CC BY
6
�т активности 22%, через 42 года — 0,75 и. т.д.
Вследствие распада 210РЬ (210В|) будет происходить накопление 210Ро с периодом полунакопления 138 суток. Через 2 года активность 210РЬ и 210Ро станут равными и далее 210Ро, в первом приближении, будет накапливаться в соответствии с законом накопления 210РЬ.
При военном применении боеприпасов с обедненным ураном при взрывном или ударно-механическом воздействии 22% эманирует из уранового сердечника в окружающую среду (воздух, почва) и далее распадается независимо от 22%. Как ведут себя 22%, 210РЬ, 210В1 и 210Ро предсказать невозможно. С большой долей вероятности они остаются в обедненном уране (в том, что осталось от уранового сердечника после боевого применения), так как являются нелетучими элементами. Не исключено, что часть 226^а, 210РЬ, 210В1 и 210Ро может эманировать из 238и в виде аэрозоля вследствие возникновения высоких температур при взрывном или ударно-механическом воздействии.
Таким образом, возникает проблема дополнительного загрязнения воздуха и почвы 22% и продуктами его распада — 210РЬ и 210Ро.
Натурное (природное) содержание 238и и продуктов его распада связано с почвообразу-ющими минералами. Уран и продукты его распада находятся в структуре минералов в качестве примесей. Их переход в почвенный раствор или атмосферный воздух сильно затруднен. Возможен и наблюдается переход 22^п в виде эманации, но основная часть продуктов распада 22% остается в почве.
Техногенное (военное) загрязнение продуктами распада 22% (210РЬ, 210В1 и 210Ро) не связано с почвообразующими минералами. Эти радионуклиды находятся в почве в мелкодисперсном или сорбированном состоянии. Они способны переходить и загрязнять почвенный раствор и воздух. При анализе воздействия 210РЬ, 210В| и 210Ро, эманированных из обедненного урана, на организм человека следует рассматривать их пути поступления с продуктами питания, водой и воздухом.
В таблице 2 представлены данные о дозовых коэффициентах и пределах годового поступления с воздухом и пищей 22%, 210РЬ, 210В1 и 210Ро для населения. Для сравнения приведены эти же данные для 137С$ и
При сравнении можно видеть, что продукты распада радия значительно более опасны для человека, чем 137С$ и 9<^г. Согласно нормам радиационной безопасности, для населения при поступлении с водой и пищей эффективная доза от 1 Бк 210РЬ в 277 раз больше, чем от 1 Бк 137С$ и в 45 раз больше, чем от 1 Бк Для 210Ро эти величины больше в 677 и 110 раз, соответственно. При поступлении в организм человека с воздухом (через легкие) эффективная доза от 1 Бк 210РЬ в 288 раз больше, чем от 1 Бк 137С$ и в 26 раз, чем от 1 Бк 9<^г. Для 1 Бк 210Ро эти величины больше в 870 и 80 раз. Полученные результаты показывают, что при проведении сельскохозяйственных работ на полях, загрязненных продуктами распада 238и, следует защищать органы дыхания сельскохозяйственных рабочих.
Другим аспектом обсуждаемой нами проблемы загрязнения почвы продуктами распада обедненного урана являются радио-аналитические проблемы контроля загрязнения сельскохозяйственной продукции 210РЬ и 210Ро.
Согласно рациону, человек потребляет в год: хлеба — 150 кг, картофеля -200 кг, овощей — 100 кг, молока — 200 кг, мяса — 70 кг. Масса годового рациона составляет 720 кг. Предел годового поступления в организм человека с водой и пищей для 210РЬ составляет 280 Бк/кг, 210Ро — 110 Бк/кг. Чтобы осуществлять эффективный радиационный контроль содержания 210РЬ и 210Ро необходимо иметь или разработать методики определения в сельскохозяйственной продукции (продуктах питания) с нижним пределом обнаружения 210РЬ — 0,3 Бк/кг, 210Ро — 0,1 Бк/кг. Эта задача может быть решена с применением радиохимических методов анализа и альфа-спектрометрии высокого разрешения [5].
Проблема загрязнения почв обедненным ураном и продуктами его распада может возникнуть в областях на границе с Украиной. Почвы Брянской, Курской, Воронежской, Белгородской
областей подверглись радиоактивному загрязнению от Чернобыльской аварии. Наибольшему загрязнению подверглась Брянская область. В таблице 3 представлены данные о загрязнении 5 сильнозагрязненных 137С$ районов Брянской области.
В почвах остальных субъектов РФ содержание 137С$ в 1992 г. находилось в интервале 1-5 Ки/ км2. В таблице 4 представлены данные о дополнительных эффективных дозах внешнего облучения сельскохозяйственных рабочих в сильно-загрязненных районах Брянской области.
В настоящее время годовые дополнительные эффективные дозы внешнего облучения сельскохозяйственных рабочих не превышают установленный нормами радиационной безопасности уровень в 1 мЗв/год. Но в 1992 г. годовые эффективные дозы облучения были выше, чем 1 мЗв/год. Таким образом, с 1986 по 1992 гг. дополнительные дозы облучения сельскохозяйственных рабочих превышали требования норм радиационной безопасности для населения в 1 мЗв/год в среднем за любые последовательные 5 лет.
На основе данных 1992 г., с учетом распада 137С$, мы оценили уровни загрязнения почв и годовые эффективные дозы внешнего облучения от 137С$ сельскохозяйственных рабочих в 5 силь-нозагрязненных районах Брянской области в 1986-1987 гг. (табл. 5).
В Красногорском районе наблюдается большая вариабельность результатов, поэтому нижнюю границу стандартного распределения оценить статистическим методом не удается.
За первые 5 лет после Чернобыльской аварии в Красногорском и Новозыбковском районе средние значения годовых эффективных доз превышали требования норм радиационной безопасности (НРБ) в 1 мЗв/год. В Злыковском районе они были на уровне НРБ, а в Гордеев-ском и Клинцовском районе — меньше.
Таблица 1. Содержание 22|^а в почвах России по данным локального мониторинга сельскохозяйственных угодий [2, 3]
Table 1. 226Ra content in Russian soils according to local monitoring of agricultural lands [2, 3]
Субъект РФ, тип почвы Содержание 22!^а среднее значение/стандартный интервал
Бк/кг Бк/м2
Воронежская область 15+1/8-22 4500+300/2400-6600
Белгородская область 24+1/21-27 7200+300/6300-8100
Краснодарский край 31+2/26-36 9300+600/5100-8700
Ростовская область 23+1/17-29 6900+300/5100-8700
Черноземные почвы РФ 23,1+0,5/12-34 6830+150/3600-10200
Дерново-подзолистые почвы РФ 19,8+0,6/11-29 5940+180/3300-8700
Почвы России в целом 21,6+0,3/11-32 6480+90/3300-9600
Почвы планеты (типичный интервал) 26/11-52 7800/3300-15600
Таблица 2. Значения дозовых коэффициентов, пределов годового поступления с воздухом и пищей 22|*а, 210РЬ, 211^ и 210Ро для населения [4]
Table 2. Values of dose coefficients, limits of annual intake with air and food are 226Ra, 210РЬ, 210B and 210Po for the population [4]
Нуклид Дозовый коэффициент, Зв/Бк Предел годового поступления, Бк/год
с воздухом с водой и пищей с воздухом с водой и пищей
226R3 4,5-10-6 1,5-10-6 220 670
210РЬ 1,3-10-6 3,6-10-6 770 280
210В1 1,1-10-7 9,7-10-9 9100 105
210Ро 4.0-10-6 8,8-10-6 250 110
137С5 4,6-10-9 1,3-10-8 2,2-105 7,7-104
90Sr 5,0-10-8 8,0-10-8 2-104 1,3-104
- 75
Международный сельскохозяйственный журнал. Т. 67, № 1 (397). 2024
Таблица 3. Содержание 1370s в почвах сильнозагрязненных районов Брянской области [6] Table 3. Content of 137Cs in soils of heavily polluted areas Bryansk region [6]
Район Брянской области Плотность загрязнения 1370s, Ки/км2 среднее значение/стандартный интервал
1992 г. 2007 г. 2014 г. 2022 г.
Гордеевский 12,3/5,5-19,5 8,5/3,8-13,2 7,4/3,3-11,5 6,0/2,6-9,4
Злыковский 17,8/9,8-25,8 12,3/6,8-17,8 9,8/5,4-14,2 8,0/3,8-12,2
Клинцовский 8,7/2,5-14,9 6,0/1,7-10,2 4,5/1,3-7,7 3,7/1,2-6,2
Красногорский 14,0/<33,8 9,7/<23 7,0/<16,9 5,7/<13,9
Новозыбковский 18,5/11,5-25,5 12,8/7,9-17,6 10,8/6,7-14,9 8,8/5,6-12,0
Таблица 4. Годовые эффективные дозы внешнего облучения от 1370s в 6 наиболее загрязненных районах Брянской области
Table 4. Annual effective doses of external radiation from 137Cs in the 6 most polluted districts of the Bryansk region
Район Брянской области Годовая эффективная доза, мЗв/год среднее значение/стандартный интервал
1992 г. 2007 г. 2014 г. 2022 г.
Гордеевский 0,78/0,35-1,24 0,54/0,24-0,84 0,50/0,22-0,78 0,38/0,17-0,60
Злыковский 1,1/0,62-1,6 0,78/0,43-1,1 0,62/0,29-0,95 0,51/0,24-0,78
Клинцовский 0,55/0,16-0,95 0,38/0,11-0,65 0,29/0,09-0,48 0,24/0,08-0-39
Красногорский 0,89/<2,2 0,62/1,5 0,45/<1,1 0,36/<0,88
Новозыбковский 1,2/0,73-1,6 0,82/0,50-1,1 0,69/0,44-0,93 0,55/0,35-0,75
Таблица 5. Уровни загрязнения почв и годовые эффективные дозы внешнего облучения от 1370s сельскохозяйственных рабочих в 1986-1987 гг.
Table 5. Soil contamination levels and annual effective external radiation doses from 1370s of agricultural workers in 1986-1987
Район Брянской области Уровень загрязнения 1370s, Ки/км2 среднее значение/стандартный интервал Годовая эффективная доза, мЗв/год среднее значение/стандартный интервал
Гордеевский 14,1/6,3-22,4 0,90/0,40-1,4
Злыковский 20,5/11,3-29.7 1,3/0,72-1,9
Клинцовский 10,0/2,9-17,1 0,64/0,18-1,1
Красногорский 16,1/<38,9 1,0/<2,5
Новозыбковский 21,3/13,2-29,3 1,4/0,8-1,9
Превышение годовых эффективных доз требований НРБ создает дополнительные риски негативных последствий при загрязнении почв продуктами распада 238и изотопами 210РЬ, 210В1 и 210Ро. В этом случае первичное радиационное воздействие от Чернобыльских выпадений усилит последующее воздействие продуктов распада обедненного урана. К наиболее уязвимым районам Брянской области следует отнести Красногорский и Новозыбковский районы.
Возникает проблема радио-аналитического определения изотопов 238и, 210РЬ, 210В1 и 210Ро [6]. С 2002-2003 гг. радиологическими подразделениями агрохимической службы проводится определение естественных радионуклидов 22%, 232Т11 и 40К в почве методом сцинтилляцион-ной гаммаспектрометрии. Чернобыльская аварий произошла в 1986 г., следовательно, определение 22% в почвах загрязненных районах Брянской области методом сцинтилляционной гамма-спектрометрии — невозможно. Изотопы 210РЬ, 210В1 и 210Ро не имеют гамма-излучения, по которому возможно их определение в почве. Необходимо разрабатывать радиохимические методы анализа почв 210РЬ, 210В1 и 210Ро в сочетании с низкофоновой бета-радиометрии и полупроводниковой альфа-спектрометрии. При изучении и оценке негативных последствий применения боеприпасов с обедненным ураном данные о содержании продуктов распада 22% в почвах и сельскохозяйственных растениях будут востребованы.
В настоящей статье рассмотрен наиболее негативный вариант развития последствий применения в военных целях боеприпасов с обедненным 238и. Основанием для рассмотрения стало экспериментальное обнаружение изотопа 214В1 в облаке, образовавшимся при уничтожении склада боеприпасов с обедненным ураном. Изотоп 214В1 является коротко живущим изотопом семейства (Т1/219,7 мин) 238и. Наличие 214В1 со всей определенностью указывает, что в обедненном 238и содержится изотоп 22% в качестве примеси, так как изотоп 214В1 через последовательные радиоактивные превращения 22%; 2221^п (Т1/2=3,8 сутки); 218Ро (Т1/2=3,05 минуты); 214РЬ (Т1/2=~2 секунды); 214В1 (Т1/2=19,7 минуты) вступает в вековое равновесие с 22% через 100 минут после взрыва (5 периодов полураспада наиболее долго живущего изотопа 214В1). В свою очередь, изотоп 22^п вступает в вековое равновесие с 22<ТСа через 19 суток. По сравнению с временем хранения боеприпасов на складах эти времена незначительны.
Если будет доказано наличие негативных последствий у населения на территориях, где применялись боеприпасы с обедненным ураном, то причиной этих последствий будет являться наличие изотопа 22% в обедненном уране и, как следствие, продуктов его распада 210РЬ, 210В1 и 210Ро. Наиболее токсичным из тройки 210РЬ, 210В1 и 210Ро является 210Ро.
В течение первых двух лет после боевого применения боеприпасов с обедненным ураном
будет наблюдаться увеличение содержания 210Ро относительно 210РЬ. С истечением указанного срока 210Ро вступит в вековое равновесие с 210РЬ. Далее 210Ро будет накапливаться в почве по закону накопления 210РЬ. В свою очередь, будет происходить накопление 210РЬ в почве относительно 22%.
Если наши доводы убедительны, а рассуждения верны, то проблема негативных последствий у населения территорий, где применялись или будут применяться боеприпасы с обедненным ураном, будут нарастать, по крайней мере, в течение двух лет.
Мы описали поведение продуктов распада 226Р!а в почве в соответствии с радиохимическими законами поведения радионуклидов в цепочке распада радиоактивного семейства. Не исключено, что поведение радионуклидов в почве может быть скорректировано химическими и биохимическими процессами, протекающими в почве.
Изотопы 210РЬ,2 10В1 и 210Ро вследствие их эманации из обедненного урана находятся в мелкодисперсном состоянии. Мелкодисперсные системы являются нестабильными. Под действием натурных факторов (окисление кислородом, растворение в кислом почвенном растворе, действие микробиологических факторов) они исчезают. Изотопы 210РЬ, 210В1 и 210Ро переходят в почвенный раствор, а затем сорбируются компонентами почвы. Этот процесс будет значительно снижать радиационное воздействие продуктов распада обедненного урана на население.
Задачей агромелиоративных мероприятий является ускорение процесса связывания продуктов распада урана. Целесообразно в почву полей сельскохозяйственных угодий, на которых проводились боевые действия с применением боеприпасов с обедненным ураном, внести дополнительные количества органических удобрений (торф, сапропель, навоз). Желательно также внести простой суперфосфат, который содержит кислые фосфаты кальция. Возможно внесение промышленных отходов с кислой реакцией. Желательно повысить кислотность почв до приемлемого уровня, при котором можно вести сельское хозяйство. Повторного внесения не потребуется.
Брянская область находится на границе с Украиной. Существуют определенные риски загрязнения почвы продуктами распада 238и изотопами 22%, 210РЬ, 210В1210Ро. Вторичное дополнительное облучение (внутреннее облучение от названных изотопов) повысит риски возникновения негативных последствий у сельскохозяйственных рабочих. В этой связи для Брянской области необходим тщательный контроль за содержанием 22%, 210РЬ, 210В1 и 210Ро в почвах и воздухе сельскохозяйственных угодий при боевом применении снарядов с обедненным ураном.
После Чернобыльской аварии исследования радиологов были направлены на ликвидацию последствий радиоактивного загрязнения почв и сельскохозяйственной продукции 137С$ и 9<^г. Исследования поведения естественных радионуклидов 238и 232Т11 в почве сельскохозяйственных угодий не проводились. Между тем на глобальном уровне загрязнения, основную часть годовой эффективной дозы у населения, в том числе и у сельскохозяйственных рабочих, создают естественные радионуклиды.
Боевое применение зарядов с обедненным ураном является достаточно веским основанием для проведения исследований поведения естественных радионуклидов в почвах.
7б
International agricultural journal. Vol. 67, No. 1 (397). 2024
www.mshj.ru
Список источников
1. Источники и действие ионизирующей радиации. Научный комитет Организации Объединенных Наций по действию атомной радиации. Доклад за 1977 год Генеральной Ассамблее с приложениями, т. 1, с. 233, 260. Нью-Йорк, 1978.
2. Орлов П.М., Гладышева О.В., Лунев М.И., Акано-ва Н.И. Зависимость содержания техногенных и естественных радионуклидов в почвах Центрального Федерального округа от интенсивности применения минеральных удобрений и химических мелиорантов // Международный сельскохозяйственный журнал. 2018. № 1 (361). С. 37-42.
3. Сычев В.Г., Лунев М.И., Орлов М.М., Белоус Н.М. Чернобыль: радиационный мониторинг сельскохозяйственных угодий и агрохимические аспекты снижения последствий радиоактивного загрязнения почв. М.: ВНИИА, 2016, 183 с.
4. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009). Санитарные правила и нормативы СанПиН 2.6.1.2523-09. М., 2009. 84 с.
5. Сборник методик по определению радионуклидов в почвах сельскохозяйственных угодий и продукции растениеводства. М., 1999. 156 с.
6. Иванов А. О применении НАТО боезарядов с обедненным ураном против СФРЮ // Зарубежное военное обозрение. 2000. № 5. С. 11-12.
7. Орлов П.М., Аканова Н.И. Корреляции и закономерности загрязнения ,37Cs почв сельскохозяйственных угодий России // Международный сельскохозяйственный журнал. 2023. № 1 (391). С. 58-61.
References
1. Istochniki i deistvie ioniziruyushchei radiatsii. Nauch-nyi komitet Organizatsii Ob"edinennykh Natsii po deistviyu atomnoi radiatsii. Doklad za 1977 god General'noi Assamblee s prilozheniyami, t. 1, s. 233, 260 [Sources and effects of ionizing radiation. United Nations Scientific Committee on the Effects of Atomic Radiation. 1977 Report to the General Assembly with Annexes, vol. 1, pp. 233, 260]. New York, 1978.
2. Orlov, P.M., Gladysheva, O.V., Lunev, M.I., Akanova, N.I. (2018). Zavisimost' soderzhaniya tekhnogennykh i estestven-nykh radionuklidov v pochvakh Tsentral'nogo Federal'nogo okruga ot intensivnosti primeneniya mineral'nykh udobrenii i khimicheskikh meliorantov [Dependence of the content of technogenic and natural radionuclides in soils of the Central Federal District on the intensity of the use of mineral fertilizers and chemical ameliorants]. Mezhdunarodnyi sel'skokhozyaistvennyi zhurnal [International agricultural journal], no. 1 (361), pp. 37-42.
3. Sychev, V.G., Lunev, M.I., Orlov, M.M., Belous, N.M. (2016). Chernobyl': radiatsionnyi monitoring sel'skokho-zyaistvennykh ugodii i agrokhimicheskie aspekty snizheniya posledstvii radioaktivnogo zagryazneniya pochv [Chernobyl: radiation monitoring of agricultural lands and agrochemical aspects of reducing the consequences of radioactive soil pollution]. Moscow, VNIIA, 183 p.
4. Normy radiatsionnoi bezopasnosti (NRB-99/2009). Sanitarnye pravila i normativy SaNPIN 2.6.1.2523-09 (2009). [Radiation Safety Standards (NRB-99/2009). Sanitary Rules and Regulations SanPiN 2.6.1.2523-09]. Moscow, 84 p.
5. Sbornik metodik po opredeleniyu radionuklidov v pochvakh sel'skokhozyaistvennykh ugodii i produktsii ras-tenievodstva (1999). [Collection of methods for determining radionuclides in soils of agricultural lands and crop products]. Moscow, 156 p.
6. Ivanov, A. (2000). O primenenii NATO boezaryadov s obednennym uranom protiv SFRYU [On the use of NATO warheads with depleted uranium against the SFRY]. Zaru-bezhnoe voennoe obozrenie, no. 5, pp. 11-12.
7. Orlov, P.M., Akanova, N.I. (2023). Korrelyatsii i zakono-mernosti zagryazneniya ,37Cs pochv sel'skokhozyaistvennykh ugodii Rossii [Correlations and regularities of pollution of 137Cs of soils of agricultural lands of Russia]. Mezhdunarodnyi sel'skokhozyaistvennyi zhurnal [International agricultural journal], no. 1 (391), pp. 58-61.
Информация об авторах:
Орлов Павел Михайлович, кандидат химических наук, старший научный сотрудник лаборатории агрохимии органических, известковых удобрений и химической мелиорации, ORCID: http://orcid.org/0000-0002-2753-3371, n_akanova@mail.ru Аканова Наталья Ивановна, доктор биологических наук, профессор, заведующая лабораторией агрохимии органических, известковых удобрений и химической мелиорации, ORCID: http://orcid.org/0000-0003-3153-6740, n_akanova@mail.ru Ермаков Антон Александрович, кандидат биологических наук, заведующий лабораторией аналитического обеспечения агрохимических исследований, ORCID: http://orcid.org/0009-0008-9956-4442, p.ermakov@mail.ru
Information about the authors:
Pavel M. Orlov, candidate of chemical sciences, senior researcher of the laboratory of agrochemistry of organic, lime fertilizers and chemical reclamation, ORCID: http://orcid.org/0000-0002-2753-3371, n_akanova@mail.ru
Natalia I. Akanova, doctor of biological sciences, professor, head of the laboratory of agrochemistry of organic, lime fertilizers and chemical reclamation, ORCID: http://orcid.org/0000-0003-3153-6740, n_akanova@mail.ru
Anton A. Ermakov, candidate of biological sciences, head of the laboratory of analytical support of agrochemical research, ORCID: http://orcid.org/0009-0008-9956-4442, p.ermakov@mail.ru
Ш n_akanova@mail.ru
Издательство «Электронная наука» выпускает научные журналы на русском и английском языках. Нам доверяют авторы по всему миру. Количество наших читателей, в том числе и в Интернете,
более 55 тысяч человек ежемесячно.
ЖУРНАЛЫ ИЗДАТЕЛЬСТВА «ЭЛЕКТРОННАЯ НАУКА»
Международный журнал прикладных наук и технологий «INTEGRAL» издается 6 раз в год.
■ Стратегический научный партнер журнала «Государственный университет по землеустройству».
■ INTEGRAL цитируется в РИНЦ, Google Scholar, КиберЛенинке.
■ Научным публикациям присваивается международный цифровой индикатор DOI.
■ Журнал участник программы открытого доступа к научным публикациям.
Контакты: https://e-integral.ru, e-science@list.ru
Международный сельскохозяйственный журнал. Т. 67, № 1 (397). 2024
