Ученые подсчитали количество цезия-137 и стронция-90 – показателей радиоактивного загрязнения – в озерах Крыма. Их концентрация уменьшилась до 5 раз после закрытия Северо-Крымского канала, по которому выброшенные при аварии на Чернобыльской АЭС радионуклиды попадали в воды Крыма. Также выяснилось, что соленость озер влияет на распределение радиоактивных изотопов в воде и донных отложениях, но не на общий уровень загрязнения. Результаты исследования опубликованы в журнале Water. Исследования поддержаны грантом Российского научного фонда.
«Цезий-137 и стронций-90 хоть и присутствуют во всех озерах, их концентрации не несут угроз здоровью крымчан. В этих озерах можно успешно развивать аквакультуру», — отмечает руководитель проекта, кандидат биологических наук и старший научный сотрудник Института биологии южных морей А. О. Ковалевского РАН (Севастополь) Елена Ануфриева.
Выброс радионуклидов в окружающую среду может происходить по разным причинам: открытые испытания ядерного оружия, отходы с перерабатывающих заводов и аварии на предприятиях, использующих ядерную энергию. Авария на Чернобыльской АЭС в 1986 году была самым крупным из таких случаев, и даже сейчас радиоактивные изотопы могут переноситься на далекие расстояния осадками, животными или водными течениями. В некоторых районах, подверженных такому переносу, изучение содержания радионуклидов началось лишь спустя десятилетия после Чернобыльской аварии, например, в Крыму – только в 2013 году.
Цезий-137 и стронций-90 – искусственные радионуклиды с периодом полураспада около 30 лет. Этого времени достаточно, чтобы оценить границы загрязнения даже после давних аварий. Однако характер распределения этих изотопов не изучали в соленых водах. Результаты исследования радионуклидов в соленых озерах Крыма восполнят эти пробелы. Так, в своей работе сотрудники Института биологии южных морей РАН показали, что до апреля 2014 года происходило хроническое загрязнение многих озер Крыма. Радионуклиды, выброшенные при аварии на Чернобыльской АЭС, попадали в водоемы, а позднее поступали в озера с водами Днепра через Северо-Крымский канал. Концентрации изотопов в водах безопасны для человека, но могут иметь непредсказуемые отдаленные последствия для обитателей озер и для природы в целом. После закрытия канала загрязнение прекратилось. К 2016–2018 годам в озерах, которые в большей степени подпитывались из канала, концентрация радионуклидов уменьшилась в 3–5 раз.
Группа исследователей выяснила, что общее содержание радионуклидов в озерах не связано с соленостью. Тем не менее, концентрация соли влияет на распределение радиоактивных изотопов между водой и донными отложениями: 61% изменчивости содержания стронция-90 и 33% цезия-137 в воде озер определяется соленостью.
Ученые разбили озера на группы: водоемы со средней соленостью и те, в которых содержание солей достаточно для начала кристаллизации. Они обнаружили, что в среднесоленых озерах распределение 90% концентрации стронция-90 между водой и донными отложениями зависит от солености. При этом распределение цезия-137 не зависит от солености напрямую. Различие между двумя радионуклидами определяется свойствами этих элементов. Соли стронция-90, как и соли кальция, плохо растворимы, поэтому часто они выпадают в осадок и формируют донные отложения. Их растворимость зависит от общей солености озера, отсюда сильная зависимость распределения стронция-90 от содержания солей. Напротив, соли цезия-137 хорошо растворяются в воде. Но они находятся в основном в осадках, глина поглощает их, формируются комплексы с органикой на дне.
При высоких концентрациях солей ученые наблюдали неопределенность даже для стронция-90. Например, в некоторых озерах мало сульфат-ионов, которые образуют малорастворимые соли с кальцием и стронцием-90. В таких водоемах стронций-90 находится в основном в растворенном виде. В других озерах много хлорид-ионов, которые образуют хорошо растворимые соли. Они определяют высокую соленость водоема и не позволяют растворяться соединениям стронция-90. В этих озерах основная часть радиоактивного изотопа находится в донных отложениях. Ученые продолжают следить за концентрацией радионуклидов в озерах Крыма.