В 1943 году выдающиеся учёные России приступили к созданию атомного оружия. В 1946 году в Челябинской области, близ Каслей, в краю озёр и сосновых лесов, начался строится промышленный комплекс по получению оружейного плутония. В 1949 году пущен первый радиохимический завод.
Освоение сложнейших технологий сопровождалось, целым рядом ошибок. В то время учёные очень мало знали о вредном воздействии на человека и живую природу радиоактивных веществ. Поначалу отдельные операции с ураном проводились голыми руками. Никакой операции от радиоактивного излучения не было. Очень мало было известно о радиоактивных отходах, методах их хранения. Ошибки от незнания привели к тем трагическим событиям, в результате которых значительная часть территории Челябинской области была заражена радиоактивными веществами, смертельно опасными для всего живого.
В 1949 – 1951 годы жидкие радиоактивные отходы производства просто сбрасывались в небольшую реку Течу бассейна Тобола.
Всего в Течу было сброшено 76 млн. куб. м сточных вод с радиоактивностью около 2,7 млн. Ки (кюри), причём 95% жидких отходов было сброшено за неполный год – с марта 1950 года по ноябрь 1951 года. Жидкие сбросы представляли собой смесь радионуклидов стронция, цезия, ниобия, рутения и изотопов редкоземельных элементов. Около 25% радиоактивности приходилось на долю долгоживущих радионуклидов: стронция – 90 (с периодом полураспада 29 лет) и цезия – 137 (с периодом распада 30 лет).
В последующие годы сброс отходов в Течу уменьшился, а в 1956 году совсем прекратился, но в результате радиоактивного загрязнения воды, донных отложений и пойменных земель жители прибрежных населённых пунктов подверглись как внешнему облучению, так и внутреннему – от радионуклидов, поступавших в организм с пищей и водой.
На берегах реки Теча в начале 50-х годов проживало в 38 сельских
населённых пунктах около 30 тыс. человек. Радиоактивному воздействию подверглись 28,1 тыс. человек; зарегистрировано 935 случаев хронической
лучевой болезни.
Заражённую воду пил скот. Река использовалась жителями для разведения уток и гусей, рыбной ловли без всяких ограничений. В ней купались, из неё брали воду. Это и стало причиной облучения. Река была огорожена колючей проволокой и объявлена запретной зоной. Жители целого ряда прибрежных деревень были переселены.
В конце сентября 1957 года на одном из предприятий, входивших в химкомбинат «Маяк», произошёл взрыв ёмкости, где хранились жидкие радиоактивные отходы. В результате взрыва около 70 -80 тонн высокоактивных отходов взлетело вверх. Образовалось радиоактивное облако, поднявшееся на высоту до 1 км. Часть радионуклидов была рассеяна в атмосфере и позже выпала на землю, причём около 90% радиоактивных частиц расположились вблизи места взрыва, а остальные были перенесены ветром на расстояние более 300 км в северо-восточном направлении.
Эти частицы, выпадая на пути в виде «радиоактивного» дождя, загрязнили территорию, получившую название Восточно-Уральский радиоактивный след. Ширина полосы заражения – 800 кв. км (общая площадь ВУРСа – 1000 кв. км). Радиоактивное загрязнение охватило северную часть области (Каслинский, Аргаяшский и Кунашакские районы), а также части соседних областей – Свердловской, Курганской и Тюменской.
Третьим эпизодом, повлиявшим на радиационную обстановку в Челябинской области, был вынос и рассеивание донных осадков озера Карачай, расположенного в поблизости от радиохимического производства. С октября
1951 года озеро Карачай использовалось в качестве хранилища радиоактивных отходов. В маловодные 1962 – 1966 годы уровень воды в озере сильно понизился. При этом оголилось около 5 га дна. Ветром с оголившихся участков начало сдувать донные отложения (ил, глину, песок), вместе с которыми весной 1967 года было внесено около 600 тыс. Ки активных радионуклидов. Направление разноса почти совпало с ВУРСом. Радиоактивному загрязнению подвергалась территория в 1,8 тыс. кв. км.
В настоящее время в озере Карачай, уже большей частью засыпанном, содержится около 120 млн. Ки бета-активных радионуклидов, из них 40% стронция и 60% цезия – 137. За время существования этого хранилища часть радиоактивных отходов просочилась ниже уровня дна. В подземные воды поступило примерно 4 млн. куб. м активных промышленных вод.
Таким образом, величайшее научное открытие ХХ столетия – открытие атомной энергии, её практическое использование – послужило причиной одной из самых крупных трагедий, затронувшей десятки тысяч людей на территории
Южного Урала. С точки зрения природопользования, техногенное радиоактивное заражение коснулось, прежде всего почвы, но оно также захватило поверхностные и подземные воды, отразилось на состоянии атмосферы, лесов, биоты в целом.
Почвы явились главным вместилищем радиоактивной пыли, выпавшей на её поверхность. Концентрация пыли была неравномерной. Минимальное её содержание радионуклидов создало плотность загрязнения территории, равную
0,1 Ки/км2. Плотность загрязнения, равная 2 Ки/км2 по стронцию – 90, была признана предельной для безопасного проживания населения. Оконтуренная на карте граница с такой плотностью была признана официальной граница ВУРСа.
Начальная очень высокая гаммаактивность на почве в течение года снизилась почти в 3 раза, а через 3 года – в 10 раз.
В первое время после выпадения радиоактивные вещества находились на поверхности целинных и распаханных земель в слое почвы 0 – 2 см, воздействуя на растения и фауну. С течением времени часть радиоактивных частиц переместилась в глубь почвенного горизонта, часть – с помощью атмосферных осадков, ветра – переместилась на дно озёр, рек.
Вода наряду с почвой явилась вместилищем радиоактивных осадков. В полосу загрязнения попало около 30 озёр и несколько малых и средних рек.
Среди водоёмов такие крупные, как Иртяш, Бол, Касли, Уелги, Кызылташ,
Шаблиш с площадью зеркала до 60 – 90 кв. км.
Большая часть радиоактивной пыли осела на дно и сконцентрировалась в иле, донных осадков. Максимальные концентрации радиоактивных изотопов были отмечены в озёрах, расположенных в 10 – 20 км от места взрыва.
Особо опасная радиационная обстановка создалась на реке Теча. Ранее
Теча вытекала из озера Кызылташ. Сейчас она перегорожена рядом плотин и на ней созданы искусственные водоёмы, из которых в Течу не сбрасывается. Около
10% радиоактивных осадков осело в донных отложениях реки, распространившись на 78 км от места сброса. Это обстоятельство послужило причиной вторичного загрязнения воды уже за счёт донных осадков. Активная зона образовалась по берегам Течи за счёт обнажившегося радиоактивного ила.
Одним из основных источников загрязнения воды в Тече являются её пойменные земли (в особенности Асановское болото), площадь которых равна 30 кв. км. Эта территория долгое время была открыта для местного населения, что не могло не сказаться на здоровье людей. Здесь пасся скот, хотя загрязнение пастбищной травы оставалось долгое время довольно высоким.
Исследования, проведённые в 1991 году не реке Тече и её пойме, установили значительную площадь радиоактивного загрязнения, равную 60 – 65 кв. км – от Ново-Анасово до Муслюмово. Наибольшая ширина полосы загрязнённых земель наблюдается в районе Надырова – до 2 км от русла по обе стороны.
Подземные и поверхностные воды в районе действующего химкомбината
«Маяк», в междуречье Течи и Мишеляк, образуют единую гидродинамическую систему. Здесь широко развиты карстующиеся породы – известняки, много трещиноватых, сильно выветрелых вулканических пород, в которых и концентрируется водоносный горизонт. Мощность его равна 100 м.
Водопроницаемость пород достигает 500 – 900 м/сут.
Вследствие этого вода из озера Карачай попадает в подземные горизонты.
Часть её течёт к северу и северо-востоку и попадает в Течу, а другая фильтруется к югу и, в конечном итоге, попадает в реку Мишеляк. Южный подземный поток наиболее опасен. За 40 лет сформировавшаяся линза воды проникла под дно этой реки (15 м ниже ложа реки). Объём этой линзы оценивается в 4 млн. куб. м. Активность по долгоживущим продуктам деления превышает 6 тыс. Ки. Скорость потока загрязнённых радионуклидами вод равна 80 м/год. Остановить его пока не удаётся. Последствия этого явления пока непредсказуемы.
Атмосфера. Техногенное радиоактивное загрязнение не севере Челябинской области появилось в том числе и за счёт выбросов в атмосферу. В обычном рабочем режиме предприятие «Маяк» выбрасывает в атмосферу в основном инертные радиоактивные газы (криптон – 85 и другие). Рассеиваясь в атмосфере, эти газы не влияют ни на почву, ни на биоту.
В то же время, за пределы санитарно-защитной зоны (6 – 25 км) попадает значительное количество радиоактивных аэрозолей (стронций – 90, плутоний -
239), способных накапливать на поверхности почвы. За ними осуществляется постоянный контроль.
Биота. Радиоизлучение по-разному воздействуют на растения и живые организмы. Оно может вызывать временную задержку роста, ускоренное или замедленное размножение того или иного вида или его мутацию. Гибель организма в результате радиоизлучения зависит не только от дозы, но и от скорости, с какой эта доза получена. Любой живой организм обладает определённой устойчивостью (жизнестойкостью), в том числе и к радиоактивному поражению. После получения дозы, не превышающей смертельный порог, организм животного или человека способен самовосстановиться полностью или частично, и при повторении облучения процесс как бы идёт сначала.
Установлено, что устойчивость биологических объектов к действию ионизируешего излучения падает по мере увеличения сложности организма. То есть наибольшей устойчивостью их организации. То есть наибольшей устойчивостью обладают самые простые формы жизни: бактерии, лишайники.
Большой устойчивостью к радиации обладают отдельные виды насекомых; из пресмыкающихся – змеи; из птиц – голуби. Покрытосеменные растения обладают, как правило, большей устойчивостью к излечению, чем голосеменные.
Практически все хвойные деревья – ель, сосна, лиственница – малоустойчивы к ионизирующему излучению. Вот почему образование ВУРСа вызывало лучевые поражения прежде всего сосны. Поражение сосны наблюдалось с плотности радиоактивного загрязнения выше 10 Ки/кв. км по стронцию -90. Степень повреждения деревьев увеличилась по мере увеличения плотности загрязнения.
Загрязнение сосновых лесов выше 300 Ки/кв. км по стронцию – 90 привело к полной гибели всего древостоя. Для берёзовых лесов потребовалось доза в 10 раз большая.
С распадом коротко- и среднеживущих радиоактивных изотопов рост частично повреждённых деревьев начал восстанавливаться. Посадки сосны показали, что искусственное возобновление леса возможно на всей территории радиоактивного следа.
Опыт, накопленный Челябинской областью по возобновлению природопользования на радиоактивно загрязнённых территориях, показал возможность их пользования после определённого времени, обусловленного периодом полураспада гамма - излучающих изотопов, а также перераспределением радиоактивного вещества в природных экосистемах и их биохимической миграции.
В конце ХХ столетия, через сорок с лишним лет после техногенной катастрофы 1957 года, хозяйственная деятельность на земле, воде, в лесах возобновлена на площадях, отстоящих от места взрыва более 55 км.
Сохраняются некоторые ограничения в употреблении рыбы, мяса птиц (особенно водоплавающих), молока и некоторых других продуктов.
Заключение
Размещение промышленных предприятий вблизи зон проживания населения, пренебрежение основными требованиями и нормами природопользования привели к неблагоприятной экологической обстановке во многих районах области.
Анализ экологической ситуации в Челябинске позволяет сделать вывод, что несмотря на количественное снижение загрязнения окружающей среды, прежде всего, сокращения выбросов в атмосферу, общая обстановка принципиально не изменилась и остается сложной.
Охрана природы по-прежнему финансируется крайне слабо. Отсюда - нерешенные проблемы: нет возможности более эффективно контролировать выполнение Закона "Об охране окружающей природной среды", обеспечивать строительство очистных сооружений, внедрять безотходные и малоотходные технологии, помогать тем предприятиям, которые пытаются самостоятельно решать вопросы экологии. Несмотря на предпринимаемые меры по разработке, утверждению и выполнению комплексных экологических программ, реализация этих программ осуществляется крайне медленно, в основном по причине недостаточного финансирования.
К сожалению, принятые Правительством РФ меры по реорганизации Минприроды РФ и преобразованию его в Госкомэкологии РФ отрицательно сказались на деятельности природоохранных структур и эффективности государственного контроля в сфере природопользования. По-прежнему, продолжается деградация и загрязнение земель, водных объектов, загрязнение воздушного бассейна (особенно автотранспортом). Все это существенно влияет на здоровье населения.
По заключению экспертной комиссии Минприроды РФ, территория города Карабаша по показателям состояния здоровья населения, степени загрязнения почв, поверхностных и подземных вод, изменению геологической среды, деградации наземных экосистем соответствует зоне экологического бедствия, а город Магнитогорск - зоне чрезвычайной экологической ситуации.
В настоящее время проводятся исследования по выявлению степени экологического неблагополучия окружающей среды в других городах области - Златоусте, Верхнем Уфалее и Челябинске.
Исходя из этого, приоритеты природоохранной деятельности в Челябинской области заключаются в следующем:
— Дальнейшее снижение загрязнения всех природных сфер до уровня нормативных требований.
— Сохранение биологического разнообразия, создание системы особо охраняемых природных территорий, способной обеспечить поддержание экологического равновесия региона.
— Разработка и реализация федеральных и региональных целевых экологических программ.
— Совершенствование законодательной и нормативной базы, регулирующей вопросы охраны окружающей природной среды, в Челябинской области, усиление государственного контроля за природопользованием.
— Совершенствование экономического механизма природопользования, строительство и ввод в эксплуатацию природоохранных объектов, внедрение экологически чистых технологий.
Урал продолжает оставаться одним из самых экологически неблагополучных регионов России. Решение его экологических проблем только за счет проведения мероприятий компенсационного типа на сегодня невозможно ни технологически, ни экономически. Решать проблему необходимо комплексно, согласуясь с экономическими, социальными и природно-экологическими реалиями одновременно. Только на основе системного анализа всей совокупности действующих факторов самой различной природы — от физико-химической до социальной и комплексной оценки последствий — возможно определение зависимости между масштабами и уровнями загрязнения окружающей среды и масштабами последствий для территории (здоровья населения, социальной среды, экономики и т. д.) и установление экологических приоритетов с последующей разработкой программы реабилитационных мер.
Литература
1. Южный Урал: география, экология, природопользование А.И. Левин;
Чел.: 2001 г
2. «Экология, человек и проблемы охраны природы Челябинска и Южного
Урала» Беляева И.В.; Чел.: 1997
3. Протасов, В. Ф., Молчанов А. В. - Экология, здоровье и природопользование в России. - М., 2008.
4. Данные Управления Росприроднадзора по Челябинской области на 11 ноября, 2017
отчёт на встрече с губернатором Челябинской области
Приложение
Таблица 1. Выбросы загрязняющих веществ от стационарных источников, по
Челябинской области в 2016 году
Загрязняющие вещества | Ед. изм. | Всего за 2016 год | Поступило на очистные сооружения загрязняющих веществ | Из поступивших на очистку уловлено и обезврежено | Всего выброшено в атмосферу загрязняющих веществ |
Всего | тыс. тонн | 3 881,567 | 3 392,152 | 3 284,084 | 597,484 |
в том числе: | |||||
Троицк | тыс. тонн | 797,551 | 770,118 | 754,201 | 43,351 |
Челябинск | 777,639 | 654,8 | 629,410 | 148,229 | |
Магнитогорск | 568,751 | 374,177 | 356,989 | 211,762 | |
Южноуральск | 362,828 | 358,81 | 341,050 | 21,778 | |
Карабаш | 255,962 | 249,846 | 249,641 | 6,321 | |
Верхнеуфалейский | 142,517 | 85,275 | 81,068 | 61,449 | |
Копейск | 34,396 | 31,587 | 31,415 | 2,981 | |
Миасс | 11,508 | 7,126 | 6,019 | 5,489 | |
Златоуст | 4,449 | 0,888 | 0,787 | 3,662 | |
Кыштым | 2,98 | 1,385 | 1,301 | 1,679 | |
Чебаркуль | 1,009 | 0,192 | 0,173 | 0,836 | |
Усть-Катав | 0,628 | 0,261 | 0,226 | 0,402 |
Таблица 2. Количество наиболее распространенных загрязняющих веществ, отходящих от стационарных источников
Загрязняющие вещества, тысяч тонн | 2011 год | 2012 год | 2013 год | 2014 год | 2015 год | 2016 год |
Всего, в том числе: | 4582,057 | 4550,561 | 4460,774 | 4095,553 | 3763,244 | 3881,567 |
твердые вещества | 3937,767 | 3891,418 | 3808,659 | 3484,881 | 3138,207 | 3090,282 |
газообразные и жидкие вещества, из них: | 644,29 | 659,143 | 652,115 | 610,672 | 625,037 | 791,285 |
диоксид серы | 220,781 | 226,259 | 224,166 | 210,629 | 235,662 | 410,828 |
оксиды азота | 80,348 | 77,847 | 73,196 | 66,607 | 67,684 | 69,331 |
оксид углерода | 315,965 | 328,587 | 323,093 | 302,268 | 287,949 | 278,109 |
углеводороды (без лету-чих органических соединений) | 11,406 | 11,903 | 17,537 | 17,153 | 20,722 | 20,395 |
летучие органические соединения | 11,443 | 9,373 | 9,514 | 9,166 | 8,233 | 8,634 |
*- с 2012 года, включая индивидуальных предпринимателей
Таблица 3. Перечень предприятий – основных источников загрязнения атмосферного воздуха
Наименование предприятия | Ед. измерения | Объем валовых выбросов | |
2015 год | 2016 год | ||
ОАО «ММК» | тыс. тонн в год | 205,3 | 203,725 |
ОАО «Уфалейникель» | 68,5 | 68,5 | |
ПАО «ЧМК» | 65,8 | 67,025 | |
Филиал ПАО «ОГК-2» - «Троицкая ГРЭС» | 41,6 | 42,881 | |
ООО «Мечел-Кокс» | 28,1 | 17,853 | |
филиал «Южноуральская ГРЭС» АО «Интер РАО – Электрогенерация» | 25,7 | 0,969 | |
АО «Катавский цемент» | 15,3 | 6,141 | |
ЗАО «Карабашмедь» | 10,3 | 5,387 | |
АО «ЧЭМК» | 7,7 | 7,283 | |
ПАО «Челябинский цинковый завод» | 3,9 | 4,1 | |
ПАО «ЧТПЗ» | 1,035 | 0,947 |
Таблица 4. Выбросы загрязняющих веществ от автотранспорта по Челябинской области и г. Челябинску по веществам, тыс. тонн
SO2 | NOX | ЛОСНМ | CO | C | NH3 | CH4 | Всего | |
2011 год | ||||||||
Челябинск | 0,7 | 74,4 | 0,3 | 0,1 | 0,4 | 94,9 | ||
Челябинская область | 2,6 | 38,3 | 33,2 | 250,3 | 1,2 | 0,6 | 1,3 | 327,5 |
2012 год | ||||||||
Челябинск | 0,4 | 7,3 | 8,3 | 70,1 | 0,2 | 0,2 | 0,4 | 86,9 |
Челябинская область | 1,7 | 34,2 | 20,2 | 0,5 | 0,8 | 3,2 | 297,7 | |
2013 год | ||||||||
Челябинск | 0,3 | 7,65 | 62,4 | 0,1 | 0,17 | 0,35 | ||
Челябинская область | 1,3 | 29,6 | 29,2 | 211,8 | 0,4 | 0,9 | 1,2 | 274,4 |
2014 год | ||||||||
Челябинск | 0,5 | 9,1 | 10,05 | 84,7 | 0,22 | 0,17 | 0,43 | 105,17 |
Челябинская область | 0,73 | 13,7 | 15,75 | 127,7 | 0,305 | 0,25 | 0,65 | 159,08 |
2015 год | ||||||||
Челябинск | 0,6 | 9,8 | 10,77 | 91,1 | 0,24 | 0,18 | 0,46 | 113,15 |
Челябинская область | 1,7 | 34,6 | 32,7 | 242,1 | 0,5 | 0,9 | 1,3 | 313,8 |
2016 год | ||||||||
Челябинск | 0,4 | 7,3 | 8,61 | 71,4 | 0,15 | 0,16 | 0,38 | 88,5 |
Челябинская область | 1,6 | 33,7 | 32,0 | 236,0 | 0,5 | 0,9 | 1,3 | 306,0 |
где: SO2 – диоксид серы;
NOx– оксид азота;
ЛОСНМ – неметановые летучие органические соединения;
CO – оксид углерода;
C – твердые частицы;
NH3 – аммиак;
CH4 – метан.
Таблица 5. Выбросы загрязняющих веществ от автотранспорта по Челябинской област и
Наименование показателя | Ед. изм. | 2011 год | 2012 год | 2013 год | 2014 год | 2015 год | 2016 год |
Количество зарегистрированных автотранспортных средств | шт. | 1 191 282 | 1 190 107 | ||||
Всего выбросов загрязняющих веществ от автотранспорта | тыс. тонн | 328,0 | 297,0 | 274,4 | 159,0 | 313,8 | 306,0 |
Таблица 6. Выбросы загрязняющих веществ от железнодорожного транспорта по Челябинской области, тыс. тонн
Наименование субъекта РФ | SO2 | NOX | ЛОСНМ | CO | C | NH3 | CH4 | Всего |
2013 год | ||||||||
Челябинская область | 0,02 | 1,6 | 0,2 | 0,4 | 0,2 | 0,0003 | 0,007 | 2,5 |
2014 год | ||||||||
Челябинская область | 0,02 | 1,6 | 0,2 | 0,4 | 0,2 | 0,0003 | 0,007 | 2,43 |
2015 год | ||||||||
Челябинская область | 0,02 | 1,6 | 0,2 | 0,4 | 0,2 | 0,0003 | 0,007 | 2,4 |
2016 год | ||||||||
Челябинская область | 0,02 | 1,5 | 0,2 | 0,4 | 0,2 | 0,0003 | 0,007 | 2,3 |