CC BY
73
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННАЯ ПРОДУКЦИЯ
УДК 372.8: 614
Оценка загрязнения почв и сельскохозяйственной продукции радионуклидами цезия-137 и стронция-90 в некоторых районах Тамбовской области
Assessment of pollution of soils and agricultural produce by radionuclides cesium-137 and strontium-90 in some areas of the Tambov region
Доцент А.В. Тимкин
(Мичуринский государственный аграрный университет) кафедра безопасности жизнедеятельности и медико-биологических дисциплин, тел. 8-915-676-44-11 E-mail: [email protected]
Associate Professor A.V. Timkin (Michurinsk State Agrarian University) chair of life safety and medico-biological disciplines, tel. 8-915-676-44-11 E-mail: [email protected]
Реферат. Представлена ретроспектива данных по исследованиям загрязнения территории центральной России радионуклидами цезия-137 и стронция-90 вследствие аварии на Чернобыльской атомной электростанции. Делается обоснование проведения дополнительных исследований методами физического мониторинга путем отбора проб в населенных пунктах и их анализа в соответствии с методиками и инструкциями, утвержденными Федеральной службой по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека. Представлены результаты собственных экспериментальных исследований и произведённых расчётов доз облучения граждан, проживающих в некоторых населенных пунктах Тамбовской области. Определено содержание радионуклидов цезия-137 и строн-ция-90 в почве и сельскохозяйственной продукции. Показан вклад данной продукции в формирование средней годовой эффективной дозы облучения. Приводится оценка радиационной опасности на территории населённых пунктов Петровского и Сосновского районов, пострадавших от аварии 1986 г. Установлено, что максимальная средняя годовая доза облучения населения от цезия-137 и стронция-90 на территории исследуемых населённых пунктов составляет 0,037 мЗв, что более чем в 27 раз меньше установленной нормы облучения от техногенных источников, указанной в «Нормах радиационной безопасности» (НРБ-99/2009). Указанная доза составляет всего 3,6 % от годовой дозы естественного радиационного фона. На основании полученных данных можно констатировать, что на территории рассмотренных населённых пунктов Петровского и Сосновского районов Тамбовской области радиационной опасности для населения и препятствия для получения экологически чистой сельскохозяйственной продукции не существует.
Summary. The article is devoted to a retrospective research of data on pollution in Central Russia by radionuclides cesium-137 and strontium-90 as a result of the accident at the Chernobyl nuclear power station. Rationale done for additional research methods of physical monitoring by sampling in settlements and analysis, in accordance with the methods and instructions approved by the Federal Service for Supervision of Consumer Protection and Human Wellbeing. Presents the results of own experimental data and computations produced of irradiation doses people residing in some localities of the Tambov region. The content of radionuclides cesium-137 and strontium-90 in soils and agricultural products. Shows the contribution of these products to the formation of the mean annual effective exposure dose. Provided the radiation danger assessment on the territory of Petrovskoe and Sosnovka Districts localities and affected by the 1986 accident year areas. It was shown that the maximum mean the annual dose to the population from the cesium-137 and strontium-90 in the territory of the studied localities is 0.037 mSv, which is more than 27 times less than that established radiation norms from man-made sources specified in «the Radiation Safety Standards» (НРБ-99/2009). The dosage is only 3.6 % of the annual dose of natural of background radiation. At the present time on the territory of the studied settlements of Petrovskoe and Sosnovka Districts of Tambov region there are no radiation danger to people and the obstacles to growing of environmentally friendly agricultural products.
€ Тимкин A.B., 2017
Ключевые слова: радиационное загрязнение, физический мониторинг, содержание радионуклидов сельскохозяйственной продукции, средняя годовая эффективная доза облучения от техногенных источников, радиационная безопасность.
Keywords: radiation pollution, physical monitoring, radionuclides contents of agricultural products, the average annual effective dose from technological of sources Radiation Safety.
Важнейшим компонентом продовольственной безопасности являются не только количественные, но и качественные показатели потребляемых населением продуктов питания. Произошедшее за последнее столетие масштабное техногенное воздействие на окружающую среду привело к загрязнению атмосферы, воды и почв различными экотоксикантами. В таких условиях получение экологически безопасной сельскохозяйственной продукции становится затруднительным.
Наиболее характерными загрязнителями почвы являются пестициды, удобрения, тяжелые металлы, диоксины, нефтепродукты и другие вещества промышленного происхождения. Особую опасность представляет не только химическое, но и энергетическое загрязнение, вызванное техногенными радионуклидами цезия-137 и стронция-90.
Несмотря на то что в Тамбовской области нет радиационно опасных объектов, распоряжением Правительства РСФСР от 28 декабря 1991 г. № 237-р 27 населенные пункты Петровского и Сосновского районов были отнесены к населённым пунктам, имеющим определённый льготно-социальный статус в связи с радиационным загрязнением, причиной которого стала авария на Чернобыльской АЭС.
После аварии исследования загрязнения территории России проводились методом гамма-аэрофотосъемки с использованием летательного средства АН-2 на высотах, не превышающих 500 м. Данный метод давал общую картину загрязнения и относительную точность измерения, достаточную для глобального мониторинга и зонирования территории.
Была составлена карта радиационного загрязнения Тамбовской области (рис. 1, а). То что данное загрязнение, главным образом, связано с Чернобыльской аварией, подтверждается распределением осадков на территории области, наибольшее выпадение которых характерно для западных и северных районов области (рис. 1,6).
гж
er '' ""^^BSBLvtv
' . о>7 п i ll »>. ЪА"
{ T*rU
Но юс кто
.¿Л'
IbnOllf.G*" ДЬ*»а>*<*1
fö- ' Ж^т Г
1 -W /
fwK • L.
AT.
rffl.
ff Л
!»r
. плотность загрязнения 0.5-1 КиЛскг1 вселённые пункты l плотностью загрязнения 1 Ки/кМ"
Среднее годовое количество осадков (мм) | ii:
менее 450 475 50С более
а б
Рис. 1. Схема загрязнения территории Тамбовской области цезием-137 (а) и распределение среднего годового количества осадков (б)
Дальнейшие исследования, проведенные также методом гамма-аэрофотосъёмки в 1995 и 2000 гг., выявили только 6 населённых пунктов, где плотность поверхностного загрязнения почвы по цезию-137 составляла около 1 Ки/км2. При такой плотности загрязнения дозы облучения, получаемые населением, не превышают установленного санитарно-гигиенического норматива -1 мЗв, поэтому постановлением Правительства РФ от 18 декабря 1997 г. № 1582 с населенных пунктов области был снят соответствующий льготно-социальный статус.
Для проверки официальных результатов, полученных методом гамма-аэрофотосъёмки, нами были проведены исследования в 5 населенных пунктах Петровского и 1 населенном пункте Сосновского районов с целью оценки радиационной опасности для населения территорий районов Тамбовской области, пострадавших от аварии на Чернобыльской АЭС.
Задачи исследования:
- изучение загрязнения цезием-137 почв населённых пунктов Петровского и Сосновского районов, пострадавших от аварии на Чернобыльской АЭС;
- определение содержания цезия-137 и стронция-90 в основных продуктах питания населения загрязнённой территории;
- расчёт средней годовой эффективной дозы на основании экспериментальных данных для населения, проживающего на исследуемой территории.
Работа выполнялась методами физического мониторинга путем отбора проб в населенных пунктах и их исследования в соответствии с методиками и инструкциями Федеральной службы по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человека [1].
Измерительным средством являлся компьютеризированный гамма-бета-спектрометрический комплекс с программным обеспечением «Прогресс-БГ» (рис. 2), детектором излучения в котором является сцинтилляционный счетчик. Для измерения гамма-фона исследуемых участков местности использовался измеритель мощности дозы ДРГ-01Т.
Рис. 2. Гсиима-бета-спектрометрический комплекс «Прогресс-БГ»
На основании полученных данных производился расчёт средней годовой эффективной дозы у жителей исследуемых населённых пунктов (рис. 3). После анализа поверхностной активности цезия-137 в почве была определена средняя годовая эффективная доза внешнего облучения для населения, а после определения содержания цезия-137 и стронция-90 в продуктах питания и расчета среднего годового поступления данных радионуклидов в организм определена средняя годовая эффективная доза внутреннего облучения и полная средняя годовая эффективная доза.
Определение поверхностной активности Сб-137 в почве
Определение содержания Сг-137 и Бг-90 в молоке, картофеле и грибах
Расчет среднего годового поступления Сз-137 и Зг-90 (1|37И Год) в организм жителей исследуемы? насел пунктов
Рис. 3. Схема определения средней годовой эффективной дозы
Поскольку загрязнение почвы вносит вклад в дозу внешнего облучения, определялась только поверхностная активность цезия-137, на 92 появляющегося гамма-излучателем в отличие от стронция-90, способного излучать только бета-частицы. В исследуемых районах активность цезия составила 4,58-24,68 кБк/м2 (0,1240,667 Ки/км2), что соответствует средней годовой эффективной дозе внешнего облучения 0,006-0,034 мЗв (табл. 1).
Таблица 1
Значения дозы внешнего гамма-излучения (Бу) для жителей исследуемых населённых пунктов
Населённые пункты Поверхностная активность 137С8, кБк/м2 Еу, мкЗв
Петровский 13,02 17,96
Никольское 9,20 12,69
Новоситовка 11,03 15,22
П.-Чичерино 4,58 6,31
Михайловка 24,68 34,05
Русское 15,00 20,70
Сравнение результатов исследования почв по загрязнению цезием-137 с результатами глобального мониторинга территории России показало, что в отдалённый период времени после выпадения радиоактивных осадков значительную роль в снижении активности играет не распад радионуклидов, а процессы их миграции в почвенных горизонтах. Значение процессов миграции по сравнению с радиоактивным распадом можно оценивать не менее, чем в 2 раза.
Затем было определено содержание радионуклидов в основных продуктах питания, выращенных на загрязненных территориях. Средняя концентрация цезия-137 в молоке составила 0,045-0,6 Бк/л, а стронция-90 - 0,0038-0,01 Бк/л. Средняя удельная активность в картофеле для цезия-137 составила 0,0036-0,0997 Бк/кг и для стронция-90 - 0,002-0,0138 Бк/кг.
Используя эквивалент годового потребления животных, растительных и природных пищевых продуктов взрослыми жителями средней полосы европейской части России, были проведены расчёты среднего годового поступления цезия-137 и стронция-90 в организм жителей исследуемых населённых пунктов (табл. 2). Создаваемая цезием-137 и стронцием-90 средняя годовая доза внутреннего облучения при этом составила 0,0013-0,014 мЗв.
Таблица 2
Среднее годовое поступление цезия-137 и стронция-90 в организм жителей и создаваемая радионуклидами доза внутреннего облучения (Евн)
Населённые пункты 1137, Бк Ьо, Бк Евн, мЗв
Петровское 119,500 4,25 0,00167
Никольское 106,165 3,00 0,00146
Новоситовка 108,750 3,80 0,00152
П.-Чичерино 97,285 1,45 0,00130
Михайловка 189,000 8,45 0,00269
Русское 1053,350 10,40 0,01400
Анализ полученных данных показывает, что средняя годовая эффективная доза для населения в соответствии с действующим законодательством, являющаяся главным показателем радиационной безопасности, в данных населенных пунктах соответствует 0,015-0,037 мЗв (табл. 3), при допустимой дозе - 1 мЗв [2].
Таблица 3
Средняя годовая эффективная доза (Б) для жителей исследуемых населённых пунктов
Населённые пункты Еу, мЗв Евн, мЗв Е, мЗв
Петровское 0,018 0,0017 0,020
Никольское 0,013 0,0015 0,015
Новоситовка 0,015 0,0015 0,017
П.-Чичерино 0,006 0,0013 0,007
Михайловка 0,034 0,0027 0,037
Русское 0,020 0,0140 0,034
Весьма показательно соотношение доз естественного радиационного фона и доз облучения от цезия-137 и стронция-90. Если принять среднее значение естественного фона радиации в 1 мЗв год, а для центральной России оно составляет 0,8-1,2 мЗв/год, то среднее значение годовой дозы от цезия-137 и стронция-90 составляет 2,15 % от общего радиационного фона (рис. 4).
Средняя годовая доза
от естественного —
фона - 97.85 % {
Среднее значение
годов ой дозы от
^——__цезия-137 и стронция-
90-2,15%
Рис. 4. Соотношение доз естественного и искусственного радиационного фона
Таким образом, на основании полученных исследований можно констатировать, что:
- максимальная средняя годовая доза облучения от цезия-137 и стронция-90 на территории исследуемых населённых пунктов составляет 0,037 мЗв, что более чем в 27 раз меньше установленной нормы облучения от техногенных источников, указанной в «Нормах радиационной безопасности» (99/2009);
- указанная доза составляет всего 3,6 % от годовой дозы естественного фона. Поэтому на настоящий момент на территории населённых пунктов Петровского и Сосновского районов Тамбовской области для населения не существует радиационной опасности, а также нет препятствия для получения экологически чистой сельскохозяйственной продукции.
ЛИТЕРАТУРА
1. Оценка доз облучения населения Российской Федерации вследствие аварии на Чернобыльской АЭС [Текст]: сборник методических документов / под ред. Г.Г. Онищенко. - СПб: НИИ радиационной гигиены, 2011. - 456 с.
2. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009) [Текст]: санитарно-эпидемиологические правила и нормативы. - М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2009. - 100 с.
REFERENCES
1. Otsenka doz oblucheniya naseleniya Rossiyskoy Federatsii vsledstvie avarii na Chernobyl'skoy AES [The assessment of doses to the population of the Russian Federation due to the Chernobyl disaster], St. Petersburg: Scientific research Institute of radiation hygiene, 2011, 456 pp. (Russian).
2. Normy radiatsionnoy bezopasnosti (NRB-99/2009) [Radiation safety norms (NRB-99/2009)], Moscow , 2009, 100 pp. (Russian).
