CC BY
3
DOI: 10.21870/0131-3878-2023-32-1-118-130 УДК 539.1.074:613.2
Методологический подход к оценке риска производства продукции, не соответствующей нормативным требованиям по содержанию 137^ и 90Бг
Копыльцова Е.В.
Институт радиобиологии НАН Беларуси, Гомель, Республика Беларусь
Радиоактивное загрязнение сельскохозяйственных земель обуславливает необходимость разработки эффективных методов, средств, технологий, позволяющих, с одной стороны, снижать поступление радионуклидов в продукты питания, а с другой - способствовать принятию решений об экономической целесообразности производства различных видов сельскохозяйственной продукции на этих землях. В результате катастрофы на ЧАЭС значительная часть территории Республики Беларусь была загрязнена радионуклидами техногенного происхождения. После распада короткоживущих нуклидов основными загрязнителями территории являются 137Cs и 90Sr. Так как в продуктах питания, произведённых на территории радиоактивного загрязнения, могут содержаться и 137Cs, и 90Sr, важно оценивать риск производства продукции без превышения установленных допустимых уровней по содержанию радионуклидов не только по каждому, но и одновременно по двум радионуклидам. В статье описывается предложенный автором новый методологический подход к оценке риска несоответствия производимой продукции нормативным требованиям одновременно по двум радионуклидам (137Cs и 90Sr) с применением критериев степени значимости риска, присвоением ему рангов и использованием матрицы рисков. Применение разработанного подхода к оценке риска производства продукции, не соответствующей нормативным требованиям по содержанию 137Cs и 90Sr, позволяет принимать научно обоснованное решение о производстве того или иного вида сельскохозяйственной продукции на загрязнённых радионуклидами землях и/или для выделения земель, на которых возможно ведение сельскохозяйственной деятельности без ограничений по радиологическому фактору.
Ключевые слова: метод оценки риска, радиоактивное загрязнение, 137Cs, 90Sr, сельскохозяйственная продукция, прогнозирование содержания радионуклидов, риск превышения допустимого уровня.
Введение
Получение нормативно чистой продукции является одним из важнейших условий ведения сельскохозяйственного производства на загрязнённых радионуклидами землях. Радиоактивное загрязнение сельскохозяйственных земель обуславливает необходимость разработки новых методов, средств, технологий, позволяющих, с одной стороны, снижать поступление радионуклидов в продукты питания, а с другой - способствовать принятию решений об экономической целесообразности производства различных видов сельскохозяйственной продукции на этих землях. Как правило, решение о производстве того или иного вида сельскохозяйственной продукции на территории радиоактивного загрязнения принимается на основе оценки ожидаемых уровней содержания радионуклидов в ней. Объективность действия статистических законов, вероятностный характер подавляющего большинства явлений определяет необходимость применения статистических методов при прогнозировании получения нормативно чистой продукции и подходов, связанных с оценкой рисков несоответствия производимой продукции допустимым требованиям по содержанию радионуклидов.
Копыльцова Е.В. - ст. науч. сотр. Институт радиобиологии НАН Беларуси.
Контакты: 246007, Республика Беларусь, Гомель, ул. Федюнинского, 4. Тел.: +375293396861; e-mail: avkopyltsova@gmail.com.
Теория риска является новым, но интенсивно развиваемым во всём мире междисциплинарным научным направлением, принципиальные положения которого заключаются, в частности, в выделении в единый процесс принятия решений оценку риска и управление им.
Начиная с конца прошлого века, когда впервые сформировалась наука о рисках, было разработано значительное количество методов, позволяющих установить их виды, причины возникновения, определить степень их значимости и способы устранения или минимизации. Различные авторы по-разному оценивают риски, причину их появления, значимость и цену решения проблемы [1-12].
В рамках данного исследования рассматриваются только «нормативные» риски [1]. В данном контексте риск представляет собой характеристику ситуации, когда возможно производство продукции с различными уровнями содержания радионуклидов, и существует неопределённость в отношении получения нормативно чистого продукта.
В результате катастрофы на ЧАЭС большое количество радиоактивных веществ попало в окружающую среду, что привело к загрязнению радионуклидами значительной территории Республики Беларусь. После распада короткоживущих нуклидов основными загрязнителями территории являются 137^ и 9^г. Так, например, в Гомельской области по состоянию на 1 января 2022 г. (несмотря на то, что после катастрофы на ЧАЭС прошло более 35 лет) 488,4 тыс. га земель, на которых ведётся сельскохозяйственное производство, имеют плотность загрязнения 1370э выше 1 Ки/км2, что составляет около 40% всех сельскохозяйственных земель области. Кроме того, 264,1 тыс. га имеют плотность загрязнения 9^г выше 0,15 Ки/км2 или 22,1% всех сельскохозяйственных земель Гомельской области. В продуктах питания, произведённых на этой территории, содержатся и 137^, и 9С^г, следовательно, важно оценивать риск производства продукции с превышением установленных допустимых уровней одновременно по двум радионуклидам. Поэтому представляет интерес соотношение значений оценок рисков по 137^ и 9^г и их сочетание.
Таким образом, целью исследования была разработка методологического подхода к оценке рисков производства сельскохозяйственной продукции, не соответствующей нормативным требованиям, одновременно по содержанию 137^ и 9С^г для обеспечения гарантированного предотвращения производства и реализации на пищевые цели продуктов питания с превышением установленных допустимых уровней по содержанию радионуклидов.
В представленном в статье методологическом подходе к оценке рисков одновременно по двум радионуклидам используются разработанная матрица рисков, критерии и ранжирование, которые широко применяются в экономике и других областях знаний, но в области радиоэкологии для данной цели и в таком виде используются впервые.
Материалы и методы
Материалами данной работы являются многолетние исследования автора в области моделирования, анализа и оценки рисков производства сельскохозяйственной продукции, не соответствующей нормативным требованиям по содержанию радионуклидов. При проведении исследовательской работы использованы классические методы анализа и синтеза, моделирования, статистического анализа данных.
Для оценки возможности производства того или иного вида продукции без превышения допустимых уровней содержания 137^ и 9^г на первом этапе строится прогноз содержания радионуклидов с использованием модельных представлений или/и с использованием коэффициентов
перехода по биологическим цепям и информации по плотности загрязнения радионуклидами элементарных участков сельскохозяйственных земель с учётом типа и агрохимических показателей почвы.
На следующем этапе выполняется количественная оценка риска. Можно выделить несколько групп методов оценки риска: статистические (метод оценки вероятности) с использованием статистических показателей - стандартного отклонения, дисперсии, вариации, расчётно-аналитические (построение модельных зависимостей) и экспертные (на основе обработки по специальной методике мнений экспертов по определённому вопросу). Наиболее часто используют статистический и экспертный методы.
В данном исследовании расчёт рисков отдельно по каждому радионуклиду выполнялся на основе расчёта вероятности превышения Р соответствующего допустимого норматива N для удельной активности 137^ и 9С^г в сельскохозяйственной продукции стандартными статистическими методами, исходя из плотности вероятности Р нормально распределённых значений удельной активности А со стандартным отклонением а[2-4, 13]. При этом целесообразно использовать упрощённые формулы математической статистики, обеспечивающие погрешность не более 1,5-10-7 [13]:
Р= [1-Рр^)]хЮ0, (1)
где Р - вероятность превышения удельной активности А над значением норматива N а - стандартное отклонение, оценивалось исходя из значения коэффициента вариации; Р(х) - плотность
вероятности нормированного отклонения х с заданными параметрами (А, N, а):
Х = — (2)
рассчитывается по формуле:
Р(х) = (1 - (1 + сгх + с2х2 + с3х3 + +с4х4 + с5х5 + с6хб)1б/2, (3)
где ^=0,049867347, с2=0,021141006, сз=0,003277626, с4=0,000038004, с5=0,000048891 и Сб=0,000005383.
Далее, рассчитанные значения в абсолютных величинах группируются по диапазонам для сопоставления с соответствующими градациями качественной шкалы, определяющей значимость риска. Степень значимости может определяться как в абсолютных, так и в относительных величинах. Измерение степени риска в абсолютных величинах представляется диапазоном возможных его значений, а в относительных - рангами или баллами [5, 6].
Критериями для ранжирования и оценки степени значимости риска при производстве сельскохозяйственной продукции на территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению, были выбраны следующие:
1. Возможность (направление) реализации продукции на различные цели (пищевые, кормовые, технические и т.д.) (табл. 1). Вся продукция, произведённая на загрязнённых радионуклидами землях и используемая для продовольственных целей, переработки и реализации на внутреннем и внешнем рынках, должна соответствовать требованиям, установленным техническими регламентами и другими нормативными документами. В Республике Беларусь в отношении сельскохозяйственной продукции действуют следующие нормативы содержания радионуклидов: ГН 10-117-99 «Республиканские допустимые уровни содержания радионуклидов цезия-137 и стронция-90 в пищевых продуктах и питьевой воде (РДУ-99)» и технический регламент Таможенного союза ТР ТС 021/2011 «О безопасности пищевой продукции». В сельскохозяйственных
предприятиях, территория которых подверглась радиоактивному загрязнению в результате катастрофы на ЧАЭС, не всегда возможно получение продукции, соответствующей нормативным требованиям, и до сих пор есть сельскохозяйственные земли, на которых существуют риски производства продукции, не соответствующей нормативам по содержанию радионуклидов.
Таблица 1
Ранжирование рисков в зависимости от направления использования продукции
Ранг
1 2 3 4
Возможность (направление) реализации продукции на различные цели отсутствие возможности реализации продукции на экспорт невозможность реализации на продовольственные цели на внутреннем рынке ситуации, когда произведённая продукция не может быть реализована не только на продовольственные цели, но и в качестве кормов пригодность продукции только на технические цели
Важным фактором при оценке рисков является характер последствий [12]. При производстве продукции сельского хозяйства на загрязнённых радионуклидами территориях наиболее лёгкие для сельхозпроизводителя последствия наблюдаются в случае, когда произведённая пищевая продукция может быть использована на переработку или в кормлении сельскохозяйственных животных. Тяжесть последствий считается высокой в ситуации, когда произведённая продукция не может быть использована даже в качестве кормов, и критической - в случае непригодности продукции даже на технические цели.
2. Неопределённость оценок поступления радионуклидов в продукцию. Каждая оценка риска имеет определённую степень неопределённости, связанную с её результатами. Основной проблемой при прогнозировании содержания радионуклидов в сельскохозяйственной продукции является неопределённость оценок коэффициентов перехода в различных звеньях цепи «почва - растения - животное - человек».
Так, неоднородность свойств почвы, определяющих переход радионуклидов в растения, а также погрешности, возникающие при отборе, усреднении, обработке и измерении проб, обуславливают значительную вариабельность коэффициентов перехода даже в рамках одного типа почвы. Агрохимические показатели почвы - взаимозависимые, например, показатель кислотности влияет на сорбцию почвами радионуклидов, изменяя ёмкость катионного обмена, влияние отдельных показателей в одних случаях может взаимно нейтрализоваться, а в других - приводить к увеличению накопления радионуклидов в растениях [14-16].
Основными причинами неопределённости в оценках поступления радионуклидов в продукцию животноводства являются вариабельность уровней загрязнения радионуклидами пастбищ и рационов кормления, тип рациона и его состав, продуктивность животных, технология их содержания, а также видовые и возрастные особенности животных. Неопределённость в данном случае заключается в возможности выбора различных вариантов и множественности данного выбора.
В общем случае градация степени риска выбирается в зависимости от неопределённости параметров, используемых при построении прогноза поступления радионуклидов. Не существует каких-либо согласованных или установленных требований по определению количественных параметров классификации степени значимости риска. В работах [1, 3, 4, 8, 9] авторы используют
значения 0-10, 10-50, 50-90 и более 90%. Кроме того, условно можно определить уровень значимости риска по двум группам: допустимый и недопустимый. Одним из вариантов применения этой градации в рамках данного исследования может быть следующий:
- незначительный (1-10%), значительный (низкий) (10-50%) - допустимый риск;
- высокий (50-90%), критический (>90%) - недопустимый риск.
При различной плотности загрязнения почв радионуклидами неопределённость прогноза содержания радионуклидов в продукции имеет различные практические выходы и последствия - так называемую цену риска. Чем меньше вариабельность параметров и меньше доверительный интервал, в котором находится прогнозируемое значение содержания радионуклидов в продукции с доверительной вероятностью 95%, тем значимее процент риска. Поэтому отнесение количественного значения риска к той или иной степени значимости (незначительный, значительный, высокий и очень высокий) необходимо проводить для каждого вида продукции и/или групп продукции. Так, при оценке пригодности земель для производства растениеводческой продукции приемлема следующая градация степени риска - 0-10, 10-50, 50-90 и более 90% (табл. 2). Данная градация была принята на основе анализа и синтеза различных публикаций [1, 5, 6, 9, 10, 12], а также результатов выполнения научно-исследовательских работ по данной тематике [17, 18].
Таблица 2
Критерий оценки сопоставления возможных значений риска и уровня значимости
Диапазон возможных значений риска, %
1-10 10-50 50-90 90-100
Параметр Ранг риск незначительный 1 риск значительный 2 риск высокий 3 риск очень высокий (критический) 4
При производстве молока и мяса крупного рогатого скота с превышением нормативных значений риск более 25% с учётом неопределённостей, связанных с вариабельностью уровней содержания радионуклидов в кормовых культурах и рационах кормления, с типом рациона и его составом, уже является значимым [3].
3. Вклад продукта в дозу внутреннего облучения (для пищевой продукции). Как правило, понятия «доза» и «риск» рассматриваются вместе при оценке радиационных рисков, представляющих собой величину, включающую вероятность возникновения опасного воздействия и неблагоприятный эффект для здоровья людей. В данном же исследовании рассматриваются и оцениваются риски производства продукции, не соответствующей нормативным требованиям по содержанию радионуклидов. С этой позиции, чем больше вклад продукта питания в дозу, тем более значим процент риска при его производстве на территории радиоактивного загрязнения.
Критерии степени значимости риска помогают, с одной стороны, соотнести количественные значения риска к принятой шкале значимости последствий, а с другой - показывают, насколько этот риск, например, при производстве продуктов питания, значим в целом. Так, по вкладу в дозу внутреннего облучения как по 137^, так и по 9^г значимость риска при производстве молока выше, чем при получении говядины и свинины. В сельской местности риск даже 5% при производстве нормативно чистой продукции уже будет значимым, т.к. сельские жители выращивают и употребляют в пищу продукты, в основном полученные в личном подсобном хозяйстве, в отличие от общественного сектора, где данную продукцию можно использовать на корм или переработку.
Так как в продуктах питания, произведённых на территории радиоактивного загрязнения, могут содержаться и 137^, и 9^г, то для оценивания риска производства продукции с превышением установленных допустимых уровней по содержанию одновременно по двум радионуклидам была разработана матрица рисков, позволяющая расположить риски от 137^ и 90Бг по степени их приоритета для дальнейшего анализа. За основу была взята матрица последствий/вероятностей рисков [6, 10, 11] и диаграмма оценки рисков [12], которые используются как средство объединения качественных или смешанных оценок последствий и вероятностей, а также для ранжирования рисков. Формат матрицы зависит от контекста, в котором она используется [5, 6]. С помощью матрицы и диаграммы можно определить, является ли риск в целом приемлемым (допустимым) или нет. В общем виде матрица содержит комбинации вероятности и воздействия, при помощи которых рискам присваивается определённый ранг: низкий, средний или высокий. Матрица может содержать описательные термины или цифровые обозначения и строиться на основании шкал оценки вероятности и оценки степени влияния возможного риска [6, 10, 11].
Разработанная матрица оценки рисков представляет собой таблицу с ячейками, отображающую сочетание возникновения рисков по двум радионуклидам, и позволяет в наглядной форме информировать лиц, принимающих решения, о степени их значимости. На рис. 1 приведён пример заполнения ячеек матрицы с использованием диапазона значений, предложенных автором согласно табл. 2 и 3.
Рис. 1. Матрица оценки рисков по двум радионуклидам.
По вертикали ячейки матрицы заполняются значениями вероятности возникновения риска по 90Бг, а по горизонтали - по 1370э. Вместе с тем, диапазоны значений рисков сопоставляются с соответствующими градациями ранга, определяющего значимость риска.
Для сопоставления значений вероятности возникновения риска со степенью его значимости предлагается использовать следующую классификацию, представленную в табл. 3.
Таблица 3
Классификация рисков с использованием матрицы
Классификация риска Степень значимости риска
О С допустимый Незначительный риск Низкий риск
В АВ А недопустимый Значительный риск Высокий риск Критический риск
Результаты и обсуждение
В качестве демонстрации применения разработанного методологического подхода рассмотрим пример оценки рисков превышения допустимых уровней содержания 137Cs и 9^г при выращивании зерна овса и озимой ржи в Брагинском районе Гомельской области, как одном из наиболее пострадавших в результате катастрофы на ЧАЭС, и где сохраняется проблема получения нормативно чистого зерна на продовольственные цели по содержанию 9^г (11 Бк/кг) (рис. 2).
Рис. 2. Удельный вес (%) зерна с превышением 11 Бк/кг по содержанию 9^г, выращенного в сельскохозяйственных предприятиях Брагинского района Гомельской области.
Прогноз ожидаемых средних уровней содержания 137^ и 9^г производился для каждого элементарного участка по общепринятой методике с использованием коэффициентов перехода [19] с учётом типа и агрохимических показателей почвы, а также информации о плотности загрязнения радионуклидами сельскохозяйственных земель по данным последнего тура радиологического и агрохимического обследования КУП «Гомельский ОПИСХ».
Затем выполнялся расчёт и оценка рисков отдельно по 137^ и 9^г. Для расчёта по одному радионуклиду могут быть использованы и другие методы [1, 7-9]. Например, авторы в своей методологии [1] предлагают использовать стохастический метод или полустохастические методы 1-го и 2-го типа в зависимости от учёта неопределённости действия техногенного фактора и/или резистентности объекта.
В рамках данной работы вычисления выполнялись с использованием формул 1-3. В качестве нормативных значений были взяты действующие в Республике Беларусь допустимые уровни содержания радионуклидов в зерне при его выращивании на пищевые цели и в зернофураже при использовании в кормлении крупного рогатого скота для производства молока цельного и молока-сырья для переработки на масло. Стандартное отклонение ст оценивалось, исходя из 50% значения коэффициента вариации удельной активности радионуклида в рамках одного участка:
ст=0,5 А. (4)
В табл. 4 приведено распределение площадей сельскохозяйственных земель рассматриваемого района, сгруппированных по диапазонам в соответствии с градациями качественной шкалы, определяющей значимость риска из табл. 2. Как видно из табл. 4, при выращивании
озимой ржи не на пищевые цели, а в качестве зернофуража, площадь участков, на которых существует риск превышения норматива по 9^г более 10%, снижается с ~33 тыс. га до 112,1 га. А если рассматривать ещё более «мягкий» допустимый уровень, используемый при производстве молока-сырья для переработки на масло (норматив по 90Бг - 500 Бк/кг), то риск практически отсутствует на всей территории района.
Таблица 4
Распределение площадей сельскохозяйственных угодий по рискам производства продукции, не соответствующей нормативным требованиям, одновременно
для 13^ и 90Бг
Культура (продукция) Площадь угодии, га Прогнозные значения, Бк/кг Распределение площадей по вероятности превышения нормативов, га
минимальное максимальное среднее <10% 10-50% 50-90% >90%
137Сб, на пищевые цели (норматив1 - 90 Бк/кг)
Зерно овса Зерно озимой ржи 35239,70 35239,70 0,47 0,15 359,79 58,87 9,25 2,54 34026,3 35150,0 559,4 89,7 515,4 0 138,6 0
137Сб, молоко цельное (норматив2 - 180 Бк/кг
Зерно овса Зерно озимой ржи 35239,70 35239,70 0,47 0,15 359,79 58,87 9,25 2,54 34993,7 35239,7 113,0 0 133,0 0 0 0
90вг, на пищевые цели (норматив1 - 11 Бк/кг)
Зерно овса Зерно озимой ржи 34747,10 34747,10 5,55 3,61 136,75 102,56 26,48 18,71 685,3 1854,6 2013,8 4717,3 22388,1 24953,5 9659,9 3221,7
90вг, молоко цельное (норматив2- 100 Бк/кг)
Зерно овса Зерно озимой ржи 34747,10 34747,10 5,55 3,61 136,75 102,56 26,48 18,71 33765,6 34635,0 924,4 109,2 57,1 2,9 0,0 0,0
Примечание: 1 - Республиканские допустимые уровни содержания цезия-137 и стронция-90 в сельскохозяйственном сырье и кормах от 3 августа 1999 г.; 2 - Постановление № 33 Министерства сельского хозяйства и продовольствия Республики Беларусь от 20 мая 2011 г.
В целом, расчёты содержания 9С^г в зерне и прогнозируемый риск при выращивании зерна на пищевые цели сопоставимы с данными радиационного контроля. Так, в 2019 г. в одной из партий произведённого в Брагинском районе зерна озимой ржи была зарегистрирована удельная активность 11,4+3,4 Бк/кг, в 2018 и 2020 гг. во всех исследуемых образцах содержание 9С^г находилось в диапазоне <2,5-8,8+2,1 Бк/кг и <2,5-7 Бк/кг соответственно. Партия зерна овса с превышением допустимого уровня 11 Бк/кг была зарегистрирована в 2020 г. Удельная активность 90Бг в нём составила 15,9+3,3 Бк/кг.
Для анализа и сопоставления оценок риска одновременно по двум радионуклидам воспользуемся рис. 1 и табл. 3. В табл. 5 представлено распределение площадей сельскохозяйственных угодий по рискам производства зерна, не соответствующего нормативным требованиям, одновременно для 137^ и 9^г в Брагинском районе Гомельской области.
Для оценки значимости содержания того или иного радионуклида проводится анализ по каждому виду продукции и присваивается ранг (0, 1 или 2). Например, в отдалённый период после катастрофы на ЧАЭС в Гомельской области в ряде районов сохраняется проблема получения нормативно чистого зерна на продовольственные цели по содержанию 9^г. За последние пять лет превышение норматива 11 Бк/кг наблюдалось в 1,5-22% измеренных проб. Поэтому при оценивании рисков выращивания зерна на пищевые цели приоритетной будет оценка по 9^г, а не по 137^ (табл. 6).
Таблица 5
Распределение площадей сельскохозяйственных угодий по рискам производства продукции, не соответствующей нормативным требованиям, одновременно
для 13^ и 9(^г, га
Культура Риск производства продукции, не соответствующей нормативным требованиям, одновременно для 137Сб и 9°вг при её производстве на различные цели
на пищевые цели (нормативы1: 1370б - 90 Бк/кг, 90вг - 11 Бк/кг) молоко цельное (нормативы2: 1370б - 180 Бк/кг; 90вг - 100 Бк/кг)
1370э <10% 10-50% 50-90% >90% »Эг^^ <10% 10-50% 50-90% >90%
Зерно овса <10% 10-50% 50-90% >90% 1739,3 2008,8 22058,6 8819,8 31,6 5 190,2 332,6 7,2 0 139,3 368,9 0 0 0 138,6 <10% 10-50% 50-90% >90% 34700,5 847,2 46,2 0 69,7 43,3 0 0 88,2 33,9 10,9 0 0 0 0 0
Зерно озимой ржи 1370э <10% 10-50% 50-90% >90% <10% 10-50% 50-90% >90%
<10% 10-50% 50-90% >90% 2947,4 4717.3 24895,1 3190.4 0 0 58,4 31,3 0 0 0 0 0 0 0 0 <10% 10-50% 50-90% >90% 35727,8 109,2 2,9 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0
Примечание: 1 - Республиканские допустимые уровни содержания цезия-137 и стронция-90 в сельскохозяйственном сырье и кормах от 3 августа 1999 г.; 2 - Постановление № 33 Министерства сельского хозяйства и продовольствия Республики Беларусь от 20 мая 2011 г.
Таблица 6
Пример присвоения рангов по значимости содержания 1370в и 90Бг в продукции
Продукт Зе эно Молоко Мясо
Радионуклид Ранг 1370Б 1 90Эг 2 1370Б 1 90Эг 2 1370Б 1 90Эг 0
На основании анализа значимости содержания радионуклида в продукции и присвоения ранга для различных её видов можно также оценивать риск только по одному из радионуклидов, отдавая ему приоритет. Так, анализируя риск при производстве мяса, и учитывая, что 9^г, главным образом, депонируется в костной ткани, а 137^ больше аккумулируется в мышечной, рассчитывать риск по 9^г не имеет смысла, поэтому ему присваивается ранг 0 и расчёт проводится только по содержанию 1370э.
Заключение
Предложенный методологический подход позволяет оценивать пригодность земельных ресурсов сельскохозяйственных организаций, расположенных на территории радиоактивного загрязнения, для производства нормативно чистой продукции путём определения земель с разными уровнями рисков («зон потенциального риска»). Разработанная в рамках изложенного подхода матрица рисков представляет собой удобный инструмент для визуализации и сопоставления двух шкал, определяющий значимость риска одновременно для 137^ и 90Бг. Применение данного подхода может быть использовано для научно обоснованного принятия решения о производстве того или иного вида сельскохозяйственной продукции на загрязнённых радионуклидами землях и/или для выделения земель, на которых возможно ведение сельскохозяйственной деятельности без ограничений по радиологическому фактору.
Работа выполнена в рамках Программы совместной деятельности России и Беларуси в рамках Союзного государства по защите населения и реабилитации территорий, пострадавших в результате катастрофы на Чернобыльской АЭС.
Литература
1. Спиридонов С.И., Санжарова Н.И., Тетенькин В.Л., Гераськин С.А., Панов А.В., Соломатин В.Л., Епифанова И.Э., Карпенко Е.И. Методология оценки риска воздействия техногенных факторов различной природы на агроэкосистемы. Обнинск: ВНИИСХРАЭ, 2007. 68 с.
2. Переволоцкая Т.В., Переволоцкий А.Н. К вопросу о применении вероятностного подхода при оценке загрязнения пищевой продукции леса 137Cs //Радиация и риск. 2012. Т. 21, № 3. С. 91-96.
3. Мерзлова О.А., Агеева Т.Н., Копыльцова Е.В. Способы снижения содержания 137Cs в говядине, производимой на территории Могилевской области //Радиация и риск. 2018. Т. 27, № 1. С. 53-65.
4. Копыльцова Е.В. Риск-ориентированный подход к оценке возможности производства «нормативно-чистой» продукции на загрязнённых радионуклидами землях //Радиоэкологические последствия радиационных аварий: к 35-й годовщине аварии на ЧАЭС: сб. докладов Международной научно-практической конференции, 22-23 апреля 2021 г. Обнинск: ФГБНУ ВНИИРАЭ, 2021. С. 263-266.
5. Матисон В.А., Арутюнова Н.И. Риск-ориентированный подход к обеспечению безопасности и качества продуктов питания //Пищевая промышленность. 2016. № 5. С. 16-20.
6. Еделев Д.А., Кантере В.М., Матисон В.А. Оценка рисков - важнейший элемент риск менеджмента пищевой продукции //Пищевая промышленность. 2011. № 9. С. 14-16.
7. Переволоцкая Т.В., Панов А.В. Методология оценки агроэкологических рисков, обусловленных последствиями радиационных аварий //Радиация и риск. 2018. Т. 27, № 4. С. 119-133.
8. Спиридонов С.И., Иванов В.В. Вероятностная оценка накопления радионуклидов в сельскохозяйственной продукции и допустимых уровней радиоактивного загрязнения почв //Радиационная биология. Радиоэкология. 2013. Т. 53, № 1. С. 95-103.
9. Соломатин В.М. Оценка радиоэкологических рисков для населения и биоты на территории семипалатинского испытательного полигона: автореф. дис. ... канд. биол. наук. Обнинск, 2010. 26 с.
10. Менеджмент риска. Методы оценки рисков. ГОСТ Р ИСО/МЭК 31010-2011. Введ. 01.12.2011 г. № 680-ст. М.: Стандартинформ, 2012. 74 с.
11. Peace C. The risk matrix: uncertain results? //Policy Pract. Health Saf. 2017. V. 15, N 2. P. 131-144.
12. Управление качеством и безопасностью пищевых продуктов на основе анализа рисков и критических контрольных точек. Общие требования. СТБ 1470-2004. Введ. 30.06.2004 г. № 29. Минск: Белорус. гос. ин-т стандартизации и сертификации, 2004. 14 с.
13. Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров: пер. с англ. М.: Наука, 1984. 832 с.
14. Коноплев А.В. Подвижность и биологическая доступность радиоцезия и радиостронция аварийного происхождения в системе «почва-вода»: автореф. дисс. ... д-ра биол. наук. Обнинск, 1998. 44 с.
15. Санжарова Н.И., Сысоева А.А., Исамов Н.Н. (мл.), Алексахин Р.М., Кузнецов В.К., Жигарева Т.Л.
Роль химии в реабилитации сельскохозяйственных угодий, подвергшихся радиоактивному загрязнению //Российский химический журнал (Журнал Российского химического общества им. Д.И. Менделеева). 2005. Т. XLIX, № 3, С. 26-34.
16. Путятин Ю.В., Серая Т.М. Оптимизация кислотности почв агроценозов, загрязнённых 137Cs и 90Sr: пороговые параметры //Радиационная биология. Радиоэкология. 2005. Т. 45, № 3. С. 358-364.
17. Совершенствование моделей прогнозирования поступления радионуклидов в товарную продукцию растениеводства и животноводства с учётом оценки рисков производства продукции, не соответствующей санитарно-гигиеническим нормативам: отчёт о НИР по направлению «Радиационная защита и адресное применение защитных мер» (заключ.) № ГР 20130246. Гомель, 2013. С. 216-255.
18. Совершенствование моделей прогнозирования поступления радионуклидов в товарную продукцию растениеводства и животноводства с учётом оценки рисков производства продукции, не соответствую-
щей санитарно-гигиеническим нормативам: отчёт о НИР в соответствии с пунктом 2 «Радиационная защита и адресное применение защитных мер» приложения 10 «Направления научных исследований и мероприятия по совершенствованию информационной работы» к Государственной программе по преодолению последствий катастрофы на Чернобыльской АЭС на 2011 -2015 годы и на период до 2020 года (заключ.) № ГР 20140213. Гомель, 2014. С. 138-163.
19. Рекомендации по ведению агропромышленного производства на территории радиоактивного загрязнения Республики Беларусь на 2021-2025 годы. Минск: ИВЦ Минфина, 2021. 144 с.
Methodological approach to risk assessment of agricultural produce non-compliances to the permitted contents of 137Cs and 90Sr in foods
Kapyltsova E.V.
Institute of Radiobiology of the NAS of Belarus, Gomel, Republic of Belarus
Radioactive contamination of agricultural lands necessitates the need for developing robust methods, tools and techniques that could, on the one hand, minimize the levels of radionuclides in food products, and on the other hand, facilitate in making informed decisions on economic efficiency of farmland use for the production of different types of foods. Following the Chernobyl nuclear accident, significant farmland areas of the Republic of Belarus were affected by radionuclide contamination of technogenic origin. The main soil contaminants nowadays, after the decay of short-lived nuclides, are 137Cs u 90Sr. Given that a food product from a contaminated farmland may contain both radionuclides, 137Cs and 90Sr, the risk of its non-compliance with the established maximum permitted levels of contamination should be assessed not only with regard to each individual radionuclide but also for the both of them simultaneously. Using the risk matrix, significance level criteria and rank assignment, the author proposes a new methodological approach for assessing the risk of non-compliance of the produced agricultural foods to the regulatory requirements, accounting not for either but for both radionuclides (137Cs and 90Sr) simultaneously. The use of the risk assessment methodological approach for the agricultural produce non-compliances with the food safety standards regulating the contents of 137Cs and 90Sr enables one to make substantiated and scientifically justified decisions on the efficiency of landuse for the particular foodstuff production and/or identify the farmlands where radiation-associated food production restrictions could be lifted.
Key words: risk assessment method, radioactive contamination, 137Cs, 90Sr, agricultural produce, prediction of radionuclide contents, risk of exceeded permitted levels.
References
1. Spiridonov S.I., Sanzharova N.I., Teten'kin V.L., Geras'kin S.A., Panov A.V., Solomatin V.L., Epifanova I.E., Karpenko E.I. Metodologiya otsenki riska vozdeystviya tekhnogennykh faktorov razlichnoy prirody na agroekosistemy [Methodology of risk assessment of the impact of technogenic factors of different nature on agroecosystems]. Obninsk, VNIISKhRAE, 2007. 68 p.
2. Perevolotskaya T.V., Perevolotsky A.N. On the question of the application of the probabilistic approach in assessing pollution of 137Cs of food production of the forest. Radiatsiya i Risk - Radiation and Risk, 2012, vol. 21, no. 3, pp. 91-96. (In Russian).
3. Miarzlova V.A., Aheyeva T.N., Kopyltsova E.V. Approaches to reducing 137Cs content in beef produced in radioactively contaminated areas in Mogilev region. Radiatsiya i Risk - Radiation and Risk, 2018, vol. 27, no. 1, pp. 53-65. (In Russian).
Kapyltsova E.V. - Senior Researcher. Institute of Radiobiology of the NAS of Belarus.
Contacts: 4 Fedyuninsky Str., Gomel, Republic of Belarus, 246007. Tel.: +375293396861; e-mail: avkopyltsova@gmail.com.
4. Kapyltsova E.V. Risk-based assessment of norm-compliant agricultural production in radioactively contaminated areas. Radioecological Consequences of Radiation Accidents - to the 35th anniversary of the Chernobyl accident: Proc. of Int. Res. and Pract. Conf. Obninsk, RIRAE, 2021, pp. 263-266. (In Russian).
5. Matison V.A., Arutyunova N.I. The risk-based approach to ensure the safety and quality of food. Pishchevaya promyshlennost'- Food Industry, 2016, no. 5, pp. 16-20. (In Russian).
6. Edelev D.A., Kantere V.M., Matison V.A. Risk assessment is the key element of risk management for the good industry. Pishchevaya promyshlennost'- Food Industry, 2011, no. 9, pp. 14-16. (In Russian).
7. Perevolotskaya T.V., Panov A.V. Method for assessment of risks for agroecosystems exposed to radiation as a result of radiological events. Radiatsiya i Risk - Radiation and Risk, 2018, vol. 27, no. 4, pp. 119-133. (In Russian).
8. Spiridonov S.I., Ivanov V.V. Probabilistic assessment of radionuclide accumulation in agricultural products and permissible levels of soil radioactive contamination. Radiatsionnaya biologiya. Radioekologiya - Radiation Biology. Radioecology, 2013, vol. 53, no. 1, pp. 95-103. (In Russian).
9. Solomatin V.M. Otsenka radioekologicheskikh riskov dlya naseleniya i bioty na territorii Semipalatinskogo ispytatelnogo poligona. Avtoref. diss. kand. biol. nauk [Assessment of radioecological risks for the population and biota in Semipalatinsk test site area. Cand. biol. sci. diss. abstr.]. Obninsk, 2010. 26 p.
10. Risk management. Risk assessment methods. GOST ISO/MEK 31010-2011. Adopted 01.12.2011 N 680-st. Moscow, Standartinform, 2012. 74 p. (In Russian).
11. Peace C. The risk matrix: uncertain results? Policy Pract. Health Saf., 2017, vol. 15, no. 2, pp. 131-144.
12. Upravlenie kachestvom i bezopasnostiu pishchevykh produktov na osnove analiza riskov i kriticheskikh kontrolnykh tochek. Obshchie trebovaniia: STB 1470-2004 [Food quality and safety management based on risk analysis and critical control points. General requirements: STB 1470-2004]. Adopted 30.06.2004 N 29. Minsk, Bel. State Inst. of Standardization and Certification, 2004. 14 p.
13. Korn G., Korn T. Mathematical handbook for scientists and engineers. Moscow, Nauka, 1984, 832 p. (In Russian).
14. Konoplev A.V. Podvizhnost' i biologicheskaya dostupnost' radiotseziya i radiostrontsiya avariynogo proiskhozhdeniya v sisteme "pochva-voda". Avtoref. diss. dokt. biol. nauk [Mobility and bioavailability of radiocaesium and radiostrontium of emergency origin in the "soil-to-water" system. Dr. biol. sci. diss. abstr.]. Obninsk, 1998. 44 p.
15. Sanzharova N.I., Sysoyeva A.A., Isamov N.N., Aleksakhin R.M., Kuznetsov V.K., Zhigareva T.L. The role of chemistry in the rehabilitation of agricultural lands affected by radioactive contamination. Rossiysky khimichesky zhurnal - Russian Journal of General Chemistry, 2005, vol. XLIX, no. 3, pp. 26-34. (In Russian).
16. Putyatin Y.V., Seraya T.M. The optimization of the soil acidity of agrocenosis contaminated 137Cs and 90Sr: threshold parameters. Radiatsionnaya biologiya. Radioekologiya - Radiation Biology. Radioecology, 2005, vol. 45, no. 3, pp. 358-364. (In Russian).
17. Sovershenstvovaniye modelei prognozirovaniya postupleniya radionuklidov v tovarnuyu produktsiyu rasten-ievodstva i zhivotnovodstva s uchetom otsenki riskov proizvodstva produktsii ne sootvetstvuiushchei sani-tarno-gigienicheskim normativam: otchet o NIR po napravleniyu «Radiatsionnaia zashchita i adresnoe prime-nenie zashchitnykh mer» (zakliuch.) N 20130246 [Improving the models for predicting radionuclide intake by marketable grain crops and animal products, taking into account risk assessment for the production of products outside sanitary and hygienic standards: final report under research programme "Radiation protection and targeted application of countermeasures" N 20130246]. Gomel, 2013, pp. 216-255.
18. Sovershenstvovaniye modelei prognozirovaniya postupleniya radionuklidov v tovarnuyu produktsiyu rasten-ievodstva i zhivotnovodstva s uchetom otsenki riskov proizvodstva produktsii nesootvetstvuiushchei sanitarno-gigienicheskim normativam: otchet o NIR v sootvetstvii s punktom 2 «Radiatsionnaya zashchita i adresnoe primeneniye zashchitnykh mer» prilozheniya 10 «Napravleniya nauchnykh issledovany i meropriiatiya po sovershenstvovaniyu informatsionno raboty» k Gosudarstvennoi programme po preodoleniyu posledstviy ka-tastrofy na Chernobylskoi AES na 2011-2015 gody i na period do 2020 goda (zakliuch.) N 20140213 [Improving the models for predicting radionuclide intake by marketable grain crops and animal products, taking into account risk assessment for the production of products outside sanitary and hygienic standards: final report under point 2 "Radiation protection and targeted application of countermeasures", app. 10 "Directions of research and action on information work improvement", State programme on overcoming the consequences of the Chernobyl NPP disaster for 2011-2015 and up to 2020 N 20140213. Gomel, 2014, pp. 138-163.
19. Rekomendatsii po vedeniyu agropromyshlennogo proizvodstva na territorii radioaktivnogo zagriazneniya Respubliki Belarus na 2021-2025 gody [Recommendations on agroindustrial production in the area of radioactive contamination of the Republic of Belarus for the years 2021-2025. Minsk, IVC Minfina, 2021. 144 p.
