Научная статья на тему 'Радиоэкологическое обоснование принципа нормирования содержания цезия-137 в почвах сельскохозяйственных угодий'

Радиоэкологическое обоснование принципа нормирования содержания цезия-137 в почвах сельскохозяйственных угодий Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
722
500
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
Ключевые слова
ЧЕРНОБЫЛЬСКАЯ АВАРИЯ / СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО / ПОЧВЫ / РАДИОАКТИВНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ / МИГРАЦИЯ / ПАРАМЕТРЫ / РАДИОЭКОЛОГИЧЕСКОЕ НОРМИРОВАНИЕ / 137CS / THE CHERNOBYL ACCIDENT / AGRICULTURE / SOILS / RADIOACTIVITY / CONTAMINATION / CESIUM-137 / MIGRATION / PARAMETERS / RADIOLOGICAL NORMALIZATION

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Кимаковская Н. А., Перепелятников Г. П.

Введение: Многолетний опыт ликвидации наиболее масштабных радиационных аварий, которые произошли на Земле, показывает, что первоочередным условием проведения ликвидационных работ для обеспечения радиационной безопасности населения является острая необходимость точного и оперативного прогнозирования уровней радиоактивного загрязнения пищевых продуктов, которые в основном формируют дозу облучения населения. Такое прогнозирование возможно лишь после определения допустимого загрязнения радионуклидами почв, которые бы обеспечивали непревышение гигиенических нормативов их содержания в сельскохозяйственной продукции и продуктах ее переработки. Цель: Целью статьи было провести радиоэкологическое обоснование принципа нормирования 137 Cs в почвах Украины, которые подверглись радиоактивному загрязнению после аварии на Чернобыльской АЭС. Методы: Исследование проводили на основных типах почв загрязненных областей Украины (дерново-подзолистых, торфяноглеевых, черноземных). Использовали методы классических агрохимических и радиоэкологических полевых исследований. Использованы также аналитические методы исследований радиоэкологической ситуации в сельскохозяйственном производстве на радиоактивно-загрязненных угодьях, гамм-спектрометрические методы анализа отобранных образцов и методы математической статистики с использованием пакета прикладных программ Microsoft Excel. Результаты: Проведен анализ факторов, влияющих на применение принципов нормирования содержания 137 Cs в почвах сельскохозяйственных угодий Украины. Показано, что разработка норматива допустимого содержания 137 Cs в почвах сельскохозяйственных угодий на продолжительную перспективу, возможна лишь после относительной стабилизации параметров миграции этого радионуклида в системе почва-растение, а это возможно через 15-20 лет после аварии. Исследованием установлено, что расхождение в значениях коэффициентов пропорциональности (КП) 137 Cs, в зависимости от типа почв, составляли до 40 раз, а от местоположения исследовательских участков не превышали двух раз. Накопление 137 Cs в урожае сельскохозяйственных культур, выращенных на торфяно-глеевых почвах было в 3,5-40 раз выше (по значениям КП), чем у культур, выращенных на черноземе оподзоленном, и в 1,4-13 раз выше, чем у культур, выращенных на дерновоподзолистых почвах. Выводы: Основным принципом разработки норматива допустимого содержания 137 Cs в почвах в отдаленный период после Чернобыльской аварии является использование количественных параметров перехода этого радионуклида из почв разных типов в урожай основных сельскохозяйственных культур (КП), а также общепринятых методов прогнозирования поступления радионуклида из почвы в растительное и животное сельскохозяйственное сырье, в котором содержание 137 Cs не должно превысить государственные гигиеничные нормативы (ДР-2006) его содержания в продуктах питания, произведенных из этого сырья.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Похожие темы научных работ по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству , автор научной работы — Кимаковская Н. А., Перепелятников Г. П.

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

The Method of Normalization of Cesium-137 Content in Farmland Soils on the Basis of Radioecological Studies

Introduction: Years of experience in the liquidation of consequences of the large-scale nuclear accidents that have occurred on the Earth let us know that the primary condition for carrying out operations aimed at fighting consequences of such situations and ensuring radiation safety of the population is accurate and quick prediction of the levels of the radioactive contamination of foodstuffs, which constitute the main radiation dose to the population. Such prediction is possible only after determining permitted levels of soil contamination which would guarantee that the hygienic standards of agricultural products and processed products are preserved. Purpose: The purpose of the article was to provide a radioecologically proven method for normalization of cesium-137 content in the soils of Ukraine contaminated in the Chernobyl nuclear power plant accident. Methods: The study was conducted on the main types of soils from contaminated areas of Ukraine (sodic-podzolic, peat-gley, black soil). The authors applied classical agrochemical and radioecological methods used in the field studies. The authors used analytical research methods of radioecological situation in agricultural production on radioactively contaminated regions, gamma-spectrometric methods for the analysis of selected samples and the methods of mathematical statistics using the application package Microsoft Excel. Results: The analysis of factors that affect the application of the method for determining numerical indicators of cesium-137 content in the soils of farmland Ukraine showed that the norm of acceptable content of cesium-137 in soils of agricultural land for the long term, is possible only after the relative stability of the parameters of the migration of radionuclides from soil to plants. Such stabilisation is possible in 15-20 years after the accident. There was a 40 fold difference between the values of the cesium-137 coefficients of proportionality depending on the type of soil. Location of the test sites did not effect in the raise of the coefficient more than by 200%. The accumulation of cesium-137 in the yield of crops grown on peat-gley soils was 3,5-40 times higher (the values of TF-coefficient of proportionality) than in cultures grown on ashed, and 1,4-13 times higher than in cultures grown on sodіс podzolic soils. Conclusions: The basic method of determining permissible ratio of cesium-137 content in soil in the remote period after the Chernobyl accident is the quantitative parameters of the transfer of radionuclides from soil to different types of major crops (TF), and the conventional methods of the forecasting of radionuclides from soil to plant and animal agricultural input in which the content of cesium-137 will not exceed state sanitary standards (permissible level-2006, PL-2006) for foods produced from this raw.

Текст научной работы на тему «Радиоэкологическое обоснование принципа нормирования содержания цезия-137 в почвах сельскохозяйственных угодий»

D01:10.12845/bitp.33.1.2014.5

КИМАКОВСКАЯ Н.А. / KIMAKOVSKAIA N.A.1 доктор биол. наук ПЕРЕПЕЛЯТНИКОВ Г.П. / dr hab. PEREPELIATNIKOV G.P.1

Przyj£ty/Принята/Accepted: 01.12.2013;

Zrecenzowany/Рецеroирована/Reviewed: 14.02.2014;

OpuЫikowany/Опубликована/PuЫished: 31.03.2014;

РАДИОЭКОЛОГИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ ПРИНЦИПА НОРМИРОВАНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ЦЕЗИЯ-137 В ПОЧВАХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ УГОДИЙ2 3

The Method of Normalization of Cesium-137 Content in Farmland Soils on the Basis of Radioecological Studies

Metoda okreslenia wartosci normatywnej zawartosci Cezu-137 w gruntach rolnych na podstawie badan radioekologicznych

Аннотация

Введение: Многолетний опыт ликвидации наиболее масштабных радиационных аварий, которые произошли на Земле, показывает, что первоочередным условием проведения ликвидационных работ для обеспечения радиационной безопасности населения является острая необходимость точного и оперативного прогнозирования уровней радиоактивного загрязнения пищевых продуктов, которые в основном формируют дозу облучения населения. Такое прогнозирование возможно лишь после определения допустимого загрязнения радионуклидами почв, которые бы обеспечивали непревышение гигиенических нормативов их содержания в сельскохозяйственной продукции и продуктах ее переработки.

Цель: Целью статьи было провести радиоэкологическое обоснование принципа нормирования 137Cs в почвах Украины, которые подверглись радиоактивному загрязнению после аварии на Чернобыльской АЭС.

Методы: Исследование проводили на основных типах почв загрязненных областей Украины (дерново-подзолистых, торфяно-глеевых, черноземных). Использовали методы классических агрохимических и радиоэкологических полевых исследований. Использованы также аналитические методы исследований радиоэкологической ситуации в сельскохозяйственном производстве на радиоактивно-загрязненных угодьях, гамм-спектрометрические методы анализа отобранных образцов и методы математической статистики с использованием пакета прикладных программ Microsoft Excel.

Результаты: Проведен анализ факторов, влияющих на применение принципов нормирования содержания 137Cs в почвах сельскохозяйственных угодий Украины. Показано, что разработка норматива допустимого содержания 137Cs в почвах сельскохозяйственных угодий на продолжительную перспективу, возможна лишь после относительной стабилизации параметров миграции этого радионуклида в системе почва-растение, а это возможно через 15-20 лет после аварии. Исследованием установлено, что расхождение в значениях коэффициентов пропорциональности (КП) 137Cs, в зависимости от типа почв, составляли до 40 раз, а от местоположения исследовательских участков не превышали двух раз. Накопление 137Cs в урожае сельскохозяйственных культур, выращенных на торфяно-глеевых почвах было в 3,5-40 раз выше (по значениям КП), чем у культур, выращенных на черноземе оподзоленном, и в 1,4-13 раз выше, чем у культур, выращенных на дерновоподзолистых почвах.

Выводы: Основным принципом разработки норматива допустимого содержания 137Cs в почвах в отдаленный период после Чернобыльской аварии является использование количественных параметров перехода этого радионуклида из почв разных типов в урожай основных сельскохозяйственных культур (КП), а также общепринятых методов прогнозирования поступления радионуклида из почвы в растительное и животное сельскохозяйственное сырье, в котором содержание 137Cs не должно превысить государственные гигиеничные нормативы (ДР-2006) его содержания в продуктах питания, произведенных из этого сырья.

1 Украинский научно-исследовательский институт гражданской защиты ул. Рыбальская, 18, м. Киев, Украина, 01011; электронная почта: undicz@mns.gov.ua / Ukrainian Scientific and Research Institute of Civil Protection in Kiev, Ukraine; e-mail: un-dicz@mns.gov.ua

2 Процентное соотношение участия в подготовке статьи: Кимаковская Н.А. - 70%, Перепелятников Г.П. - 30%; Percentage contribution: Kimakovskaia N.A. - 70%, Perepeliatnikov G.P. - 30%

3 Artykul zostal wyrozniony przez Komitet Redakcyjny / The article was recognised by the Editorial Committee / Эту статью наградил Редакционный Совет

D0I:10.12845/bitp.33.1.2014.5

Ключевые слова: Чернобыльская авария, сельское хозяйство, почвы, радиоактивное загрязнение, 137Cs, миграция, параметры, радиоэкологическое нормирование Вид статьи: оригинальная научная статья

Abstract

Introduction: Years of experience in the liquidation of consequences of the large-scale nuclear accidents that have occurred on the Earth let us know that the primary condition for carrying out operations aimed at fighting consequences of such situations and ensuring radiation safety of the population is accurate and quick prediction of the levels of the radioactive contamination of foodstuffs, which constitute the main radiation dose to the population. Such prediction is possible only after determining permitted levels of soil contamination which would guarantee that the hygienic standards of agricultural products and processed products are preserved. Purpose: The purpose of the article was to provide a radioecologically proven method for normalization of cesium-137 content in the soils of Ukraine contaminated in the Chernobyl nuclear power plant accident.

Methods: The study was conducted on the main types of soils from contaminated areas of Ukraine (sodic-podzolic, peat-gley, black soil). The authors applied classical agrochemical and radioecological methods used in the field studies. The authors used analytical research methods of radioecological situation in agricultural production on radioactively contaminated regions, gamma-spectrometric methods for the analysis of selected samples and the methods of mathematical statistics using the application package Microsoft Excel. Results: The analysis of factors that affect the application of the method for determining numerical indicators of cesium-137 content in the soils of farmland Ukraine showed that the norm of acceptable content of cesium-137 in soils of agricultural land for the long term, is possible only after the relative stability of the parameters of the migration of radionuclides from soil to plants. Such stabilisation is possible in 15-20 years after the accident.

There was a 40 fold difference between the values of the cesium-137 coefficients of proportionality depending on the type of soil. Location of the test sites did not effect in the raise of the coefficient more than by 200%. The accumulation of cesium-137 in the yield of crops grown on peat-gley soils was 3,5-40 times higher (the values of TF-coefficient of proportionality) than in cultures grown on ashed, and 1,4-13 times higher than in cultures grown on sodrc - podzolic soils.

Conclusions: The basic method of determining permissible ratio of cesium-137 content in soil in the remote period after the Chernobyl accident is the quantitative parameters of the transfer of radionuclides from soil to different types of major crops (TF), and the conventional methods of the forecasting of radionuclides from soil to plant and animal agricultural input in which the content of cesium-137 will not exceed state sanitary standards (permissible level-2006, PL-2006) for foods produced from this raw.

Keywords: the Chernobyl accident, agriculture, soils, radioactivity, contamination, cesium-137, migration, parameters, radiological normalization

Type of article: original scientific article Abstrakt

Cel: Lata doswiadczen w usuwaniu skutkow awarii j^drowych, ktore mialy miejsce na Ziemi utwierdzaj^. w przekonaniu, iz podstawowym warunkiem likwidacji powstalych szkod , ktore ma na celu zapewnienie spoleczenstwu bezpieczenstwa radiacyjnego, jest dokladne i szybkie przewidywanie poziomu skazenia zywnosci, ktora stanowi glown^. dawk^ napromieniowania ludnosci. Takie prognozy s^. mozliwe do zrealizowania tylko po okresleniu dopuszczalnego skazenia gleby, przy ktorym utrzymane bylyby normy higieniczne produktow rolnych i przetworzonych. Celem artykulu bylo ustalenie metody okreslania norm zawartosci cezu-137 w glebach Ukrainy, skazonych wskutek awarii elektrowni atomowej w Czarnobylu na podstawie badania radioekologicznego. Metody: Badanie zostalo przeprowadzone na glownych rodzajach gleb z zanieczyszczonych obszarow Ukrainy (sodowo-bielicowe, torfowo-glejowe, czarnoziemy). Wykorzystano klasyczne metody stosowane w badaniach agrochemicznych i radioekologicznych. Zastosowano rowniez badanie analityczne sytuacji radioekologicznej w produkcji rolniczej na skazonych radioaktywnie ziemiach, analiz^ spektrometrii gamma wybranych probek oraz metody statystyki matematycznej z wykorzystaniem pakietu Microsoft Excel. Wyniki: Analiza czynnikow wplywaj^cych na badan^. metody standaryzacji zawartosci cezu-137 w glebach gruntow rolnych na Ukrainie pokazala, ze wyznaczanie na dluzsz^. perspektyw^ norm dopuszczalnej zawartosci cezu-137 w glebach uzytku rolnego mozliwe jest jedynie po wzgl^dnej stabilizacji parametrow migracji radionuklidow w systemie gleba-roslina, ktora to dokonuje si^ w 15-20 lat po awarii. Badania wykazaly, ze roznica w wartosciach wspolczynnikow proporcjonalnosci cezu-137, w zaleznosci od rodzaju gleby byla 40-krotna. Wahania wspolczynnika zawartosci cezu wynikaj^ce z pierwotnej lokalizacji badanych probek nie przewyzszaly 200%. Nagromadzenie cezu-137 w uprawach gleb torfowo-glejowych bylo o 3,5-40 razy wyzsze (wg wartosc KP - wspolczynnika proporcjonalnosci) niz w uprawach na czarnoziemach i 1,4-13 razy wyzsze niz w uprawach, ktore wyrosly na glebach sodowo--bielicowych.

Wnioski: Podstawow^. metody ustalenia dopuszczalnej normy zawartosci cezu-137 w glebie (w dlugim odst^pie czasu od awarii w Czarnobylu), przy ktorej jego zawartosc nie b^dzie przekraczac ustawowych norm sanitarnych (dopuszczalny poziom - 2006, PL-2006) dla przetwarzanych produktow zywnosciowych, jest wykorzystanie parametrow ilosciowych transferu radionuklidow z gleby do zbiorow roznego rodzaju upraw (wspolczynnik proporcjonalnosci) i tradycyjnych metod prognozowania transferu radionuklidow z gleby do roslin i zwierz^t.

SJowa kluczowe: awaria elektrowni atomowej w Czarnobylu, rolnictwo, gleby, skazenie radioaktywne, migracja, Cez-137, parametry Typ artykuJu: oryginalny artykul naukowy

ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗВИТИЕ

1. Введение

Масштабное внедрение человечеством ядерной энергетики положило начало радиационным авариям, во время которых происходит радиоактивное загрязнение окружающей среды и, как следствие этого, дополнительное облучение людей. Из большого количества разнообразных радиационных аварий, которые произошли на Земле, наиболее масштабными были аварии на Южном Урале на ВО «Маяк» (г. Киштим, Россия), на Чернобыльской АЭС (Украина) и на Фуку-симе-1 (Япония) [1-4]. Одной из важнейших составляющих образования дозы облучения сельского населения, которое жило на загрязненных после этих аварий территориях, была внутренняя доза, сформированная за счет потребления местных продуктов питания [5].

Многолетний опыт ликвидации таких аварий показывает, что первоочередным условием проведения ликвидационных работ для обеспечения радиационной безопасности населения является острая необходимость точного и оперативного прогнозирования уровней загрязнения пищевых продуктов, которые, в основном, формируют дозу облучения населения [4,5]. Однако, при превышении порога консервативности таких прогнозов существенно возрастают материальные и финансовые затраты, направляемые на уменьшение дозы облучения населения, а при занижении - снижается эффективность защитных мероприятий и увеличивается доза его облучения. Иначе говоря, в соответствии с Публикациями МКРЗ (ГСЯР) № 37 и 63 каждое вмешательство при применении мероприятий радиационной защиты не должно изменять основные принципы: оправданности и оптимизации [6,7].

Сельское хозяйство Украины является сферой, которая наиболее пострадала от Чернобыльской катастрофы [2,5]. Через пять - десять лет после аварии основной вклад в радиоактивное загрязнение сельскохозяйственной продукции и, соответственно, в дозу формирования населения, определял 13^ [2]. Несмотря на значительный объем радиоэкологических исследований, проведенных в аграрных биогеоценозах на протяжении послеаварийного периода, остается ряд вопросов, решение которых является необходимым для планирования работ по реабилитации загрязненных территорий и ведения сельского хозяйства в отдаленный период после Чернобыльской аварии [8].

В первую очередь, для принятия оптимальных решений по управлению сельскохозяйственным производством на загрязненных территориях в отдаленный послеаварийный период, необходимо иметь следующую научную информацию. Уточненные количественные параметры миграции 137Cs из основных типов загрязненных почв Украины в урожай наиболее распространенных сельскохозяйственных культур. Прогноз радиоактивного загрязнения этим радионуклидом получаемой сельскохозяйственной продукции. Разработанные нормативы допустимого загрязнения этим радионуклидом основных типов почв Украины, которые бы обеспечивали как непревыше-ние гигиеничных нормативов его содержания в сель-

D01:10.12845/bitp.33.1.2014.5

скохозяйственной продукции и продуктах ее переработки, так и минимизацию дозы облучения сельского населения.

2. Методика исследования

На протяжении 2008-2010 годов нами в производственных условиях были проведены мониторинговые исследования на сельскохозяйственных угодьях наиболее радиоактивно загрязненных областей Украины. Исследования проводили на основных типах почв (дерново-подзолистых, торфяно-глеевых, черноземных) на естественных лугах и в условиях полевых севооборотов на посевах основных сельскохозяйственных культур. Изучали миграцию 137Cs в системе почва-растение методами классических агрохимических и радиоэкологических исследований. Для этого в период уборки урожая отбирали сопряженные образцы почвы и растений, в которых методом гамма-спектрометрии определяли удельную активность 137Cs. Статистический анализ результатов исследований проводили методами математической статистики с использованием пакета прикладных программ Microsoft Excel [9] и расчетными математическими методами. Параметры миграции 137Cs из почвы в растения рассчитывали по величине коэффициента пропорциональности (КП) - соотношение удельной активности 137Cs в воздушно-сухой массе урожая растений (Бк/кг) к плотности загрязнения почвы (кБк/м2).

3. Результаты и их обсуждение

Научный опыт накопленный в радиоэкологии позволяет сделать такой вывод: основным фактором, который лимитирует допустимое радиоактивное загрязнение почвы, в достаточно широком диапазоне значений, является количественный переход радионуклидов из почвы в урожай растений [10-12]. При этом именно свойства почвы, в основном, влияют на трансформирование в нем форм содержания радионуклидов [13], что и определяет величину загрязнения урожая. В этой связи, величина загрязнения радионуклидами урожая сельскохозяйственных культур, выращиваемых на загрязненных почвах, будет основным критерием определения их допустимого содержания в почве.

После Чернобыльской катастрофы долгосрочная динамика миграции 137Cs из почвы в растения характеризуется двумя периодами: в вервые 5 лет после загрязнения почв сельскохозяйственных угодий происходило быстрое снижение значений величины КП (до 10 раз, в зависимости от типа почвы), последующий период характеризовался медленным снижением КП (до 2-х раз за следующие 5-15 лет, в зависимости от типа почвы) [14,15]. Только после относительной стабилизации параметров биологической миграции 137Cs, а это через 15-20 лет, возможно корректное прогнозирование загрязнения им урожая сельскохозяйственных культур на долгосрочную перспективу. Поэтому в отдаленный период, период стабилизации доступных форм 137Cs в почве, можно, за счет введения допустимых концентраций этого

радионуклида в разных типах почв, гарантировано получать на них сельскохозяйственную продукцию, в которой не будут превышены допустимые уровни содержания 137Cs, установленные действующими в Украине гигиеничными нормативами (ДР-2006) [16].

Таким образом, в отдаленный после Чернобыльской аварии период, корректное прогнозирование на долгосрочную перспективу уровней загрязнения сельскохозяйственной продукции 137Cs возможно лишь при условиях экспериментального получения количественных параметров перехода этого радионуклиду из почв разных типов в урожай основных культур.

Именно в применении таких параметров, а также общепринятых методов прогноза поступления радионуклида из почвы в растительное и животное сельскохозяйственное сырье, содержание 137Cs в котором обеспечит непревышение государственных гигиенических нормативов его содержания в продуктах питания, произведенных из этого сырья, и будет заключаться основной принцип разработки норматива допустимого содержания этого радионуклида в почвах.

В наших исследованиях в производственных условиях получены средне-многолетние значения КП 137Cs для урожая наиболее распространенных видов сельскохозяйственных культур выращенных на основных типах почв загрязненных регионов Украины в отдаленный послеаварийный период. Исследования показали, что поступление 137Cs в урожай сельскохозяйственных культур наибольшей мерой зависит от типов почв и меньшей мерой - от территориального распределения. Расхождения в значениях КП 137Cs, в за-

001:10.12845Мр.33.1.2014.5

висимости от типов почв, варьировали до 40 раз, а от местоположения исследовательских участков не превышали двух раз.

Установлено, что накопление 137Cs в урожае сельскохозяйственных культур, выращенных на торфя-но-глеевых почвах, было в 3,5-40 раз выше (по значениям КП), чем у культур, выращенных на черноземе оподзоленном, и в 1,4-13 раз выше, чем у культур, выращенных на дерново-подзолистых почвах (табл. 1).

В зоне радиоактивного загрязнения Украины, где широко развито животноводство, естественные луга играют огромную роль в обеспечении крупного рогатого скота грубыми кормами. И именно естественные луга являются критическими угодьями при производстве на них кормов. Поэтому для этих угодий очень важным является использование научно-обоснованных методов выращивания кормов. В первую очередь это касается прогнозирования радиоактивного загрязнения производимых кормов, скармливание которых позволит получать молоко и мясо соответствующее действующим в государстве гигиеническим нормативам допустимого содержания в этих продуктах 137Cs.

Основными факторами, по которым различают типы лугов, являются водный режим луга и тип почвы, совместное влияние которых и обуславливает растительный покров лугов и различия в накоплении 137Cs в травостое. В отдаленный послеава-рийный период, как и в первые годы после аварии, критическими лугами были переувлажненные луга, расположенные на органогенных почвах.

Таблица 1.

Средние значения величин *КП 137Cs для урожая наиболее распространенных видов сельскохозяйственных культур, выращенных в производственных условиях на основных типах почв загрязненных областей Украины

(2008-2010 рр., n=72)

Table 1.

Average values of *137Cs Proportionality Constant for the most common types of crops grown in basic types of soils in contaminated regions of Ukraine (2008-2010 рр., n=72)

Культура, часть или орган / Crops, part of a plant or its organ Средние значения КП 137Cs для разных типов почв Average values of 137Cs proportionality constant for different soil types

Дерново-подзолистая sod-podzolic Чернозем оподзоленный Podzolic chernozem Торфяно-глеевая осушенная Drained peat-gley

Песчаная Sandy Супесчаная Sandy loam

Травостой злаковых трав сеяного пастбища, сено / Sown pasture grass, hay - 0,24±0,053 0,12±0,026 2,84±0,42

Люпин, зеленая масса / Lupine, green part 0,15±0,034 0,097±0,021 0,059±0,014 0,18±0,056

Свекла кормовая, корнеплоды / Fodder beet, root crop 0,12±0,025 0,08±0,018 0,070±0,015 0,29±0,094

Картофель, клубни / Potato, tubers 0,053±0,018 0,036±0,008 0,015±0,0032 0,283±0,084

Клевер, зеленая масса / Clover, green part 0,081±0,017 0,045±0,01 0,029±0,0067 -

Овес, зерно / Oats, grain 0,081±0,017 0,046±0,01 0,027±0,0057 -

Рожь, зерно / Rye, grain 0,062±0,013 0,036±0,008 0,030±0,006 -

Кукуруза, зеленая масса / Corn, green part 0,033±0,078 0,045±0,011 0,016±0,0036 -

Капуста, кочаны / Cole, head 0,106±0,023 0,076±0,017 0,015±0,035

*(Бк/кг)/(кБк/м2) *(Bq/kg )/kBq/m2)

ИССЛЕДОВАНИЯ И РАЗВИТИЕ

D01:10.12845/bitp.33.1.2014.5

В наших исследованиях установлено, что для естественных лугов разных типов различия в поступлении 137Сs в урожае сена были еще большими, чем в полевом севообороте. Наименьшим накоплением этого радионуклида в травостое лугов отличались суходольные луга с минеральными почвами, а наибольшим - болотистые и пойменные с органогенными почвами, при этом КП варьировали от 0,12 до 90,9 (табл. 2). Внутри одного типа луга различия в накоплении 137Сs в травостое, которые обуславливались типом почвы, не превышали 8-ми раз.

Таким образом, количественные параметры (КП), которые были получены нами для основных типов почв и видов сельскохозяйственных культур, могут быть использованы для проведения прогнозирования загрязнения сельскохозяйственной продукции. Самое прогнозирование загрязнения продукции является основой в подходах касающихся разработки норматива содержания 13^ в почвах для отдаленного периода

после Чернобыльской аварии. Для этого используют общепринятые закономерности, которые описываются известной формулой:

(1)

Где: КП - коэффициент пропорциональности (Бк/кг)/ (кБк/м2);

Ау- удельная активность 137Cs в урожае растений, Бк/кг; £ - плотность загрязнения почвы 137Cs, кБк/м2.

Из формулы 1 можно определить плотность загрязнения почвы 137Cs, £:

S =^~ г КП

(2)

Подставив в формулу 2 вместо Ау значения государственных гигиеничных нормативов содержания

Таблица 2.

Влияние основных характеристик природных лугов различных типов на величину *КП 137Cs для урожая сена

(средние данные за 2008-2010 гг., с < ± 30%, п=72)

Тип луга Тип почвы Растительный покров КП

Суходол нормальный чернозем оподзоленный разнотравно-злаковый 0,12

Суходол нормальный Луговая разнотравно-злаковый 0,33

Суходол избыточно увлажненный дерново-подзолистая песчаная разнотравно-злаковый 0,66

Пойменный влажный дерновая глееватая разнотравно-злаковый 1,80

Пойменный влажный дерновая оглеенная разнотравно-злаковый 1,79

Суходол избыточно увлажненный дерновая супесчаная злаково-разнотравный 1,83

Суходол избыточно увлажненный дерновая песчаная разнотравно-злаковый 1,80

Пойменный влажный торфяно-глеевая злаково-разнотравный 12,2

Пойменный влажный торфяно-глеевая разнотравно-злаково-осоковый 15,1

Долгопойменный заливной торфяно-глеевая разнотравно-осоковый 29,8

Низинный болотистый торфяно-глеевая осоковый 90,9

*(Ek/kt)/(kBk/m2)

*(Bq/kg )/kBq/m2)

Table 2.

Influence of the main characteristics of different types of natural grassland on the value of *TF 137Cs for hay harvest

(average data for 2008-2010 c < ± 30%, n=72)

iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.

Type meadows Soil type Vegetational cover TF

Normal dry valleys podzolic chernozem forb-grass 0,12

Normal dry valleys meadowy forb-grass 0,33

Dry valleys excessively wet sod-podzolic sandy forb-grass 0,66

Floodplain wet sod gleyey forb-grass 1,80

Floodplain wet sod gley forb-grass 1,79

Dry valleys excessively wet sod sandy loam grass-forb 1,83

Dry valleys excessively wet sod sandy forb-grass 1,80

Floodplain wet drained peat-gley grass-forb 12,2

Floodplain wet drained peat-gley forb-grass-sedge 15,1

Long-floodplain aspic drained peat-gley herb-sedge 29,8

Lowland wetlands drained peat-gley sedge 90,9

*(Бк/кг)/(кБк/м2) *(Bq/kg )/kBq/m2)

137Cs в продуктах питания (ДР-2006 для зерна, овощей и картофеля), а вместо КП, полученные в наших исследованиях величины для различных типов почв, можно определить допустимую плотность загрязнения избранной почвы этим радионуклидом.

4. Выводы

1. Сельское хозяйство Украины является наиболее пострадавшей сферой от Чернобыльской катастрофы. Через пять - десять лет после аварии основной вклад в радиоактивное загрязнение сельскохозяйственной продукции и, соответственно, в дозу формирования населения, определял 137Cs.

2. Основным фактором, который лимитирует допустимое загрязнение почв 137Cs в достаточно широком диапазоне значений, является переход радионуклида из почвы в урожай растений. Поэтому степень загрязнения 137Cs урожая сельскохозяйственных культур, выращиваемых на загрязненных почвах, будет основным критерием определения допустимого содержания радионуклидов в почве.

3. Основным принципом разработки норматива допустимого содержания 137Cs в почвах, для отдаленного периода после Чернобыльской аварии, является использование количественных параметров перехода (КП) этого радионуклида из почв различных типов в урожай основных культур, а также общепринятых методов прогнозирования поступления радионуклида из почвы в растительное и животное сельскохозяйственное сырье, переработка которого позволит получать продукты питания, содержание 137Cs в которых не превысит допустимые значения государственных гигиенических нормативов (ДР-2006).

Литература

1. Aleksakhin R.M. Buldakov L.A., Gubanov VA. i dr. Pod obshchei [red.] L.A. Ilina i V.A. Gubanova, Radiatcionnye avarii, M. IzdAT, 2001М 752 s.

2. 20 let Chernobylskoi katastrofy. Vigliad v budushche. Nat-cionalnyi doklad Ukrainy - K. Atika, 2006 - 224 s.

3. http://ru.wikipedia.org/wiki/Авария_на_АЭС_Фукуси-ма-1.

4. Aleksakhin R.M., Prister B.S., Radioekologia kak otrasl ie-stestvovaniia razmyshleniia ob. Interesnom proshlom, slo-zhnom i vazhnom nasytoiashchem i neopredelennom bu-dushchem. Radiatcionnaia biologiia. Redioekologiia 2008.-t. 48.- № 6. - s. 645-653.

5. Prister B.S. Chernobylskaia katastrofa effektivnost mer za-shchity naseleniia, opyt mezhdunarodnogo sotrudnichestva [ B.S. Prister, R.M. Aleksakhin, V.G. Bebeshko i dr.], pod

DOI:10.12845/bitp.33.1.2014.5

red. B.S. Pristera - K. Energetika i elektrigikaciia, 2007.100 s.

6. Optimizatsiia radiatsionnoi zashchity na osnove analiza so-otnosheniia zatraty vygoda / Publikatsiia 37 MKR3. - M. Energoatomizdat, 1985. - 47 s.

7. Principles for intervention for Protection of the Public in a Radiological Emergency/ ICRP Publication 63/- New York: Pergamon Press.- 1991.- 62 p.

8. Prister B.S., Aleksakhin R.M., Radioekologiia i ee rol v re-shenii problem radiatsionnoi bezopasnosti. Radioekologiia itogi, sovremennoe sostoianie i perspektivy: Mezhdunar. Konf. - Moskva, 3-5 iiunia 2008 goda: sb. Materialov, pod red. R.M. Aleksakhina - Obninsk: Fabrika ofsetnoj pecha-ti, 2008 s 13-22.

9. Afifi A. Statisticheskii analiz. Podkhod s ispolzovaniem EVM, Afifi A. - M.: Mir, 1992 - 488 s.

10. Klechkovskii VM. O provedenii radioaktivnykh produktov deleniia v pochvakh, ikh postuplenii v rasteniia i nakoplenii v urozhae - M.: Izd-vo AN SSSR, 1956. - 313 s.

11. Sovremennye problemy radiobiologii. T. 2. Radioekologiia, pod red. V.M. Klechkovskogo, G.G. Poliakarpova i R.M. Aleksakhina - M. Atomizdat, 1971 -422 s.

12. Annenkov B.N., Iudintseva E.V., Osnovy selskokhozia-istvennoi radiologii. M. Agropromizdat, 1991 - 286 s.

13. Prister B.S., Vinogradskaia V.D., Kineticheskaia modelpo-vedeniia I37Cs i 90Sr v sisteme „pochva-rastenie" dlia pro-gnozirovaniia zagriazneniia radionuklidami selskokhozia-istvennoi produkcii // Dvadtsiat piat rokiv Chornobilskoi ka-tastrofi. Bezpeka maibutnogo mizhnar. Konf. Kiiv, 20-22 kvirnia 2011 r.:zb.vo „KIM”, 2011 - S. 252-256.

14. Fesenko S.V., Sanzharova N.I., Aleksakhin R.M., Spiprido-nov S.I., Izmenenie biologicheskoi dostupnosti I37Cs posle awarii na Chernobylskoi AES. Pochvovedenie.- 1995.- №

4.- S. 508-513.

15. Perepeliatnikov G.P. Radioekologicheskoe obosnovanie rat-sionalnogo vedeniia rastenievodstva pri zagriaznenii ter-ritorii radioaktivnymi vybrosami posle iadernykh i radiat-sionnykh intsidentov. dis: ... dokt. biol. nauk. spec. 03.00.01 Radioekologiia / Perepeliatnikov Georgii Petrovich.- K., 2013.- 417 s.

16. Dopustimi rivni vmistu radionuklidiv 137Cs ta 90Sr u produk-takh kharchuvannia ta pitnii vodi (DR-2006), Derzhavni gi-gienichni normativi - K.: Ministerstvo okhoroni zdorov’ia Ukraini, 2006 - 20s.

Перепелятников Георгий Петрович - доктор биологических наук, старший научный сотрудник, начальник отдела радиационной и химической защиты Украинского научно-исследовательского института гражданской защиты.

Кимаковская Нина Aлександривна - старший научный сотрудник отдела инженерно-технических мер гражданской защиты Украинского научно-исследовательского института гражданской защиты.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.