Радиационная обстановка в пещерах

В последнее время интерес к радиационной обстановке окружающей среды в целом, и мест постоянного или временного обитания человека в частности, значительно возрос. В некоторой степени это коснулось и пещер. В связи с этим спелеологам и всем любителям пещер будет, по-видимому, небезынтересно узнать о радиационной обстановке в башкирских пещерах.

В 70-х годах во многих карстовых полостях США был выявлен повышенный уровень альфа-радиации, что побудило Службу Национальных парков осуществить долговременную специальную программу по изучению и мониторингу пещерной радиации. В результате были выявлены ее главные особенности пространственного и временного распределения. В частности, было установлено, что основной закономерностью пространственного распределения альфа-радиации является то, что ее уровень, при прочих равных условиях, контролируется в главным образом особенностями воздушной циркуляции в карстовой системе. То есть альфа-радиация связана с комплексом факторов, определяющих микроклимат пещеры. Наиболее общей тенденцией временной изменчивости уровня альфа-радиации в пещерах является ее повышение в летний период и уменьшение - в зимний, что обусловлено сезонным характером циркуляции пещерного воздуха.

В 1990 г. Британской спелеоэкспедицией в Западной Украине, на массивах Арабика (Грузия) и Крыктау (Узбекистан), а в 1991-1992 гг. Киевским карстолого-спелеологическим центром в Крыму, Западной Украине, на Северном Кавказе (Россия) и на хребте Кугитанг (Турменистан) были проведены исследования по содержанию в воздушной среде ряда пещер радона и его дочерних продуктов. При этом в Мраморной пещере (массив Чатырдаг, Крым) была реализована годичная программа режимных наблюдений. Полученные данные по радону позволили выявить основные закономерности пространственной и сезонной изменчивости его концентрации, которые оказались весьма сходными с результатами американских исследователей. Кроме того, в ряде обследованных пещер была зафиксирована повышенная концентрация радона, превышающая предельно допустимые нормы. Так, по британским стандартам предельная допустимая годовая доза в Глинянном зале и на нижнем ярусе в Мраморной пещеры (Крым), в пещере Оптимистической (Западная Украина), во всех обследованных пещерах Кугитангтау (Туркменистан) может быть достигнута или даже превышена за 5-ти дневную смену.

Таким образом часть обследованных на радон пещер в радиационном отношении оказалась далеко небезопасной. Причем, в плане риска для здоровья человека главную опасность представляет не столько сам радон, сколько его дочерние продукты, вдыхаемые человеком и оседающие в легких. Известно, что повышенная концентрация дочерних продуктов радона повышает риск заболевания раком легких, а также раком крови.

Современная радиационная изученность пещер Южного Урала и Предуралья, на наш взгляд, очень слабая. Исследования, подобные выше охарактеризованным, в них практически не проводились, а радиационная безопасность пещер Башкирии может быть оценена сегодня главным образом только по данным гамма-фона.

В 1970-1980 гг. спелеогруппа ОАО "Башкиргеология" проводила широкомасштабные работы по поиску и обследованию пещер пригодных для использования в народном хозяйстве. К сожалению, лишь только с 1977 г. при исследовании пещер в них стали проводиться радиологические измерения (Алексеев, 1977; Алексеев, Малов, Фенин, 1978; Алексеев, Смирнов 1979; Смирнов, Аввакумов, 1980). Замеры радиактивности осуществлялись радиометром СРП-68-01 по периметру поперечных сечений полостей в 3-5 точках на пикетах, которые использовались при съемке пещер. Всего разовые измерения гамма-фона были произведены в около 140 пещерах.

Обобщение имеющегося материала по радиационной обстановке в пещерах Южного Урала и Предуралья свидетельствует, что в большинстве пещер значения гамма-фона, зафиксированные радиометром колеблются от 3 до 10 микрорентген в час. Обычно они составляют - 5-6 мкр/час и являются фоновыми для мест расположения самих пещер. Между тем в 18-ти пещерах, причем независимо от их принадлежности к какому-либо стратиграфическому подразделению, карстово-спелеологической провинции или области, отмечена повышенная степень радиоактивности. А именно: в 10-ти пещерах гамма-фон достигал 15, в 4-х - 20, в 2-х - 25, в одной - 30 и в пещере Ледяная-Липовая - 32 мкр/час. Причем, в последней показания радиометра нигде не опускались ниже 28 мкр/час. В.А. Алексеев и др. (1977-1980 гг.) радиоактивные "аномалии" связывали со скоплением в пещерах органических остатков и наличием в них относительно мощных толщ глинистых отложений. В свете полученных американскими и украинскими исследователями данных, к этому, можно добавить, что все башкирские пещеры, в которых отмечены "аномалии" гамма-фона, являются наиболее статичными в микроклиматическом отношении в сравнении пещерами, в которых значение гамма-фона не превышает нормы. При этом в рядом располагающихся пещерах более высокий гамма-фон всегда, при прочих равных условиях, фиксируется в более статичных пещерах.

Небезынтересно отметить, что в пещерах Кугитангтау А.Б. Климчуком и В.М. Наседкиным (1992) установлена отчетливая корреляционная связь между содержанием в воздухе радона и гамма-фоном (коэффициент корреляции 0,85). При этом, например, в пещере Геофизической концентрация радона составила 145000-69110 беккерелей (Бк) на 1 м 3, а уровни гамма-фона соответственно колебались в пределах от 17 до 149 мкр/час.

На радон в Башкирии опробована в настоящее время только одна пещера - Шульган-Таш. По данным Ю.С. Ляхницкого (1994) содержание радона в этой пещере весной-летом 1993 г. колебалось от 16-40 до 1630-2670 Бк/ м3. Причем закономерности пространственного его распределения в пещере Шульган-Таш оказались весьма сходными с таковыми в американских, украинских и среднеазиатских пещерах. То есть повышенное содержание радона наблюдалось в наиболее статичных в микроклиматическом отношении частях пещеры (Радужный зал - 1460; Сталактитовый зал - 1770; зал Озер - 2670 Бк/ м3 и т.д.) и наоборот, минимальные значения замеров были характерны в хорошо "проветриваемых" (на момент производства измерений) ходах и залах.

Приведенные данные дают основание предполагать, что не все пещеры Южного Урала и Предуралья могут быть безопасны в радиационном отношении, тем более, если учесть, что процент обследованных башкирских пещер в этой части невелик, а сведения по гамма-фону имеются пока только для наиболее доступных пещерных ходов.

Между тем не стоит слишком драматизировать ситуацию. В настоящее время нет достаточных оснований для того, чтобы говорить о высокой радиационной опасности пещер Южного Урала и Предуралья. Сегодня можно только предполагать о том, что в ряде пещер рассматриваемого региона может быть повышенное содержание радона и его дочерних продуктов. Это непременно должно учитываться спелеологами и в первую очередь теми, кто идет в пещеры на длительно время (более одних суток).

В заключение необходимо подчеркнуть, что одной из приоритетных задач дальнейшего изучения пещер Башкирии должна, по-видимому, являться оценка их радиационной безопасности и прежде всего тех, которые наиболее часто посещаются. Такая оценка позволит определить предельно допустимое пребывание человека в пещерах (или их частях), в которых наблюдается повышенная радиация.