CC BY
36
УДК 631.4:502.76 001: 10.24411/2587-6740-2020-11005
РЕЗУЛЬТАТЫ РАДИАЦИОННОГО МОНИТОРИНГА ПОЧВ НА РЕПЕРНЫХ УЧАСТКАХ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ УГОДИЙ
РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
П.М. Орлов, Н.И. Аканова
ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии имени Д.Н. Прянишникова», г. Москва, Россия
Оценены мощность экспозиционной дозы гамма-излучения и современное состояние загрязнения и 91^г основных типов почв земель сельскохозяйственных угодий Российской Федерации по данным локального мониторинга на реперных участках. Среднее значение содержания в почве составляет 12,0±0,4 Бк/кг, верхняя граница стандартного интервала равна 26 Бк/кг. Черноземные почвы имеют наибольшее среднее значение содержания в почве (15,9±0,7 Бк/кг). Среднее содержание 9|^г в почвах России оставляет 4,7±0,1 Бк/кг, стандартный интервал содержания — 1,0-8,4 Бк/кг. Среднее значение мощности экспозиционной дозы гамма-излучения составляет 11,1±0,1 мкр/час, стандартный интервал равен 8,4-13,8 мкр/час. Проведен статистический анализ загрязнения почв территорий на уровне административных районов, подвергшихся радиоактивным выпадениям от Чернобыльской аварии. В 9 субъектах РФ расположены районы, в которых верхняя граница стандартного содержания в почве превышает уровень 1 Ки/км2. В Брянской области 8 таких районов, а уровень на радиоактивном пятне составляет (25±8)-103 Ки. Наблюдается корреляционная зависимость между площадью загрязнения почвы в субъекте РФ и средним содержанием в почве с коэффициентом положительной линейной корреляции равным 0,77. Загрязнение почвы 9|^г после Чернобыльской аварии менее значительно, чем 13^. Проблемы загрязнения растительной сельскохозяйственной продукции 9|^г на почвах радиоактивных пятен от Чернобыльской аварии практически отсутствуют за исключением Злыковского района Брянской области. В настоящее время средний уровень загрязнения 9|^г почвы в этом районе превышает значение 0,3 Ки/км2. В целом по России радиационная ситуация на полях сельскохозяйственных угодий с течением времени улучшается. Радиационная авария на АЭС «Фукусима» практически не повлияла на радиоактивное загрязнение почв сельскохозяйственных угодий.
Ключевые слова: радиационный мониторинг, сельскохозяйственные угодья, реперные участки, радиоактивное загрязнение, Чернобыльская авария, радионуклиды "'Сб и 9°3г, мощность экспозиционной дозы.
Спустя 30 лет после Чернобыльской аварии радиационная обстановка на полях сельскохозяйственных угодий России остается сложной и разнообразной [1-3]. Радиационный мониторинг является важной составляющей общего экологического мониторинга почв сельскохозяйственных угодий России [4, 5]. Радиационный мониторинг сельскохозяйственных угодий осуществляется на репер-ных и контрольных участках локального мониторинга радиологическими подразделениями агрохимической службы. Определяются мощность экспозиционной дозы гамма-излучения (МЭДГ), содержание техногенных 13^ и и естественных радионуклидов 22%, 232ТЬ|, 40К. В 2016 г. данные поступили из 41 субъекта Российской Федерации, была проведена их статистическая обработка с уровнем доверия 0,95 (табл. 1). Среднее значение МЭДГ равняется 11,1 мкр/час, стандартное отклонение — 2,7 мкр/час, верхняя граница распределения составляет 13,8 мкр/час соответственно.
Таким образом, на 95% площади сельскохозяйственных угодий РФ в 2016 г. мощность экспозиционной дозы гамма-излучения находилась в интервале 8,4-13,8 мкр/час. Статистическая погрешность в определении среднего значения составила 0,1 мкр/час.
Среднее содержание 13^ в почве составляет 12,0 Бк/кг, стандартное отклонение — 14,1 Бк/кг, верхняя граница распределения — 26,1 Бк/кг. Статистическая погрешность в определении среднего значения равняется 0,1 Бк/кг. Таким образом, на 95% площади почв сельскохозяйственных угодий Российской Федерации уровень загрязнения 13^<26 Бк/кг. Отмечается большое значение эксцесса распределения. Это показывает, что основная масса результатов на-
ходится вблизи средних значений, а крайние значения являются достаточно редкими.
Среднее содержание 9<^г в почве составляет 4,7 Бк/кг, стандартное отклонение — 3,7 Бк/кг. Следовательно, на 95% площади сельхозугодий России уровень загрязнения почвы 9<^г находится в интервале 1,0-8,4 Бк/кг. Эксцесс распределения больше 0, поэтому результаты преимущественно находятся вблизи средних значений. В таблице 2 и на рисунке 1 представлены статистические параметры мощности экспозиционной дозы гамма-излучения и уровней загрязнения 13^ и 9<^г почвы за период с 1991 по 2016 гг.
Мощность экспозиционной дозы гамма-излучения находится в пределах 10,8-11,6 мкр/час. Максимальное значение МЭДГ наблюдалось в 2011 г., после аварии на АЭС «Фукусима» (Япония). Прослеживается снижение средних значений уровней загрязнения 13^ почвы во времени. Среднее содержание в почве изменяется незначительно в пределах 4,7-5,6 Бк/кг.
Динамика изменения МЭДГ и почв России
Таблица 1 Мощность экспозиционной дозы гамма-излучения и содержание 13^ и 91^г в почвах России (2016 г.)
Статистический МЭДГ, Содержание, Бк/кг
параметр мкр/час 137СБ 90Бг
Среднее 11,1 12,0 4,7
Стандартное отклонение 2,7 14,1 3,7
Погрешность среднего 0,1 0,4 0,1
Медиана 11 8,2 3,7
Мода 10 11 3,2
Эксцесс(без размерности) 0 32 6
Количество участков 1088 1167 1070
Таблица 2
ней загрязнения 13^ и 9|^г .-2016 гг.)
Период наблюдения Среднее значение/стандартное отклонение/стандартное отклонение среднего Количество участков (субъектов)
МЭДГ, мкр/час 137Сб, Бк/кг 90Бг, Бк/кг
1991-1994* 11,4/2,3/0,3 15,7/22/3,0 5,4/4,6/0,6 1066 (60)
1995-1998* 11,2/2,2/0,3 17,7/30,6/3,9 5,0/3,8/0,5 1685(62)
2003 11,1/3,8/0,1 13,8/24,2/0,8 5,6/3,1/0,1 928
2007 10,8/2,5/0,1 13,4/20/0,5 5,1/4,4/0,1 1903
2011 11,6/3,8/0,1 13,8/17,3/0,5 4,7/3,9/0,1 1338
2014 11,4/2,9/0,1 12,9/18/0,3 5,6/3,9/0,1 869
2016 11,1/2,7/0,1 12,0/14,1/0,4 4,7/3,7/0,1 1167
*Оценка проведена по средним значениям в субъектах.
- 27
МЕЖДУНАРОДНЫЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ № 1 (373) / 2020
Ф Ф 20
§| 15
4® 10 m У
a. « s
о I 5
w 0
-1-1-1-1-1-1-
1991- 1995- 2003 2007 2011 2014 2016 1994 1998
время наблюдения
МЭДГ, мкр/час —Я— 137Cs, Бк/кг g0Sr, Бк/кг
Рис. 1. Динамика изменения средних значений МЭДГ и содержания 13^ и 91^г в почвах сельхозугодий России
2003-2004 2007-2008 2011 2014 2016
• мощность дозы, мкр/час -черноземы
■ мощность дозы, мкр/час -дерново-подзолистые
А мощность дозы, мкр/час -серые лесные
) С мощность дозы, мкр/час -каштановые
Ж мощность дозы, мкр/час -дальний восток
Рис. 2. Изменение мощности экспозиционной дозы гамма-излучения во времени с 2003 по 2016 гг. по данным локального мониторинга
Таблица 3
Мощность экспозиционной дозы гамма-излучения и содержание 13^ и 91^г в основных типах почвах (2016 г.)
Субъект РФ, статистический параметр МЭДГ, мкр/час Содержание, Бк/кг
137Cs 90Sr
Черноземы
среднее значение 11,6 15,9 5,1
стандартное отклонение 2,4 16,0 3,8
погрешность среднего 0,1 0,7 0,2
эксцесс (без размерности) О 16 4
количество участков 496 550 486
Дерново-подзолистые
среднее значение 1О,5 8,4 4,1
стандартное отклонение 3,0 9,1 3,1
погрешность среднего 0,2 0,5 0,2
эксцесс (без размерности) -О,6 24 8
количество участков 262 282 274
Серые лесные
среднее значение 10,8 12,1 5,6
стандартное отклонение 2,8 20,5 5,4
погрешность среднего 0,3 1,9 0,5
эксцесс (без размерности) -0,3 3,1 5,0
количество участков 102 111 105
Каштановые
среднее значение 10,7 8,1 4,0
стандартное отклонение 2,8 3,5 2,3
погрешность среднего 0,2 0,3 0,2
эксцесс (без размерности) -0,3 1,3 1,7
количество участков 134 136 132
Почвы Дальнего Востока
среднее значение 10,9 5,2 3,9
стандартное отклонение 1,9 2,4 3,3
погрешность среднего 0,2 0,3 0,4
эксцесс (без размерности) -0,5 4,3 6,4
количество участков 92 88 73
В целом радиационная ситуация на полях сельскохозяйственных угодий по данным локального мониторинга почв улучшается. Авария на АЭС «Фукусима» несколько замедлила снижение содержания ,37С$ в почве, вернув средние значения в 20,, г. к уровню 2003 г., однако заметного влияния на содержание ,37С$ в почвах России не оказала.
Полученная совокупность данных по содержанию техногенных радионуклидов в почвах России нами разделена на 5 подмножеств в соответствии с основными типами почв (черноземы, дерново-подзолистые, серые лесные, каштановые). Почвы Дальнего Востока отличаются по своему типу от основных почв России, поэтому они выделены в отдельное подмножество. Данные о мощности экспозиционной дозы и содержании ,37С$ и 9<^г в основных типах почв России представлены в таблице 3.
Мощность экспозиционной дозы гамма-излучения формируется под действием ряда факторов. На ее численное значение влияют: содержание естественных радионуклидов в почве (40К, 232ТЬ|, 238и, 22<^а), вторичное космическое излучение, солнечная активность, содержание техногенных гамма- излучающих радионуклидов, радиоактивные эманации из почвы. Среднее значение мощности дозы для основных типов почв находится в интервале ,0,5 мкр/час (дерново-подзолистые почвы) — ,1,6 мкр/час (черноземы). Нижняя граница стандартного распределения равна 7,5 мкр/час и соответствует дерново-подзолистым почвам, верхняя граница равна ,3,5 мкр/час и соответствует значению для черноземов. Динамика изменения средних значений МЭДГ с 2003 по 20,6 гг. представлена на рисунке 2.
Для черноземных почв в 2003-2004 гг. и 2007-2008 гг. среднее значение МЭДГ равнялась ,,,0 и ,,,3 мкр/час соответственно при стандартной погрешности определения среднего значения 0,, мкр/час. В 20,, г. произошла крупная радиационная авария на АЭС «Фукусима». Среднее значение МЭДГ в 20,, г. увеличилось до ,2,4 мкр/час при стандартной погрешности 0,2 мкр/час. К 20,6 г. после распада короткоживу-щих гамма-излучающих радионуклидов среднее значение МЭДГ снизилось до ,,,0 мкр/час при стандартном отклонении 0,, мкр/час (табл. 3).
Для дерново-подзолистых почв в 20032004 и 2007-2008 гг. среднее значение МЭДГ равнялась ,0,0 мкр/час при стандартной погрешности определения среднего значения 0,2 и 0,, мкр/час соответственно. Среднее значение МЭДГ в 20,, г. в связи с аварией на АЭС «Фукусима» возросло до ,,,0 мкр/час при стандартной погрешности 0,, мкр/час. В 20,4 г. этот показатель остался на прежнем уровне, а в 20,6 г. уменьшился до значения ,0,5 мкр/час при стандартном отклонении 0,2 мкр/час.
Для серых лесных почв в 2003-2004 гг. среднее значение МЭДГ равнялась ,0,0 мкр/час при стандартной погрешности определения 0,2 мкр/час. В 20,,-20,4 гг. среднее значение МЭДГ возросло до ,,,5 мкр/час. В 20,6 г. произошло ее незначительное снижение.
Для каштановых почв в 2003-20,6 гг. среднее значение МЭДГ изменялось в пределах 9,9-,,,7 мкр/час с погрешностью оценки 0,20,3 мкр/час. Временных закономерностей в изменениях МЭДг для каштановых почв не наблюдается.
В почвах Дальнего Востока с 2002 по 20,4 гг. среднее значение МЭДГ находилось в интерва-
ле от ,0,, до ,,,3 мкр/час при стандартной погрешности определения среднего значения 0,20,3 мкр/час. Наблюдается незначительный рост МЭДГ с 2002 по 20,4 гг. В 20,6 г. значение МЭДГ снизилось по сравнению с 20,4 г.
Среднее содержание ,37С$ в основных типах почв находилось в интервале 5,2 Бк/кг (почвы Дальнего Востока) — ,5,9 Бк/кг (черноземы). Верхняя граница стандартного распределения равна 32,6 Бк/кг и соответствует серым лесным почвам, она практически совпадает с верхней границей, соответствующей черноземным почвам (3,,9 Бк/кг). Обращает на себя внимание большое стандартное отклонение, характеризующее распределение ,37С$ в серых лесных почвах (20,5 Бк/кг). Оно возникло потому, что в Республике Мордовия находятся серые лесные почвы, подвергшиеся загрязнению от Чернобыльской аварии. Среднее значение загрязнения почв ,37С$ в Республике Мордовия в 20,6 г. равно 25,5 Бк/кг, стандартное отклонение — ,2,3 Бк/кг. Серых лесных почв значительно меньше, чем черноземов и дерново-подзолистых почв. Наличие почв с повышенным содержанием ,37С$ обуславливает значительное стандартное отклонение, характеризующее серые лесные почвы.
Следует также отметить, что черноземы центра России также подверглись радиоактивным выпадением от Чернобыльской аварии, что обуславливает повышенное среднее значение и стандартное отклонение во множестве, характеризующем загрязнение ,37С$ черноземов, по сравнению с другими типами почв. Динамика изменения содержания ,37С$ с 2003 по 20,6 гг. в основных типах почв представлена на рисунке 3.
INTERNATIONAL AGRICULTURAL JOURNAL № 1 (373) / 2020
www.mshj.ru
Среднее значение содержания 137Cs в черноземных почвах снижалось во времени в интервале от 18,5 до 15,9 Бк/кг при стандартной погрешности их оценки 0,7-1,2 Бк/кг. С 2003 г. по 2016 гг. среднее значение содержания 13^ в дерново-подзолистых почвах изменялось незначительно и находилось в пределах стандартной погрешности его определения. Временные изменения средних значения находились в интервале 8,2-9,5 Бк/кг при стандартной погрешности их определения 0,4-1,3 Бк/кг. Среднее значение содержания 13^ в серых лесных почвах в 2003 г. составляло 18,9 Бк/кг при стандартном отклонении 3,4 Бк/кг. Далее наблюдалось снижение средних значений во времени до 12,1 Бк/кг в 2016 г. Каштановые почвы характеризуются низкими уровнями загрязнения почв 13^. С 2003 по 2016 гг. среднее содержание находилось в интервале 6,79,8 Бк/кг. Изменения носили случайный характер.
Содержание 13^ в почвах Дальнего Востока на всем временном интервале наблюдения существенно ниже, чем в среднем по России. Среднее значение содержания 13^ в почвах Дальнего Востока в 2002 г. и 2007-2008 гг. составляло 7,1 Бк/кг при стандартном отклонении для среднего значения 0,4 и 0,3 Бк/кг соответственно. Далее имело место некоторое снижение содержания 13^ (6,2 Бк/кг в 2014 г.; 5,2 Бк/кг в 2016 г).
Среднее содержание 9<^г в основных типах почв в 2016 г. находилось в интервале 3,9 Бк/кг (почвы Дальнего Востока) — 5,6 Бк/кг (серые лесные почвы). Нижняя граница типичного содержания 9<^г в основных типах почв составляет 0,6 Бк/кг (почвы Дальнего Востока). Из-за большого стандартного отклонения формально нижняя граница содержания 9<^г в серых лесных
почвах равна 0,2 Бк/кг. Однако следует учесть, что выявленный радиохимическими методами анализа нижний предел обнаружения 9<^г в почвах равен 0,5 Бк/кг. Поэтому нижнюю границу типичного содержания в серых лесных почвах оценить не удается. Динамика изменения содержания с 2003 по 2016 гг. представлена на рисунке 4.
Среднее содержание во всех типах почвы стабильно на всем временном интервале наблюдения. Максимальное значение (7,3 Бк/кг) наблюдается для черноземов в 2003 г, минимальное (3,7 Бк/кг) — в почвах Дальнего Востока в 2007 г. Загрязнение почв незначительное и не вызывает опасений. С течением времени при условии отсутствия крупных радиационных аварий на территории России и приграничных стран есть основание ожидать снижения среднего содержания 9<^г в почвах сельскохозяйственных угодий Российской Федерации.
В анализируемую совокупность данных не включены результаты загрязнения почвы в Брянской, Калужской, Орловской и Тульской областях, наиболее пострадавших от радиоактивного загрязнения при Чернобыльской аварии. Они образуют отдельную совокупность данных, к которой также присоединены данные ряда областей черноземной зоны, которые в меньшей степени подверглись радиоактивному загрязнению от аварии. Радиационная ситуация в этих областях анализируется на уровне административного района.
Как показали результаты радиологического обследования почв сельхозугодий, в период 1992-1993 гг. 18 субъектов РФ имели в своем составе территории, на которых уровень загрязне-
® содержание, Бк/кг -черноземы
■ содержание, Бк/кг -дерново-подзолистые
содержание, Бк/кг -серые лесные
)( содержание, Бк/кг -каштановые
Ж дальний восток
2003-2004 2007-2008 2011 2014 2016
Рис. 3. Динамика изменения средних значений содержания в основных типах почв в период с 2003 по 2016 гг. по данным локального мониторинга
Рис. 4. Динамика изменения средних значений содержания 9|^г в основных типах почв в период с 2003 по 2016 гг. по данным локального мониторинга
ния 13^ почвы превышал 1 Ки/км2 (~123 Бк/кг) [3]. В настоящее время их осталось 9. В таблице 4 представлены субъекты РФ, имеющие в своем составе районы с верхней границей уровня загрязнения почв 13^>1 Ки/км2. Для каждого района рассчитано время достижения верхних границ уровней загрязнения почвы значения в 1 Ки/км2. В столбце 4 оценено время достижения уровня в 1 Ки/км2 с учетом радиоактивного распада. Однако снижение концентрации 13^ в почве также происходит в результате миграционных процессов. На основе данных локального мониторинга на реперных участках загрязненных областей нами рассчитан период полувыведения 13^ из почвы сельскохозяйственных угодий, он равен 24±1,5 года. С учетом этой величины в столбце 5 также приведено расчетное время спада верхних границ загрязнения уровня 1 Ки/км2.
Серьезные проблемы радиоактивного загрязнения почв остаются в Брянской области [7]. В Гордеевском (7,4 Ки/км2), Злыковском (9,6 Ки/км2), Красногорском (6,9 Ки/км2) и Но-возыбковском (10,6 Ки/км2) районах среднее содержание 13^ в почве превышает уровень 5 Ки/км2. Это указывает на то, что на радиоактивно загрязненных территориях в этих районах Брянской области останутся серьезные проблемы получения нормативно чистой сельскохозяйственной продукции в течение 2,5-4 периодов полураспада 13^ (80-120 лет). В Кли-мовском (3,2 Ки/км2) и Клинцовском (4,4 Ки/км2) районах эти проблемы останутся в течение 1,52,0 периода полураспада (45-60 лет). В Дятьков-ском и Стародубском районах среднее содержание 13^ в почве практически достигло уровня 1 Ки/км2, поэтому в настоящее время риск производства сельскохозяйственной продукции, загрязненной 13^, в этих районах является минимальным. В остальных 18 районах Брянской области среднее содержание 13^ в почве равно 0,30±0,04 Ки/км2, верхняя граница равна 0,5 Ки/км2. Эти почвы следует отнести к почвам с повышенным содержанием 13^.
В Жиздринском, Ульяновском и Хвастович-ском районах Калужской области снижение содержания 13^ в почве до уровня 1 Ки/км2 следует ожидать через 1,5- 2 периодов полураспада (через 45-60 лет). В Людиновском районе этот уровень практически достигнут. В остальных 10 районах Калужской области среднее содержание 13^ в почве равно 0,28 Ки/км2, верхняя граница равна 0,48 Ки/км2. В настоящее время в этих районах риск получения сельскохозяйственной продукции, загрязненной 13^, является незначительным.
В Болховском районе Орловской области среднее содержание 13^ в почве превышает уровень 1 Ки/км2, верхняя граница равна 2,5 Ки/км2. В остальных районах области среднее содержание меньше 1 Ки/км2. Верхние границы незначительно превышают названный уровень. С учетом того, что почвы Орловской области являются черноземами, то риск производства сельскохозяйственной продукции, загрязненной 13^ выше норматива, является минимальным.
При радиологическом обследовании 1992 г. из всех обследованных областей Тульская область имела наибольшую площадь загрязнения 13^ сельскохозяйственных угодий (7790 км2) выше 1 Ки/км2. В настоящее время в Тульской области 12 районов имеют сельскохозяйственные угодья с верхним уровнем загрязнения 13^ более 1 Ки/км2 [8]. Наибольшие средние уровни за-
МЕЖДУНАРОДНЫЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ № 1 (373) / 2020
Таблица 4
Время снижения верхних границ уровней загрязнения почв 13^ до уровня 1 Ки/км2 на загрязненной территории для районов
Район Среднее, М/км2 Верхняя граница, Ки/км2 Время снижение до уровня 1 Ки/км2
по периоду полураспада Т1/2 = 30 лет по периоду полувыведения Х1/2 = 24 года
1 2 3 4 S
Брянская область, площадь загрязнения сельскохозяйственных угодий 6980 км2, современный (2015 г.) запас 137С$ = (25±8)103 Ки
Гордеевский 7,4 11,5 106 84
Дятьковский 0,9 1,4 15 12
Злыковский 9,6 15,8 120 95
Климовский 3,2 5,1 71 56
Клинцовский 4,4 7,6 88 70
Красногорский 6,9 16,9 123 98
Новозыбковский 10,6 14,7 117 93
Стародубский 1,0 1,7 23 18
18 районов 1102 точки отбора 7684 образца 0,30+0,04 0,5 - -
Калужская область, площадь загрязнения сельскохозяйственных угодий 1620 км2, современный (2015 г.) запас 137С$ = (1,8±0,5)-103 Ки
Жиздринский 1,7 3,0 48 38
Людиновский 0,9 1,3 11 9
Ульяновский 2,7 4,1 61 49
Хвастовичский 2,1 3,7 57 45
10 районов 192 точки отбора 1554 образца 0,28+0,07 0,48
Орловская область, площадь загрязнения сельскохозяйственных угодий 4190 км2, современный (2015 г.) запас 137Сб = (3,2±0,3)103 Ки
Болховский 1,6 2,5 40 32
Глазуновский 0,91 1,5 18 14
Дмитровский 0,91 1,4 15 12
Залегощекинский 0,67 1,4 15 12
Знаменский 0,65 1,2 8 6
Мценский 0,85 1,3 11 9
Свердловский 0,76 1,4 15 12
Троснянский 0,91 1,5 18 14
Урицкий 0,84 1,2 8 6
14 районов 601 точка отбора 5561 образец 0,50+0,05 0,68
Таблица 4 (окончание)
1 2 3 4 S
Тульская область,
площадь загрязнения сельскохозяйственных угодий 7790 км2, современный (2015 г.) запас 137Cs = (10,1±1,6)103 Ки
Арсеньевский 2,7 3,5 54 43
Белевский 1,2 2,0 30 24
Богородицкий 1,4 2,3 36 31
Воловский 0,74 1,07 3 2
Каменский 0,57 1,2 8 6
Кимовский 0,80 1,3 11 9
Киреевский 1,3 2,3 36 29
Плавский 3,0 5,1 71 56
Теплоогаревский 0,96 1,6 20 16
Узловской 1,7 2,6 42 33
Чернский 1,4 2,4 38 30
Щекинский 0,98 2,2 34 27
7 районов 440 точек отбора 2096 образцов 0,31+0,06 0,48
Рязанская область,
площадь загрязнения сельскохозяйственных угодий 5320 км2, современный (2015 г.) запас 137Cs = (3,8±0,3)-103 Ки
Корабликовский 1,1 1,7 23 18
Милославский 0,99 1,6 20 16
Михайловский 0,77 1,1 4 3
Ряжский 0,95 1,5 18 14
Скопинский 1,0 1,6 20 16
Старожиловский 0,78 1,1 4 3
14 районов 342 точки отбора 3447 образцов 0,47+0,04 0,61
Белгородская область,
площадь загрязнения сельскохозяйственных угодий 1620 км2, современный (2015 г.) запас 137Cs = (1,8±0,5)-103 Ки
Красненский 0,87 1,08 3 2,5
Липецкая область,
площадь загрязнения сельскохозяйственных угодий 1619 км2, современный (2015 г.) запас 137Cs = (1,0±0,1)-103 Ки
Краснинский 0,85 1,22 8 6
Воронежская область,
площадь загрязнения сельскохозяйственных угодий 1320 км2, современный (2015 г.) запас 137Cs = (0,79±0,05)-103 Ки
Репьевский 0,81 1,1 4 3
Курская область,
площадь загрязнения сельскохозяйственных угодий 1220 км2, современный (2015 г.) запас 137Cs = (1,1±0,2)-103 Ки
Железногорский 1,1 2,2 34 27
Повыревский 1,1 2,5 40 32
грязнения наблюдаются в Плавском (3,0 Ки/км2) и Арсеньевском (2,7 Ки/км2) районах, верхние границы равны 5,1 и 3,5 Ки/км2 соответственно. В этих районах риски получения загрязненной 137Cs сельскохозяйственной продукции достаточно велики. В остальных 10 загрязненных районах средняя плотность загрязнения 137Cs почвы находится в интервале 0,8-1,7 Ки/км2. С учетом того, что основным типом почв в Тульской области является чернозем, то загрязнения сельскохозяйственной продукции, произведенной в этих районах, выше установленных норм маловероятно. В 7 малозагрязненных районах Тульской области средняя загрязнения почвы 137Cs равна 0,31±0,06 Ки/км2, верхняя граница — 0,48 Ки/км2.
30 -
INTERNATIONAL AGRICULTURAL JOURNAL № 1 (373
Среднее значение плотности загрязнения ,37С$ почвы в 6 районах Рязанской области находится в интервале 0,77-,,, Ки/км2, верхний уровень — ,,,-,,7 Ки/км2. В следующие ,0-,5 лет в этих районах существует риск получения сельскохозяйственной продукции, загрязненной ШС$ выше норм СанПиН 2.3.4.,078-0,. В остальных ,4 районах Рязанской области содержание ШС$ в почве равно 0,47±0,04 Ки/км2, верхняя граница — 0,6, Ки/км2.
В Железногорском и Повырьевском районах Курской области средняя плотность загрязнения почвы ,37С$ равняется 1,1 Ки/км2, верхняя граница — 2,2 и 2,5 Ки/км2 соответственно. Получение сельскохозяйственной продукции, за-
2020
грязненной ,37С$, на черноземных почвах этих районов маловероятно.
В Белгородской, Липецкой и Воронежской областях существуют по , району, в котором верхняя граница уровня загрязнения больше , Ки/км2, однако превышение незначительное. В ближайшее время (5-7 лет) следует ожидать, что содержание ,37С$ в почве станет меньше уровня , Ки/км2, а почвы названных областей покинут категорию радиоактивно загрязненных.
При радиологическом обследовании почв сельскохозяйственных угодий в ,992 г. обнаружено радиоактивное загрязнение ,37С$ почвы в ,8 субъектах РФ (табл. 4), еще в 9 субъектах РФ содержание ,37С$ в почве больше , Ки/км2 [9, Ю].
www.mshj.ru
.Ui. •о*
^txw
Современные уровни загрязнения 137Cs почвы субъектов РФ, имеющих средние уровни загрязнения менее 0,5 Ки/км2
Таблица 5
Субъект РФ Площадь загрязнения сельхоз угодий, км2 Уровни загрязнения 137Cs, Ки/км2
на радиоактивном пятне по области в целом (мониторинг на реперных участках)
среднее значение стандартный интервал среднее значение стандартный интервал
Пензенская 4130 0,44+0,03 0,31-0,57 0,22 0,15-0,35
Мордовия 1900 0,30+00,04 0,11-0,49 0,21 0,11-0,31
Ульяновская 1100 0,37+0,02 0,31-0,43 - -
Ленинградская 850 0,50+0,11 0,39-0,61 - -
Тамбовская 510 0,36+0,03 0,33-0,39 0,31 0,18-0,32
Нижегородская 250 0,16+0,01 0,13-0,19 0,11 0,08-0,14
Смоленская 100 0,24+0,02 0,21-0,27 0,24 0,20-0,28
Саратов - - - 0,15 < 0,3
Чувашия - - - 0,1 < 0,2
Таблица 6 Площадь и плотность загрязнения 13^ сельскохозяйственных угодий РФ территорий, загрязненных от Чернобыльской аварии
Современное содержание 13^ в почве на радиоактивном пятне и в субъектах представлено в таблице 5. Максимальное среднее содержание этого радионуклида на радиоактивном пятне не превышает уровень 0,5 Ки/км2, верхняя граница — 0,61 Ки/км2 (Ленинградская область). В Нижегородской области и Республике Чувашия содержание 13^ в почве ниже верхней границы стандартного содержания по России.
Результаты, представленные в таблице 5, показывают, что в указанных субъектах риски получения сельскохозяйственной продукции с содержанием 13^ выше норматива являются минимальными.
Наблюдается корреляционная зависимость между площадью загрязнения почвы и средним содержанием 13^ в почве (табл. 6) с коэффициентом положительной линейной корреляции (0,77). Это численное значение коэффициента корреляции соответствует области сильной корреляции (0,7-0,9).
Следует отметить, что выявленная корреляционная зависимость между площадью радиоактивного загрязнения 13^ и средней его плотностью не равнозначна существованию причинно-следственной связи между ними. Такая зависимость может быть значительно сложнее.
Загрязнение почвы после Чернобыльской аварии менее значительно, чем 13^. Однако более высокая токсичность и высокое его накопление в сельскохозяйственных растениях обуславливают его радиационную опасность. До настоящего времени проблеме радиоактивного загрязнения почв сельскохозяйственных угодий 9<^г в результате Чернобыльской аварии не уделялось достаточного внимания. По данным работ [4], мы оценили средние уровни загрязнения почв и их стандартные отклонения на радиоактивных пятнах в областях и районах, попавших в зону радиоактивного загрязнения (табл. 7).
Из 13 районов Брянской области, попавших в зону радиоактивного загрязнения, среднее содержание 9<^г, превышающее плотность загрязнения 0,1 Ки/км2 (12 Бк/кг) в почве, наблюдается в Гордеевском — 0,11 Ки/км2 (13,5 Бк/кг), Злыковском — 0,39 Ки/км2 (48 Бк/кг), Климовском — 0,16 Ки/км2 (20 Бк/кг), Клинцов-ском — 0,11 Ки/км2 (14 Бк/кг), Красногорском — 0,22 Ки/км2 (27 Бк/кг), Новозыбковском — 0,2 Ки/км2 (25 Бк/кг) районах. Загрязнение почвы также весьма неравномерно. В Горде-евском районе типичный интервал изменения концентраций в почве равен 5-22 Бк/кг, Но-
возыбковском — 13-37 Бк/кг, Злыковском — 26-70 Бк/кг, Климовском — 10-30 Бк/кг, Красногорском 4-50 Бк/кг, Клинцовском — 8-20 Бк/кг.
В Калужской области из 7 районов, попавших в зону радиоактивного загрязнения, только в Жиздринском районе среднее содержание
в почве превышает плотность загрязнения 0,1 Ки/км2. В Ульяновском и Хвастовичском районах верхняя граница стандартного содержания превышает названную величину.
Из 18 районов Орловской области, попавших в зону радиоактивного загрязнения, в трех среднее значение содержание 9<^г в почве превышает 0,1 Ки/км2. Следует отметить, что в Зале-гощекинском районе пробы отобраны только в двух населенных пунктах, а в Свердловском — в одном. Количество проанализированных проб и точек отбора недостаточно, чтобы обоснованно оценить загрязнение почв сельскохозяйственных угодий в Залегощекинском и Свердловском районах.
Субъект РФ Площадь загрязненных сельхозугодий, км2 Среднее содержание в почве, Бк/кг
Брянская 6980 230+70
Тульская 7790 123+23
Орловская 4190 80+9
Калужская 1620 87+26
Рязанская 5320 75+7
Пензенская 4130 54+4
Мордовия 1900 37+5
Белгородская 1620 73+6
Липецкая 1619 62+7
Воронежская 1320 55+6
Курская 1220 50+10
Ульяновская 1100 46+5
Ленинградская 850 62+14
Тамбовская 510 44+4
Нижегородская 250 20+2
Смоленская 100 29+3
В Тульской области из 13 районов, попавших в зону радиоактивного загрязнения, в 2 районах, Плавском и Щекинском, среднее значение содержания в почве превышает 0,1 Ки/км2. В Арсеньевском и Белевском районах верхние границы стандартного содержания превышают указанное значение параметра.
Данные обследования по остальным субъектам РФ, представленные в таблицах 4 и 5, показывают, что только в Республике Мордовия содержание в почве превышает уровень 0,1 Ки/км2, средняя плотность загрязнения 9<^г черноземной почвы равна 0,11 Ки/км2, стандартный интервал — 0,06-0,15 Ки/км2.
Таблица 7
Загрязнение 9|^г почв, подвергшихся радиоактивному загрязнению от Чернобыльской аварии областей и районов ЦФО
Область, район Среднее Стандартный интервал Количество
населенных пунктов образцов
Ки/км2
Брянская область (6 районов) 0,20+0,04 0,10-0,30 364 1028
Гордеевский 0,11+0,01 0,04-0,18 72 170
Злыковский 0,39+0,03 0,21-0,57 43 111
Климовский 0,16+0,01 0,08-0,24 38 83
Клинцовский 0,11+0,01 0,06-0,16 82 221
Красногорский 0,22+0,03 0,03-0,41 47 141
Новозыбковский 0,20+0,01 0,10-0,30 82 302
Калужская область (3 района) 0,09+0,02 0,7-0,11 75 141
Жиздринский 0,11+0,02 0,02-0,2 17 22
Ульяновский 0,09+0,010 0,06-0,12 25 74
Хвастовичский 0,08+0,02 <0,21 33 45
Орловская область (3 района) 0,20+0,01 0,18-0,22 19 41
Болховский 0,18+0,01 0,13-0,23 16 33
Залегощекинский 0,18 2 4
Свердловский 0,23 1 4
Тульская область (4 района) 0,11+0,02 0,08-0,14 48 78
Арсеньевский 0,10+0,01 0,07-0,13 11 22
Белевский 0,09+0,02 0,07-0,11 7 14
Плавский 0,14+0,01 0,09-0,19 18 20
Щекинский 0,14+0,01 0,12-0,19 7 12
МЕЖДУНАРОДНЫЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ № 1 (373) / 2020
Для серой лесной почвы эти параметры соответственно равны 0,11 и 0,08-0,15 Ки/км2. В остальных субъектах содержание 90Sr в почве входит в стандартный интервал, характерный для почв России в целом (0,01-0,07 Ки/км2).
Заключение. В работе обобщены результаты радиационного мониторинга почв на репер-ных и контрольных участках, проводимого Агрохимической службой МСХ РФ. На загрязненных радиоактивными выпадениями территориях эти результаты сопоставлены с данными по радиоактивному загрязнению территорий населенных пунктов РФ, полученными ФБГНУ «НПО «Тайфун». Результаты хорошо согласуются между собой и удачно дополняют друг друга.
В настоящее время в большинстве субъектов РФ загрязнение 137Cs почв сельскохозяйственных угодий снизилось до уровня меньше 1 Ки/км2. В этих областях риск производства сельскохозяйственной продукции, загрязненной 137Cs выше норматива СанПиН 2.3.4.1078-01, минимален.
Практически проблемы радиоактивного загрязнения 137Cs почв и сельскохозяйственной продукции остаются в 6 районах Брянской области (Гордеевский, Злыковский, Климовский, Клинцовский, Красногорский и Новозыбков-ский) [7] и в 2 районах Тульской области (Арсе-ньевский и Плавский) [8].
Загрязнение 9<^г почв и сельскохозяйственной продукции существует в Злыковском, Красногорском и Новозыбковском районах Брянской области [7]. На остальной территории риск получения сельскохозяйственной продукции выше норматива является минимальным. В целом по России радиационная ситуация на полях сельскохозяйственных угодий с течением времени улучшается. Радиационная авария на АЭС «Фукусима» практически не повлияла на радиоактивное загрязнение почв сельскохозяйственных угодий РФ.
Литература
,. Атлас современных и прогнозных аспектов последствий аварии на Чернобыльской АЭС на пострадавших территориях России и Беларуси (АСПА Россия-Беларусь) / Под ред. Ю.А. Израэля и И.М. Богде-вича. Москва-Минск: Фонд «Инфосфера»-Природа, 2009. ,40 с.
2. Данные по радиоактивному загрязнению территории населенных пунктов Российской Федерации 137С$, 'Ч 239+240Ри / Под ред. С.М. Вакуловского. Обнинск: ФГБУ «НПО «Тайфун», 20,5. 225 с.
3. Государственный доклад «О состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в ,993 году». С. 64-69. Утв. Постановлением Правительства РФ от 24.0,.,993 г. № 53.
4. Сычев В.Г., Ефремов Е.Н., Лунев М.И., Кузнецов А.В. Система агроэкологического мониторинга зе-
мель сельскохозяйственного назначения. М.: Россельхо-закадемия, 2006. 79 с.
5. Сычев В.Г., Кузнецов А.В., Павлихина А.В, Кру-чинина Л.К., Васильева Н.М., Лобас Н.В. Методические указания по проведению локального мониторинга на реперных и контрольных участках. М.: ФГНУ «Росинфор-магротех», 2006.-76 с.
6. Сычев В.Г. Лунев М.И., Орлов М.М. Белоус Н.М. Чернобыль: радиационный мониторинг сельскохозяйственных угодий и агрохимические аспекты снижения последствий радиоактивного загрязнения почв. М.: ВНИИА, 20,6. ,83 с.
7. Орлов П.М., Лунев М.И., Аканова Н.И. Динамика содержания долгоживущих радионуклидов ШС$ и ^г в различных типах почв районов Брянской и Калужской областей // XXI Век: Итоги прошлого и проблемы настоящего плюс: Серия Экология. 20,7. № 05 (39); № 06 (40). С. ,03-,,0.
8. Орлов П.М., Аканова Н.И. Динамика содержания ^г и ШС$ в почвах Тульской, Орловской и Рязанской областей в длительном последействии известкования // Международный сельскохозяйственный журнал. 20,8. № 3 (363). С. 28-3,.
9. Орлов П.М., Лунев М.И. Радиационный мониторинг почв сельскохозяйственных угодий Поволжья и Волго-Вятского региона // Плодородие. 20,8. № 3 (,02). С. 34-36.
,0. Орлов П.М., Гладышева О.В., Лунев М.И., Ака-нова Н.И. Зависимость содержания техногенных и естественных радионуклидов в почвах Центрального федерального округа от интенсивности применения минеральных удобрений и химических мелиорантов // Международный сельскохозяйственный журнал. 20,8. № , (36,). С. 37-42.
Об авторах:
Орлов Павел Михайлович, кандидат химических наук, старший научный сотрудник лаборатории известковых удобрений и химической мелиорации почв, ОРСЮ: http://orcid.or9/0000-0002-2753-337,, info@vniia-pr.ru
Аканова Наталья Ивановна, доктор биологических наук, профессор, заведующая лабораторией известковых удобрений и химической мелиорации почв, ОРСЮ: Н«р://ога^г9/0000-0003-3,53-б740, n_akanova@mail.ru
RESULTS OF RADIATION MONITORING OF SOILS ON THE RAPPER SESITES OF AGRICULTURAL LAND OF THE RUSSIAN FEDERATION
P.M. Orlov, N.I. Akanova
All-Russian research institute of agrochemistry named after D.N. Pryanishnikov, Moscow, Russia
The power of the exposure dose of gamma radiation and the current state of pollution of 137Cs and 90Sr of the main soil types of agricultural land of the Russian Federation are assessed according to local monitoring data on the rapper sites. The average content of 137Cs in the soil 12.0+0.4 Bc/kg, the upper limit of the standard interval is 26 Bc/kg. Black Earth soils have the highest average content of 137Cs in the soil (15.9+0.7 Bc/kg). The average content of 90Sr in Russian soils 4.7+0.1 Bc/kg, the standard interval — 1.08.4 Bc/kg. The average exposure dose of gamma radiation 11.1+0.1 mkr/hour, with a standard interval of 8.4 to 13.8 mkr/hour. A statistical analysis of soil pollution at the level of administrative areas affected by the Chernobyl accident has been carried out. In 9 subjects of the Russian Federation there are areas where the upper limit of the standard content of 137Cs in the soil exceeds the level of 1 Ki/km2. There are 8 such areas in the Bryansk region, and the level of 137Cs on the radioactive spot is (25±8)-103 Ki. There is a correlation between the area of soil pollution in the subject of the Russian Federation and the average content of 137Cs in the soil with a positive linear correlation ratio of 0.77. The soil contamination of 90Sr after the Chernobyl accident is less significant than 137Cs. Currently, the average pollution level of 90Sr soil in the area exceeds 0.3 Ki/km2. In general, in Russia, the radiation situation in the fields of agricultural land has improved over time. The radiation accident at the Fukushima nuclear power plant had little or no effect on the radioactive contamination of farmland soils.
Keywords: radiation monitoring, agricultural land, repernic sites, pollution, Chernobyl accident, radionuclides U7Cs and mSr, exposure dose power.
References
1. Atlas of modern and foreseeable aspects of the consequences of the Chernobyl accident in the affected territories of Russia and Belarus (ASPA Russia-Belarus). Under ed. J.A. Israel and I.M. Bogdevich. Moscow-Minsk: Infosphere Foundation-NIA-Nature, 2009. 140 p.
2. Data on radioactive contamination of the territory of settlements of the Russian Federation 137Cs, 90Sr, 239-240Pu. Under ed. S.M. Vakulovsky. Obninsk: NPO Typhoon, 2015. 225 p.
3. State report "On the state of the natural environment of the Russian Federation in 1993". Pp. 64-69. Approved by Decree of the Government of the Russian Federation from 24.01.1993. No. 53.
4. Sychev VG, EfremovE.N., LunevM.I., KuznetsovA.V. Agricultural land monitoring system. Moscow: Rosselkhozaka-demi, 2006. 79 p.
About the authors:
5. Sychev V.G., Kuznetsov AV., Pavlikhina AV, Kruchini-na L.K., Vasileva N.M., Lobas N.V. Methodical instructions on local monitoring at rapper and control sites. Moscow: FSNU "Rosinformagrotech", 2006. 76 p.
6. Sychev VG, Lunev M.I., Orlov M.M., Belous N.M. Chernobyl: radiation monitoring of agricultural land and agro-chemical aspects of reducing the effects of radioactive soil contamination. Moscow: VNIA, 2016. 183 p.
7. Orlov P.M., Lunev M.I., Akanova N.I. Dynamics of long-lived radionuclid content 137Cs and 90Sr in different soil types of areas of the Bryansk and Kaluga regions. XXI Vek: Itogi proshlogo i problemy nastoyaschego plyus: Seriya Ekologiya = XXI Century: The results of the past and the problems of the present plus: Series Ecology. 2017. No. 05 (39); No. 06 (40). Pp. 103-110.
8. Orlov P.M., Akanova N.I. Dynamics of 90Sr and 137Cs in the soils of the Tula, Orlovsk and Ryazan regions in the long-term post-exposure of lime. Mezhdunarodnyj selskokhozya-jstvennyj zhurnal = International agricultural journal. 2018. No. 3 (363). Pp. 28-31.
9. Orlov P.M., Lunev M.I. Radiation monitoring of the soils of the agricultural land of the Volga and Volgo-Vyatsky region. Plodorodie = Fertility. 2018. No. 3 (102). Pp. 34-36.
10. Orlov P.M., Gladysheva O.V., Lunev M.I., Akano-va N.I. Dependence of the maintenance of man-made and natural radionuclids in the soils of the Central Federal District on the intensity of the use of mineral fertilizers and chemical reclamations. Mezhdunarodnyj selskokhozyajstvennyj zhurnal = International agricultural journal. 2018. No.1 (361). Pp. 37-42.
Pavel M. Orlov, candidate of chemical sciences, senior researcher of the laboratory of lime fertilizers and chemical melioration of soils, ORCID: http://orcid.org/0000-0002-2753-3371, info@vniia-pr.ru
Natalia I. Akanova, doctor of biological sciences, professor, head of the laboratory of lime fertilizers and chemical melioration of soils, ORCID: http://orcid.org/0000-0003-3153-6740, n_akanova@mail.ru
n_akanova@mail.ru
32 -
INTERNATIONAL AGRICULTURAL JOURNAL № 1 (373) / 2020
www.mshj.ru
