В России северные моря и Арктика всегда занимали особое место в экономике и охране границ. Именно на арктическом шельфе находятся гигантские месторождения углеводородов, здесь проходит Северный морской путь – самый короткий из Европы в страны Юго-Восточной Азии. Северные моря богаты биоресурсами, и многие мировые державы давно уже проявляют к этому региону большой интерес. Здесь, на Новой Земле, в 1960-е годы проводились испытания атомного оружия, в том числе самой мощной в мире водородной бомбы. Велико ли радиоактивное заражение этих территорий? Безопасна ли Арктика для человека? Ответить на такие вопросы призвано исследование, которое благодаря поддержке РФФИ ведут ученые Южного научного центра РАН и Мурманского морского биологического института РАН (ММБИ РАН) под руководством академика Геннадия Матишова:
– Геннадий Григорьевич, проект называется «Радиоактивное загрязнение и вторичные источники антропогенных изотопов в морях Северного Ледовитого океана на рубеже XX-XXI веков». А когда произошло первое техногенное загрязнение Арктики?
– Еще в эпоху испытаний ядерного оружия и сбросов радиоактивных отходов в океан не только Россией, но и западноевропейскими ядерными державами. Циркуляция изотопов, поступивших в то время в природную среду, до сих пор определяет радиационный фон Северного Ледовитого океана. В морях сформировался широкий комплекс радионуклидов техногенного происхождения, включающий радиоизотопы стронция, цезия, плутония, кобальта, европия, америция и других элементов.
Основную роль здесь играют радиоизотопы цезий-137 и стронций-90. Они имеют относительно долгий период полураспада – около 30 лет, стоят на первом месте в выбросах при ядерных испытаниях и среди отходов ядерных химических производств, в утечках из объектов ядерной инфраструктуры. Именно эти изотопы более остальных включаются в пищевые цепочки морских экосистем и участвуют в океаническом круговороте. К слову, стронций-90 по своим свойствам похож на кальций – наряду с ним он поглощается организмами и попадает в костные ткани, обеспечивая длительное внутреннее облучение. В этой пищевой цепочке присутствует и человек, потребляющий выловленных обитателей морских глубин.
– Какова динамика этих процессов? Верно ли, что радиоактивное загрязнение высоких широт идет на убыль?
– Основная масса техногенных радионуклидов попала в окружающий мир до 1963 года, когда были запрещены испытания ядерного оружия в трех средах. Но попавшие никуда не делись и циркулируют по сей день. В постъядерную эпоху свои выбросы добавляют ядерные объекты и инфраструктуры. Процессы глобального круговорота остаются основными источниками радиоизотопов в морях Арктики. Главные из них – трансокеанический перенос в западно-арктические моря из Северной Атлантики, атмосферные осадки на водную поверхность и территории водосбора.
Заметный источник радионуклидов – речные стоки. Для Баренцева моря, моря Лаптевых и Восточно-Сибирского они мало значимы, а вот для Карского – весьма существенны. Обь и Енисей десятилетиями несли стоки предприятий по переработке ядерных материалов. Нормирование сбросов химических гигантов поставило, наконец, довольно действенный барьер. Сейчас влияние их по общему объему переноса радиоизотопов низкое.
Еще один техногенный источник радиоактивности, главным образом в Баренцевом море, – инфраструктура атомного флота, сливы жидких радиоактивных отходов (ЖРО) атомоходами. В настоящий момент сливы ЖРО не производятся, но влияние береговой инфраструктуры сохраняется.
– Насколько велико участие других стран в радиоактивном загрязнении российского Севера?
– Обратимся к исследованиям, которые в Баренцевом море ведут ученые ММБИ РАН. При поддержке гранта РФФИ проанализированы динамика радиоактивного загрязнения морской среды и баланс радиоизотопов цезия-137 и стронция-90 в его экосистеме за длительный период наблюдений с 1960-х по 2020-е годы. Так вот, самый высокий трансграничный перенос в Баренцево море произошел в 1975 и 1980 годах. Это связано со сбросами в Ирландское море радионуклидов комбинатом «Селлафильд», перерабатывающим ядерные отходы Англии. Максимальное поступление радиоизотопов из атмосферы наблюдалось в 1960-е и 1986 году. Причины – накопления в атмосфере продуктов испытаний ядерного оружия и аварийные выбросы Чернобыльской АЭС.
К счастью, радиоактивный распад изотопа в атмосферных аэрозолях, прекращение сбросов жидких радиоактивных отходов в море, уменьшение радиоактивного стока с предприятий «Селлафильд» привели к постепенному очищению вод Баренцева моря от радиоактивного цезия.
В морях восточной Арктики – Лаптевых и Восточно-Сибирском – влияние трансокеанического переноса радионуклидов мало и локально. При отсутствии первичных источников радиации в их бассейнах современный слабый радиационный фон поддерживается атмосферными выпадениями, водообменом с сопредельными морями, а также Центральным Полярным бассейном.
– Может ли ухудшиться радиационная ситуация в ходе развития Севморпути, где не обойтись без атомных ледоколов?
– Современное развитие технологий плюс общественный контроль дают основание утверждать, что ухудшения радиационной ситуации не произойдет. В то же время интенсификация Севморпути предполагает не только строительство атомного флота, но и развитие навигационной, портовой инфраструктуры, которая, в свою очередь, нуждается в продукции атомной энергетики малой мощности, плавучих атомных теплоэлектростанций. И вот они-то – потенциальные источники радиоактивности, которые требуют жесткого и повышенного внимания.
– Геннадий Григорьевич, почему в исследованиях участвует ЮНЦ РАН, расположенный далеко от морей Арктики?
– Для этого гранта основным источником информации стали результаты многолетних исследований ММБИ РАН. Баренцево море принято в качестве модельного морского бассейна – основного в Арктике, аккумулирующего потоки техногенных радионуклидов.
ММБИ объединяет с ЮНЦ РАН многолетняя совместная научная деятельность, в том числе по радиоэкологическим исследованиям в северных и южных морях России. Она отражена в пяти томах научных публикаций по исследованию Азовского моря, многочисленных статьях в научных журналах. В ЮНЦ РАН работают высококвалифицированные специалисты с опытом работы в Арктике.
– Насколько помог этим исследованиям грант РФФИ?
– Благодаря поддержке РФФИ удалось провести ряд экспедиционных исследований, которые ранее не предусматривались. Плюс укрепили лабораторную базу, простимулировали научную инициативу исполнителей, смогли объединить в один коллектив исследователей разного профиля и специальностей. Архивные и вновь полученные материалы переработали с новой точки зрения. Кроме обзора современного состояния морских акваторий, проанализировали динамику радиоактивности морей, рассчитали потоки радионуклидов на примере Баренцева моря и сформулировали концептуальную модель загрязнения арктических морей России техногенными радионуклидами на основе современных знаний.
Главная цель наших исследований – решение фундаментальных задач, связанных с радиоактивным загрязнением. В то же время выводы о радиоэкологическом статусе акваторий публикуются в открытой печати, доводятся до органов власти и широкой общественности. Это очень важно для выработки взвешенных решений и обеспечения контроля.