CC BY
160
УДК 504.6:539.16
РАДИОЭКОЛОГИЧЕСКАЯ ОБСТАНОВКА ТЕРРИТОРИЙ, ПРИЛЕГАЮЩИХ К СЕМИПАЛАТИНСКОМУ ИСПЫТАТЕЛЬНОМУ ПОЛИГОНУ
Назира Адамбековна Кудеринова
Семипалатинский государственный университет им. Шакарима, 071412, Казахстан, г. Семипалатинск, ул. Глинки, 20 А, кандидат технических наук, зав. кафедрой дизайна и геодезии, тел. (7779)97-36-31, e-mail: Kudnazira@mail.ru
Айтбек Калиевич Какимов
Семипалатинский государственный университет им. Шакарима, 071412, Казахстан, г. Семипалатинск, ул. Глинки, 20 А, доктор технических наук, декан факультета информационно-коммуникационных технологий, тел. (7772)42-57-92
Серикбек Мухаметсадыкович Кудеринов
Семипалатинский государственный университет им. Шакарима, 071412, Казахстан, г. Семипалатинск, ул. Глинки, 20 А, старший преподаватель кафедры геодезии и строительства, тел. (7222)358-438,e-mail: kudinovs@mail.ru
Жанат Зекеновна Толеубекова
Карагандинский государственный технический университет, 100027, Казахстан, г. Караганда ул. Ленина 72, кандидат технических наук, доцент кафедры маркшейдерского дела и геодезии, тел. (7212)567-588, e-mail: jtoleubekova@mail.ru
Камила Саниярбековна Исабекова
Семипалатинский государственный университет им. Шакарима, 071412, Казахстан, г. Семипалатинск, ул. Глинки, 20 А, студент специальности «Геодезия и картография», тел. (7222)358-438, e-mail: kudnazira@mail.ru
Приведены данные радиоэкологических исследований о степени загрязнения радионуклидами сельскохозяйственной продукции на территориях, прилегающих к Семипалатинскому испытательному полигону.
Ключевые слова: Семипалатинский испытательный полигон (СИП), цезий, стронций, америций, гамма-спектрометр, альфа-спектрометр.
RADIO ECOLOGICAL SITUATION OF TERRITORIES ADJACENT TO SEMIPALATINSK TEST PROVING GROUND
Nazira A. Kuderinova
The Semey state university named after Shakarim, 071412, Kazakhstan, Semey, 20A Glinka St., Candidate of Technical Sciences, department chair of geodesy and construction, tel. (7222)358-438, e-mail: kudnazira@mail.ru
Aytbek K. Kakimov
The Semey state university named after Shakarim, 071412, Kazakhstan, Semey, 20A Glinka St., Doctor of Engineering, professor, dean of faculty of information and communication technologies, tel. (7222)358-466
Serikbek M. Kuderinov
The Semey state university named after Shakarim, 071412, Kazakhstan. Semey, 20A Glinka St., senior teacher of department of geodesy and construction, tel. (7222)358-438, e-mail: kudinovs@mail.ru
Zhanat Z. Toleubekova,
KGTU, Kazakhstan, Karaganda, 72 Lenin St., Candidate of Technical Sciences, associate professor of surveying business and geodesy, tel. (7212) 567-588, e-mail: jtoleubekova@mail.ru
Kamila S. Issabekova
The Semey state university named after Shakarim, 071412, Kazakhstan. Semey, 20A Glinka St., student of the specialty «Geodesy and Cartography», tel. (7222)358-438, e-mail: kudnazira@mail.ru
Data of radio ecological researches on extent of pollution by radionuclides of agricultural production are given in the territories adjacent to Semipalatinsk Test proving ground.
Key words: The Semipalatinsk Test Site (STS), caesium, strontium, americium, a gamma spectrometer, an alpha spectrometer.
Республика Казахстан - страна, широко представленная всеми видами событий, связанных с ядерной энергией. Это и военные ядерные испытания, и мирные ядерные взрывы, а также добыча и переработка урана. С момента закрытия полигона до настоящего времени казахстанскими учеными совместно с международным научным сообществом получен большой объем информации относительно текущей радиационной обстановки на СИП и прилегающих территориях. Выявлены все значимые участки радиоактивного загрязнения, выявлены основные пути и механизмы текущего и потенциального распространения радиоактивных веществ.
Учеными Национального ядерного центра были проведены масштабные исследования по исследованию современного радиоэкологического состояния окружающей среды.
Одним из основных факторов, обеспечивающих сохранение здоровья и высокой трудоспособности человека, является рациональное питание [1]. Одним из действенных средств поддержания здоровья человека в условиях возросшей экологической нагрузки является качественное питание.
Пищевое сырье и продукты питания содержат обширный перечень чужеродных веществ (токсины микроорганизмов, микотоксины. тяжелые металлы, антибиотики, гормональные препараты, регуляторы роста растений, пестициды, удобрения, радионуклиды и др.). Они усиливают химическую нагрузку пищи и могут оказывать влияние на питательный гомеостаз.
При повышении оптимальной физиологической концентрации элемента в организме может наступить интоксикация, а дефицит многих элементов в пище и воде может привести к тяжелым и трудно распознаваемым явлениям недостаточности [1].
В растения радионуклиды попадают в результате загрязнения воздуха, почвы. Растения по мере накопления радиоактивных веществ располагаются
в порядке: капуста - свекла - картофель - пшеница - естественная травяная растительность.
Нерастворимые радионуклиды загрязняют растения с поверхности, растворимые - поглощаются через листья, плоды, стебли.
Степень поступления из почвы зависит от её типа. Наименьший переход радиоактивных веществ в растения на чернозёмах, наибольший в регионах с торфяно-болотистыми почвами.
В организм животных могут попадать через желудочно-кишечный тракт, органы дыхания, кожные покровы, а также с загрязнёнными кормами и водой.
Накопление в организме животных и переход в продукты животного происхождения зависит от свойств радиоактивного вещества, возраста животного и его состояния.
Водные пищевые цепи не являются важным источником облучения человека радиоактивными веществами. Это зависит от свойств воды, рН, химического состава. Слабая минерализация воды способствует более высокому накоплению радиоактивных веществ гидробионтами. Рыбы пресноводных водоёмов накапливают эти вещества в десятки раз больше.
Для оценки уровней загрязненности сельскохозяйственной продукции растительного происхождения необходимы данные по концентрации радионуклидов в почвах исследуемой территории и коэффициенты перехода (Кп) радионуклидов в различные виды растениеводческой продукции:
С,
К,
раст
П
С,
почва
где Кп - коэффициент перехода;
Срасп - концентрация радионуклидов в растении (Бк/кг); Спочва- концентрация радионуклидов в почве [2].
В 2009 г. МАГАТЭ опубликованы материалы "Количественные параметры переноса радионуклидов в наземной и пресноводной окружающей среде для радиологической оценки", в которых приведены Кп радионуклидов в растениеводческую продукцию (табл. 1) [3].
Таблица 1
Коэффициенты перехода 137С§, 908г и 241Аш в растениеводческую продукцию
НИД 11|><М> КИПИ Кп
Чг -1 Л1П
кгрновьк; паки 4.3« 10 1.6*10 1.7*10-
К\ к> р\ «и 2.3* 10" 4.0*10 ' 9.6*10 4
1 МСТ.РВМС овошн 1.8*1 О 2.0 2.4* 10 1
1 1.ЮДЫ ( ПОМП юры. ОГЛрЦМ) У.4* 10 м 1 7.4* 10 1
1>ооон1.к' 1 семена ■ 4.ЛЧ0 и» 4.8*10"'
Карюфен. (к п.они» А.(л' 10 2.0* 10" •>.1*10 1
Корнем ю 11.1 г корни 1 5.;* ю и 8.6*10 1
Для оценки уровней загрязненности сельскохозяйственной продукции растительного происхождения использовались данные о средней концентрации радионуклидов в почвах исследуемой территории и коэффициенты перехода (Кп) радионуклидов в различные виды растениеводческой продукции, принятые на основании анализа литературных данных и результатов исследований на СИП. В табл. 2 приведены результаты прогнозируемой концентрации радионуклидов в растениеводческой продукции, в случае ее производства на СИП и допустимые значения содержания радионуклидов в пищевых продуктах, согласно СанПиН 4.01.071.03 [4].
Таблица 2
Прогнозируемое содержание радионуклидов в растениеводческой продукции (на сырую массу) в случае ее получения на исследуемой территории (расчет на основании средних концентраций радионуклидов в почве
исследуемой территории)[3]
Нпд нролукта 11р<>1 жмнруемая кчшцещрации. 1>к/кт (лонммшая коннеш рання. Ьк кт )
М|Ат
{сршжмс маки
РОЖЬ 4.1*10 1 (70) 5.6*10 (40) 42*10 1 (4.0)
1Мненипа 4.4* 10 (70) 5.7*10 (40) 4.3*10 ' (4.0)
1 .—... 1 Ячмень 6.6*10 (70) 5.6*10 1 (40) 4.2*10 (4.0)
()кес 8.2*10 ГО) 5.6*10'' (40) 4.2*10 ' (4.0)
Кормокам проекция _1
Сено 1 сгонное раоютривье) .1.4*10 Г4) 4(111) К*10 (11.1)
К\ кл р\ *а 1.1 (70) 1.4(40) 7.1 «Ю " (4.0)
. ||1СЮЬЫС 1ШОШИ
Кануста 0.7*10 (600) 0,6*|о 1 (200) 8.3*10 (20)
Шпнна! 6.5*10 ' (600) 6.4*]0 1 (200) 5.5*10 (20)
1ИСТОВОН сольлерей. салаты ■4.0* 10 (600) 4.8*10 1 (200) 4.1*10 (20)
Бобовые __I
и>аео.11». юрох 1.6*10 (50) 5.1 (60) 1.2*10 " (6.0|
_Плодовые овошн _
1 Ьшилоры. перец, баклажаны 2.5' 10 (600) 3.6*10 1 (200) 1.4*10^(20)
1>|л рцы 2.1*10 (600) 3.0*10 ' (200) 1.3*10 * (20)
KopHeK.ivGacn.io |ы
Картофель 1.2*10 (120) 4.5*10 (4И) 5.5*10 " (4.(1)
С'вскла (корнеило 1ы) 4.4* 10 (600) 8.4*10 (200) 3.0*10 (20)
Морковь 1 корнеилолы) N.2*10 (600) 7.3*10 ; (200) 3.5*10 " (20)
Примечание: лотсгимые уровни лля кормовой установлены Мннеельхоюм Реснуоликн Ка «а.\с 1 Вк/кг) (231. _ растительности права, сено) ан ( ' С.ч-74 Ьк кг. Чг 111
Для оценки содержания радионуклидов в животноводческой продукции, как и растениеводческой, используются коэффициенты перехода (отношение концентрации радионуклидов в продукции животноводства к суточному поступлению с рационом). В опубликованных МАГАТЭ в 2009 г. материалах [5]
приведены коэффициенты перехода радионуклидов в животноводческую продукцию (табл. 3).
Таблица 3
Коэффициенты перехода 137С§, 908г и Ат в животноводческую продукцию [6]
Вил прол> КИПИ Кп
ИЧ ч м,Лш
К|И ИНЫМ |НН Л 1 ЫЙ С К» 1
\ 1о.'ЮКО 6.1*10 1 1.5*10 ' 4.2*10
Мясо (| ОВЯ.'ШНс) 1 3.0*10 2.1*10 ' 5.0*10 '
Овцы
1 Молоко _ 7.7*10- 3.0*10 : -
Мясо (оарнншки 2.7*10 1.7*10 4 1.1*10-*
Ко н>1
\ (о.юко 1.3*10 2.1*10 : К)
Мясо _ -1.Х* 10 ' 3.0*10 • -
. 1ом:1ШНШ1 II МПС)
Мясо "5.0 2.3*10 - -
»пин _ -4.3*10 ' N.N + 10 -
В 2008 году на базе Семипалатинского государственного университета м. Шакарима была создана лаборатория инженерного профиля, которая впоследствии получила название «Научный центр радиоэкологических исследований». Основная цель создания лаборатории: разработка комплекса мер по обеспечению радиационной безопасности на основе изучения зараженности радионуклидами поверхностных слоев почвы, а также наземных и подземных источников воды, передачи радионуклидов к биологическим объектам, степени их накопления в сырье животного и растительного происхождения, ветиренарно-санитарная экспертиза продуктов животного и растительного происхожедния и разработка методов ремедиации на Северо-Востоке Казахстана, а также улучшение медико-экологических и социально-экологических факторов, оказывающих влияние на качественный уровень жизнедеятельности населения региона.
Оценка содержания радионуклидов в объектах окружающей среды проводятся поверенными и внесенными в Госреестр средств измерений Казахстана приборами с соответствии с утвержденными методиками.
В лаборатории гамма-спектрометрии проводятся работы для определения гамма-излучений исследуемых объектов. Основная задача: выявление конкретных радиоизотопов по характерной энергии.
Спектрометр - устройство, которое позволяет измерять распределение радиоактивного излучения по энергии (гамма-, альфа-спектрометры), массе и заряду (масс-спектрометры).
Гамма-спектрометр позволяет выявить в смеси гамма-излучающих радионуклидов присутствие конкретных радиоизотопов по характерной энергии. Она может быть подразделена по функциональному назначению: измерение радиоактивности газов и аэрозолей; измерение радиоактивности жидких и сыпучих
материалов; измерение радиоактивного загрязнения поверхностей; индивидуальные средства измерения, постоянно носимые человеком.
Лаборатория альфа-спектрометрии предназначена для определения альфа-излучений исследуемых объектов. Основная задача: количественный и качественный анализ альфа-излучающих радионуклидов.
Альфа-спектрометрия - метод, применяемый для регистрации альфа-излучения. Этот метод обычно применяется для измерения отдельных актиноидов в природных образцах и биологических пробах, а также для непосредственного измерения фильтров. Регистрация излучения осуществляется полупроводниковым кремниевым детектором. Преимуществами альфа-спектрометрии являются высокое энергетическое разрешение (15-30 кэВ) и низкий уровень фона (0.003-0.01 имп/мин).
Для получения коэффициентов перехода в сельскохозяйственную продукцию животного происхождения на территории СИП были проведены натурные эксперименты с сельскохозяйственными животными. В качестве экспериментальных животных выбраны двухгодовалые бараны казахской курдючной грубошерстной Шдильбаевской) породы. В первом случае животные выпасались в условиях радиоактивного загрязнения [6, 7]. Во втором кормление радиоактивным рационом проводилось стойловым способом [7]. На основании полученных данных о среднесуточном поступлении радионуклидов в организм экспериментальных животных и концентрации радионуклидов в тканях и органах рассчитаны коэффициенты перехода (Кп) радионуклидов из рациона в ткани и органы сельскохозяйственных животных. Коэффициенты, полученные при выпасе и стойловом кормлении, имеют близкие значения [7].
Полученные значения возможного содержания радионуклидов в мясе сельскохозяйственных животных, выпасаемых в зоне повышенной концентрации трансурановых элементов, не превышают допустимых значений, несмотря на то, что расчеты производились для животных, выпасающихся исключительно на такой территории. В реальных условиях выпас сельскохозяйственных животных только в зоне повышенных концентраций радионуклидов в течение длительного времени невозможен ввиду невысокой продуктивности степных пастбищ и низкого коэффициента полноты их использования (40-50 %) [2].
Таким образом, проведенные исследования сотрудниками НЯЦ показали, что в сельскохозяйственной продукции как растительного, так и животного происхождения, получаемой на территории СИП концентрация радионуклидов не будет превышать установленных норм, несмотря на то, что для расчетов использовались самые консервативные значения используемых параметров [2, 8].
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. К вопросу о продовольственной безопасности в Казахстане / Салханова А.Б., Би-сенкулова Д.У., Бигазиева С.К. // Материалы конф. «Актуальные проблемы производства продуктов питания в условиях глобализации экономики» 15-16 октября.- Семей: СГУ имени Шакарима, 2012.- С. 111-112.
2. Актуальные вопросы радиоэкологии Казахстана. Выпуск 1. Изд.2. Радиоэкологическое состояние «северной» части территории Семипалатинского испытательного полигона/ под рук. Лукашенко С.Н. - Павлодар: Дом печати, 2011. - 296 с.
3. INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY. Quantification of radionuclide transfer in terrestrial and freshwater environments for radiological assessments. IAEA -TECDOC - 1616. - Vienna: IAEA. 2000.
4. Гигиенические требования к безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов: Санитарные правила и нормы №4.01.071.03: утв. Приказом министра здравоохранения Республики Казахстан от 11 июня 2003 г. №447.
l37
5. Санжарова П.И. Формы нахождения в почвах и динамика накопления Cs в сельскохозяйственных культурах после аварии на Чернобыльской АЭС/ Н.И. Санжарова. СВ. Фесенко, К.Б. Лисянский и др.//- М.: Почвоведение. - 1997. -№2.- С. 162-163.
6. Комплексное изучение миграции радионуклидов в почве, воде, растениях, животных и влияние малых хронических доз радиации на биологические объекты в местах водопрояв-лений штолен горного массива: Отчет о научно-технической деятельности Института радиационной безопасности и экологии НЯЦ РК, выполненного по НТП 0346 «Развитие атомной энергетики в Республике Казахстан» за 2007-2008 гг.: отчет заключительный/ рук. Лукашенко С.Н.// - Курчатов: Фонды ИРБЭ, 2008. - 67 с.
7. Амирбеков Ш.А., Дюсембаев С.Т., Амирханов К.Ж., Какимов А.К., Есимбеков К.Ж. «Научный центр радиоэкологических исследований. Современная радиоэкологическая обстановка на территориях, прилегающих к Семипалатинскому испытательному ядерному полигону» Монография/ Ш.А.Амирбеков, С.Т.Дюсембаев, К.Ж.Амирханов, А.К.Какимов, К.Ж. Есимбеков - Алматы, 2013. - 358 с.
8. Какимов А.К., Какимова Ж.Х., Бепеева А.Е., Есимбеков Ж.С. «Радиоэкологическая обстановка на территориях близ Семипалатинского испытательного ядерного полигона» Аналитический обзор/ А.К.Какимов и др. - Семей, 2014. - 59
© Н. А. Кудеринова, А. К. Какимов, С. М. Кудеринов, Ж. З. Толеубекова, К. С. Исабекова, 2015
