуждения, который до сих пор не был закреплен в законодательно-правовых актах. Это дает персоналу зоны отчуждения права аналогичные всем иным работникам радиационно-ядерных объектов Украины и определяет подходы к оценке их условий труда и возможного вреда здоровью, а также обеспечивает гарантированную социальную защиту. С целью ограничения неоправданного переоблучения и для ведения индивидуального дозиметрического контроля персонала Чернобыльской зоны отчуждения по результатам определения реальных доз облучения работников зоны установлены контрольные уровни эффективной дозы внешнего и внутреннего облучения, которые находятся ниже лимитов доз облучения согласно НРБУ-97.

Кроме того, проведенные исследования позволили определить приоритетные регламентные объекты и их уровни контроля по четырем категориям, которые обеспечивают потенциально возможно низкое дополнительное радиационное влияние на окружающую среду и персонал. Объекты контроля установлены с учетом их значения в процессе ведения радиоэкологического мониторинга, ограничения распространения радиоактивного загрязнения за пределы зоны отчуждения и минимизации доз облучения персонала. Гигиенические нормативы установлены дифференцированно для реально сформировавшихся санитарно-режимных зон территории зоны отчуждения, которые отличаются плотностью радиоактивного загрязнения и уровнем опасности выполняемых в границах этих зон работ. Все значения основных уровней установлены на основе фактически достигнутых показателей радиоактивного загрязнения объектов. Они соответствуют дозам ниже 1 мЗвгод^-1 и находятся на нижней границе уровня оправданности.

Результаты исследования легли в основу разработки гигиенических нормативов для зоны отчуждения (“Основні контрольні рівні, рівні звільнення та рівні дії щодо радіоактивного забруднення об'єктів зони відчуження”- ГН 6.6.1.076-01), которые используются в качестве долгосрочных непрямых контрмер обеспечения радиационной безопасности.

Ключевые слова: радиоцезий, радиостронций, изотопы плутония, дозы облучения, уровни радиоактивного загрязнения, объекты окружающей среды, персонал, зона отчуждения.

Annotation

Kakura I.V. Radiation and hygienic assessment of the environment and structure of staff irradiation doses in the Chornobyl exclusion zone. - Manuscript.

Thesis for a Degree of the Candidate of Biological Sciences on the speciality 14.02.01. - Hygiene. - O.M. Marzeyev Institute for Hygiene and Medical Ecology of the Academy of Medical Sciences of Ukraine, Kyiv, 2002.

Thesis is devoted to the scientific substantiation of the hygienic regulations for the irradiation dose minimization of the staff in the exclusion zone and limitation of the dissemination of radiation contamination beyond its limits on the basis of radiation and hygienic assessment of the environment in the dynamics and determination of the professional irradiation dose structure of the staff in the Chornobyl exclusion zone.

It has been demonstrated that at present the radiation state of the exclusion zone has been stabilized. Caesium-137 and Strontium-90 are the main dose forming radionuclides. The role of Plutonium radioisotopes is increasing especially at the secondary wind transfer of radioactive contamination. It has been proved that irradiation dose structure of the staff depends completely upon the character of doing work and is a main criterion for the assessment of labour conditions. It allowed to define and establish a status of the workers of the exclusion zone. The priority regulation objects have been determined and their control levels for four categories that specify potentially possible low additional radiation effect on the environment and staff have been established. Investigation results became the foundation for the elaboration of the hygienic standards for the exclusion zone and its introduction as a long-term indirect counter-measures.

Key words: radiocaesium, radiostrontium, plutonium isotopes, irradiation doses, levels of radioactive contamination, environmental objects, staff, exclusion zone.

1. Загальна характеристика роботи

Актуальність теми. Ядерна катастрофа такого масштабу, як аварія на ЧАЕС, вперше спіткала світову цивілізацію, тому й нині через 15 років її наслідки привертають увагу фахівців. Введення нових НРБУ-97 вимагає розробки і реалізації організаційних та технічних заходів, спрямованих на зниження радіаційного впливу на здоров'я людини та довкілля. Для ліквідації наслідків аварії (ЛНА) на ЧАЕС, окрім персоналу АЕС, було залучено значний контингент фахівців. Нині в Чорнобильській зоні відчуження (ЧЗВ) змінився характер та обсяги виконуваних робіт, спрямованих на ЛНА та обмеження розповсюдження радіоактивного забруднення. Поряд з цим ведуться окремі види господарської діяльності, які пов'язані з вивозом за межі зони певних видів продукції (деревина, металобрухт тощо). З плином часу радіаційний стан довкілля змінився, як завдяки фізико-хімічним показникам так і внаслідок заходів з ЛНА, що призвело до змін дозових навантажень на персонал. Кількість персоналу теж значно скоротилася та відбулася зміна його складу. Нині в зоні відчуження працює понад 6500 осіб, які виконують роботи з ЛНА на території зони. Персонал зони відчуження постійно контактує з неконтрольованими джерелами іонізуючих випромінювань та працює в умовах підвищеної дії радіаційного фактора.

Основними документами, які регламентують рівні радіоактивного забруднення в зоні відчуження є ВДУ № 129-252-3ДСП (1989 р.) та “Временные допустимые уровни радиоактивного загрязнения различных объектов в зоне Чернобыльской АЭС” (1990 р.). Нині ці документи вже не відповідають сучасному радіаційному стану зони відчуження та положенням нормативно-правових актів України з радіаційної безпеки.

З огляду на вищесказане розробка та впровадження нових гігієнічних нормативів на основі фактично досягнутих радіаційних показників та реальних доз опромінення персоналу зони відчуження вкрай необхідна. Вони допоможуть підвищити ефективність радіаційного контролю на території ЧЗВ, а також обмежуватимуть винос радіонуклідів за її межі та гарантуватимуть мінімізацію дозового опромінення працівників зони.

Таким чином, вирішення питаннь з мінімізації наслідків ядерної катастрофи, зменшення впливу радіаційного забруднення, локалізованого в ЧЗВ, на територію України та на людину є актуальними питаннями забезпечення радіаційної безпеки нашої країни.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами і темами. Дослідження виконувались в межах науково-дослідної тематики лабораторії радіаційної гігієни за госпдоговорами з МНС України на виконання Державної програми з ліквідації наслідків аварії на ЧАЕС, а саме:

“Радіаційно-гігієнічний моніторинг умов праці персоналу, працюючого на різних технологічних ділянках Зони відчуження. Вивчення закономірностей формування доз опромінення персоналу за весь час роботи в Зоні відчуження та прогноз доз. Розробка рекомендацій з оптимізації умов праці та регламентів поведінки в Зоні відчуження” (Шифр -13/125н-98, УДК 614.876/048/:614.7, № держ.реєстрації 0196U015663);

“Радиационно-гигиеническая оценка условий труда работников леса, выполняющих различные виды лесохозяйственных работ в Зоне отчуждения” (Шифр-550Л, УДК 614.879.812, № держ.реєстрації 0194U006942);

“Розробка нових “Тимчасових допустимих рівнів радіоактивного забруднення об'єктів у Зоні відчуження Чорнобильської АЕС” (Шифр-13/208н-98, УДК 613.1:504.054, № держ.реєстрації 0198U004865).

Мета роботи. Наукове обгрунтування гігієнічних регламентів для Чорнобильської зони відчуження на підставі радіаційно-гігієнічної оцінки стану довкілля та структури доз професійного опромінення персоналу.

Для досягнення визначеної мети структура досліджень поєднувала вирішення наступних основних задач:

1. Оцінити радіаційно-гігієнічний стан навколишнього середовища місць роботи та проживання персоналу з ЛНА на території ЧЗВ.

2. Визначити пріоритетні чинники, які впливають на радіаційно-гігієнічний стан навколишнього середовища зони відчуження та підлягають регламентації.

3. Вивчити закономірності й особливості формування дозових навантажень окремих категорій персоналу з ЛНА, критичних з погляду радіаційної гігієни.

4. На підставі результатів досліджень встановити основні рівні щодо радіаційного забруднення об'єктів ЧЗВ за категоріями регламентації.

5. Обгрунтувати контрольні рівні дозового опромінення працюючих в ЧЗВ з метою регламентації умов праці персоналу з ЛНА та мінімізації дозового навантаження персоналу.

Об'єктами дослідження були компоненти навколишнього середовища (повітря, грунт, вода, рослинність), а суб'єктами - окремі категорії персоналу зони відчуження, критичні з погляду радіаційної гігієни (лісогосподарські працівники, робітники пунктів захоронення радіоактивних відходів (ПЗРВ), дезактиваторники, водії великовантажних машин та оператори важкої будівельної техніки).

Предметом дослідження стали: потужність експозиційної дози випромінювання (ПЕД); вміст радіонуклідів цезію-137, стронцію-90 і суми ізотопів плутонію в об'єктах довкілля та дози опромінення (внутрішнього та зовнішнього) вищезгаданих категорій працівників ЧЗВ.

Методи досліджень. В роботі використано методи відбору та пробопідготовки зразків, гама-спектрометричні, радіометричні, дозиметричні та радіохімічні методики, які затверджені або узгоджені та рекомендовані до використання МОЗ України. Для розрахунку доз внутрішнього опромінення використані дозиметричні моделі, викладені в публікаціях МКРЗ та методичних рекомендаціях, що рекомендовані МОЗ України. Обробка результатів досліджень проводилася з використанням методів математичного аналізу.

Наукова новизна досліджень. Вперше після Чорнобильської катастрофи науково обгрунтовано структури дозових навантажень окремих категорій персоналу, що працюють в зоні відчуження. При цьому враховано не аварійні, а професійні дози опромінення персоналу з ЛНА, які базуються на динаміці радіаційно-гігієнічних показників забруднення довкілля.

Практичне значення одержаних результатів. Спираючись на результати досліджень отримано наступні головні результати:

Встановлено з огляду на особливості сучасного радіаційно-гігієнічного стану довкілля зони відчуження науково обгрунтовані гігієнічні нормативи радіаційного забруднення об'єктів навколишнього, виробничого та побутового середовищ.

Науково обгрунтовано контрольні рівні дозового опромінення працюючих в зоні відчуження з огляду на їх особливий статус в умовах пізньої фази аварії.

Регламентовано рівні звільнення на окремі види товарів і матеріалів, що вивозяться за межі зони відчуження, які обмежують їх вільне обертання поза зоною на території України.

Отримані результати дослідження використано при розробці гігієнічних нормативів “Основні контрольні рівні, рівні звільнення та рівні дії щодо радіоактивного забруднення об'єктів зони відчуження” - ГН 6.6.1.076-01, які затверджено Постановою Головного державного санітарного лікаря України від 28.09.01 р. за №138 і з 1 листопада 2001 року введені в дію.

Аналіз отриманих результатів щодо радіоактивного забруднення вантажів, що вивозяться за межі зони відчуження, було використано при розробці Державного міжвідомчого нормативного документу "Державні санітарно-екологічні правила та норми з радіаційної безпеки при проведенні операцій з металобрухтом”, які затверджено Постановою Державного санітарного лікаря України від 17.01.02 р. за № 145.

Особистий внесок здобувача полягає у визначенні актуальності проблеми, виборі методів та виконанні натурних і лабораторних досліджень, а саме: відборі зразків об'єктів довкілля, вимірюванні ПЕД, проведенні радіохімічних аналізів, вимірюванні інкорпорованого цезію-137 в організмі працюючих за допомогою лічильника імпульсів людини (ЛІЛ), розрахунках дозових навантажень, обробці первинних матеріалів. Автором особисто проведено аналіз і узагальнення одержаних результатів та ретроспективних даних, зроблено вагомий внесок в розробку гігієнічних нормативів, їх оформлення. Дослідження виконані автором самостійно, а радіохімічне визначення ізотопів плутонію у зразках виконано за паритетної участі фахівців лабораторії радіаційної гігієни ІГМЕ, що становить 15% роботи.

Апробація результатів дисертації. Матеріали роботи доповідались на ХІІІ з'їзді гігієністів України “Пріоритетні проблеми гігієнічної науки, медичної екології, санітарної практики та охорони здоров'я (м.Київ, 1995 р.), науковій конференції “Актуальні проблеми епідеміології та первинної профілактики медичних наслідків аварії на ЧАЕС” (м.Київ, 1997 р.), Eleventh Conference of the International Society for Environmental Epidemiology (ISEE), Ninth Conference of the International Socirty of Exposure Analysis (ISEA) “Exposure assessment, environmental epidemiology and decision making: closer interactions for better protection of public health” (ISEE/ISEA 1999, Греція), науково-практичній конференції “Радіаційна гігієна” (м.Київ, 2000 р.), міжнародній конференції “П'ятнадцять років Чорнобильської катастрофи. Досвід подолання” (м.Київ, 2001 р.) та на засіданнях Вченої ради Інституту гігієни та медичної екології ім.О.М.Марзеєва АМН України (1995 -2000 рр.).

Публікації. За темою дисертації опубліковано 10 друкованих робіт, в тому числі 5 у фахових виданнях, рекомендованих ВАК України. 7 робіт опубліковано у співавторстві, особистий внесок автора становить 50% і полягає у визначенні показників, аналізі результатів досліджень, їх математичній обробці, написанні та підготовці робіт до публікації.

Структура та обсяг роботи. Дисертація викладена на 158 сторінках, має традиційну побудову і складається з вступу, аналітичного огляду, основної частини з 4 розділів власних досліджень, висновків та пропозицій, переліку літературних джерел. Роботу проілюстровано 10 рисунками, фактичний матеріал поданий у 31 таблиці, перелік посилань містить 139 джерел.

2. Основний зміст

Об'єкти та методи досліджень. В роботі використані результати натурних досліджень радіаційно-гігієнічного стану довкілля зони відчуження, які охоплюють період з 1994 по 1999 роки. Для оцінки динаміки зниження рівнів радіаційного забруднення проведено аналіз ретроспективних даних, отриманих нами в попередні роки. За час виконання роботи здійснено 4993 гама-спектрометричних, радіометричних, дозиметричних та радіохімічних дослідження 1303 зразків.

Враховуючи особливості радіаційно-екологічної ситуації в ЧЗВ серед вахтового персоналу було визначено групи ризику, передусім професій, фахівці яких працюють на відкритому повітрі і наражаються на додаткову небезпеку потрапляння радіонуклідів в організм (особливо - і -випромінювачів) через органи дихання з пилом завдяки вторинному вітровому забрудненню. Так, при вивченні умов праці вахтового персоналу ЧЗВ були взяті наступні професійні групи: водії великовантажних машин та оператори важкої будівельної техніки АТП-2 м.Прип'ять (бульдозеристи, екскаваторники, автокранівники, автоскреперники, водії автонавантажувачів та ін.), лісогосподарські робітники ВО “Чорнобильліс”, працівники цеху переробки радіоактивних відходів СП “Комплекс”, фахівці цеху дезактивації обладнання та транспортних засобів СП “Комплекс” - дезактиваторники. До контрольної групи увійшли співробітники СЕС м.Чорнобиля та представники адміністрації цехів СП “Комплекс”.

При виконанні натурних досліджень в ЧЗВ була проведена радіаційно-гігієнічна оцінка об'єктів довкілля, виробничих приміщень та місць відпочинку персоналу з ЛНА. При цьому аналізувалися відібрані у реперних точках зразки грунту, вода з водогінної мережі та поверхневих водойм, вода з контрольних свердловин, рослини, проводилося визначення потужності експозиційної дози (ПЕД). Для розрахунків доз внутрішнього опромінення досліджувались проби біооб'єктів (сечі), проводилося визначення вмісту радіонуклідів у повітрі (загальний та локальний у зоні дихання) місць інтенсивного ведення робіт з ЛНА та вимірювання інкорпорованого цезія-137 на лічильнику випромінювання людини (ЛВЛ).

Вибір категорій обстежуваного персоналу окреслив мережу відбору зразків та проведення радіологічних досліджень на технологічних ділянках ведення робіт з ЛНА: пункти захоронення радіоактивних відходів - ПЗРВ “Буряківка” та “Підлісний”; територія заплави р.Прип'ять; ділянки в межах проммайданчика ЧАЕС та ближньої зони; м.Чорнобиль (територія СЕС, центр міста та місця розташування гуртожитків); експериментальні ділянки ведення лісогосподарських робіт в 4-х лісництвах ЧЗВ; населені пункти ЧЗВ, в яких проживають лісогосподарські робітники.

В усіх місцях відбору проб здійснювали вимірювання ПЕД гамма-випромінювання за допомогою дозиметру ДРГ-01Т1, всього 2940 вимірювань. Визначення вмісту цезію-137 в зразках виконували гамма-спектрометричним методом на багатоканальних аналізаторах імпульсів "VARRO" Silena (Італія) з напівпровідниковим германієвим детектором PRGC 3020 та "CANBERRA Series 35 Plus” (США) з германієвим напівпровідниковим детектором моделі 7229Р, всього проведено 776 визначень.

Вміст стронцію-90 в зразках об'єктів навколишнього середовища та біопробах людини визначали радіохімічним методом. Суть методу полягає у визначенні вмісту стронція-90 по дочірньому ізотопу ітрію-90, з вимірюванням препарату на установці NRR-610 "Tesla" (Чехословаччина). Всього було виконано 764 аналізи.

Ізотопи плутонію визначали методом іонообмінної хроматографії. Ідентифікацію ізотопів плутонію після електролітичного осадження проводили на альфа-спектрометрі "VARRO" фірми Silena з напівпровідниковим детектором моделі IE-450. У якості мітки використовується плутоній-242. Було виконано 205 визначень.

Для оцінки доз внутрішнього опромінення було виконано 308 вимірювань інкорпорованого цезію-137 в організмі працюючих за допомогою лічильника випромінювання людини (ЛВЛ). Розрахунки доз опромінення проводили у відповідності до методичних рекомендацій “Оценка доз внутреннего облучения населения Украины за счет радиоцезия с использованием счетчиков излучения человека”. Оцінку внутрішнього опромінення від стронцію-90 проводили з використанням опосередкованого методу за вмістом радіостронцію у сечі. Оціночний розрахунок річної дози від стронцію-90 проводили за методикою, описаною Голутвіною М.М. Для оцінки внутрішнього опромінення персоналу за рахунок ізотопів плутонію було вибрано метод розрахунку за активністю проб повітря при інгаляційному надходженні. Розрахунки річних доз проводили із використанням коефіцієнтів запропонованих МКРЗ та відповідно до міркувань “Контроль за поступлением радиоактивных веществ в организм человека и их содержанием” (Голутвіна М.М., Абрамов Ю.В.). Дози внутрішнього та зовнішнього опромінення були розраховані для 199 осіб, вибраних категорій персоналу ЧЗВ.

Результати дослідження та аналіз. Радіаційне забруднення території ЧЗВ та його наслідки мають цілу низку радіоекологічних особливостей, які різняться за медико-біологічним значенням. Найбільш рухомим природним середовищем є повітря. Після осадження аварійних випадань концентрація раідонуклідів у повітрі різко знижалась. Швидкість зниження у перші роки досягала одного-двох порядків поступово уповільнюючись. Останнім часом темпи зниження радіоактивності повітря становлять 15-20% щорічно. Починаючи з 1994 року, концентрація суміші біологічно значимих радіонуклідів у приземному шарі атмосферного повітря м.Чорнобиля знаходяться на рівні (4,8 13,0)10^-5 Бкм^-3, а на проммайданчику ЧАЕС - на порядок вище: в межах (9,5 33,0)10^-4 Бкм^-3. Ці значення наближаються до доаварійних показників. В цій суміші 60% належить радіоцезію, 28% - радіостронцію та 12% - сумі ізотопів плутонію, хоча на різних ділянках ці співвідношення коливаються. Дані проведених досліджень свідчать, що концентрації радіонуклідів в повітрі на декілька порядків нижчі за допустимі.

Однак, при виконанні персоналом робіт, що пов'язані з високим рівнем пилеутворення концентрації радіонуклідів у повітрі в зоні дихання перевищують фонові показники у десятки та тисячі разів (табл. 1). Особливо це стосується трансуранових елементів (ТУЕ), повітряний перенос яких в атмосфері є найнебезпечнішим екологічним шляхом, тому що вони можуть затримуватись в органах дихання назавжди. Оскільки в ЧЗВ, згідно програми з ЛНА, передбачено проведення великої кількості саме таких робіт, було досліджено стан повітряного середовища при виконанні радіаційно небезпечних робіт. Повітря відбирали п'ятикаскадним імпактором (з обчисленням кількості часток діаметрами - понад 10 мкм, 5-10 мкм, 3-5 мкм, 1-3 мкм та 0,5-1,0 мкм) у двох варіантах: загальний відбір приземного шару повітря та локальний відбір повітря у зоні дихання при проведенні робіт.

Таблиця 1. Співвідношення локальних та фонових концентрацій ізотопів плутонію у повітрі при веденні робіт з інтенсивним пилеутворенням

Аналіз отриманих результатів щодо фракційного розподілу часток аерозолів свідчить, що переважну більшість - 87-95% у приземному шарі повітря лісових масивів складають аерозолі з розміром часток до 1 мкм. Такий розмір найнебезпечніший для інгаляційного шляху опромінення. При виконанні різних видів робіт та операцій, що спричиняють пилоутворення, відбувається різке підвищення вмісту саме найдрібніших часток у 1,5-2 рази. При цьому із зменшенням розмірів часток підвищується їх загальна питома активність. Досліджувані радіонукліди поводять себе по різному і сорбуються на різних фракціях аерозолів. При загальному відборі повітря:

найбільший внесок у сумарну активність повітря вносить радіоцезій, його вміст на порядок вищий за інші ізотопи. 33% його питомої активності знаходиться на аерозольних частках розміром >10 мкм, а 67% практично рівномірно розподілена по наступним каскадам із незначним переважанням долі найменших часток.

радіостронцій переважає в середній фракції до 60% та у дрібній - 33%, ізотопи плутонію до 90% знаходяться у найдрібнійшій фракції аерозолю.

При локальному відборі, у зоні дихання, картина змінюється - тепер для цезію-137 переважає внесок у сумарну радіоактивність середньої фракції часток до 60%, для стронцію-90 та плутонію співвідношення становить 40:60 з переважанням дрібнодіспергованих фракцій аерозолю.

Потужність експозиційної дози (ПЕД) гамма-випромінювання є істотним показником радіаційного стану території. Рівні ПЕД після припинення аварійних викидів та осадження випадань на грунт і підстилаючу поверхню стрімко спадали в 1,2-1,6 разів щорічно. У відповідності з розпадом коротко- та середньоіснуючих радіонуклідів швидкість зниження ПЕД значно уповільнилася і на сьогодні її значення визначаються суцільно щільністю забруднення ділянок цезієм-137. В середньому значення ПЕД зменшилися у 100 разів проти аварійних і нині темпи зниження ПЕД становлять приблизно 2% на рік. На підставі прямих вимірів ПЕД на робочих місцях обстежуваного персоналу було встановлено, що вона коливалася в інтервалі від 0,02 до 3,0 мРгод^-1 . У 63,0% працюючої дослідної групи ПЕД на робочому місці складала 0,08-0,2 мРгод^-1; у 24,7% випадків - приблизно від 0,2 до 3,0 мРгод^-1 та у 12,3% - 0,02-0,08 мРгод^-1. В осіб контрольної групи ПЕД в основному варіювалась в межах 0,02-0,08 мРгод^-1. ПЕД на ділянках досліджених лісництв ЧЗВ складала: в Опачицькому лісництві - 0,20,05 мРгод^-1, Дитяткинському - 0,060,02 мРгод^-1, Лелівському - 0,360,04 мРгод^-1 та Черевацькому - 0,050,01 мРгод^-1. Високі значення ПЕД спостерігаються на окремих технологічних ділянках ближньої зони ЧАЕС і на робочих місцях персоналу при виконанні радіаційно небезпечних видів робіт. Тенденція до зниження ПЕД у найближчому майбутньому буде підсилюватися внаслідок міграції радіонуклідів у глибину грунтів та поглинання випромінювання грунтовим шаром.

Грунти зони відчуження є основним депо локалізації радіонуклідів аварійних випадань. На цілинних ділянках ЧЗВ із неушкодженим рослинним покривом у верхньому 0-5 см шарі грунту зосереджено до 90% цезію-137, до 80% стронцію-90 та 60% ізотопів плутонію. Лише у місцях із зволоженим та пісковим грунтами спостерігається більш інтенсивне заглиблення радіонуклідів. На ділянках, які було дезактивовано, а також в місцях інтенсивного ведення робіт, спостерігається проникнення радіонуклідів на глибину 20 см і практично рівномірний їх розподіл.

Нині частка рухомих форм цезію-137 становить 1-6% і з 1996 року тримається на цьому постійному рівні. Це характеризує відсутність тенденції до активної міграції радіонукліду за глибиною грунту. На відміну від радіоцезію стронцій-90 є більш мобільним, водорозчинним елементом і поводить себе інакше. Максимальний вміст його рухомих форм - 70-75% від валового вмісту у грунті спостерігався на 6-8-й післяаварійні роки, потім відбулося зниження до рівня 45-60%, на якому наявність доступного радіостронція буде зберігатися, без значного зниження, на протязі ще 30-40 років. Внаслідок цього стронцій-90 легко змивається поверхневим стоком у річки і може фільтруватися з підземними водами крізь пласти грунту, а також легко засвоюється рослинами та активно приймає участь в їх обміні речовин.

Аварійними викидами були радіаційно забруднені не лише грунти, а й водойми Полісся. Дослідженями води малих річок, що протікають на території ЧЗВ, встановлено, що концентрації цезію-137 знаходилися в межах 0,20,02 до 1,80,2 Бкл^-1, стронцію-90 - 0,050,009 до 2,790,49 Бкл^-1, а у воді р.Прип'ять - головній водній артерії ЧЗВ (в районі м.Чорнобиля) - 0,130,02 до 0,30,05 Бкл^-1 відповідно. Отримані дані свідчать про відсутність перевищення показників допустимого вмісту радіонуклідів за НРБУ-97. Виявлено, що у воді дренажних канав поблизу ПЗРО “Підлісний” спостерігається суттєвий вміст радіоцезію та радіостронцію до - 47,05,64 Бкл^-1 та 837,4150,9 Бкл^-1 відповідно, що перевищує нормативні показники згідно НРБУ-97. При цьому у воді контрольних спостережних свердловин навколо ПЗРО “Підлісний” концентрації цих радіоізотопів сягають рівнів 0,90,08 Бкл^-1 цезія-137 та 0,30,06 Бкл^-1 стронція-90, що не викликає особливого занепокоєння. Вода Прип'ятьського затону також радіоактивно забруднена, зареєстрований вміст: 7,720,93 Бкл^-1 радіоцезію та 42,626,39 Бкл^-1 радіостронцію. Таке положення має місце при активному поверхневому змиві радіонуклідів у воду відкритих дренажних канав з прилеглої території. При цьому активна вертикальна міграція радіонуклідів за профілем грунту не спостерігається. Однак саме водний винос лишається провідним у розповсюдженні радіоактивності за межі зони відчуження, тому контроль за цим об'єктом є необхідним.

Дослідженнями якості питної води за радіаційними показниками встановлено, що у водопровідній мережі м.Чорнобиля концентрації цезію-137 і стронцію-90 знаходяться в межах від 0,040,007 до 0,40,04 Бкл^-1 та від 0,020,004 до 0,080,02 Бкл^-1 відповідно. Ці показники на декілька порядків нижче допустимих концентрацій згідно ДР-97. У воді шахтних колодязів децентралізованого водопостачання населених пунктів ЧЗВ, де проживають лісогосподарські робітники, концентрації вищезгаданих ізотопів коливались в значно ширших межах - від 0,20,04 до 2,00,4 Бкл^-1 та 0,020,004 до 0,30,05 Бкл^-1 відповідно, іноді сягаючи межі нормативу. У загальному відношенні питна вода відповідає нормативним показникам.

У післяаварійний період на території лісових масивів зони відчуження були зупинені лісогосподарські роботи, що призвело до погіршення санітарного та пожежного стану лісів. Це могло сприяти перетворенню лісів у джерело вторинного радіоактивного забруднення довкілля, тому лісогосподарське втручання було поновлено. Обстежені експериментальні ділянки чотирьох лісництв ЧЗВ належали до різних зон ведення лісового господарства, а чотири було ушкоджено лісовими пожежами різної інтенсивності . Щільність забруднення верхніх шарів лісового грунту аварійними радіонуклідами значно вище глобального рівня (табл. 2). Кратність перевищення становить від двох до декількох сотень разів.

Різні види пожеж впливають на перерозподіл радіонуклідів у компонентах лісового грунту та сприяють підсиленню міграційних процесів. Оскільки вигорає значна кількість підстилки в мінеральну частину грунту надходить 60-80% загальної радіоактивності та зосереджується у 0-2 см шарі. Такий ефект притаманний в першу чергу радіоцезію, як більш леткому елементу. Щільність забруднення стронцієм-90 грунту та підстилки має однакову тенденцію: більша частка радіоактивності знаходиться у грунті - на 80-90% на неушкоджених ділянках і понад 95% - на “горільниках”. Таким чином, можна констатувати, що стронцій в лісових екосистемах знаходиться в поверхневому шарі грунту і є більш мобільним. За профілем грунту стронцій-90 теж просунувся на 1-2 см глибше, ніж радіоцезій. Співвідношення щільності забруднення ділянок ізотопами плутонію аналогічні стронцієвому забрудненню, а щодо розподілу за профілем грунтів - його вміст спостерігається лише до глибини 5 см при найбільших значеннях в нижньому шарі підстилки та в 0-2 см грунту.

Таблиця 2. Щільність забруднення лісництв ЧЗВ, експериментальні ділянки яких було досліджено

Ліси в ЧЗВ є основним типом рослинного покриву і відіграють головну роль в регулюванні процесів стабілізації радіоекологічної ситуації. Нині в лісових екосистемах встановлюється стан, що наближається до динамічної рівноваги, при якому потік радіонуклідів між компонентами екосистеми мало змінюється з часом, а в забрудненні рослинного покрива домінує грунтовий шлях надходження радіоізотопів аварійного випаду. В досліджених зразках фітомаси найбільший вміст цезію-137 відмічений у корі живого дерева. Потім за ступенем зниження вмісту радіонуклідів йдуть: глиця, дрібні гілки та деревина. За таких умов можливе використання деяких лісових масивів ЧЗВ для отримання ділової деревини та застосування її у народному господарстві за певних обмежень.

Отримані результати свідчать, що нині радіаційний стан зони відчуження стабілізувався і відповідає пізній фазі радіаційної аварії. Тенденція до стабілізації спостерігається на протязі 5-ти останніх років. Це дозволило розрахувати основні рівні радіактивного забруднення об'єктів зони відчуження та обгрунтувати їх запровадження у якості довгострокових непрямих контрзаходів.

Виміром можливого негативного впливу на здоров'я людини іонізуючого випромінювання є доза - величина поглиненої тканинами тіла енергії, тому всі дії стосовно захисту здоров'я людей повинні базуватися на величині очікуваної дози. Структура середньорічної ефективної дози опромінення персоналу з ЛНА може розглядатися двобічно. З одного боку в контексті розподілу на зовнішнє та внутрішнє опромінення, а з другого - за співвідношенням дозоутворюючих радіонуклідів.

Ефективну дозу опромінення в основному формує зовнішнє гамма-опромінення, що складає 84% від усієї дози (рис.1). На внутрішнє опромінення припадає 16%, з якого 93% - опромінення від радіоцезія та 7% - від радіостронція. Внесок ізотопів плутонію незначний і істотно не впливає на зазначені процентні співвідношення. Але при враховуванні особливостей виробничого процесу внесок інгаляційної компоненти суттєво підвищується (рис.2). Тоді структура дози опромінення має інший вигляд, внески зовнішнього та внутрішнього опромінення розподіляються практично порівну. Аналогічні долі у формуванні ефективної дози опромінення мають цезій-137 (зовнішнє) та ізотопи плутонію (внутрішнє опромінення).

Рис. 1. Структура середньорічної ефективної дози опромінення персоналу з ЛНА

Рис. 2. Структура середньорічної ефективної дози опромінення робітників ПЗРВ при виконанні робіт щодо поводження з РАВ

Особливе місце серед вахтового персоналу займають лісники. Вони отримують підвищені дози опромінення як завдяки специфіки виробничих процесів (високі рівні пилоутворення), так і внаслідок проживання поблизу місць роботи в населених пунктах зони відчуження (доза зовнішнього опромінення за робочий час практично дорівнює аналогічній дозі за час проживання та відпочинку після роботи). Головний внесок у дозу внутрішнього опромінення за рахунок інгаляції також належить ізотопам плутонію. Структура середньорічної ефективної дози опромінення працівників лісу має вигляд, що показаний на рис.3 і 4. Вона повністю залежить від характеру та виду виконуваних робіт.

Рис. 3. Структура загальної середньорічної ефективної дози опромінення працівників лісу

Рис. 4. Структура середньорічної ефективної дози опромінення працівників лісу при виконанні робіт з високим рівнем пилоутворення

Середньорічні сумарні ефективні дози опромінення вахтового персоналу зони коливаються в межах від значень, які лише трохи перевищують, а в основному практично дорівнюють ліміту дози опромінення для осіб категорії Б згідно НРБУ-97, до показників, що становлять 50% від ліміту для категорії А (таб. 3). При цьому найбільшого професійного опромінення серед досліджених категорій зазнає персонал ПЗРВ та працівники лісу. Підвищення дозового опромінення персоналу відбувається в основному за рахунок інгаляційного надходження ізотопів плутонія, внесок яких становить від 46% при середніх значеннях ПЕД до 93% при незначних значеннях ПЕД на виробничих ділянках.

Таблиця 3. Сумарні річні ефективні дози опромінення обстежених категорій персоналу (усереднені показники), сЗв рік^-1

Дослідженнями встановлено, що дози внутрішнього опромінення за рахунок радіостронція та радіоцезія не залежать від часу перебування в ЧЗВ (стажу роботи), а обумовлені споживанням забруднених продуктів харчування (риби, дичини, грибів, ягід тощо). Виявлені стійкі сезонні коливання вмісту інкорпорованого цезію-137 в організмі працюючих, що опосередовано свідчить про регулярні порушення режимів поведінки в зоні відчуження.

Визначення структури дозового опромінення працюючих з ЛНА свідчить, що на сучасному етапі пізньої фази аварії радіологічний стан у ЧЗВ стабілізувався, але його вплив на умови праці персоналу поряд з традиційними факторами залишається істотним. Нині дози опромінення та їх межі є основним критерієм оцінки впливу іонізуючого випромінювання на персонал та якість умов праці.

Проведені дослідження дозволили науково обгрунтувати нові гігієнічні нормативи, які базуються на фактично досягнутих показниках радіаційного забруднення об'єктів зони відчуження. Розроблений нормативний документ конкретизує характерні особливості радіоактивного забруднення об'єктів на сучасному етапі в зоні відчуження, регламентує умови праці персоналу та встановлює обмеження стосовно розповсюдження радіоактивного забруднення за межі зони.

Висновки

1. Встановлено, що радіаційно-гігієнічний стан території ЧЗВ (без урахування об'єкта “Укриття”) стабілізувався. Починаючи з 1994 року аномально високих рівнів радіаційного забруднення повітряного середовища та ПЕД не зареєстровано. Підвищені рівні реєструються лише на локальних ділянках та робочих місцях при виконанні робіт та технологічних операцій, які спричиняють пилоутворення. Основна кількість радіонуклідів аварійного походження (90%) зосереджено у приповерхневому 0-5-ти см шарі грунту. Інтенсивна фаза процесів горизонтального і вертикального перерозподілу радіонуклідів в природних екосистемах ЧЗВ практично завершилась, нині протікають процеси, тривалість яких порівняна з періодом напіврозпаду основних радіологічно значимих радіонуклідів.

2. Визначено, що основними дозоутворюючими радіонуклідами залишаються цезій-137 та стронцій-90, а з точки зору професійної небезпеки - ізотопи плутонію. На території ЧЗВ потенційно небезпечним залишається вторинний вітровий перенос радіоактивного забруднення, як природний так і антропогенного походження. Локальні концентрації радіонуклідів, які виникають при цьому, перевищують загальні та фонові концентрації у десятки тисяч разів. Головну небезпеку в таких випадках становлять трансуранові елементи, для яких інгаляційний шлях надходження до організму людини є критичним.

3. Доведено, що структура доз опромінення персоналу повністю залежить від характеру та виду виконуваних робіт. Найбільше професійне опромінення отримує персонал ПЗРВ при проведенні операцій з РАВ - до 1 сЗврік^-1 (10 мЗврік^-1), працівники лісу - до 0,6 сЗврік^-1 (6 мЗврік^-1), персонал, який безпосередньо виконує роботи з ЛНА, отримує дози опромінення 0,42-0,55 сЗврік^-1 (4,2-5,5 мЗврік^-1). Ці дозові навантаження у 2,1-5,0 разів перевищують ліміт дози опромінення для осіб категорії Б (персонал) згідно НРБУ-97. Середньорічні сумарні ефективні дози опромінення представників адміністрації, допоміжного персоналу, науково-технічних працівників тощо становлять до 0,3 сЗврік^-1 (3 мЗврік^-1) і лише трохи перевищують, а в основному практично дорівнюють ліміту дози опромінення для осіб категорії Б (персонал) за НРБУ-97. Підвищення дозового опромінення персоналу відбувається в основному за рахунок інгаляційного надходження ізотопів плутонію, внесок яких становить від 46% при середніх значеннях ПЕД - до 93% при незначних значеннях ПЕД на виробничих ділянках.

4. Встановлено, що на сучасному етапі пізньої фази аварії головним критерієм стосовно оцінки умов праці персоналу ЧЗВ є дози опромінення. Вони повною мірою характеризують радіаційну небезпечність ділянок ведення робіт, види робіт та необхідні заходи щодо забезпечення радіаційної безпеки працюючих, в тому числі й використання персоналом засобів індивідуального захисту та дотримання регламентів поведінки в ЧЗВ.

5. Дослідженнями структури дозового опромінення працюючих достовірно встановлено наявність сезонних коливань вмісту інкорпорованого цезію-137 в організмі. Доза, виміряна навесні - початку літа у 2,0-2,2 рази менша за аналогічні показники отримані восени. Це свідчить про порушення працюючими регламентів поведінки в зоні відчуження, яке відбувається за рахунок споживання забруднених продуктів харчування (дарів лісу, риби, дичини тощо).

6. З метою обмеження невиправданого опромінення та для проведення індивідуального дозиметричного контролю персоналу ЧЗВ за результатами наших досліджень науково обгрунтовані гігієнічні нормативи (“Основні контрольні рівні, рівні звільнення та рівні дії щодо радіоактивного забруднення об'єктів зони відчуження” - ГН 6.6.1-076-01), якими встановлено контрольні рівні ефективної дози зовнішнього та внутрішнього опромінення для двох підгруп персоналу. Показники контрольних рівнів дозового навантаження - 18 мЗврік^-1 (І підгрупа) та 3 мЗврік^-1 (ІІ підгрупа) встановлено нижче лімітів доз опромінення згідно НРБУ-97, що відповідає класичним підходам радіаційної гігієни при встановленні будь-яких контрольних рівнів. При цьому внутрішне опромінення обмежено 20% внеском від сумарної дози опромінення.

7. За результатами досліджень визначено об'єкти контролю (навколишнього, виробничого та побутового середовищ) для проведення радіоекологічного моніторингу, що сприятиме обмеженню розповсюдження радіоактивного забруднення за межі ЧЗВ та необгрунтованому додатковому опроміненню персоналу з ЛНА та населення поза межами зони. Встановлені показники (рівні) обумовлюють потенційно можливий низький додатковий радіаційний вплив.

8. Для пріоритетних об'єктів контролю науково обгрунтовано та розраховано нормативні значення основних рівнів за чотирьома критеріями ведення радіаційного контролю як в самій ЧЗВ, так і поза нею. Всі значення основних рівнів встановлено на основі фактично досягнутих показників. Вони відповідають дозам меншим за 1 мЗврік^-1 і знаходяться на нижній межі рівня виправданості.

Рекомендації щодо підвищення ефективності впровадження та застосування у практичній діяльності гігієнічних нормативів “Основних контрольних рівнів, рівнів дії та рівнів звільнення щодо радіаційного забруднення об'єктів Чорнобильської зони відчуження” - ГН 6.6.1.-076-01:

Для коректної оцінки професійного дозового опромінення персоналу ЧЗВ потрібно розробити методичні рекомендації, в яких бажано надати коефіцієнти, що враховують внесок інгаляційної компоненти від ізотопів плутонію. Проведені дослідження показали, що оцінити реальні дози опромінення без урахування особливостей виробничої діяльності неможливо. Використання для розрахунків загальних і фонових показників радіоактивного забруднення приземного шару атмосферного повітря не дає достовірних результатів. Таким чином, як бачимо, застосування перераховочних коєфіцієнтів підвищить якість індивідуального дозового контролю та сприятиме дотриманню вимог радіаційної безпеки. Також доцільно проводити вимірювання інкорпорованого цезію-137 двічі на рік.

Окрім того, необхідно розробити нові регламенти, технологічні та поведінки в ЧЗВ, з урахуванням вимог нових нормативних документів. Це в першу чергу стосується працівників лісу, оскільки проживання в населених пунктах ЧЗВ поряд з виробничими ділянками негативно впливає на забезпечення стану радіаційної безпеки та сприяє порушенню існуючих регламентів.

З огляду на реально існуюче положення в ЧЗВ можна запропонувати у якості заходу щодо обмеження негативного впливу ЧЗВ на здоров'я людей заборонити на рівні Державного департаменту Адміністрації зони відчуження і зони безумовного (обов'язкового) відселення (АЗВіЗБ(О)В) залучення до виконання робіт з ЛНА сезонних працівників, що має місце особливо на підприємствах “Чорнобильлісу” та при веденні різного роду будівельних робіт. Оскільки час перебування в ЧЗВ таких робітників обмежений, ці особи не матимуть статусу персоналу категорії А; поряд з цим дозове навантаження обчислено не повною мірою, що не дає гарантії безпечності його впливу, але права на соціальний захист також немає. Тож, враховуючи нормативно-правові положення, за таких умов необхідно запобігати розширенню контингентів осіб, на яких можливий необгрунтований негативний вплив радіаційного фактора.

Перелік опублікованих праць за темою дисертації

1. Закономерность формирования доз облучения лиц работающих вахтовым методом в зоне отчуждения / И.И. Карачов, И.В. Какура, Н.Д. Маленко, Л.И. Наговицына // Гигиена населенных мест. - Киев: Здоров'я, 1998.- Вып. 33. - С.237-243.

2. Какура И.В. Структура доз облучения персонала зоны отчуждения // Гигиена населенных мест. - Киев: Здоров'я, 1999. - Вып.35. - С. 248-253.

3. Карачов І.І., Какура І.В., Наговіцина Л.І. Радіологічне забруднення лісових масивів зони відчуження // Гигиена населенных мест. - Киев: Здоров'я, 2000. - Вып. 36. - С. 368-371.