Существует несколько путей воздействия на человека естественных радионуклидов, содержащихся в удобрениях, но основным из них является внутреннее облучение, обусловленное потреблением сельскохозяйственной продукции. И хотя по данным Научного комитета ООН по действию атомной радиации, относительный вклад в дополнительную дозу облучения живых организмов от применения удобрений очень мал и не превышает 0,01 % суммарного естественного радиоактивного фона, это не должно явиться причиной недооценки указанного фактора в связи с быстрорастущими темпами химизации сельского хозяйства.
Систематическое применение удобрений приводит к увеличению концентрации естественных радионуклидов и в водоемах (воде, донных отложениях, водных организмах). Это обусловлено выносом естественных радионуклидов с удобряемых водосборных территорий как в растворенном виде (с поверхностным и дренажным стоком), так и в нерастворенном виде в результате эрозии почвы.
Одной из причин повышения радиоактивного фона в некоторых районах является использование более радиоактивных по сравнению с почвой геологических пород в качестве строительного материала (напр. при повышенном содержании урана-238, то-рия-232 и калия-40 в таких традиционных строительных материалах, как строительный камень, песок, гравий и др. или материалах, произведенных с использованием промышленных отходов).
Техногенный источник увеличения естественного радиоактивного фона дает больший вклад в дозу облучения населения, чем использование удобрений или выбросы естественных радионуклидов с летучей золой ТЭС.
В последнюю четверть XX в. в десятки раз возросло потребление энергетического сырья (уголь, нефть, газ, торф), что сопровождается перемещением на земную поверхность большого количества некоторых химических элементов, в т. ч. радиологически значимых естественных радионуклидов. Около 70 % добываемого в мире угля сжигается на ТЭС и приблизительно 20 % — в коксовых печах. Концентрация естественных радионуклидов в природном угле, как правило, невысока и обычно ниже, чем в почве. При сжигании угля на ТЭС при температуре около 1700 °С углерод органических соединений окисляется до угарного и углекислого газа, а минеральные компоненты превращаются в стекловидные частицы золы. Часть тяжелой золы с неполностью сгоревшими органическими веществами оседает на дно, образуя т. н. подовую золу и шлак. Более мелкие частицы составляют летучую золу и с потоками газов попадают в атмосферу. Количество зольных выбросов в среднем составляет: на ТЭС США — 8 % общего количества золы, ФРГ — около 1 %, Италии — 5 %, Польши — 20 %, Индии — 10 %, России — 10%. Наиболее мелкая фракция выбросов — частицы золы субмикронного уровня. Именно такие частицы максимально обогащены микроэлементами, в т. ч. естественными радионуклидами. Изотопы тория и калия плавятся, перемешиваются с алюмосиликатными массами и входят в матрицы твердых частиц независимо от их размера. Изотопы урана вовлекаются в оба эти процесса. Та часть урана, которая входит в глинистые и другие минералы, плавится и остается в составе остеклованных частиц золы, Уран, связанный с органическим веществом, улетучивается, а затем конденсируется на частицах летучей золы в виде оксида. Радий-226 как продукт распада урана-238 ведет себя аналогично. Радий-228 как продул распада тория-232 в основном входит в матрицу летучей золы.
Выбросы летучей золы могут загрязни почву в радиусе нескольких десятков километров от ТЭС. Так, в пробах льда на расстоянии 150 км от промышленного центра за II лет наблюдалось 50-кратное увеличение концентрации радия-226. В верхнем слое почвы (0—5 см) оно было существенно выше, чем в нижнем (5—10 см). Вокруг современной ТЭС с хорошей системой газоочистки радиоактивное загрязнение почвы ничтожно мало.
Кроме того, естественные радионуклиды, поступают в окружающую среду при сжигании угля в результате отапливания частных домов, а также применения угольной золы в производстве цемента и бетона в качестве наполнителя для дорожных покрытий и удобрения в сельском хозяйстве. По данным НКДАР ООН, при отоплении частных домов сжигается лишь 10 % производимого в мире угля, однако за счет малой высоты дымовых труб и отсутствия систем золоулавливания вклад этого источника в суммарный выброс естественных радионуклидов в окружающую среду эквивалентен вкладу выбросов ТЭС.
Негативное воздействие предприятий угольного цикла на население по своим масштабам и многообразию может превосходить влияние ЯТЦ. Помимо постоянных выбросов в атмосферу продуктов сгорания угля, еще одним важным фактором является большой объем отходов, утилизация и хранение которых также может приводить к загрязнению окружающей среды.
С 1920-х гг. известно, что пластовые воды нефтяных и газовых залежей, особенно в зоне водоуглеводородного контакта, отличаются повышенным содержанием естественных радионуклидов. Радиоактивности таких вод обусловлена прежде всего высокой концентрацией радия-226, содержание которого в 100—1000 раз превышает естественный радиоактивный фон (они даже использовались для промышленного извлечения радия). Разлив радиоактивных вод вокруг скважин приводит к загрязнению почвы в районе промысла.
Список литературы
Лит.: Алексахин Р. М., Архипов Н. П., Бархударов Р. М. и др. Тяжелые естественные радионуклиды в биосфере. М.: Наука, 1990; Титаева Н. А. Ядерная геохимия. М.: Изд-во МГУ, 1992.