CC BY
43
137
Снижение годового поступления Cs в организм населения после проведения защитных мероприятий на выщелоченных и оподзоленных черноземах
Котик Ж.А., Санжарова Н.И., Кузнецов В.К.
ВНИИ сельскохозяйственной радиологии и агроэкологии Российской академии сельскохозяйственных наук, Обнинск
На территории Плавского района Тульской области в полевых экспериментах было изучено влияние различных защитных мероприятий на величину годового поступления 137Св в организм местного населения и оценена их эффективность с точки зрения снижения поступления радионуклидов в продукцию растениеводства. Установлено, что наиболее эффективными защитными приемами в регионе распространения выщелоченных и опод-золенных черноземов является: известкование почвы, внесение минеральных удобрений с повышенными дозами по фосфору и калию, подбор видов и сортов культур. При комплексном применении защитных мероприятий на почвах черноземного типа происходит снижение поступления 137Св в организм местных жителей с основными продуктами питания до 2-х раз.
Reduction in annual intake of 137Cs by the population after countermeasures application on leached and podzolized chernozems
Kotik Zh.A., Sanzharova N.I., Kuznetsov V.K.
Russian Institute of Agricultural Radiology and Agroecology of RAAS, Obninsk
The influence of various countermeasures on annual intake of 137Cs by the local population was investigated in field experiments in Tula region contaminated after the accident on ChNPP. The effectiveness was evaluated by the reduction factor of radionuclides accumulation in crop products. The most effective countermeasures in the region of leached and podzolized chernozems are: liming, application of mineral fertilizers at increased rates of phosphorus and potassium, selection of species and varieties. After complex application of countermeasures on chernozems soils intake of 137Cs by local population due to consumption of staples was reduced by up to 2 times.
Авария на Чернобыльской АЭС привела к радиоактивному загрязнению обширных территорий долгоживущим радиологически значимым радионуклидом 137Сэ. Одним из основных источников дополнительного облучения населения в течение длительного периода после аварии становится внутреннее облучение из-за потребления пищевых продуктов, получаемых из загрязненной сельскохозяйственной продукции. В связи с этим, становится актуальным снижение дозовой нагрузки на население, что может быть достигнуто за счет уменьшения накопления радионуклида в рационе человека в результате применения эффективных методов снижения загрязнения продукции растениеводства. Применение сельскохозяйственных контрмер, основанных на традиционных приемах земледелия, является более реалистичной задачей, чем дорогостоящие приемы дезактивации [3, 4].
При обосновании системы защитных мероприятий необходимо учитывать особенности поведе-
ния 137Cs в почве, влияние различных факторов на биологическую подвижность радионуклида, а также природно-климатические условия и региональные особенности ведения сельскохозяйственного производства. После аварии на Чернобыльской АЭС исследования эффективности различных защитных мероприятий по снижению накопления 137Cs в сельскохозяйственной продукции практически не проводились в регионах с преобладанием почв черноземного типа, т. к. уровни загрязнения на этих территориях невелики, и не наблюдалось превышения ВДУ в сельскохозяйственной продукции. Основное внимание уделялось районам с высокими уровнями загрязнения сельскохозяйственных угодий, где в зону загрязнения попали почвы легкого механического состава. Между тем, необходимость проведения защитных мероприятий основывается, в первую очередь, на использовании принципа ALARA (As Low As Reasonably Achievable): дозы облучения должны поддерживаться "на таких низких уровнях, какие толь-
ко можно разумно достигнуть". В связи с этим, обоснование системы защитных мероприятий для загрязненных территорий, почвенный покров которых представлен выщелоченными и оподзолен-ными черноземами, характеризующимися относительно высокой подвижностью радионуклидов, является реальной практической задачей.
Исследования проводились на территории Плавского района Тульской области в условиях реальных производственных посевов. Почвы экспериментальных участков представлены типичными для зоны глубоковыщелоченными и оподзо-
Для оценки эффективности мероприятий нами использовались следующие критерии:
кратность снижения коэффициентов накопления 137Сб в сельскохозяйственных культурах;
изменение величины выноса радионуклида с наземной массой растений с единицы площади;
снижение величины годового поступления 137Сэ в организм местного населения при потреблении основных продуктов питания (хлеб, молоко, мясо, картофель).
В результате исследований влияния различных агрохимических и агротехнических защитных мероприятий на переход 137Сэ в растения были выделены наиболее эффективные приемы, позволяющие снизить загрязнение сельскохозяйственных культур (таблица 2). Такими приемами в регионе распространения выщелоченных и оподзоленных черноземов являются: известкование почвы, внесение минеральных удобрений с повышенными дозами по фосфору и калию, подбор видов и сортов культур.
Основная цель применения защитных мероприятий - снижение поступления радионуклидов в рацион человека. Для определения эффективности изученных контрмер с этой точки зрения нами был произведен расчет величины годового поступления 137Сэ с основными продуктами питания
ленными черноземами и темно-серыми лесными почвами, агрохимическая характеристика контрольных вариантов которых представлена в таблице 1. Было поставлено 7 полевых экспериментов по оценке влияния следующих элементов технологий возделывания различных сельскохозяйственных культур: внесения минеральных удобрений и агромелиорантов в различных дозах и комбинациях, применение пестицидов, различные виды вспашки, подбор видов и сортов культур с минимальными уровнями накопления радионуклида на поступление 137Сэ в продукцию растениеводства.
(картофель, хлеб, мясо, молоко) в рацион местного населения для вариантов с использованием защитных мероприятий и без их применения. Расчет поступления 137Сэ для одного вида продукции производился по формуле [1, 2]:
- для зерновых и картофеля:
С = КН ХАп Хк1 Хт1 ;
- для однолетних трав с оценкой дальнейшей миграции по трофической цепочке - в молоко и мясо:
С = КН ХАп Хк Хт Хк1 Хт1;
где С - поступление 137Сэ в организм человека с продуктами, Бк/год; КН - коэффициент накопления 137Сэ в урожае растений; Ап - содержание радионуклидов в почве, Бк/кг; т - масса корма, потребляемая животными (сухой вес), кг/сут; к - коэффициент перехода из рациона КРС в молоко (мясо); т1 - потребление продукта человеком, кг/год; к1 - коэффициент кулинарного снижения содержания 137Сэ в продуктах при их переработке.
Полученные значения годового поступления 137Сэ с одним видом рациона суммировались и
Таблица 1
Агрохимическая характеристика почв
Почва рНксі. Нг Са2+ Мд2+ Б Гумус, Гидролизуемый Р205 К2О
мг-экв/100 г почвы % мг/100 г почвы
1 4,8-5,7 6,5-8,5 17-20 2-5 29-32 6-8 4-5 7,5-9,5 18-19
2 5,1 4,5 - - 32 7 - 13 18
3 5,3-6,2 3,5-5,8 - - 27-30 6-7 - 5-17 20-22
1 - выщелоченный среднесуглинистый чернозем;
2 - оподзоленный тяжелосуглинистый чернозем;
3 - темно-серая лесная тяжелосуглинистая почва.
полученные значения сравнивалась с пределом годового потребления радионуклида для населения, проживающего на загрязненной территории, установленным НРБ 76/87.
Расчет годового поступления 137Сэ проводился для вариантов применения агрохимических мероприятий, обладающих наибольшей эффективностью для выбранной культуры:
- внесение полного минерального удобрения с повышенными дозами калийных удобрений (для зерновых культур и однолетних трав);
- подбор сортов культуры с минимальными уровнями накопления (для картофеля).
Результаты расчетов представлены в таблице 3. Поступление радионуклидов с использованным нами рационом составило 1,7% от величины ПГП (без применения мероприятий) и 0,8% (при их использовании).
Таблица 2
Эффективность защитных мероприятий
КН 137Св Вынос 137Св
Эффект Кратность, раз Эффект Кратность, раз
Внесение мелиорантов
Известь однолетние травы нет - повышает 2,4
озимая пшеница снижает 1,3 снижает 1,4
яровые зерновые снижает 1,3-1,6 снижает 1,4
овес снижает 1,4-1,5 снижает 1,6
Бентонит овес снижает 1,2 снижает 1,2
люцерна повышает 1,2-1,3 повышает 1,5
Внесение повышенных доз минеральных удобрений
^50Рб0Кб0 однолетние травы повышает 1,2-1,3 повышает 1,4
озимая пшеница повышает 1,4-1,5 повышает 1,9
яровые зерновые повышает 1,3-1,6 повышает 1,7
овес повышает 1,5-1,7 повышает 1,6
N»^120^0 однолетние травы снижает 1,3 нет -
озимая пшеница снижает 1,2-1,3 нет -
яровые зерновые снижает 1,4-1,5 снижает 1,8
овес снижает 1,3 снижает 1,2
N»^60^150 однолетние травы снижает 1,7-1,8 снижает 1,5
озимая пшеница снижает 1,8 снижает 1,7
яровые зерновые снижает 2,0-2,3 снижает 2,5
овес снижает 2,1-2,6 снижает 2,3
Применение озимая пшеница нет - нет -
пестицидов ячмень нет - нет -
яровая пшеница нет - нет -
картофель нет - нет -
Подбор видов культур зерновые, зернобобовые, крупяные, кормовые, картофель снижает 37 снижает 8
Подбор сортов картофель снижает 2,9 снижает 1,7
69
Таблица 3
Поступление 137Сэ в организм местного населения с загрязненных угодий без применения защитных мероприятий и после их проведения
Культура, продукт Мероприятие КН, п-10'2 Содержание 137Св в почве, Бк/кг Суточное потребление сухого корма КРС, кг/сут Переход 137Св в молоко и мясо КРС, % Коэффициент кулинарного снижения Потребление продукта человеком, кг/год Годовое поступление 137Св в рацион человека, Бк/год Снижение поступления 137Св после мероприятия, раз
Озимая *Контроль 0.52 880 - - 0.3 130 178
пшеница N»^60^50 0.30 850 - - 0.3 130 ЭЭ 1.8
Яровая *Контроль 0.46 810 - - 0.3 130 145
пшеница N»^60^50 0.3 130 78 1.»
Картофель сорта:
“Бронницкий” 0.44 860 - - 0.8 140 421
’’Невский” 0.15 860 - - 0.8 140 144 2.»
Одн. травы *Контроль 2.97 880 10 1 1 340 886
(молоко) N»^60^50 1.55 850 10 1 1 340 448 2.0
(мясо) *Контроль 2.97 880 8 4 0.Э 70 584
N»^60^50 1.55 850 8 4 0.Э 70 2»5 2.0
Рацион *Контроль 2121
(сумма) N»^60^50 1021 2.0
ПГП для 137Сз по 76/87 444000
* Контроль - возделывание сельскохозяйственных культур без применения защитных мероприятий.
"Радиация и риск", 1997, вып.9 Материалы Российского государственного
медико-дозиметрического регистра
Анализируя полученные данные, можно заключить, что применение мероприятий по снижению накопления 137Сэ в продукции растениеводства на почвах черноземного типа является эффективным и радиологически оправданным шагом, так как при их комплексном использовании происходит снижение поступления 137Сэ с основными продуктами питания в организм местного населения до 2 раз. Наибольшее значение имеет уменьшение накопления радионуклидов в вегетативной массе трав, используемых для откорма животных и производства молока и мяса, так как поступление 137Сэ с этими продуктами является наиболее значимой статьей поступления радионуклидов в рацион человека.
Литература
1. Радиоэкология орошаемого земледелия/Под. ред. Алексахина Р.М. - М.: Энергоатомиздат, 1985. - 224 с.
2. Романов Г.Н. Ликвидация последствий радиационных аварий. Справочное руководство. - М.: ИздАТ,
1993. - 336 с.
3. Руководство по применению контрмер в сельском хозяйстве в случае аварийного выброса радионуклидов в окружающую среду. - МАГАТЭ, Вена,
1994. - IAEA - TECDOC - 745.
4. Сельскохозяйственная радиоэкология/Под. ред. Алексахина Р.М., Корнеева Н.А. - М.: Экология, 1992. - 400 с.
