Анализ динамики радиационных факторов региона расположения Ростовской АЭС

_ ПРОБЛЕМЫ ЯДЕРНОЙ, РАДИАЦИОННОЙ _

И ЭКОЛОГИЧЕСКОЙ БЕЗОПАСНОСТИ -

УДК 621.039

АНАЛИЗ ДИНАМИКИ РАДИАЦИОННЫХ ФАКТОРОВ РЕГИОНА РАСПОЛОЖЕНИЯ РОСТОВСКОЙ АЭС

© 2019 И.А. Бубликова, О.Ф. Цуверкалова

Волгодонский инженерно-технический институт - филиал Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ», Волгодонск, Ростовская обл., Россия

Актуальность работы определяется опасениями населения региона размещения Ростовской АЭС о повышении радиационных параметров среды. Методами регрессионного анализа была выполнено исследование динамики средних и максимальных значений суммарной Р-активностиприземного слоя воздуха и атмосферных выпадений, полученных при государственном радиационном мониторинге. Показано, что эксплуатация энергоблока № 1 в течение 17 лет, пуски новых блоков не привели к росту анализируемых параметров. Анализ данных по продуктам питания местного производства показал, чтозона наблюдения Ростовской АЭС, а также Ростовская область в целом, не отличается повышенным содержанием основных долгоживущих техногенных радионуклидов 137Сб и 908г по сравнению с Волгоградской областью. Значения суммарной р-активности продуктов питания, выращенных на территории размещения атомной станции, находятся ниже показателей «нулевого фона».

Ключевые слова: Ростовская АЭС; Цимлянск, Ростов-на-Дону, суммарная р-активность; атмосферные выпадения; приземной слойатмосферы; продукты питания местного производства, техногенные радионуклиды, радиационный мониторинг, зона наблюдения, Ростовская область, Волгоградская область.

Поступила в редакцию 26.08.2019 После доработки 29.08.2019 Принята к публикации 03.09.2019

Развитие атомной отрасли сопровождается опасениями населения, проживающего на территориях размещения радиационно-опасных объектов (РОО), о росте радиационных факторов среды, которые могут негативно повлиять на здоровье. Несмотря на высокие показатели радиационной безопасности эксплуатации Ростовской АЭС (РоАЭС), пуск первого энергоблока которой состоялся в 2001 г., существенная часть местных жителей уверена в том, что эксплуатирующиеся в настоящее время четыре энергоблока атомной станции оказывают неблагоприятное воздействие как на окружающую среду, так и на их здоровье. В связи с этим, в работе поставлена цель -выполнить анализ динамики параметров, характеризующих радиационные факторы среды. В работе использовались результаты государственного мониторинга радиационной обстановки на территории России, проводимого Федеральной службой по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, и радиационно-гигиенического мониторинга, осуществляемого подразделениями Роспотребнадзора, находящиеся в открытом доступе на официальных сайтах соответствующих организаций [1-3].

В качестве параметров, характеризующих радиационные факторы атмосферы, были выбраны суммарная Р-активность атмосферных выпадений, объемные значения суммарной Р-активности в приземном слое воздуха. На территории Ростовской области в зоне наблюдения РоАЭС подразделением Росгидромета мониторинг радиационной

© Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», 2019

обстановки осуществляется в г. Цимлянске (21 км от атомной станции). Для сравнения были взяты соответствующие значения для Ростова-на-Дону (более 200 км от РоАЭС) и г. Нововоронеж, располагающийся на территории размещения другого РОО -Нововоронежской АЭС, эксплуатирующей энергоблоки с 1964 года. Период анализа динамики: с января 2008 г. по декабрь 2018 года.

Динамика среднемесячных значений суммарной Р-активности атмосферных выпадений по сравниваемым территориям представлена на рисунке 1.

•

А • •

-V V.- йи .4 • • ••

I* • • ¡Hi ^ * ++ # i

окт.06 фев.08 июл.09 ноя.10 апр.12 авг.13 дек.14 май.16 сен.17 фев.19 июн.20 Нововоронеж Цимлянск • Ростов-на-Дону

Рисунок 1 - Среднемесячные значения суммарной р-активности атмосферных выпадений, Бк/(м2 сутки) [Monthly average values of the total p-activity of atmospheric deposition, Bq / (m2 • day)]

Для реализации консервативного подхода было выполнено сравнение рассматриваемых территорий по максимальным ежемесячным значениям анализируемого параметра (рис. 2).

окт.06 фев.08 июл.09 ноя.10 апр.12 авг.13 дек.14 май.16 сен.17 фев.19 июн.20 Нововоронеж Цимлянск • Ростов-на-Дону

Рисунок 2 - Максимальные ежемесячные значения суммарной р-активности атмосферных выпадений, Бк/(м2сутки) [The maximum monthly values of the total P-activity of atmospheric precipitation,

Bq / (m2 • day)]

Значительная колеблемость анализируемых показателей не позволила получить статистически значимые тренды. Поэтому для статистической характеристики совокупности данных были использованы математические ожидания и среднеквадратичные отклонения (табл. 1).

Таблица 1 - Статистические характеристики значений суммарной ß-активности атмосферных выпадений [Statistical characteristics of the total ß-activity of atmospheric deposition]_

Населенный пункт

Многолетнее максимальное значение суммарной ß-активности атмосферных выпадений, _Бк/(м2 сутки)_

Многолетнее среднее значениесуммарной ß-активности атмосферных выпадений, Бк/

Среднеквадратичное отклонение

Нововоронеж

4,3

0,74

0,22

Цимлянск

23,1

1,30

0,602

Ростов-на-Дону

20,5

1,54

0,712

Данные таблицы свидетельствуют о том, что несмотря на то, что за анализируемый период максимальное значение суммарной Р-активности атмосферных выпадений было зафиксировано в г. Цимлянске, многолетнее среднее значение параметра наблюдалось в г. Ростов-на-Дону.

Аналогичный анализ был проведен для объемных значений суммарной Р-активности в приземном слое воздуха (рис. 3, 4).

350 300 250 200 150 100 50 0

окт.Об фев.08 июл.09 ноя.10 апр.12 эег.13 дек.14 май.16 сен.17 фев.19 июн.20

Нововоронеж Цимлянск •Ростов-на-Дону

Рисунок 3 - Максимальные ежемесячные значения объемной суммарной р-активности приземного слоя воздуха, 10"5 Бк/м3 [The maximum monthly values of the total volume p-activity of the surface air layer, 10"

Bq / m3]

120

100 •

80

%

60

•

40

20

0 vww

t.

окт.06 фев.08 июл.09 ноя.10 апр.12 авг.13 дек.14 май.16 сен.17 фев.19 июн.20 • Нововоронеж • Цимлянск • Ростов-на-Дону

Рисунок 4 - Среднемесячные значения объемной суммарной р- активности приземного слоя воздуха, 10-5 Бк/м3 [Monthly mean values of the total volume p-activity of the surface air layer, 10-5 Bq / m3]

Сравнение распределения данных на рисунках 1-4 показывает, что значения параметров не зависят от срока эксплуатации энергоблоков и близости к АЭС.

Для статистической характеристики совокупности данных также были использованы математические ожидания и среднеквадратичные отклонения

Таблица 2 - Статистические характеристики объемной суммарной ß- активности приземного слоя воздуха [Statistical characteristics of the total volume ß-activity of the surface air layer]_

Многолетнее максимальное Многолетнее среднее значение

значение

Населенный пункт % от ДОА* Среднеквадратичное отклонение

х10-5, Бк/м3 х10-5, Бк/м3 % от ДОА*

Нововоронеж 171 0,006 21,47 14,81 0,0008

Цимлянск 104 0,004 8,05 5,85 0,0003

Ростов-на-Дону 327 0,012 11,57 5,73 0,0004

*ДОА - допустимая объемная активность

При этом многолетнее максимальное значение анализируемого параметра отмечалось в г. Ростов-на-Дону на уровне сотых долей процента от допустимой объемной активности, составляющей 27 Бк/м [4], а многолетнее среднее значение - в г. Нововоронеж, но даже оно составляет десятитысячные доли процента от допустимого значения.

Потенциальной угрозой безопасности населения территории размещения атомной станции может выступать накопление радионуклидов, поступающих в окружающую среду в процессе ее эксплуатации. Это может привести к росту содержания радионуклидов в продуктах питания местного производства и повлиять на здоровье населения. В зоне наблюдения Ростовской АЭС (РоАЭС) проживает более 215 тысяч человек, более 80% данной территории используется как земли сельскохозяйственного назначения. Поэтому актуальным является анализ динамики содержания радионуклидов в продуктах, выращенных в зоне наблюдения Ростовской АЭС, преимущественно составляющих рацион местного населения.

При этом использовались результаты производственного контроля зоны наблюдения РоАЭС и данные Роспотребнадзора, представленные в радиационно-гигиенических паспортах территорий Ростовской и Волгоградской областей. При расчетах был использован статистический анализ данных в М8Ехев\.

Выполнен анализ динамики данных по суммарной Р-активности десяти продуктов питания местного производства в зоне наблюдения за 2002-2017 гг. [5-9], то есть с начала эксплуатации РоАЭС. Для сравнения использовались аналогичные значения, полученные при исследовании радиационнойобстановки в окружающей среде региона Ростовской АЭС в предпусковой период, которые получили название «нулевого фона» [10]. Примеры динамики параметра представлены на рисунке 5.

Приведенные графики свидетельствуют об отсутствии каких-либо значимых изменений, связанных с пуском энергоблоков, в динамике изучаемых показателей.

Так же, как и в предыдущем случае, не удалось получить статистически значимые тренды, что может свидетельствовать об отсутствии явно выраженной тенденции в динамике суммарной Р-активности в продуктах питания. Поэтому были определены математические ожидания и среднеквадратичные отклонения рассматриваемых параметров для каждого продукта в сравнении с «нулевым фоном» (табл. 3).

2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013 2015 2017 физический пуск энергоблока № 2РоАЭС физический пуск энергоблока № ЗРоАЭС нулевой фон

Рисунок 5 - Сравнительный анализ суммарной р-активности в продуктах питания, Бк/кг [Comparative

analysis of total p-activity in food, Bq / kg]

В соответствии с «правилом трех сигм» с вероятностью 0,997 реальные значения показателя могут превышать среднее значение не более чем на три среднеквадратичных отклонения. Для большинства перечисленных продуктов указанная верхняя граница не превосходит соответствующих значений «нулевого фона». Вместе с тем, для таких продуктов как зерно, корнеплоды, ягоды, фрукты верхняя граница превышает «нулевой фон» на 10 и более процентов. Однако даже в этих случаях речь идет не о массовых превышениях, а об отдельных случайных отклонениях, вероятность которых мала.

Таблица 2 - Характеристика суммарной р-активности продуктов питания местного производства в зоне наблюдения, Бк/кг [Characterization of the total P-activity of locally produced food products in the observation zone, Bq / kg]

Среднее квадратичное отклонение

Продукт Среднее значение «Нулевой фон»

Зерно 162,69 35,62 240

Корнеплоды 117,44 16,94 128

Овощи 76,50 10,38 108

Рыба 84,25 14,14 120

Мясо (говядина) 87,14 9,92 120

Молоко 51,31 8,81 77

Ягоды 61,27 12,62 65

Мясо (птицы) 66,07 11,82 120

Фрукты 73,93 13,77 95

Яйцо кур. 46,62 7,01 70

К основным техногенным долгоживущим радионуклидам, вносящим свой вклад в

^ 137 90 „

уровень суммарной Р-активности, относятся изотопы Сб и Бг. Динамика удельной

137 90

активности изотопов Сб и Бг в продуктах местного производства рассматривалась по зоне наблюдения РоАЭС [9], Ростовской [11] и Волгоградской [12] областей за

период 2010-2017 гг. Примеры динамики среднегодовых показателей представлены на рис. 6 и 7 соответственно.

137

Cs и 90Sr

1,8

1,6 1,4 1,2 1 0,8 0,6 0,4 0,2 0

Молоко

2006 200s 2010 2012 2014 2016

Рыба

""'.....

"а...........

•

•

2006

200S

2010

2012

2014

2016

Мясо говядина

1,6 1.4

1,2

0,8 0.6

0.4

. « > •-

• «

•

---*—1 '—"—-

2006 20 0s 2010 2012 2014 2016

Хлеб и зерно

Ростовская область 9 Волгоградская область - «нулевой фон» зоны наблюдения [10]

Зона наблюдения

''ДУА - допустимая удельная активность [13]

Рисунок 6 - Динамика среднегодовой удельной активности изотопа Cs в продуктах питания, Бк/кг [Dynamics of the average annual specific activity of the 137Cs isotope in food, Bq / kg]

0,5 0,4 0,3 0,2 0.1

Молоко

2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017

1,8 1,5 1,2 0,9 0,6 0,3 О

» Рыба

......... 1.....<......•......*......•......*

2010 2011 2012 2013 2014 2015 2016 2017 Ростовская область • Волгоградскаяобласть

«нулевой фон» зоны наблюдения

Зона наблюдения

''ДУА - допустимая удельная активность [13]

Рисунок 7 - Динамика среднегодовой удельной активности изотопа 90Sr в продуктах питания, Бк/кг [Dynamics of the average annual specific activity of the 90Sr isotope in food, Bq / kg]

137 90

Примеры динамики максимальных значений удельной активности изотопов Сб и Бг по рассматриваемым территориям представлены на рисунке 8.

Ростовская область • Волгоградская область - «нулевой фон» зоны наблюдения

Зона наблюдения

*ДУА - допустимая удельная активность [13] Рисунок 8 - Динамика максимальной удельной активности изотопов137С$ (Рыба) (картофель), Бк/кг [Dynamics of the maximum specific activity of the isotopes 137Cs (Fish) and 90Sr (potatoes), Bq / kg]

Таким образом, выполненный анализ данных показал, что по рассматриваемым параметрам зона наблюдения Ростовской АЭС, а также Ростовская область в целом, не отличаются повышенным содержанием основных долгоживущих техногенных

137 90

радионуклидов Сб и Бг в продуктах местного производства по сравнению с Волгоградской областью. Значения суммарной Р-активности продуктов питания, выращенных на территории размещения атомной станции, находятся ниже показателей «нулевого фона».

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Единая государственная автоматизированная система мониторинга радиационной обстановки на территории Российской Федерации / Справки, ежегодники по загрязнению ОС. - URL : https://www.rpatyphoon.ru/products/pollution-media.php (дата обращения: 22.03.2019).

2. Федеральная служба по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды / Научно-производственное объединение «Тайфун» // Радиационная обстановка на территории Россиии

сопредельныхгосударств. - URL : http://www.rpatyphoon.ru/products/pollution-media.php (дата обращения: 22.03.2019).

3. Управление федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Ростовской области / Доклады о состоянии санитарно-эпидемиологического благополучия населения Ростовской области. - URL : http://61.rospotrebnadzor.ru/ (дата обращения: 25.06.2019).

4. СанПиН 2.6.1.2523 - 09 Нормы радиационной безопасности (НРБ - 99/2009) - Москва, 2009 -87 с. - URL : http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_90936/

5. Отчет «О радиационной обстановке в районе расположения Ростовской АЭС» за 2002 г. -Волгодонск: Ростовская АЭС-2003. - 18 с.

6. Отчет «О радиационной обстановке в районе расположения Ростовской АЭС» за 2003 г. -Волгодонск: Ростовская АЭС-2004. - 22 с.

7. Отчет «О радиационной обстановке в районе расположения Ростовской АЭС» за 2004 г. -Волгодонск: Ростовская АЭС-2005. - 25 с.

8. Отчет «О радиационной обстановке в районе расположения Ростовской АЭС» за 2005 г. -Волгодонск: Ростовская АЭС-2006. - 25 с.

9. Предварительные материалы оценки воздействия на окружающую среду (ОВОС) эксплуатации энергоблока № 3 в 18-месячном топливном цикле на мощности реакторной установки 104% от номинальной с вентиляторными градирнями. Книга 3. -Волгодонск-Валдай: ООО «НПО «Гидротехпроект» - 2018. - 366 с.

10. Отчет «Радиационная обстановка в окружающей среде региона Ростовской АЭС в предпусковой период («нулевой фон»)». - Волгодонск - Ростов-на-Дону, 2000. - 137 с.

11. Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Ростовской области / Радиационно-гигиенические паспорта территории Ростовской области. - URL : http://www.61.rospotrebnadzor.ru (дата обращения: 22.03.2019).

12. Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека по Волгоградской области / Радиационно-гигиенические паспорта территории Волгоградской области. - URL : http://34.rospotrebnadzor.ru (дата обращения: 22.03.2019).

13. СанПиН 2.3.2.1078-01 «Гигиенические требования безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов». - Москва, 2001 180 с. - URL : http://www.consultant.ru/ document/cons_doc_LAW_5214/

REFERENCES

[1] Edinaya gosudarstvennaya avtomatizirovannaya sistema monitoringa radiacionnoj obstanovki na territorii Rossijskoj Federacii [Unified State Automated System for Monitoring the Radiation Situation in the Russian Federation]. Spravki, ezhegodniki po zagryazneniyu OS [Inquiries, yearbooks on OS pollution]. URL: https://www.rpatyphoon.ru/products/pollution-media.php -аccessed 22.03.2019 (in Russian).

[2] Federal'naya sluzhba po gidrometeorologii i monitoringu okruzhayushchey sredy. Nauchno-proizvodstvennoye ob"yedineniye «Tayfun» [Federal Service for Hydrometeorology and Environmental Monitoring // Scientific and Production Association «Typhoon»]. Radiatsionnaya obstanovka na territorii Rossii i sopredel'nykh gosudarstv [Radiation Situation on the Territory of Russia and Neighboring States]. URL: http://www.rpatyphoon.ru/products/pollution-media.php -аccessed 03.22.2019 (in Russian).

[3] Upravleniye federal'noy sluzhby po nadzoru v sfere zashchity prav potrebiteley i blagopoluchiya cheloveka po Rostovskoy oblasti [Office of the Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Well-Being in the Rostov Region]. Doklady o sostoyanii sanitarno-epidemiologicheskogo blagopoluchiya naseleniya Rostovskoy oblasti [Reports on the State of the Sanitary-Epidemiological Welfare of the Rostov Region Population]. URL: http://61.rospotrebnadzor.ru/ - аccessed 25.06. 2019 (in Russian).

[4] SanPiN 2.6.1.2523 - 09 Normy radiatsionnoy bezopasnosti (NRB - 99/2009) [SanPiN 2.6.1.2523 -09 Radiation Safety Standards (NRB - 99/2009)]. 87 p. (in Russian).

[5] Otchet «O radiatsionnoy obstanovke v rayone raspolozheniya Rostovskoy AES» za 2002 g. [Report « Radiation Situation in the Area of the Rostov NPP Location» for 2002]. 2003. 18 p. (in Russian).

[6] Otchet «O radiatsionnoy obstanovke v rayone raspolozheniya Rostovskoy AES» za 2003 g. [Report «Radiation Situation in the Area of the Rostov NPP Location» for 2003]. 2004. 22 p. (in Russian).

[7] Otchet «O radiatsionnoy obstanovke v rayone raspolozheniya Rostovskoy AES» za 2004 g. [Report «Radiation Situation in the Area of the Rostov NPP Location» for 2004]. 2005. 25 p. (in Russian).

[8] Otchet «O radiatsionnoy obstanovke v rayone raspolozheniya Rostovskoy AES» za 2005 g. [Report «Radiation Situation in the area of the Rostov NPP Location» for 2005]. 2006. 25 p. (in Russian).

[9] Predvaritel'nyye materialy otsenki vozdeystviya na okruzhayushchuyu sredu (OVOS) ekspluatatsii energobloka № 3 v 18-mesyachnom toplivnom tsikle na moshchnosti reaktornoy ustanovki 104% ot nominal'noy s ventilyatornymi gradirnyami. Kniga 3 [Preliminary Materials of the Environmental Impact Assessment (EIA) of the Operation of Power Unit No. 3 in the 18-month Fuel Cycle at a Reactor Plant Capacity of 104% of the Nominal with Cooling Towers. Book 3]. OOO «NPO«Gidrotekhproyekt» [Gidrotehproekt LLC NPO]. 2018. 366 p. (in Russian).

[10] Otchet «Radiatsionnaya obstanovka v okruzhayushchey srede regiona Rostovskoy AES v predpuskovoy period («nulevoy fon»)» [Report «Radiation Situation of the Environment in the Area of the Rostov NPP Location during the Pre-Launch Period («Zero Background»)»]. 2000. 137 p. (in Russian).

[11] Federal'naya sluzhba po nadzoru v sfere zashchity prav potrebiteley i blagopoluchiya cheloveka po Rostovskoy oblasti [Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Well-Being in the Rostov Region]. Radiatsionno-gigiyenicheskiye pasporta territorii Rostovskoy oblasti [Radiation-hygienic passports of the territory of the Rostov region]. URL: http: //www.61.rospotrebnadzor.ru - accessed 22.03. 2019 (in Russian).

[12] Federal'naya sluzhba po nadzoru v sfere zashchity prav potrebiteley i blagopoluchiya cheloveka po Volgogradskoy oblasti [Federal Service for Supervision of Consumer Rights Protection and Human Well-Being in the Volgograd Region]. Radiatsionno-gigiyenicheskiye pasporta territorii Volgogradskoy oblasti [Radiation-Hygienic Passports of the Volgograd Region Territory]. URL: http: //34.rospotrebnadzor.ru - accessed 22.03. 2019 (in Russian).

[13] SanPiN 2.3.2.1078-01 «Gigiyenicheskiye trebovaniya bezopasnosti i pishchevoy tsennosti pishchevykh produktov» [SanPiN 2.3.2.1078-01 «Hygienic Requirements for Safety and Nutritional Value of Food»]. 180 p. (in Russian).

The Radiation Factors Dynamics Analysis of the Rostov NPP Location Area

1 2 I.A. Bublikova , O.F. Tsuverkalova

Volgodonsk Engineering Technical Institute the branch of National Research Nuclear University "MEPhI",Lenin St., 73/94, Volgodonsk, Rostov region, Russia 347360 ORCID iD: 0000-0002-4857-5271 Publons: Irina Bublikova e-mail: IABublikova@mephi.ru 2ORCID iD: 0000-0001-6304-4498 WoS Researcher ID: J-8183-2016 e-mail: oftsuverkalova@mephi.ru

Abstract - The relevance of the work is determined by the fears of the population about increasing radioactive parameters of the environment in the area where the Rostov NPP is located. The methods of regression analysis are used to study the dynamics of the average and maximum values of the total p-activity of the near-surface air layer and atmospheric deposition obtained during state radiation monitoring. It is shown that the operation of power unit No. 1 for 17 years and the commissioning of new units did not lead to an increase in the analyzed parameters. The analysis of data on locally produced food products showed that the observation area of the Rostov NPP, as well as the Rostov region as a whole, does not have higher content of the main long-lived technogenic radionuclides 137Cs and 90Sr in comparison with the Volgograd region. The values of the total p-activity of food products grown on the territory of the nuclear power plant are below the «zero background» indicators.

Keywords: Rostov NPP; Tsimlyansk, Rostov-on-Don, total p-activity; atmospheric precipitation; surface layer of the atmosphere; locally produced food products, technogenic radionuclides, radiation monitoring, surveillance zone, Rostov Region, Volgograd Region.