Радиационная безопасность: историко–теоретические основания и пути развития
На правах рукописи
МАКАРОВА Ирина Сакибжановна РАДИАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ:
ИСТОРИКО–ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВАНИЯ И ПУТИ РАЗВИТИЯ 03.02.08 – экология (биология)
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени доктора биологических наук
Владимир – 2012
Работа выполнена на кафедре экологии в Федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых» Научный консультант – доктор биологических наук, профессор ТРИФОНОВА Татьяна Анатольевна
Официальные оппоненты:
ДАНИЛОВ-ДАНИЛЬЯН Виктор Иванович, доктор экономических наук, член-корреспондент РАН, Учреждение Российской академии наук Институт водных проблем РАН, директор НАДЕЖКИНА Елена Валентиновна, доктор биологических наук, профессор, Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), Аэрокосмический факультет, профессор каф. АШИХМИНА Тамара Яковлевна, доктор технических наук, профессор, Вятский государственный гуманитарный университет, заведующий кафедрой химии
Ведущая организация: Учреждение Российской академии наук Институт биохимической физики РАН имени Н.М. Эмануэля
Защита диссертации состоится «25» мая 2012 года в 10 часов на заседании диссертационного совета ДМ. 212.025.07 во Владимирском государственном университете имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых (600000, г. Владимир, ул. Горького, 87, корпус 1, аудитория 335).
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Владимирского государственного университета имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых по адресу: 600000, г. Владимир, ул. Горького, 87.
Автореферат разослан « _» 2012 года
Ученый секретарь диссертационного совета, доктор биологических наук, доцент Н.В. Мищенко
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы исследования определяется всевозрастающей ролью глобальной атомной проблемы и необходимостью создания эффективной системы обеспечения радиационной безопасности населения и окружающей среды. При этом важно учитывать, что решение проблемы обеспечения радиационной безопасности человека и окружающей среды затрагивает интересы человечества в целом, а от эффективности принимаемых мер зависит будущее мирового сообщества.
Исторический опыт свидетельствует, что прежние подходы к организации и практическому обеспечению радиационной безопасности оказались неэффективными. Теоретические взгляды на сущность, объективные основы и принципы построения системы радиационной безопасности, а также способы управления ею основывались на представлении о неизбежном усилении лишь материально-технических и военно-силовых факторов, лежащих в ее основе.
Ослабление государственного надзора, недостаточная эффективность правовых механизмов предупреждения и ликвидации чрезвычайных ситуаций увеличивают риск катастроф техногенного характера во всех сферах радиационной деятельности. При этом недостаточно изучены вопросы безопасного обращения с радиоактивными отходами (РАО), об отработавшем ядерном топливе (ОЯТ), последствий малых доз радиационного воздействия на человека и окружающую среду, радиационной безопасности населения территорий, загрязненных в результате аварий на радиационно-опасных объектах. История Чернобыля, Кыштыма, Три-Мэйл Айленда, Фукусимы, десятков других радиационных аварий, сотен и тысяч техногенных «инцидентов» свидетельствуют о том, что мир вступил в эпоху катастроф. Это суровая реальность, и она требует фундаментального научного исследования для разработки практических мер безопасности.
Таким образом, актуальность темы исследования обусловлена необходимостью выработки новых подходов к построению целостной национальной системы радиационной безопасности, а также недостаточной проработкой концептуальных вопросов в сфере использования атомной энергии в современных условиях.
Степень изученности проблемы. Анализ опубликованных материалов показывает, что на сегодняшний день в области научного исследования радиационной безопасности сложилась особая ситуация. С одной стороны, имеются хорошие наработки по сугубо военным, технологическим, медицинским проблемам в сфере обеспечения безопасности деятельности, связанной с радиацией. С другой стороны, в отечественной литературе до сих пор практически отсутствуют работы, посвященные комплексному изучению различных аспектов радиационной безопасности. Ранее проводимые работы были посвящены, как правило, исследованию одного из аспектов радиационной безопасности.
Так, в последнее время ряд дискуссионных работ были посвящены сопоставлению антропоцентрического и экоцентрического подходов1 в обеспечении радиационной безопасности. До настоящего времени обеспечение радиационной безопасности окружающей среды базировалось на соблюдении антропоцентрического принципа, кратко формулируемого следующим образом: «Защищен человек – защищена природная среда».
В среде научной общественности в области радиоэкологии и смежных дисциплин наблюдается оживление прений о смене парадигм:
антропоцентрический принцип защиты окружающей среды от ионизирующих излучений предлагается заменить экоцентрическим.
Острые дискуссии, длящиеся уже несколько десятилетий, идут вокруг вопроса о пороговом воздействии радиации на организм. Это основной методологический вопрос современной радиобиологии, наиболее обсуждаемый сегодня. Это и ключевой вопрос радиационной безопасности и оценки воздействия радиационных катастроф на человека и на биосферу в целом. В классической радиобиологии прошлых десятилетий в качестве доктрины была принята монотонная пропорциональная зависимость «доза – эффект». Одними из первых исследователей, еще в середине 50-х годов прошлого века высказавших представление о принципиально ином – беспороговом – воздействии малых доз облучения на организм, были академик Н.М. Эмануэль и представители его школы, прежде всего профессор Е.Б. Бурлакова2. Эта концепция, открывающая новую систему взглядов, новые методологичесие подходы, разрабатывается в России большим коллективом ученых под руководством Е.Б. Бурлаковой.
При рассмотрении всего комплекса проблем обеспечения радиационной безопасности обнажается много острых вопросов, ответы на которые до сих пор не найдены. Несмотря на благополучную в целом ситуацию с фактическими радиационными рисками, потенциальные риски возрастают. В области обращения с отработавшим ядерным топливом имеются и продолжают нарастать серьзные проблемы. Переработка ОЯТ существенно ниже темпов его образования, кроме того, вс ОЯТ хранится в бассейнах, срок безопасного хранения в которых ограничен 40–60 годами.
Несмотря на то, что переработка радиоактивных отходов (РАО) в целом технологически более проста, ситуация столь же проблемная.
Таким образом, анализ общих тенденций в области радиационной безопасности позволяет констатировать, что в этой сфере остается много Алексахин Р.М., Фесенко С.В. Радиационная защита окружающей среды: антропоцентрический и экоцентрический принципы // Радиационная биология. Радиоэкология, 2004. – Вып. 44, № 1.– С. 93-103;
Казаков С.В., Линге И.И. О гигиеническом и экологическом подходах в радиационной защите // Радиационная биология. Радиоэкология, 2004. – Т. 44, № 4. – С. 482-492;
Higley K.A., Alexakhin R.M. Dose limits for man do not adequately protect the ecosystem. (J.C. McDonald, Moderator) // Radiation Protection Dosimetry, 2004. – Vol. 109, № 3. – P. 257-264;
IAEA. International Agency on Atomic Energy. Ethical Considerations in Protecting the Environment from the Effects of Ionizing Radiation. – Vienna, Austria: IAEA, 2002 – TECDOC-1270. – 29 p.;
ICRP. International Commission on Radiological Protection. A framework for assessing the impact of ionizing radiation on non-human species. – Oxford: Pergamon Press, ICRP Publication 91, 2003. – Annals of the IRCP 33,3. – P. 201-226.
Бурлакова Е.Б. и др. Известия вузов // Химия и химическая технология, 1959. – Т. 2. – Вып. 4.
концептуальных, методологических и прикладных вопросов, требующих серьезного теоретического осмысления.
Объектом настоящего исследования является процесс становления и развития системы радиационной безопасности, начиная с открытия ядерной энергии и кончая современным этапом развития атомной промышленности и ядерной энергетики.
В качестве предмета исследования рассматриваются историко теоретические аспекты в исследовании системы обеспечения радиационной безопасности.
Цель диссертационного исследования – определить историко теоретические основания формирования системы радиационной безопасности в России и разработать на этой основе рекомендации по ее совершенствованию в контексте создания целостной национальной системы, обеспечивающей надежную защиту населения и окружающей среды от радиационных воздействий.
Целевая установка исследования конкретизировалась в постановке следующих задач:
проанализировать основные тенденции эволюции отечественной системы обеспечения радиационной безопасности;
определить методологические особенности исследования проблем радиационной безопасности населения и окружающей среды;
определить основные концептуальные подходы в регламентации радиационного воздействия, оценить попытки создания единой системы радиационной защиты человека и окружающей среды;
дать целостную картину эволюции норм радиационной безопасности в различные периоды развития атомной отрасли;
проанализировать состояние системы государственного управления радиационной безопасностью, российской законодательной базы в области использования атомной энергии, а также вопросов нормотворчества для обеспечения радиационной безопасности;
охарактеризовать современное состояние системы регламентации радиационного фактора с прогнозным ориентированием развития этой системы.
Методология исследования определяется характером и взаимосвязью объекта и предмета, а также поставленными целью и задачами и включает в себя принципы исторического и системного походов к анализу изучаемых процессов и явлений. Развитие науки, как всякий процесс, подчиняется общим законам диалектики. Это определяет изучение и исследование рассматриваемых в диссертации вопросов на основе диалектического единства прошлого, настоящего и будущего. Развитие науки происходит в конкретных исторических условиях. Рассматриваемый автором период становления системы радиационной безопасности совпал с началом научно технической революции в России. В развитии системы радиационной безопасности проявляются общие закономерности, присущие и другим отраслям народного хозяйства: взаимодействие разных областей научных знаний, ускоренное развитие научных знаний, усиление связи науки с производством по мере усложнения технических объектов, экстенсивное осуществление народно-хозяйственных проектов.
В работе использован комплекс общенаучных методов исследования, используемых в теоретических исследованиях и включающих в себя анализ, синтез, индукцию и дедукцию, системный анализ и формализацию, аналогию. Определение причинно-следственных связей между фактами, событиями как научного, так и социально-экономического, политического характера, позволило выявить ряд особенностей становления и развития национальной системы радиационной безопасности в различные периоды.
Научная новизна диссертации в соответствии с ее основной целью определяется тем, что впервые проведено комплексное исследование научных, методологических, концептуальных, организационных, правовых, аспектов обеспечения радиационной безопасности человека и окружающей среды для формирования эффективной государственной политики в сфере защиты от актуальных и потенциальных радиационных угроз. В результате предложен концептуальный подход в системе радиационной защиты, позволяющий обеспечить и охрану здоровья человека, и благополучие биоты в среде ее обитания.
На защиту выносятся следующие основные положения:
создание целостной картины зарождения, развития и становления системы обеспечения радиационной безопасности на основе анализа первых работ по открытию рентгеновского излучения и явления радиоактивности, начальному этапу изучения радиоактивности в дореволюционной России, радиоактивному загрязнению территории России и начальных исследований воздействия ионизирующих излучений на живой организм, первых попыток регламентации радиационного воздействия;
эволюция теоретико-методологических подходов в нормировании радиационного фактора на базе знаний о биологических эффектах, связанных с воздействием радиации на организм, с описанием различных инструментов нормирования, в том числе одного из наиболее эффективных и широко используемых – методологии оценки риска и концепции приемлемого риска;
однако, при оценке радиационных рисков следует учитывать неопределнности при низкодозовых воздействиях и реальные медико экологические характеристики изучаемого региона и популяций, так как использование усредненных среднемировых показателей может привести к некорректным результатам;
результаты анализа основных концептуальных подходов в регламентации радиационного воздействия, оценка создания единой концепции радиационной защиты, обеспечивающей одновременно и охрану здоровья человека и благополучие биоты в среде ее обитания;
поскольку человек, обладая большим арсеналом активных способов биологических адаптаций к ионизирующим излучениям, не может считаться единственным видом для разработки количественных критериев радиационной безопасности;
результаты исследования современного состояния системы государственного регулирования радиационной безопасностью, российской законодательной базы и вопросов нормотворчества в области использования атомной энергии;
обоснование необходимости в новых подходах к законодательному обеспечению, особенно в области государственного управления и государственного регулирования безопасности при использовании атомной энергии, совершенствования механизмов лицензирования, контроля и надзора за обеспечением радиационной безопасности;
обоснованная оценка современного состояния системы регламентации радиационного фактора с прогнозным ориентированием развития этой системы с учетом анализа радиационного риска и ущерба для здоровья в комплексе с эколого-экономическими критериями при минимизации неопределнностей, связанных: с биофизическими моделями эффектов различных видов ионизирующего излучения;
с недостаточностью в учете последствий облучений;
с проблемами описания индивидуальной и популяционной радиочувствительности (резистентности);
со стохастическими моделями «доза-эффект», особенно на уровне доз малой интенсивности.
Практическая значимость исследования заключается в том, что полученные результаты позволяют определить особенности обеспечения радиационной безопасности населения, разработать комплекс мер по регулированию радиоэкологической деятельности с целью внедрения в практику эффективных и экологически надежных способов обеспечения радиационной безопасности. Полученные результаты могут использоваться при подготовке научных отчетов и аналитических записок, цель которых – содействие оптимизации процесса принятия ключевых решений в данной области. Собранный фактологический материал может быть использован в исследовательской работе научных центров и учреждений, а также в учебном процессе высшей школы при разработке лекционных курсов и практических занятий, учебно-методической литературы по проблемам экологической и радиационной безопасности при различных аспектах использования атомной энергии. Труды автора используются в образовательном процессе на экологическом факультете в Российском университете дружбы народов в курсах «Радиоэкология» и «Радиационная безопасность территорий Источниковая база диссертации определена в соответствии с целью и задачами исследования и основана на материалах, собранных в результате многолетних исследований и поисков автора. Основными источниками служили: фондовые и архивные материалы Российской государственной библиотеки (РГБ, Москва), Государственной публичной научно-технической библиотеки России (ГПНТБ, Москва), библиотек Государственной корпорации по атомной энергии (Росатом, Москва), Центрального научно исследовательского института по управлению, экономике и информации (ФГУП ЦНИИатоминформ, Москва), Федеральной службы по экологическому, техническому и атомному надзору (Ростехнадзор, Москва), Института биохимической физики им. Н.М. Эммануэля Российской академии наук (Москва), Института эволюционной морфологии и экологии животных им. А.Н. Северцова Российской академии наук (Москва);
законодательные акты и нормативные документы, справочные материалы, монографии, статьи и иные обзорные работы, содержащие описания отдельных исследований по проблемам обеспечения радиационной безопасности человечества и биосферы.
Научно-методологическую основу диссертации определили труды известных русских и российских ученых: В.И. Вернадского «Химическое строение биосферы Земли и ее окружения», «Живое вещество», «Задача дня в области радия»;
Р.М. Алексахина «Радиоэкология и проблемы радиационной безопасности», «Радиационная защита окружающей среды:
антропоцентрический и экоцентрический принципы»;
Е.Б. Бурлаковой «Специфические эффекты действия низкоинтенсивного облучения в малых дозах», «Сверхмалые дозы – большая загадка природы»;
А.Г. Назарова «Радиационная безопасность и радиационные катастрофы», «Чернобыльская катастрофа как глобальная катастрофа современности»;
В.М. Кузнецова «Становление атомного комплекса Российской Федерации», «Российская атомная энергетика. Вчера, сегодня, завтра» и др.
Апробация результатов исследования. Диссертационное исследование обсуждено и рекомендовано к защите на заседании кафедры экологии Владимирского государственного университета. Результаты работы отражены в печатных трудах исследователя. Апробация результатов исследования также осуществлялась через выступления диссертанта на международных и всероссийских научных конференциях, семинарах: VII-IX Международных научных конференциях «Сахаровские чтения:
экологические проблемы XXI века» (2007, 2008, 2009 г.г., г. Минск, Республика Беларусь);
Годичных конференциях Института истории естествознания и техники им. С.И. Вавилова Российской академии наук (2007, 2008, 2009 г.г., Москва);
Международной научно-практической конференции «Качество жизни: приоритеты социального развития» (2007 г., Москва);
Международном научном Форуме «О необходимых чертах цивилизации будущего» к 90-летию со дня рождения академика РАН Моисеева Н.Н. (2007 г., Москва);
Парламентском Собрании Беларуси и России (2008 г., Москва);
Международной научной конференции «Актуальные проблемы экологической безопасности и здоровья нации» (2008 г., Москва);
Ежегодной всероссийской научной конференции (с международным участием) «Актуальные проблемы экологии и природопользования» (2008, 2009 г.г., Москва);
секции НИР Ученого совета Международного независимого эколого-политологического университета (2008 г., Москва);
III Всероссийском социологическом конгрессе «Социология и общество: пути взаимодействия» (2008 г., Москва);
Международном научно-практическом семинаре «Экологически устойчивое развитие. Рациональное использование природных ресурсов» (2009 г., Тульская область, Музей-усадьба «Ясная поляна»);
Международной конференции «Инновационные процессы в развитии экологического образования», посвященной 75-летию КазНУ им. аль-Фараби (2009 г., Алма Ата, Казахстан);
XV Международной конференции «Образование в интересах устойчивого развития» (2009 г., Москва);
ХIV Международной научно-практической конференции «Актуальные проблемы экологии, экономики, социологии и пути их решения» (2009 г. пос. Шепси Туапсинского р-на Краснодарского края);
Международной конференции «Экологические проблемы глобального мира» (2009 г., Москва).
Публикация результатов исследования. Основное содержание и результаты исследования опубликованы в 43 научных работах (научные статьи, доклады на конференциях), в том числе в одной авторской монографии. Часть материалов опубликована в научных журналах, рекомендуемых ВАК Министерства образования и науки РФ, в их числе:
«Безопасность жизнедеятельности», «Проблемы региональной экологии», «Использование и охрана природных ресурсов России», «Вестник РУДН.
Серия «Экология и безопасность жизнедеятельности».
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, 7 глав, заключения, списка использованной литературы, состоящего из 317 наименований. Общий объем работы 269 страниц, включая 6 рисунков, 20 таблиц.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обосновывается актуальность темы диссертации, раскрывается степень изученности проблемы, характеризуются объект и предмет исследования, формулируются его цель и задачи, научная новизна и положения, выносимые на защиту, определяется методологическая основа работы, характеризуется ее практическая значимость, апробация и внедрение полученных результатов исследования.
Глава 1 НАЧАЛЬНЫЙ ЭТАП ОСВОЕНИЯ АТОМНОЙ ЭНЕРГИИ Первая глава посвящена открытию рентгеновского излучения, сделанному в декабре 1895 г. профессором Вюрцбургского университета В.К.Рентгеном, и явления радиоактивности, принадлежавшего профессору физики Парижского музея естественной истории А.Беккерелю. Работы супругов Кюри, тщательно исследовавших явление излучения урана и других металлов и назвавших его радиоактивностью, подтвердили реальность и значение открытия Беккереля.
В 1901 г. Нобелевской премии по физике был удостоен В.К. Рентген;
в 1903 г. – А. Беккерель и супруги Кюри – за открытие радиоактивности;
в 1911 г. М. Складовской-Кюри вторично присуждена Нобелевская премия за получение в металлическом состоянии радия.
В России явлением радиоактивности заинтересовались сразу после ее открытия. Одним из первых отечественных исследователей, изучавших физические свойства радиоактивных веществ, стал профессор Петербургского университета И.И. Боргман. Его исследования получают развитие в научных трудах В.К. Лебединского и И.А. Леонтьева, определивших природу гамма-излучения. Изучением отклонения излучения радия занялся профессор А.Л. Корольков4. В апреле 1903 года с явлением искусственной радиоактивности сталкивается Н.А. Орлов, работавший в физической лаборатории Медицинской академии. В 1900 году в Новороссийском университете (г. Одесса) явлением радиоактивности начал заниматься профессор Н.Д. Пильчиков, обнаруживший, что препараты радия создают ионизационное поле, деформирующееся под действием магнитного поля.
Достижение в области изучения радиоактивности, касающееся проблемы экологического комфорта, принадлежит профессору Московского университета А.П. Соколову, отметившего в 1903 году большое значение изучения радиоактивности для бальнеологии и климатотерапии5.
Череда открытий конца XIX – начала XX века поставила ученых перед необходимостью разобраться в сущности новых проблем. Необходимо было понять, что представляют собой лучи Рентгена и радиоактивность, какова их физическая природа, с чем связаны их уникальные свойства и, наконец, как они влияют на неживую и живую природу, на человека.
Вопросы защиты человека от повреждающего воздействия ионизирующего излучения возникли почти одновременно с открытием рентгеновского излучения и радиоактивного распада. Основными предпосылками к этому стали два фактора: чрезвычайно быстрое развитие применения вновь открытых излучений в науке и практике и обнаружение повреждающего действия этих излучений на организм.
После появления работ отечественных и зарубежных исследователей, установивших высокую активность ионизирующих излучений в отношении биологических объектов и обнаруживших повреждающее действие их на организм человека, неизбежно стали возникать вопросы защиты человека от воздействия ионизирующих излучений.
Глава 2 ГИГИЕНИЧЕСКАЯ РЕГЛАМЕНТАЦИЯ УРОВНЕЙ ОБЛУЧЕНИЯ При нормировании радиационного воздействия на человека (а в будущем, надо полагать, и на биоту) базовой точкой отсчета является естественный природный фон ионизирующих излучений. Роль естественного Зайцева Л.Л., Фигуровский Н.А. Исследования явлений радиоактивности в дореволюционной России. – М.:
АН СССР, 1961. – 434 с.
Кузнецов В.М., Назаров А.Г. Радиационное наследие холодной войны. Опыт историко-научного исследования. – М.: Ключ-С, 2006. – 720 с.
Журнал Русского физико-химического общества, 1904. – Т. 36. – С. 143-187;
Записки Русского бальнеологического общества в Пятигорске, 1903-1904. – Т. 6, 31. – С. 325-414.
природного радиационного фона в жизни живого обсуждалась особенно активно в 20-30-х годах XX столетия с высказыванием полярных точек зрения – от облигатной для существования биоты до негативной для живых организмов. В некоторых монографических обобщениях6 вся эволюция биосферы Земли увязывалась с изменениями природного радиационного фона. Сторонником важного значения природного фона ионизирующих излучений в нашей стране был крупный отечественный радиобиолог А.М.Кузин. В своих монографиях7 он обобщил и проанализировал экспериментальные данные, свидетельствующие о негативном влиянии по снижению естественного радиационного фона на микроорганизмы, растения и животных.
Основную часть облучения организмы получают от естественных источников радиации: космического излучения и естественных радионуклидов, рассеянных в земной коре, воде и атмосфере. Важной особенностью естественного излучения является его сравнительное постоянство в данном месте обитания организмов в течение длительного времени. Вместе с тем, уровни радиации неодинаковы для разных районов и зависят от концентрации радионуклидов в том или ином участке биосферы. В отдельных районах Земли наблюдаются аномалии радиационного фона, например, в районах с повышенным содержанием урана и тория в почве или радия в воде8.
В среднем эффективная доза облучения от естественных источников составляет для человека около 2,4 мЗв/год (табл. 1). Внутреннее облучение от природных источников радиации примерно в два раза больше внешнего облучения. В целом годовая коллективная доза от природных источников ионизирующего излучения оценивается величиной порядка 10 млн чел-Зв, и примерно половина этой дозы обусловлена продуктами распада радона.
Таблица 1. Дозы облучения населения от природных источников ионизирующего излучения мЗв/год Источники облучения Средняя Диапазон Примечание годовая изменений доза Космическое излучение 0,39 0,3–1, Земное внешнее облучение 0,48 0,3–0, Внутреннее облучение от Основной вклад: радон 1,26 0,2– ингаляции воздуха и торон Неручев С.Г. Уран и жизнь в истории Земли. – Ленинград: Недра, 1982. – 208 с.
Кузин А.М. Природный радиоактивный фон и его значение для биосферы Земли. – М.: Наука, 1991. – 116с.;
Кузин А.М. Идеи радиационного гормезиса в атомном веке. – М.: Наука, 1995. – 158 с.
Радиация. Дозы, эффекты, риск / Пер. с англ. – М.: Мир, 1988. – 80 с.
UN. Sources and Effects of Ionizing Radiation. Volume 1: Sources // United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation 2000 Report to the General Assembly, with Scientific Annexes. – New York, 2000. – 654 p.
Основной вклад: 40K и Внутреннее облучение от 0,29 0,2–0, потребления продуктов ряды распада урана и тория Всего 2,4 1– Наряду с естественным радиационным фоном, являющимся неотъемлемым фактором среды обитания, на человека и биоту действуют антропогенные источники радиации. В большинстве случаев дозы от искусственных источников облучения невелики, но иногда техногенные уровни облучения существенно превышают естественный фон (например, при тяжелых радиационных авариях)10. Наиболее значимым искусственным источником облучения человека являются медицинские приборы. Средняя эффективная эквивалентная доза, получаемая от всех источников облучения в медицине, составляет около 1 мЗв/год. В различных регионах и странах имеют место значительные вариации величин доз, получаемых населением от медицинских процедур и вдыхания радона, составляющих большую часть суммарной дозы.
Одной из важнейших задач радиационной безопасности является регламентация допустимых уровней ионизирующих излучений Методология нормирования уровней облучения. Необходимость защиты человека от ионизирующего излучения стала очевидной сразу после открытия и использования рентгеновских лучей и радиоактивности. Идея об установлении безвредного для человека количества излучения, появилась в 1925 году11. В 1934 году Международная комиссия по радиологической защите (МКРЗ) приняла значение 0,2 Р/д в качестве предельно-допустимой экспозиционной дозы12. Следовательно, было неявно признано, что эффекты воздействия излучений на человека имеют порог.
По результатам радиобиологических исследований, одновременно проводившихся в США, Японии, Англии, Франции, СССР и других странах, было установлено, что некоторые органы тела человека (кожа, кроветворные органы, хрусталик глаза и половые железы) являются критическими для выбора допустимых уровней облучения.
Первые рекомендации МКРЗ (1950 г.)13, основанные на пороговой концепции проявления биологических эффектов и установлении предельно допустимых доз для критических органов, просуществовали недолго. В Алексахин Р.М., Булдаков Л.А., Губанов В.А. и др. Крупные радиационные аварии: последствия и защитные меры / Под общей ред. Л.И. Ильина и В.А. Губанова. – М.: ИздАТ, 2001. – 752 с.;
Крышев И.И., Рязанцев Е.П. Экологическая безопасность ядерно-энергетического комплекса России. М.: ИздАТ, 2000. – 384 с.;
UN. Sources, Effects and Risks of Ionizing Radiation // United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation 1988 Report to the General Assembly, with annexes. – New York, 1988. – 647 p.;
UN.
Sources and Effects of Ionizing Radiation. Volume 1: Sources // United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation 2000 Report to the General Assembly, with Scientific Annexes. – New York, 2000. – 654 p.
Mutscheller A. Physical Standards of Protection Against Roentgen Ray Dangerous // Amer. J. Roentgenol., 1925. – № 13.– P. 65-70.
Intern. recommendations for X-ray and Radium // Brit. J. Radiol, 1934. – № 7. – P. 695–699.
ICRP Recommendations. Revised at the 6 Intern. Congress of Radiology // Brit. J. Radiol, 1951. № 277.
P. 24.
Рекомендациях 1959 года14 была сформулирована рабочая гипотеза о линейной и беспороговой зависимости радиационных эффектов от дозы облучения. Постепенно приходило понимание того, что при нормировании уровней облучения необходимо учитывать существование двух типов его биологических последствий: пороговых (детерминированных) и стохастических (вероятностных), не имеющих порога.
В 1977 году МКРЗ предложила новую методологию нормирования уровней облучения15. Взамен концепции критических органов предлагалось определять риск возникновения в них стохастических эффектов облучения.
Он должен быть сведен к уровню, сравнимому с рисками от других видов деятельности человека, условно считающихся безопасными. В публикации 60 МКРЗ (1990 год) принималось16, что установление предела эффективной дозы для персонала на уровне 20 мЗв/год в среднем за любые 5 последо вательных лет предупредит возникновение детерминированных эффектов в отдельных органах. Методология нормирования уровней облучения, разработанная МКРЗ, и пределы эффективной дозы практически без изменений использованы в «Нормах радиационной безопасности (НРБ-99, НРБ-99/2009)», в основу которых положены принципы ALARA (As Low As Reasonably Achievable настолько низко, насколько это практически достижимо).
В 2007 г. МКРЗ опубликованы новые рекомендации (Публикация 103), в которых на основе данных о медико-биологических радиационных эффектах пересмотрены, уточнены или получили свое развитие некоторые ранее принятые положения по обеспечению радиационной безопасности населения. В новых Рекомендациях МКРЗ скорректированы подходы к расчету и оценке эквивалентных и эффективных доз с учетом взвешивающих коэффициентов для отдельных видов излучения и новых коэффициентов для тканей и органов, приведены новые коэффициенты риска возникновения стохастических эффектов. Рекомендации поддерживают три фундаментальных принципа радиационной защиты – обоснование, оптимизация и применение дозовых пределов с уточнением применительно к источникам ионизирующего излучения и к облучаемым индивидуумам.
Используемые в предыдущих Рекомендациях МКРЗ в качестве основы концепции «практической деятельности» и «вмешательства» в новых Рекомендациях заменены в рамках системы радиационной защиты на идентификацию «ситуаций облучения» с выделением трх видов ситуаций:
планируемого, существующего и аварийного облучения. При этом фундаментальные принципы обоснования и оптимизации защиты применяются ко всем упомянутым ситуациям с акцентом на принципе оптимизации защиты. Его следует применять идентично уже ко всем Радиационная защита. Рекомендации МКРЗ. Публикация 2. М.: Атомиздат, 1961.
Радиационная защита. Рекомендации МКРЗ. Публикация 26. Пер. с англ. М.: Атомиздат, 1978.
Радиационная защита. Рекомендации МКРЗ. Публикация 60. Пер. с англ. – М.: Энергоатомиздат, 1994.
Рекомендации МКРЗ Публикация 103. Пер с англ. М., 2009. – 312 с.
ситуациям облучения путем установления ограничений по дозе и риску (граничных доз в случае планируемого облучения, и референтных уровней для ситуаций аварийного и существующего облучения). В связи с расширением практической деятельности с использованием источников ионизирующего излучения, в новых Рекомендациях приведены подходы к разработке основ радиационной защиты окружающей среды.
Риск в системе нормирования. Один из наиболее эффективных инструментов нормирования методология оценки риска. Риск это мера количественного измерения опасности, включающая количественные показатели ущерба от воздействия того или иного негативного фактора (включая радиацию) и вероятности его возникновения. В современном нормировании радиационного воздействия использована концепция приемлемого риска, принятая ныне во всех цивилизованных странах.
Следует особо отметить, что для обоснования пределов доз облучения профессиональных работников рекомендовано принять годовую вероятность смерти от злокачественных опухолей, связанную с их профессиональной деятельностью, такой же, как и в «безопасных» отраслях промышленности.
Вероятность эта составляет 10–3. Для населения была принята величина приемлемого риска (усредненного за жизнь годового риска смерти) менее 10–. Именно эти фундаментальные принципы легли в основу регламентации радиационного воздействия.
Итак, на базе знаний о биологических эффектах, связанных с воздействием радиации на организм, введены следующие подходы к нормированию радиационного фактора: концепция нулевого риска, беспороговая концепция и концепция приемлемого риска.
Сущность концепции нулевого риска в отношении радиационного фактора заключается в том, что его воздействие на организм человека, имеющее пороговый характер, проявляется только при дозах, превышающих предельно допустимое значение. Одним из очевидных принципов нормирования радиационного фактора должно быть исключение проявления детерминированных эффектов. Это означает, что допустимая доза облучения должна быть заведомо ниже пороговой, при которой проявляются детерминированные эффекты облучения. Следовательно, условия функционирования ядерных объектов, гарантирующие непревышение ПДД, обеспечивают нулевой риск неблагоприятных последствий.
Беспороговая концепция. В публикации МКРЗ № 60 была принята концепция линейной и беспороговой зависимости радиационных эффектов от дозы облучения, основанная на следующих положениях: 1) существует не равная нулю вероятность стохастических соматических и генетических эффектов облучения при сколь угодно малой дозе облучения;
2) вероятность эффекта облучения линейно зависит от дозы. Это положение представляется спорным при уровнях доз, близких к естественному фоновому облучению.
Вокруг гипотезы о линейном беспороговом воздействии малых доз радиации на биологические объекты уже несколько десятилетий идут острые дискуссии. Бурлакова Е.Б. и ее коллеги18 утверждают: «...Есть основания полагать, что низкоинтенсивное облучение способно вызвать непредсказуемые и значительные по последствиям эффекты в состоянии биологических объектов и систем». По мнению ряда авторов, зависимость радиационного эффекта от облучения малыми дозами оказывается нелинейной: в определенных интервалах низкоинтенсивное облучение вызывает более значительный эффект, чем большее по силе19.
Сейчас становятся более понятными механизмы такого неожиданно сильного влияния малых доз. Радиация (как и другие неблагоприятные факторы) не только нарушает функционирование живых структур, но и активизирует защитные системы. Репарационные процессы, несомненно, зависят от мощности и дозы облучения, которые могут быть столь малыми, что сигнальные системы еще не улавливают такого воздействия и не запускают механизмов репарации. В результате наблюдаемый при этом эффект будет более значительным, чем при воздействии даже многократно большей дозы20. При нарастании дозы, механизм репарации включится на полную мощность. В результате внешний эффект влияния радиации в сле дующем за малыми дозами диапазоне должен уменьшиться, и, пока не исчерпан резерв репарации, внешне график реакции будет выглядеть как плато (при увеличении дозы эффект не нарастает). Наконец, когда возможности репарации будут исчерпаны, будет проявляться линейная зависимость эффекта от дозы. Сложение взаимодействия первичного эффек та от радиации и результата репарации при низких дозах дает S-образную кривую ответа организма на воздействие малых доз радиации (рис. 1).
Рисунок. 1. Схема ответа организма на низкоуровневое радиационное воздействие. А: пунктир повреждающее действие;
точками действие систем восстановления (репарации). Б: результирующая дозовую Бурлакова Е.Б., Голощапов А.Н., Жижина Г.П., Конрадов А.А. Новые аспекты закономерностей действия низкоинтенсивного облучения в малых дозах // Радиационная биология. Радиоэкология, 1999. Т. 39, № 1.
С. 20-34;
и мн.др.
Burlakova E.B. (ed.). Low doses of Radiation: Are They Dangerous? N.Y.: Nova Science Publishers, Inc., 2000;
Busby C.C. Wing of Death: Nuclear Pollution and Human Health. Aberystwyth, «Green Audit», 1995. – 340p.
Бурлакова Е.Б. Биологические эффекты малых доз радиации // Белоокая Т.В. (ред.) Экологическая антропология. Ежегодник, Раздел VII. Научная жизнь и сообщения. Минск: Белорусский комитет «Дзецi Чарнобыля», 2001. С. 360-362;
Ллойд Д. Хромосомные аберрации лимфоцитов человека и малые дозы радиации // Инф. бюлл. «Биологические эффекты малых доз радиации». Минск, 10-12 июня 2001. № 3.
С.8-9.
зависимость. По оси абсцисс доза, по оси ординат величина эффекта в относительных единицах.
Признание гипотезы о беспороговом действии радиации меняет представление о предельно допустимой дозе (ПДД). Поскольку любая доза не безразлична для человека, уровень радиационного воздействия следует сводить до минимума. Наиболее серьезными из всех последствий длительного облучения человека при малых дозах являются заболевания раком и генетические заболевания. Симптомы этих заболеваний могут проявляться не сразу (иногда проходят десятилетия). Кроме того, поздние симптомы трудно отличить от обычных болезней, вызванных старением организма. Несмотря на недостаточную надежность этих оценок, они необходимы, поскольку представляют собой попытку принять в расчет социально значимые ценности при оценке радиационного риска и показывают актуальность дальнейшего изучения дальних последствий воздействия ионизирующих излучений на население21.
Следовательно, при рассмотрении вопроса о целесообразности использования атомной энергии или источников ионизирующих излучений необходимо решить, какой риск является приемлемым и оправданным в настоящее время для общества с учетом социальных и экономических выгод, которые можно ожидать от использования новых технологий.
Концепция приемлемого риска. С признанием концепции беспороговости для некоторых отдаленных эффектов облучения возникает проблема ограничения уровня риска, который можно рассматривать как приемлемый и оправданный в настоящее время для общества22.
Концепция приемлемого риска основывается на том, что общество для удовлетворения своих потребностей готово пойти на определенный риск неблагоприятных последствий от воздействия опасных техногенных факторов, в частности радиации, компенсируемый получаемыми социальными, экономическими и экологическими выгодами. Такой риск и называют приемлемым.
Глава 3 ЭКОЦЕНТРИЧЕСКИЙ ПОДХОД В НОРМИРОВАНИИ УРОВНЕЙ ОБЛУЧЕНИЯ Истоки экоцентризма в радиационной защите. На рубеже XIX– XX веков радиационная защита человека разрабатывалась без учета возможного ущерба для популяций других видов, биологических сообществ и экосистем. Это продолжалось до тех пор, пока не было зарегистрировано явное повреждающее воздействие ядерными взрывами и выпусками радиохимических заводов на живые компоненты экосистем23.
Экология, охрана природы и экологическая безопасность / Под общ. ред. В.И. Данилова-Данильяна. М.:
МНЭПУ, 1997. С. 260 – 261;
Данилов-Данильян В.И., Залиханов М.Ч., Лосев К.С. Экологическая безопасность. Общие принципцы и российский аспект. М.: МППА БИМПА, 2007. 288 с.
Маргулис У.Я. Критерии радиационного риска // Правовые проблемы радиационной безопасности. М., 1997. С. 91-102.
US DOE, United States Department of Energy. Graded approach for evaluating radiation doses to aquatic and terrestrial biota. – DOE Technical Standard, DOE-STD-1153. Washington: US DOE, July 2002. – 700 p.
Результаты первых наблюдений за радиационными изменениями в при родных экосистемах появились в конце 20-х – начале 30-х годов XX века в регионе с повышенным природным радиационным фоном (на территории современной Чехии в местах выхода на земную поверхность урановых руд в Иоахимстале)24. К середине прошлого века в США и СССР, а впоследствии и в других странах, по технико-экономическим и военным причинам начался процесс радиоактивного загрязнения биосферы. Существенную роль в этом процессе сыграли и атомные бомбардировки Хиросимы и Нагасаки, интенсивные испытания ядерного оружия и захоронение ядерных отходов.
Детальные научные исследования радиационного поражения окружающей среды начались на месте радиационной катастрофы 1957 года на Южном Урале с выбросом большого количества радиоактивных веществ в окружающую среду и образованием Восточно-Уральского радиоактивного следа25. Параллельно с этим обширные радиоэкологические исследования в месте сбросов и хранения радиоактивных отходов велись в США (Хэнфорд, Ок-Ридж, Саванна Ривер)26. Аналогичные работы были начаты в этот же период и в Великобритании.
В силу сложившейся геополитической ситуации второй половины XX века не исключалась возможность глобального ядерного конфликта.
В связи с этим возникла неотложная задача по оценке последствий крупномасштабного радиоактивного загрязнения окружающей среды, для решения которой в США, СССР, Канаде и Франции были сооружены в природной среде мощные источники -излучения27. Серьезным стимулом к изучению радиационных эффектов в природной среде стала авария на Чернобыльской АЭС в 1986 году, приведшая в местах наибольшего радиоактивного загрязнения к гибели наиболее радиочувствительных природных сообществ28.
Методология экологического нормирования. При переходе от санитарно-гигиенических к экологическим принципам нормирования происходит смена объекта нормирования. В его роли выступают не отдельные особи, как человек в рамках санитарно-гигиенического подхода, а природные или созданные человеком системы – популяции, экосистемы.
Алексахин Р.М., Фесенко С.В. Радиационная защита окружающей среды: антропоцентрический и экоцентрический принципы // Радиационная биология. Радиоэкология, 2004. – Вып. 44, № 1. – С. 93-103.
Итоги изучения и опыт ликвидации последствий аварийного загрязнения территории продуктами деления урана / Под ред. А.И. Бурназяна. – М.: Энергоатомиздат, 1990. – 145 с.;
Экологические последствия радиоактивного загрязнения на Южном Урале / Под ред. В.Е. Соколова, Д.А. Криволуцкого. – М.: Наука, 1993. – 336 с.
Ecological aspects of the nuclear age: Selected readings in radioecology. – U.S. Atomic Energy Commission Technical Information Center, TID 25978 / Eds V. Schultzand, F.W. Whicker, 1972;
Radioecology. Radioactivity and ecosystems / Ed. by E. van der Stricht and R. Kirchmann // A project of International Union of Radioecology. – Fortemps, 2001. – 603 p.
Алексахин P.M. Проблемы лесной радиоэкологии // Труды Института прикладной геофизики. – М.:
Гидрометеоиздат, 1976. – Вып. 38. – С. 6-26.
Крупные радиационные аварии: последствия и защитные меры / Под ред. Л.А. Ильина и В.А. Губанова. – М.: ИздАТ, 2001. – 752 с.
МКРЗ предлагает29 использование референтных организмов для целей экологического нормирования. К их числу предлагается отнести относительно небольшое количество растений и животных, которые станут реперными в оценке радиационного воздействия на флору и фауну. При выборе таких видов предполагается учитывать следующее:
радиочувствительность (выбор наиболее радиочувствительных представителей);
значимость для экосистемы (предпочтение отдается доминантам);
представленность в основных экосистемах мира;
объем имеющейся радиобиологической и радиоэкологической информации по этим видам.
Использование информации о реакциях природных экосистем и составляющих их компонентов на радиоактивное загрязнение в целях экологического нормирования весьма затруднительно. Это обусловлено, в первую очередь, сложностью оценки экологической значимости многих реакций на клеточном, организменном и популяционном уровнях на фоне аналогичных природных изменений климатического и сезонного характера.
При разработке показателей экологического нормирования среды для наземных экосистем приходится сталкиваться со значительной лабильностью животных в ландшафтах за счет миграционных процессов, что также осложняет использование ряда биоценотических показателей.
В настоящее время вопросы экологического нормирования антропогенно измененной среды разрабатываются в разных направлениях и с разными целями: охрана генофонда планеты;
поддержание приемлемого для человека санитарного состояния среды;
охрана ландшафтного разнообразия природы;
охрана источников биологической продукции;
охрана рекреационных ресурсов;
сохранение биологического разнообразия и устойчивого развития биосферы. Не все эти вопросы можно и нужно решать одновременно на одной и той же территории.
По мнению Криволуцкого Д.А. и его коллег30, одним из перспективных подходов к оценке состояния окружающей человека антропогенной среды может стать контроль биогенного круговорота основных химических элементов и показателей биологической продуктивности.
В условиях длительного воздействия загрязняющих веществ в относительно малых концентрациях вызываемые ими экологические последствия могут проявиться спустя длительное время. Для прогноза этих последствий могут быть использованы более чувствительные биометрические показатели – качество пыльцы и семян, частота нарушений ICRP. International Commission on Radiological Protection. A framework for assessing the impact of ionizing radiation on non-human species. – Oxford: Pergamon Press, ICRP Publication 91, 2003. – Annals of the IRCP 33,3. – P. 201-226.
Криволуцкий Д.А., Тихомиров Ф.А., Федоров Е.А., Смирнов Е.Г. Биоиндикация и экологическое нормирование на примере радиоэкологии // Журнал общей биологии, 1986. – Т. 47, № 4. – С. 468-478;
Криволуцкий Д.А., Федоров Е.А. Принципы экологического нормирования // Влияние промышленных предприятий на окружающую среду. – Пущино, 1984. – С. 104-106.
хромосом в клетках меристемы, фракционный состав белков растительных тканей и др. Первичным звеном в действии радиации на биологические структуры является воздействие на ДНК клетки, поэтому наиболее ранние изменения можно зафиксировать на молекулярно-клеточном уровне организации живой материи. Следовательно, в качестве критерия неблагоприятного воздействия радиации, очевидно, следует использовать генетические тест-системы, обеспечивающие раннюю диагностику изменений в экосистеме.
Вариантом подхода к оценке приемлемого состояния окружающей среды может быть использование методологии анализа радиационно экологического риска. В настоящее время кроме радиационного риска используется более широкое понятие экологического (радиационно экологического) риска, определяемого как вероятность последствий радиоактивного загрязнения окружающей среды, неблагоприятных для человека и биоты32. Радиоэкологический риск является многомерной характеристикой (табл. 2), включающей в себя различные факторы и компоненты33, для оценки которого может быть использована методика многокритериального анализа34. На практике на начальном этапе анализа чаще используется упрощенное понятие радиационного риска как вероятности стохастических эффектов облучения.
Таблица 2. Факторы и компоненты радиоэкологического риска Факторы Компоненты Физические Уровни загрязнения окружающей среды радионуклидами Поглощенная доза Биофизические Эффективная доза Форма зависимости «доза-эффект» Биологические Радиочувствительность Состояние систем репарации Медицинские Вероятность вредных эффектов для здоровья Потери продолжительности жизни Социально- Ущерб от радиоактивного загрязнения экономические Восприятие риска Экологические Снижение качества окружающей среды Нарушение экологического баланса радионуклидов Тихомиров Ф.А. Действие ионизирующих излучений на экологические системы. – М.: Атомиздат, 1972;
Тихомиров Ф.А. Методологические аспекты охраны окружающей среды от загрязнений / Влияние промышленных предприятий на окружающую среду. – Пущино, 1984, – С. 191-193.
Крышев И.И., Сызыкина Т.Г. Радиоэкологическая обстановка в биосфере и реальность ее оптимизации // Биосфера (междисциплинарный научный и прикладной журнал), 2010.
Крышев И.И., Рязанцев Е.П. Экологическая безопасность ядерно-энергетического комплекса России. М.:
ИздАТ, 2000. – 384 с.
Сазыкина Т.Г., Крышев И.И. Многокритериальный анализ радиационно-экологической безопасности при обращении с радиоактивными отходами // Известия высших учебных заведений. Ядерная энергетика. – 2006. – № 1. – С. 39-45.
Анализ и управление радиационным риском осуществляется на основе принципов ALARA:
1) непревышение допустимых пределов индивидуальной дозы от всех источников излучения (принцип нормирования);
2) запрещение всех видов деятельности по использованию источников излучения, при которых полученная для человека и общества польза не превышает риск возможного вреда, причиненного дополнительным облучением (принцип обоснования);
3) поддержание на возможно низком и реально достижимом уровне, с учетом экономических и социальных факторов, индивидуальных доз облучения и числа облучаемых лиц при использовании любого источника излучения (принцип оптимизации).
При соблюдении принципа оптимизации учитывается следующее: во первых, необходимость установки границы риска для каждого источника облучения, поскольку предел риска регламентирует потенциальное облучение от всех возможных источников;
а, во-вторых, при снижении риска потенциального облучения существует минимальный уровень риска, дальнейшее снижение которого нецелесообразно. В соответствии с Нормами радиационной безопасности, уровень пренебрежимо малого риска разделяет область оптимизации риска и область приемлемого риска и составляет 10-6 за год.
Функциональная схема оценки радиационного риска включает в себя следующие элементы35:
идентификация источников риска рассматриваются все потенциальные источники, при этом особое внимание уделяется анализу возможных источников аварийного радиационного воздействия при различных сценариях аварий;
анализ данных радиационного мониторинга определяются референтные объекты окружающей среды для последующего анализа радиационного риска с учетом принципа множественных путей радиационного воздействия;
осуществляются модельные оценки содержания радионуклидов в референтных объектах с учетом компонентов биоты и пищевых цепочек;
оценка дозы построение модели оценки дозы для человека и референтных объектов биоты как в штатных условиях, так и для аварийных сценариев;
категоризация риска выполнение интегральных оценок радиационного риска для человека и референтных объектов биоты, допускающие ряд предположений и упрощений, в том числе существенную экстраполяцию данных о зависимости доза-эффект в область малых доз, постулируя линейный характер такой зависимости для стохастических эффектов ионизирующей радиации;
как указывалось ранее, по мнению ряда Крышев И.И. Некоторые вопросы методологии анализа риска от радиоактивного загрязнения окружающей среды. – Проблемы радиоэкологии и пограничных дисциплин. – 2009. – Вып. 12. – С. 128-150.
авторов36, зависимость радиационного эффекта от облучения малыми дозами оказывается нелинейной;
это и ряд других допущений в оценке радиационно экологического риска явились причиной того, что ряд экспертов37 признают методологию оценки риска в атомной индустрии ошибочной;
управление риском использование результатов оценки риска для принятия решения о снижения радиационного риска;
величины приемлемого риска могут выражаться через производные параметры (пределы допустимых выбросов, допустимые удельные активности радионуклидов в компонентах природной среды);
в основе управления риском лежат принципы ALARA.
Риски, лежащие между недопустимым и пренебрежимо малым уровнем, являются приемлемыми, если они удовлетворяют принципу ALARA. Важно подчеркнуть, что риски, удовлетворяющие принципу ALARA, могут изменяться в зависимости от конкретной радиационной ситуации и экономических условий, что, по мнению автора, также привносит определенный субъективизм в методологию оценки радиационного риска.
Глава 4 ОСНОВНЫЕ КОНЦЕПТУАЛЬНЫЕ ПОДХОДЫ В РЕГЛАМЕНТАЦИИ РАДИАЦИОННОГО ВОЗДЕЙСТВИЯ Антропоцентрический и экоцентрический подходы в системе радиационной безопасности. В последнее время наблюдается оживление дискуссии об одной из основных парадигм радиационной безопасности:
достаточности соблюдения радиационной безопасности человека для гарантированного обеспечения радиационной защиты окружающей среды.
Этот постулат, сформулированный МКРЗ в Публикации 60 и часто употребляемый в сокращенном виде: «Защищен человек – защищена природная среда», с момента его опубликования подвергался критике со стороны радиоэкологов.Этот подход, называемый гигиеническим или антропоцентрическим, к радиационной защите окружающей среды заложен в основу современных международных рекомендаций по обеспечению радиационной безопасности, а также в национальные, в том числе российские, нормативно-правовые документы в области радиационной безопасности.
Антропоцентрический принцип основан на следующих аргументах:
1) человек – наиболее радиочувствительный живой объект в биосфере;
2) предусмотрены достаточно большие коэффициенты запаса при регулировании допустимого облучения человека по сравнению Бурлакова Е.Б., Голощапов А.Н., Жижина Г.П., Конрадов А.А. Новые аспекты закономерностей действия низкоинтенсивного облучения в малых дозах // Радиационная биология. Радиоэкология, 1999. Т. 39, № 1.
С. 20-34;
Сорокин В.В., Сорокин В.Н. Концепция воздействия на человека малых радиационных уровней // В сб.: Материалы годичной научной конференции 2009 г. Института истории естествознания и техники им.
С.И. Вавилова. / М.: Анонс Медиа, 2009. – С. 531-534 и мн.др.
Иванов Е. А., Хамьянов Л. П. Допустимая вероятность и масштаб тяжелой аварии на АЭС // Атомная энергия, 1998. Т. 64. Вып. 2. С. 107-113;
Беляев С.Т. Оценка экологического риска в связи с радиоактивным загрязнением природной среды Российской Федерации. Заключительный научно технический отчет о НИР № 5. М.: РНЦ Курчатовский Институт, 1996. 157 с.;
Яблоков А В. Проблемы экологии и радиационной безопасности // Медицинская радиология и радиационная безопасность, 1998.
Том 43. №1. С. 24-29.
с эффективными и летальными дозами;
3) защита здоровья человека имеет самый главный приоритет.
Критические аргументы против этих антропоцентрических позиций заключаются в следующем: 1) человек не является наиболее радиочувствительным живым объектом в биосфере, он лишь относительно чувствителен к ионизирующим излучениям;
2) большие коэффициенты запаса недостаточны для заключений a priori (это зависит от количественных оценок во многих сложных экосистемах и ситуациях);
3) нет сомнений и в том, что наше собственное здоровье имеет для нас самих высочайший приоритет.
Критика сторонников экоцентрического подхода, направленная против слишком широкого распространения (на популяции всех живых существ) антропоцентрических принципов, справедливых только для человека, заключается в следующем: 1) в окружающей среде реализуются ситуации, когда человек как объект воздействия ионизирующего излучения отсутствует и техногенное загрязнение действует только на природные объекты;
2) в отличие от представителей биоты, человек имеет возможность целенаправленно защищаться от воздействия ионизирующих излучений с помощью различных средств и методов, включая простейшие, но эффективные – защиту расстоянием и временем;
3) в ряде ситуаций человек может облучаться в дозах, которые ниже регламентных, установленных исходя из принципа гигиенического нормирования, но облучение представителей некоторых экосистем будет находиться на уровне, опасном для ряда видовых сообществ, т. к. дозообразование для людей и представи телей биоты различно.
Облигатно предполагается, что и человек, и биота находятся в одной и той же природной среде и получают одинаковые дозы облучения. На самом деле о равенстве доз облучения человека и биоты можно говорить лишь теоретически. Это положение названо38 неэквидозным облучением человека и биоты. Еще одним фактором, влияющим на соотношение доз облучения человека и представителей биоты, является тип радионуклидного загрязнения. Особенно существенны различия в дозах облучения человека и биоты при радиоактивном загрязнении, связанном с поступлением в окружающую среду - и -излучающих нуклидов.
Единый подход в системе радиационной безопасности. В последние годы опубликовано много работ, в которых антропоцентрический принцип обеспечения радиационной безопасности окружающей среды ставится под сомнение. Следствием этого, по мнению многих авторов, является необходимость смены парадигмы – отказ от антропоцентрического подхода к обеспечению радиационной безопасности и переход к экоцентрическому принципу нормирования воздействия ионизирующих излучений. В систему нормирования включаются компоненты живой и неживой природы, в том Криволуцкий Д.А., Тихомиров Ф.А., Федоров Е.А., Смирнов Е.Г. Биоиндикация и экологическое нормирование на примере радиоэкологии // Журнал общей биологии, 1986. – Т. 47, № 4. – С. 468-478.
числе и «человек» как элемент биосферы. В некотором смысле экоцентрический подход является более общим и включает в себя антропоцентрический, что делает его весьма привлекательным. Однако такая смена одной из основных парадигм радиационной защиты потребует решения сложнейших научных проблем. Фактически это программа радиоэкологических работ на XXI век, формулируя которую, P.M. Алексахин в отношении экоцентрического подхода делает очень важное замечание:
«Если будет теоретически и практически обоснована необходимость его практического использования».
По мнению С.В. Казакова и И.И. Линге39: «Экологический подход к регламентированию воздействия ионизирующей радиации может привести к замене человека как наиболее радиочувствительного объекта, по которому строится вся существующая система регламентирования, на иной, более радиационно критический вид. Такая замена не столь принципиальна из-за сравнительно простой адаптации антропоцентрического подхода к видоцентрическому». Эстафета радиационной защиты биосферы, по мнению Г.Г. Поликарпова40, путем «сравнительно простой адаптации антропоцентрического подхода к видоцентрическому»41 и «выработки синтетической позиции, обеспечивающей одновременно охрану здоровья и человека, и всех других организмов» должна, в соответствии с принципами экоэтики42, перейти к развивающемуся экоцентрическому подходу. Успех в радиационной защите может быть достигнут только при целенаправленном поиске наиболее радиочувствительных видов живых организмов в различных экосистемах во всех составных частях биосферы Земли.
Стремление создать единую концепцию радиационной защиты, обеспечивающую одновременно и охрану здоровья человека, и благополучие биоты в среде ее обитания, должно базироваться на признании целостности социально-природных экосистем, где человек и биота рассматриваются в органически взаимосвязанном единстве. При этом необходимо рационально использовать достижения последних 100 лет в области обеспечения радиационной защиты человека, т. к. реализация воздействия радиации на человека и другие живые организмы с биологической точки зрения протекает в рамках единых процессов.
В настоящее время требует дополнительного анализа правомерность основополагающего тезиса МКРЗ: «Защищен радиологическими стандартами Казаков С.В., Линге И.И. О гигиеническом и экологическом подходах в радиационной защите // Радиационная биология. Радиоэкология, 2004. – Т. 44, № 4. – С. 482-492.
Поликарпов Г.Г. Радиационная экология как научная основа радиационной защиты биосферы и человечества / Под ред. В.И. Мигунова и А.В. Трапезникова. – 2006. – Вып. 8. – С. 3-28.
Polikarpov G.G. Effects of ionizing radiation upon aquatic organisms (Chronic irradiation) // Atti della Giomata sul tema Alcuni Aspetti di Radioecologia. Assaciazione Italiana di Fisica Sanitaria e Protezione Contro le Radiazioni. XX Congresso Nazionale (Bologna, 1977): Proc. – Poligrafici Parma-Bologna, giugno 1978. – P. 25-46.
Брешиньяк Ф., Поликарпов Г., Отон Д. и др. Охрана окружающей среды в XXI веке: радиационная защита биосферы, включая человека (Заявление Международного Союза Радиоэкологии) // Радиационная биология.
Радиоэкология, 2003. – Т. 43, № 4. – С. 494-496.
человек – защищена в этих условиях от воздействия ионизирующих излучений биота». Неопределенность в этом вопросе объясняется, прежде всего, сложностью гармонизации критериев оценки эффектов облучения у человека и биоты и недостатком информации по поглощенным дозам у растений и животных и соответствующим радиационным эффектам у биоты, полученной для природных условий.
По мнению Алексахина Р.М., дополнение антропоцентрической концепции экоцентрической или тем более замена первой на вторую едва ли окажутся продуктивными. Усилия радиоэкологов, решающих проблемы охраны окружающей среды от воздействия ионизирующей радиации, и медиков, занимающихся вопросами радиационной защиты человека, должны быть направлены на выработку синтетической позиции, обеспечивающей одновременно охрану здоровья и человека, и других живых организмов.
Глава 5 РАДИАЦИОННЫЕ КАТАСТРОФЫ Крупные радиационные аварии, сопровождавшиеся радиоактивным загрязнением окружающей среды, были причинами важных экологических, медицинских, социальных и экономических негативных процессов.
В процессе функционирования атомного комплекса случаются различные «инциденты»: ядерные и радиационные аварии, поломки, сбои в работе ядерного реактора и технологического оборудования. Аварии на АЭС нередко приводят к переоблучению персонала и всегда – к снижению производительности атомных станций, их общего ресурса, уменьшению выработки энергии. Поэтому вопросам снижения аварийности ядерно энергетических объектов и обеспечения безопасности в настоящее время придается особое значение.
Однако на первых этапах развития военного ядерно-промышленного комплекса и становления гражданской атомной энергетики в условиях гонки вооружений и противостояния двух политических систем безопасность персонала и всей работы ядерного комплекса не входила в список приоритетов. С аварийностью боролись, но устранялись преимущественно технические и технологические инциденты ядерных установок. Возможность крупной, «запредельной» аварии, с разрывом корпуса реактора и выбросом радионуклидов в окружающую среду серьезно не рассматривалась, а возможные последствия и необходимый порядок действий глубоко не анализировались. Чернобыльская катастрофа кардинально изменила отношение к «безопасной» энергии атома. Нужны были действия по ликвидации последствий радиоактивного загрязнения и принятие неотложных мер по совершенствованию всей системы атомного комплекса страны. Но, прежде всего, необходимо было осознать причины и масштабы случившегося исторического события, понять его природу, глубинную сущность, неразрывную связь с общим ходом социально-экономического развития страны, с мировым ходом развития научно-технического прогресса.
Историко-научные истоки понятия «Катастрофа». В.И. Вернадский отмечал, что вся история человеческой цивилизации связана с «сознательным переживанием» катастроф, с их посильным преодолением. В первые тысячелетия истории развития человечества катастрофы носили исключительно природный характер. В Средневековье и в Новое время, наряду с продолжающимися природными катастрофами, начали возникать локальные, техногенные катастрофы. XIX–XX века и начало XXI века характеризуются широким распространением техногенных катастроф. В последние пятьдесят лет характер техногенных катастроф изменился от локального, регионального уровней до глобального, планетарного. Яркий пример глобального воздействия – Чернобыльская радиационная катастрофа, охватившая не только территорию бывшего Советского Союза, но и другие страны и континенты.
В историко-научной периодизации катастроф, предложенной в работе В.М. Кузнецова и А.Г. Назарова,43 авторы особо выделяют этап научного осмысления катастроф средней продолжительностью около 150 лет – от первой трети XIX века до второй половины XX века, когда были заложены научные основы теории катастроф44. Начало этого этапа связывается с личностью Ж. Кювье (1769–1832) – великого французского естествоиспытателя.45 Первым из российских ученых, глубоко осознавших значение теории катастроф Кювье и его трудов для будущего развития науки, был русский геолог академик А.П. Павлов. Выдающуюся роль Ж. Кювье как творца теории катастроф отмечал в своих трудах В.И. Вернадский.
Сущность катастрофы. История Чернобыля, Кыштыма, Три-Мэйл Айленда, Фукусимы и многих других радиационных аварий свидетельствует о том, что мир вступил в эпоху катастроф. Это суровая реальность, и она требует фундаментального научного исследования для разработки практических мер безопасности. Именно поэтому так важно обращение к трудам Кювье по теории катастроф, в которых ученый впервые раскрыл глубинную сущность катастрофы – потерю организации: потерю целостную, системную, необратимую, полную потерю структурно-функциональной организованности. Из идей Ж. Кювье вытекает главный отличительный критерий катастрофы, определяющий ее сущность: катастрофа всегда необратима, она отрицает старый тип организации – соотношения целого и его частей, и способ (технологию) функционирования целостности.
Указанные свойства катастрофы позволяют определить ее отличия от аварии и других техногенных «инцидентов». Авария всегда локальна, как бы Кузнецов В.М., Назаров А.Г. Радиационное наследие холодной войны. Опыт историко-научного исследования. – М.: Ключ-С, 2006. – 720 с.
Назаров А.Г. Радиационные катастрофы: понятие, происхождение, последствия // Институт истории естествознания и техники им. С.И. Вавилова РАН. Годичная научная конференция. 1996. – М., 1996. – С.
261-265.
Кювье Ж. Рассуждение о переворотах на поверхности земного шара / Пер. с франц. Д.Е. Жуковского.
Редакция и вступительная статья акад. А.А. Борисяка. – М.– Л.: Биомедгиз, 1937.
ни были тяжелы ее последствия. После устранения повреждений авария допускает возврат к прежнему способу организации, и поэтому она обратима.
Запроектная авария в атомной энергетике, связанная с взрывом ядерного реактора и выбросом больших масс радионуклидов в окружающую среду, если ее не локализовать, мгновенно перерастает в необратимую радиационную катастрофу, охватывая большие пространства биосферы и огромное количество людей. Именно по такому сценарию развивалась Чернобыльская катастрофа.
Взаимосвязь природных и радиационных катастроф.
Биосферосовместимость техногенных объектов. К техногенным объектам и атомному комплексу в целом теория катастроф Кювье полностью приложима. Ни одна из известных радиационных катастроф не была случайной: ей предшествовали определенные «изменения», нарушения в работе ядерных объектов. Не будучи выявленными на стадии разработки проекта, накапливаясь, они со временем приводили к необратимым катастрофическим последствиям.
Становление ядерно-энергетического комплекса – исключительно сложная задача со многими неизвестными. Историко-научный анализ показывает, что причин ошибок, закладываемых в проекты строительства объектов ядерной энергетики, несколько. С точки зрения представлений Кювье и его последователей, одна из главных коллизий между проектируемой техникой и ее эксплуатацией в окружающей среде – незнание специалистами-техниками и технологами структуры и особенностей функционирования биосферы, оторванности технической мысли от фундаментальных достижений естествознания, от учения о биосфере, законов ее строения и функционирования.
Любой техногенный объект для биосферы является чужеродным. Он не встроен в нее, в складывающееся несколько миллиардов лет динамическое равновесие. Биосферосовместимость подавляющего большинства создаваемых человеком объектов еще крайне низка. Все системы биосферы:
микроорганизмы, мезо- и макрофауна почв, сами почвы, низшая и высшая растительность и др. – пытаются «переварить» проникающие в нее чуждые ей объекты. Нередко «ответ биосферы» оборачивается большой или малой техногенной катастрофой и приводит к многочисленным человеческим жертвам. И от того, насколько техногенные, радиационно опасные объекты совместимы с биосферой зависит устойчивость биосферы и безопасность населяющих ее живых организмов, человека.
История радиационных катастроф. История вступления человечества в атомную эру с экологической точки зрения может быть представлена историей радиационных катастроф. Многие из них протекают на огромных скоростях, исключающих возможность управления процессом локализации первых стадий. Экологические последствия свершившихся катастроф не могут быть полностью ликвидированы. Они проявляются спустя десятки, сотни и тысячи лет (распад радионуклидов плутония, америция, кюрия и др.). Радиационное воздействие на человека и организмы биосферы может проявляться на протяжении нескольких поколений.
«Биосферные» проблемы ядерного комплекса входят в круг составляющих общей проблемы безопасности, определяющей возможности возникновения и развития радиационных катастроф и ликвидации их последствий. Понятие «радиационная безопасность» не имеет однозначного научного определения, и хотя практическая важность его для общества вполне очевидна, оно не стало еще объектом рассмотрения фундаментальной науки. Причин такому положению в России несколько, и главная из них – административно-командная система управления ядерной энергетикой и обусловленная ею ведомственная закрытость проблем радиационной безопасности в течение шести десятилетий, которая частично сохраняется по сей день. Особая секретность работ в период гонки ядерных вооружений и создания ядерного щита (1945–1985 годы), связанных с производством и испытанием ядерного оружия, развитием подводного атомного флота, «мирной» атомной энергетикой и другими ядерными объектами, породила искажение системы приоритетов. В ней радиационная безопасность – при всей ее научной непроработанности и неясности многих практических вопросов – не являлась приоритетной. Глава 6 СИСТЕМА ОБЕСПЕЧЕНИЯ РАДИАЦИОННОЙ БЕЗОПАСНОСТИ Создание атомной промышленности обусловило формирование радиационной безопасности как научно-практической дисциплины, хотя отдельные ее аспекты начали разрабатываться вскоре после открытия рентгеновского излучения и явления радиоактивности. В соответствии с законом Российской Федерации «О радиационной безопасности населения» радиационная безопасность – это состояние защищенности настоящего и будущего поколений людей от вредного для их здоровья воздействия ионизирующих излучений. Обеспечение радиационной безопасности базируется на трех основных принципах ALARA, приведенных выше.
Радиационная безопасность призвана решать две функциональные задачи:
1) снижение уровня облучения персонала и населения до регламентного на основе комплекса проектных, технических, медико-санитарных и гигиенических мероприятий;
2) создание эффективной системы радиационного контроля, позволяющей оперативно регистрировать изменение радиационной обстановки, судить об уровнях облучения персонала и населения, радиоактивного загрязнения различных объектов и окружающей среды и принимать меры по нормализации радиационной обстановки.
Состояние российской законодательной базы в области обеспечения радиационной безопасности. В системе обеспечения Назаров А.Г. (соавт.), Нестеренко Е.Б., Бурлакова Е.Б. и др. Чернобыльская катастрофа: причины и последствия. В 4-х книгах. – Мн.: Тест, 1992-1994. (1995 – отдельн. изд.) 875 с.
радиационной безопасности особого внимания заслуживают нормативные или правовые меры, поскольку они носят не только регулирующий, но и превентивный характер. В работе дан ретроспективный анализ формирования законодательной базы национальной системы радиационной безопасности, сравнительный анализ норм отечественного права в различные периоды времени. В целом, правовые меры обеспечения ядерной и радиационной безопасности в России включают:
установление государством и специально уполномоченными органами соответствующих норм и правил, т.е. принятие нормативных актов различной юридической силы;
осуществление постоянного государственного контроля (надзора) за соблюдением должностными лицами и гражданами, а также юридическими лицами и индивидуальными предпринимателями этих норм и правил;
применение государством соответствующих санкций как к физическим, так и к юридическим лицам, нарушающим соответствующее законодательство.
До конца 80-х годов среди развитых стран мира только в нашей стране не было законодательных актов, устанавливающих права и ответственность физических и юридических лиц при использовании атомной энергии.
Создавались нормативные документы, регулирующие деятельность людей в сфере воздействия радиации, в виде норм радиационной безопасности или санитарных правил. Однако в указанных документах регламентировались лишь технические, санитарно-гигиенические и экологические аспекты безопасности, не обеспечивающие в полной мере правовую защиту людей.
Формирование атомного законодательства в нашей стране началось только после катастрофы на Чернобыльской АЭС на базе «Концепции правового обеспечения использования атомной энергии». В настоящее время в России одновременно действуют более 10 основных законов и имеются два проекта законов, отражающие вопросы обеспечения радиационной безопасности населения.
Законы: «Об использовании атомной энергии», «О радиационной безопасности населения», «О финансировании особо радиационно опасных и ядерно опасных производств и объектов», «Об административной ответственности организаций за нарушение законодательства в области использования атомной энергии», «О санитарно-эпидемиологическом благополучии населения», «Об охране окружающей среды», «О защите населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера», «О социальной защите граждан, подвергшихся воздействию радиации вследствие катастрофы на Чернобыльской АЭС», «О техническом регулировании», «Об обращении с радиоактивными отходами и о внесении измененитй в отдельные законодательные акты Российской Федерации».
Следует отметить, что в законе «О радиационной безопасности населения» впервые установлены права, обязанности и ответственность (административная, гражданско-правовая и уголовная) организаций, должностных лиц и граждан за невыполнение требований по обеспечению радиационной безопасности. В законе также определены права граждан и общественных объединений на получение объективной информации о радиационной обстановке и принимаемых мерах по обеспечению радиационной безопасности;
введены радиационно-гигиенические паспорта регионов в качестве показателя радиационного благополучия. В основу обеспечения радиационной безопасности положен принцип приоритета здоровья и окружающей среды при практическом использовании ядерных и радиоактивных установок, радиоактивных веществ и иных источников ионизирующих излучений, представляющих собой потенциальные источники радиационной опасности47.
Однако фактически деятельность по обеспечению защиты отдельных лиц, населения и окружающей среды от радиационной опасности регулируется только в части обеспечения безопасности (ядерной, радиационной, технической, пожарной) собственно объектов – потенциальных источников опасности. При этом закон «О радиационной безопасности населения», который определяет стратегические направления обеспечения безопасности, на практике считается вторичным по отношению к закону «Об использовании атомной энергии», хотя суть проблемы определяет его приоритетность.
В целом, несмотря на то, что для одной конкретно взятой отрасли законов вроде бы и не мало, практика показывает, что их явно недостаточно.
В развитие существующих законов или с целью компенсации отсутствия таковых принят целый ряд Указов Президента и Постановлений Правительства Российской Федерации, разработаны и внедряются в жизнь Федеральные целевые программы. Однако в целом законотворчество в области использования атомной энергии недопустимо отстает от насущных потребностей и проблем сегодняшнего дня.
Особенности системы государственного управления радиационной безопасностью в России и основы ее совершенствования. Изменения законодательства в последние годы коснулись вопросов перераспределения полномочий и ответственности в области обеспечения радиационной безопасности с регионального уровня на федеральный48.