26 апреля 1986 года на атомной электростанции имени В.И. Ленина произошел взрыв на энергоблоке №4, который полностью разрушил реактор, и это привело к тому, что выброшенные в атмосферу продукты деления ядерного топлива обусловили радиоактивное загрязнение не только вблизи АЭС в границах Украины, России и Белоруссии, но и за тысячи километров от места аварии.
Сразу же после катастрофы погиб 31 человек, а 600 тысяч ликвидаторов, принимавших участие в тушении пожаров и расчистке, получили высокие дозы радиации. Радиоактивному облучению подверглись почти 8,4 млн жителей Белоруссии, Украины и России, из них было переселено почти 404 тысячи человек.
Американские ученые из Университета Южной Каролины с 2000 года изучали процессы, происходящие в чернобыльской зоне отчуждения. При университете даже была создана исследовательская группа, получившая название «Чернобыльская исследовательская инициатива», после известных событий 2011 года переименованная в «Исследовательскую инициативу по Чернобылю и Фукусиме». В ходе своих последних исследований ученые выяснили, что
существует доселе неизвестная опасность, которая таит угрозу распространения радиоактивности от Чернобыльской АЭС.
Подробнее узнать о ней можно из статьи, опубликованной в научном журнале Oecologia.
Одна из экспедиций, проведенных учеными, состоялась в 2007 году: исследователи посетили так называемый Рыжий лес — 10 км² деревьев, прилегающих к Чернобыльской АЭС и принявших на себя наибольшую долю выброса радиоактивной пыли во время взрыва реактора в 1986 году. Ученые заметили, что,
несмотря на то что деревья окончательно погибли примерно 10–15 лет назад, их стволы и ветви отлично сохранились. Согласно всем законам природы они должны были бы сгнить и превратиться в труху, однако этого не произошло.
Исследователи решили измерить скорость, с которой в зараженных областях разлагаются материалы растительного происхождения.
Для этого они раскидали в июне 2008 года по территории Рыжего леса 572 сетчатых мешка, наполненных листьями с различных деревьев, которые были привезены с территорий, не пострадавших от радиации.
Спустя девять месяцев ученые измерили вес этих мешков, и оказалось, что он практически не изменился. В частности, это коснулось тех мест, которые сильнее всего пострадали от радиационного загрязнения.
Исследователи утверждают, что все это стало возможным потому, что радиация особым образом воздействовала на бактерии и грибки, которые ответственны за разложение веществ растительного происхождения. Более того, существенное замедление подобных процессов приводит к тому, что деревья и насекомые лишаются питательных веществ, необходимых для их жизни и развития.
Кроме того, отсутствие разложения таит в себе и серьезную опасность — засохшие лесные массивы в особо жаркую погоду могут вспыхнуть, как спичка. А это уже поспособствует новому витку в распространении радиоактивного загрязнения из Чернобыля.
«Газета.Ru» побеседовала о последних изысканиях в этой области с руководителем Исследовательской инициативы по Чернобылю и Фукусиме профессором Тимоти Муссо.
— Какие угрозы, исходящие от Чернобыля, выявили ваши исследования?
— Их довольно много. Исследовательская инициатива по Чернобылю и Фукусиме выяснила следующее:
• Размеры популяций и число видов птиц, млекопитающих, насекомых и пауков, иными словами, биоразнообразие в частях Чернобыля, особенно пострадавших от радиоактивного загрязнения, значительно ниже, чем в других областях.
• Многие птицы и мелкие млекопитающие в таких областях хуже размножаются, а продолжительность жизни у них значительно ниже, чем у их сородичей.
• В Фукусиме только птицы, бабочки и цикады показали какие-то отклонения от нормы, а у остальных животных во время первого после катастрофы лета никаких признаков отклонений выявлено не было.
• Существует большая разница в чувствительности различных видов к радионуклидам.
Многие виды никак не реагируют на радиацию, а некоторые виды в Чернобыле и Фукусиме даже активно размножаются и увеличиваются в количестве.
Это происходит благодаря тому, что стало меньше хищников, появилось больше еды.
• У представителей многих видов обнаружили повреждения генетического характера. А в Чернобыле мы смогли проследить, как появившиеся в результате радиационного загрязнения мутации проявлялись в нескольких поколениях живых организмов.
• У некоторых видов вообще не проявляются генетические мутации, а
некоторые даже демонстрируют эволюционную адаптацию к радиационным эффектам: у них появляется повышенная антиоксидантная активность, которая помогает защищать организм от ионизирующего излучения.
• Было установлено, что те виды птиц, число которых уменьшилось из-за радиационного загрязнения, на протяжении всего своего существования подвергались большому количеству мутаций.
• Вредные воздействия радиации на организмы чаще всего проявляются в виде катаракты, опухолей, нарушений роста, альбинизма. Кроме того, у многих из них повреждена сперма.
• Радиация повлияла на неврологическое развитие. В частности, у многих птиц и грызунов подавлены когнитивные функции мозга.
• Жизнедеятельность микробов, а также рост деревьев в этих областях существенно замедлены.
— Какие методы вы применяли в ходе своих исследований?
— Наша команда первой изо всех ученых применила продвинутые экологические, генетические и дозиметрические технологии для того, чтобы изучить медико-санитарные последствия воздействия малых доз радиации на живые организмы в Чернобыле и Фукусиме. В ходе этих исследований мы провели массовую перепись популяций млекопитающих и насекомых, чтобы изучить демографические последствия катастроф.
Кроме того, мы проводили секвенирование ДНК и генотоксичные тесты для того, чтобы осознать масштабы краткосрочного и долгосрочного генетического ущерба популяциям. Мы также отловили некоторых животных и оснастили их миниатюрными дозиметрами, а затем провели полевые исследования, на основании которых уточнили, насколько сильно эти животные страдают от радиоизотопов и насколько высоким дозам облучения они подвержены.
А недавно мы расширили область наших исследований.
Отныне мы проводим эпидемиологические и генетические изыскания. В частности, они касаются детей, живущих в областях Украины, которые сильнее всего пострадали от чернобыльской катастрофы.
Понимать последствия радиационного воздействия на природу не так просто. Ведь все живые организмы отличаются друг друга. Некоторые эффекты проявляются в виде генетических мутаций, которые, в свою очередь, могут влиять на способность выживать и размножаться, а могут и не влиять. Природа сложна и гетерогенна. Каждая точка в пространстве и времени существенно отличается. Это проявляется в количестве солнечного света, который она получает, растениях и животных, обитающих на месте, а также в птицах, которые там летают.
Чтобы конкретизировать влияние радиоактивности и радиационного загрязнения на отдельных существ или на отдельные виды, необходимо учитывать изменчивость.
Именно изменчивость должна быть главной переменной этого уравнения. Мы смогли добиться этого, проанализировав огромный массив данных, полученных в результате долгих исследований. Так, например, мы вели пересчет живых организмов более чем в сотне мест. И это происходило как в Чернобыле, так и в Фукусиме. Причем было необходимо повторять эти подсчеты по прошествии определенного времени.
В июле 2012 года, когда началась работа в Фукусиме, мы изучили более 700 образцов. В Чернобыле таких образцов было 896. Мы посчитали число птиц, число их видов и так далее. Кроме того, мы измерили многие экологические переменные, которые могут быть важны для обитания этих живых организмов. В частности, были затронуты аспекты метеорологии, гидрологии, присутствия воды.
Также мы протянули 500 метров паутинной сети. В результате этого мы смогли поймать почти тысячу птиц и взять у них анализ ДНК, а также дать оценку их общему состоянию здоровья.
Помимо всего прочего, мы измерили уровни радиации очень простым способом — с помощью счетчика Гейгера. А затем мы подсчитали частичный эффект радиоактивного загрязнения на популяции.
Этот подсчет был осуществлен в том числе и при учете экологических переменных, которые влияют на изобилие и разнообразие этих популяций. В последнем компоненте мы были первыми — никто из ученых такого еще не делал.
Наконец, мы применили систему индикации радионуклидами для того, чтобы установить источник радиационного излучения на каждой отдельной территории. Мы также смогли усовершенствовать термолюминесцентные дозиметры и прикрепить их к пойманным птицам. Ученые отпускали птицу, а затем ловили снова, чтобы понять, какому уровню радиационного загрязнения она подверглась. Так мы могли рассчитать и индивидуальный аспект, и популяции в целом. Помимо этого, мы смогли измерить внутреннее облучение, поместив птиц в свинцовые контейнеры на определенное количество времени. В итоге мы смогли рассчитать, как коррелируется между собой внешнее и внутреннее излучение.
— Как часто вы посещаете Чернобыль? Что сподвигло вас изучать его?
— Формально «Чернобыльская исследовательская инициатива» начала свою работу на Украине в 2000 году, спустя пять лет отправившись и в Белоруссию. А Фукусиму мы впервые посетили в июле 2011 года. С тех пор мы 30 раз съездили в Чернобыль и 10 раз посетили Фукусиму.
В целом мы три или четыре раза в год ездим в экспедиции в Чернобыль.
Наша заинтересованность Чернобылем никак не связана с радиационной экологией, ядерной медициной или международным антиядерным движением. В первую очередь нас интересует эволюционная экология и генетика. Изначально мы изучали только птиц, поскольку их легко поймать, идентифицировать и посчитать. Кроме того, птиц не могут остановить никакие заборы, которые отделяют чернобыльскую зону отчуждения от внешнего мира. Вследствие этого на примере птиц довольно просто отследить влияние радиационного загрязнения на живые организмы. А с 2004 года мы начали изучать насекомых, пауков, млекопитающих, растения и микробов.
— Как долго последствия чернобыльской катастрофы будут представлять опасность для людей? В чем проявляется эта опасность?
— Последствия чернобыльской катастрофы будут потенциально опасны для людей на протяжении многих сотен лет.
Хотя радиоактивный цезий и стронций распадутся в течение ближайших 100 лет и перестанут представлять опасность для многих областей Украины, Белоруссии и России, территории, загрязненные плутонием и америцием, будут опасными еще очень долго.
— Что общего между Чернобылем и Фукусимой, а в чем отличия?
— Я могу сказать, что обе территории очень похожи, если рассматривать их в контексте загрязнения радиоактивным цезием. Тем не менее пострадавшие от цезия площади в Фукусиме в 10 раз меньше чернобыльских.
Однако Фукусиму отличает то, что ежедневно происходят утечки огромного количества радиоактивного цезия и стронция в воду. На данный момент нельзя предсказать, как оно повлияет на морских животных и на экосистему.
— Как вы с коллегами защищали себя от радиации?
— Мы защищали себя, избегая самых загрязненных радиацией мест. Иного способа полностью защитить себя от радиации попросту не существует. Гамма-излучение в этих областях настолько мощное, что может проникать даже через защитные костюмы. Тем не менее, когда мы работаем в таких местах, мы носим защитные костюмы, перчатки, а также маски, благодаря которым частицы радиоактивной пыли не попадут в наши легкие.
— Вы изучали влияние чернобыльской катастрофы на другие регионы Украины? В чем оно заключается?
— Мы преимущественно работали на Украине и в Белоруссии. С июля 2011 года мы также работали в Японии. Многие области этих стран серьезно пострадали от радиации. От радиоактивного загрязнения в них серьезно пострадали животные и растения. И эти «раны» не заживают до сих пор.