Вопрос влияния трития на морские экосистемы в последнее время приобрел особую актуальность из-за начавшегося 24 августа сброса японскими специалистами в Тихий океан воды, которая использовалась для охлаждения реакторов аварийной АЭС "Фукусима-1" в 2011 году. Несмотря на то, что МАГАТЭ одобрило данное решение, вопрос о том, насколько это безопасно, сильно беспокоит как специалистов-экологов, так и общественность.
Давайте попытаемся разобраться в деталях происходящего. На первый взгляд, все выглядит вполне благопристойно: очищенную японскую воду сбрасывают через подводный тоннель, разбавляя при этом каждую тонну 1,2 тыс. т чистой морской воды. Согласно Сообщению Постоянного представительства Японии при Агентстве от 20 июля 2022 г. (IAEA) [1] (Далее – Представительство), вода, которая подлежит сбросу с принадлежащей Токийской электроэнергетической компании (ТЕПКО) атомной электростанции «Фукусима-дайити» (АЭС «Фукусима-дайити»), не является «загрязненной радионуклидами водой». Скорее это «очищенная с помощью ALPS вода», которая была очищена до уровня ниже нормативных стандартов, основанных на рекомендациях Международной комиссии по радиологической защите (МКРЗ) в отношении конкретных радионуклидов, за исключением трития, а затем разбавлена до уровня значительно ниже норм безопасности для всех радиоактивных материалов, включая тритий. Перед началом сброса очищенная с помощью ALPS вода должна быть разбавлена более чем в 100 раз морской водой для снижения концентрации трития до менее чем 1500 Бк/л (менее 1/40 от норматива) и снижения концентрации нуклидов, за исключением трития, до менее чем 1/100 от норматива. В итоге концентрации трития не превысят допустимые уровни в воде уже на расстоянии более 3 км от точки сброса. Как сообщает Представительство, ТЕПКО не будет продолжать контролируемый сброс очищенной с помощью ALPS воды, если эта вода не отвечает нормативным значениям, которые были установлены на основе рекомендаций МКРЗ.
Тем не менее, Россия и Китай направили Японии свои претензии. Также, в магазинах КНР покупатели массово затовариваются солью, поскольку боятся, что дальше морская соль будет радиоактивной. В Южной Корее идут протесты, Гонконг отказался от импорта морепродуктов из Японии [2]. Выходит, бояться все же стоит.
Попытаемся разобраться, насколько опасна вода из Фукусимы. Существует несколько точек зрения на эту тему. Одни считают, что опасаться нечего – «Сброс японской воды никак не ударит по рыболовству России, Китая, Южной Кореи и курортам на дальневосточном побережье», — заявил «Известиям» экс-министр РФ по атомной энергии, научный руководитель Научно-исследовательского и конструкторского института энерготехники им. Н.А. Доллежаля Евгений Адамов. «Систематический сброс похожей по содержанию изотопов воды ведется и около мыса Ла-Аг во Франции с предприятия по переработке ОЯТ (отработанное ядерное топливо), при этом многие годы подтверждают его безопасность. Эта же мысль прослеживается и в Сообщении Представительства.
Так, ТЕПКО будет разбавлять очищенную с помощью ALPS воду, чтобы довести концентрацию трития до уровня существенно ниже нормативного предела и удерживать сбрасываемое за год количество трития в пределах 22 триллионов Бк, оказывающее минимальное воздействие как на людей, так и на окружающую среду. Именно эта величина являлась целевым значением, контролируемым в рамках нормальной эксплуатации АЭС «Фукусима-дайити» компании ТЕПКО до аварии. При этом, данное целевое значение составляет примерно шестую часть того количества трития, которое было сброшено на АЭС «Циньшань-III» в Китайской Народной Республике в 2019 году (около 123 трлн Бк/год). Также, при сравнении общего количество сбрасываемого за год Японией и Китаем трития в жидкой фазе, можно отметить, что сброс Японией составил около 370 трлн Бк (среднее значение за 5 лет до аварии на АЭС «Фукусима-дайити» в 2011 году), а сброс КНР составил около 832 трлн Бк (2018 год, источник: “Nuclear Energy Yearbook” («Ежегодник по атомной энергии»)) – цит. по [1].
Поговорим немного о тритии. Тритий, находящийся в окружающей среде, имеет естественное и техногенное происхождение. Он образуется при ядерных реакциях, протекающих в природных условиях, а также в результате антропогенной деятельности при испытаниях ядерного и термоядерного оружия, в энергетических ядерных реакторах и перспективных термоядерных установках, а также в процессе производства трития для практического использования. В природных условиях 3H непрерывно генерируется в верхних слоях атмосферы в результате взаимодействия протонов и нейтронов космического излучения с атомами азота, кислорода и аргона, а также поступает в атмосферу извне [3]. В атмосфере тритий в результате окисления и изотопного обмена конвертируется в молекулы тритиевой воды и выводится на поверхность Земли в виде осадков. Получается, присутствие трития - это нормально.
Есть другая точка зрения на проблему – научная, и она говорит о вероятной опасности трития в связи с его накоплением в биоте. Так5, большинство опубликованных к настоящему времени исследований свидетельствует о том, что 77% отношений органически связанного трития (ОВТ) к неорганическому связанному тритию (TFWT) для наземных растений в среднем равно 1,92, у 81% отношений для водных организмов - меньше 1. Следовательно, причину избытка трития в наземном органическом веществе следует искать в атмосфере. В некоторых работах [4,5] было показано, что TFWT в водных организмах уравновешивается с окружающей средой, и особенно быстро это происходит у водорослей. ОВТ накапливается в водных организмах гораздо медленнее, и не достигает высоких концентраций. При этом некоторые виды зеленых водорослей (Dunaliella tertiolecta) в фазе экспоненциального роста могут накапливать ОВТ быстрее, чем в стационарном состоянии. Значительное накопление ОВТ водорослями связано с, тем, что для TFWT характерен более быстрый оборот в биологических системах [6]. Тритий, который уже успел включиться в органические молекулы, остается в них на долгое время. Так, в условиях снижения концентрации трития в составе воды (HTO), водоросли продолжают содержать ОВТ по сравнению с его современными уровнями в воде. Существует точка зрения, что организмы, которые потребляют пищу, содержащую тритий, накапливают ОВТ быстрее и достигают более высокой его концентрации, чем организмы, подвергшиеся воздействию только HTO.
В 80-е гг. прошлого столетия проводили экспериментальные исследования пищевой цепи и изучение загрязненной окружающей среды, в ходе которых так и не было доказано, что тритий подвергается аккумуляции через пищевые цепи [4]. В XXIвеке в районе влияния АЭС Фукусима-1 (на примере бычка Myoxocephalus jaok, кальмара Todarodes pacificus, терпуга Pleurogrammus azonus), а также в районе влияния Ленинградской и Балтийской АЭС, АЭС Ханхикиви (на примере разных видов пресноводных рыб) было показано превышение активности TFWT в 1.5–4 раза и активности ОВТ - в 5–20 раз в расчете на живой вес по сравнению с его активностью в среде обитания [7]. Аналогичные данные по аккумуляции трития были получены в районе воздействия ГХК (р. Енисей). В случае травоядного вида рыб (серебряного карася Carassius gibelio) около 50–75% накопленного 3H находилось в мышцах – период полувыведения составил 175 дней; период полувыведения из печени, где депонировалось 30% трития [8], достигал 550 дней [9, 10]. Наибольший вклад (до 50%) в накопление трития вносят соединения холестерина [8]. В модельных экспериментах [11] было обнаружено включение 61–71% трития из воды в ОВТ планктонных водорослей. Повышенное содержание TFWT и коэффициенты ОВТ/HTO были выше у пресноводных мидий по сравнению с водорослями и рыбой [6]. Аналогичные данные были получены в районе влияния АЭС Пакш: при незначительной разнице между TFWT биоты и его содержанием в воде р. Дунай, количество ОВТ в моллюсках превышало HTO. У морских мидий (Mytilus edulis) тритий, содержащийся в глицине (T-Gly), показал повышенное включение в ДНК по сравнению с его содержанием в воде. Накопление TFWT в тканях мидий (Mytilus edulis) происходило в зависимости от дозы, причем наибольшее количество свободной тритиевой воды накапливалось в кишечнике, за которым следовали жабры, мантия и мышцы [12]. Накопление ОВТ в тканях мидий из тритиевого фитопланктона демонстрирует экологически значимый путь переноса трития даже при снижении концентрации в воде, что вносит вклад в развитие идеи о том, что ОВТ действует как стойкий органический поллютант [5]. Как и у наземных растений, концентрация TFWT в мидиях достигала устойчивого равновесия с его содержанием в воде в течение 1–2 ч. Меньшее накопление ОВТ рыбами относительно моллюсков связывают с их высокой миграционной способностью [13]. Результаты моделирования и верификация подчеркивают, что в полевых условиях основными факторами, влияющими на скорость биологической потери ОВТ, являются температура и доступность добычи, в то время как его поглощение в основном зависит от скорости роста рыбы [14].
Помимо вышеперечисленных, есть группа научных работ, свидетельствующих о том, что биоаккумуляции ОВТ не происходит. Это было показано на примере зоопланктонных организмов (Cladocera, Copepoda, Rotatoria), у которых концентрации ОВТ составили 2–9 Бк/л по сравнению с активностью в воде (4–6 Бк/л) основного русла р. Енисей [15]. Аналогичные данные были получены для карпа (Cyprinus carpio) [16, 17, 18, 19]. В некоторых исследованных озерах отмечалась обратная корреляция между размером тела рыбы и активностью ОВТ [19], что связано с замедлением роста при определенном размере и зависит от вида рыб, биоэнергетики, возраста, типа пищи, типа самой водной среды.
При этом необходимо отметить, что данные различия по коэффициенту перехода могут быть обусловлены тем, что выращивание организмов было проведено в тритиевой воде с высокой удельной активностью, и этот эксперимент не воспроизводит накопление трития биотой в природных условиях [7]. Таким образом, получается, что для разных групп биологических объектов характерна высокая гетерогенность в накоплении разных форм трития. При этом для большинства организмов уровни ОВТ выше, чем его уровни в воде. Помимо того, анализ данных показал, что не во всех работах учитывается содержание ОВТ, вследствие чего возможна недооцененность накопления и токсического действия трития на биоту.
Таким образом, если принимать во внимание научные исследования, опасность загрязнения тритием все же существует. И, если он способен накапливаться в биоте, то может с пищей передаться и человеку. «Перспективы концентрации изотопов в биологических объектах — планктоне, бентосе, рыбе — всё же сохраняются» - такого мнения придерживается и член-корреспондент РАН, почетный работник охраны природы РФ Аркадий Тишков [2]. Глава Росрыболовства поручил Всероссийскому НИИ рыбного хозяйства и океанографии (ВНИРО) провести комплексные мониторинговые исследования, чтобы оценить состояние водных биологических ресурсов в зоне распространения технической воды, сброшенной с «Фукусимы-1». Экспедиция позволит убедиться в безопасности акватории Южно-Курильского района, а также отсутствии рисков для осуществления промысла в Дальневосточном регионе. Для выполнения наблюдения создана научная группа.
Чтобы с уверенностью говорить об опасности или безопасности трития для окружающей среды, (в особенности – для морских экосистем), необходимы дальнейшие исследования. Для установления величины приемлемых уровней техногенного поступления трития в окружающую среду необходимы исследования по уточнению его поведения в круговороте воды и органических веществ в биосфере, включая количественные характеристики этих процессов [3]. Необходим регулярный мониторинг качества воды и морских экосистем (морской биоты) в районе АЭС Фукусима-1 («Фукусима-дайити»), включая зону влияния сбрасываемых с нее очищенных вод. Такой мониторинг ведется с момента аварии в 2011 г., а с апреля 2022 г. ТЕПКО приступила к более тщательному и расширенному мониторингу морского района [1]. Так, любой желающий может зайти на сайт https://www.jfa.maff.go.jp/ и посмотреть последние данные результатов радиационного мониторинга как в районе Фукусима-дайити, так и в отдалении, включая Токийский залив. Кроме того, регулярно публикуются данные об уровнях радиации морской биоты. По состоянию на 31 октября 2023 г., превышения уровня радиации в морских рыбах (мышечная ткань) у вида Oliveflaunder (Азиатский паралихтParalichthys olivaceus) отмечено не было.
Радовец Анна Владимировна, к. биол. н.
доцент департамента экологической безопасности и менеджмента качества продукции, Институт экологии, РУДН имени Патриса Лумумбы
Пинаев Владимир Евгеньевич, доцент, к.экон.н.
доцент департамента экологической безопасности и менеджмента качества продукции, Институт экологии, РУДН имени Патриса Лумумбы
член Общественного совета при Министерстве природных ресурсов и экологии РФ
член Общественного совета базовой организации государств-участников СНГ по экологическому образованию