CC BY
6
ФЦ УДК 614.73+613.21-07
А. С. Зыкова, Е. Л. Телушкина, Г. П. Ефремова, Т. Ф. Воронина
СОДЕРЖАНИЕ РАДИОАКТИВНЫХ АЭРОЗОЛЕЙ В АТМОСФЕРНОМ ВОЗДУХЕ И ПРОДУКТАХ ПИТАНИЯ В МОСКВЕ В 1982 и 1983 гг.
Институт биофизики Минздрава СССР, Москва
В течение 1982 и 1983 гг. в Москве и пригородной зоне проводилось наблюдение за содержанием искусственных радионуклидов в атмосферном воздухе, выпадениях и некоторых продуктах питания растительного и животного происхождения, производимых в Московской области.
Сбор радиоактивных осадков осуществлялся седиментационным методом в 5 пунктах, расположенных на территории Москвы, и в пригородной зоне на расстоянии 30 км.
В каждом пункте для сбора радиоактивных выпадений экспонированы 4 кюветы в течение 10 сут, после чего их доставляли в лабораторию, где радиохимическим и гамма-спектрометриче-фжими методами определяли суммарное содержание радиоактивных веществ в выпадениях и выделяли отдельные радионуклиды.
На рис. 1 представлена ежемесячная плотность выпадения суммы бета- и гамма-радионуклидов в Москве, пригородной зоне и Торонто (Канада), расположенном примерно на одной широте с Москвой.
Видно, что плотность радиоактивных выпадений в период с 1981 г. по 1983 г. снижалась. Анализируя ход кривых, характеризующих выпадение радионуклидов в Москве и пригородной зоне, следует отметить их хорошее соответствие, свидетельствующее о том, что количество радиоактивных осадков и закономерности их выпадения в указанных пунктах почти всегда были идентичны лишь во втором полугодии 1983 г., плотность выпадения радиоактивных веществ в пригородной
Рис. 1. Плотность выпадения радиоактиьлых аэрозолей (в Б к/км2) в 1981—1983 гг.
Здесь и на рис. 2 по оси абсцисс — период исследования; / — Москва; 2— пригородная зона; 3 — Торонто (Канада).
зоне была несколько выше, чем в городе. Результаты радиационного контроля, проводимого в Торонто, показали, что в 1982 г. и первом полугодии 1983 г. количество выпадающих радиоактивных осадков там было выше, чем в Москве [6]. Данные рис. 1. свидетельствуют о неравномерности выпадения радиоактивных веществ в различные сезоны года.
В 1982 и 1983 гг. наибольшая плотность выпадения радионуклидов отмечена в апреле—июне (весенне-летний пик) и августе—октябре (осенний пик), что объясняется происходящими в этот период активными процессами обмена воздушных масс между страто- и тропосферой и повышенным количеством выпадающих атмосферных осадков. Наибольшая за период наблюдения плотность выпадения радионуклидов установлена в апреле 1983 г. — 52 и 50 мБк/км2 в Москве и пригородной зоне соответственно. Сравнение этих показателей с наибольшей среднемесячной плотностью выпадения радионуклидов в 1981 г. показало, что они снизились в 4 раза [2].
В табл. 1 представлена годовая плотность выпадения суммы бета- и гамма-активных веществ и содержание в них некоторых радионуклидов
Как видно из табл. 1, плотность выпадения радиоактивных веществ в Москве и пригородной зоне в 1982 и 1983 гг. была примерно одинаковой и изменялась в пределах от 22,2 до 32,8 мБк/км2 (от 6 до 8,8 мКи/км2). Сравнение этих данных с результатами, полученными в 1981 г., показало, что выпадение радиоактивных аэрозолей в 1982— 1983 гг. значительно (в 3—5 раз) уменьшилось.
Как показал гамма-спектрометрический анализ, и в радиоактивных осадках 1982—1983 гг. не были обнаружены такие продукты деления, как в52г^95мь) н4Се-^ыФг, »«^и-»-"»^, ,031?и, содержание которых было ниже чувствительности применяемого метода измерения. Выпадение дол-гоживущих радионуклидов — |37Сз и 905г в Москве в 1983 г. снизилось по сравнению с 1981 г. соответственно в 2,6 и 2 раза и составило 5 и 4 мБк/км2 (0,13 и 0,12 мКи/км2). Помимо наблюдений за уровнем выпадения радиоактивных осадков, в 1982—1983 гг. в Москве проводился постоянный контроль за концентрацией радиоактивных аэрозолей в атмосферном воздухе.
С помощью аспирационной установки производительностью около 1000 м3/ч осуществлялся отбор радиоактивных аэрозолей на фильтр из ткани ФПП площадью 0,35 м2 по 7 ч ежедневно в течение 10 дней. Определение радиоактивных аэрозо-
Выпадение радиоактивных аэрозолей (в 10? Бк/км») в 1981—1983 гг.
Год Пункт наблюдения Общая 0-актив-ность »Ве «"С5 •»Эг >»'С5/,05Г •»гг -. "1чь 10.Ru _ 10«К|, '»Се «"Се -> '"Рг
1981 Москва 107 35,3 1.3 0,8 1,6 29 3 11,9 1,7 15,4
Пригородная зона 95 27,4 1,2 0,8 1,5 27,7 3,8 12,2 1,9 14,7
1982 Москва 32,8 43,2 0,9 0,6 1.5 н/о н/о н/о н/о н/о
Пригородная зона 29,2 34 0,35 0,35 1 н/о н/о н/о н/о н/о
1983 Москва 22,2 37 0,5 0,4 1,25 н/о н/о н/о н/о н/о
Пригородная зона 32,6 35,2 0,2 0,5 0,4 н/о н/о н/о н/о н/о
Примечание. Предел обнаружения для МЫЬ, 103Яи н и1Се 0,75-10' Бк/км*, для ""НИ и 114Се МО7 Бк/кмг.
Здесь и в табл. 2 н/о — не обнаружено.
Таблица 2
Содержание радиоактивных аэрозолей (в л-Ю-4 Бк/м3) в атмосферном воздухе в 1981 — 1983 гг.
Год
Пункт наблюдения
Общая 0-актив-ность
'Ве
"Эг
»'С8/"5г
•гг ■
•N6
■ ••йи
1«Сс
'"Се '"Рг
1981 Москва Пригородная зона
1982 Москва Пригородная зона
1983 Москва
45,9 51,4 6,3 6.1 4,7
18,9 16,2 21,6 25,2 23,5
0,65 0,35 0,76 0,07 0,2
0,32
0,26
0,1
0,07
0.1
2
1,3 7,6 1 2
16,8 23,5 н/о н/о н/о
2,2 3,5 н/о н/о н/о
4
4,1
н/о н/о н/о
1,9 2
н/о н/о н/о
Примечание. Предел обнаружения для 952г— ЮЫЬ, ""Ии и 141Се 0,75-10"4 Бк/м5, для "«ЯЬ и 144Се 1.510"1 Бк/ма.
лей, задержанных на фильтре, проводили радиохимическим и гамма-спектрометрическим методами.
На рис. 2 представлена динамика среднемесячных концентраций бета- и гамма-радиоактивных аэрозолей, содержащихся в атмосферном воздухе Москвы, пригородной зоны и Торонто [6].
На рис. 2 видно, что содержание радиоактивных веществ в атмосферном воздухе в 1982 и 1983 гг. значительно снизилось по сравнению с 1981 г. Анализируя ход кривых, характеризующих уровень радиоактивности атмосферного воздуха в различные периоды года, следует отме-
Рис. 2. Содержание радиоактивных аэрозолен (в Бк/м3) в атмосферном воздухе в 1981—1983 гг.
тить, что максимальная концентрация радиоактивных аэрозолей наблюдалась в апреле—мае и сентябре 1982 и 1983 гг. и достигала в апреле 1982 г. 1,1 мБк/м3 (3-10-" Ки/м3).
В табл. 2 представлены среднегодовые концентрации суммы бета- и гамма-активных веществ и некоторых радиоактивных изотопов в атмосферном воздухе в 1981—1983 гг. Видно, что среднегодовое содержание радиоактивных аэрозолей в атмосферном воздухе Москвы в 1982 и 1983 гг. уменьшилось в 7 и 9 раз соответственно по сравнению с 1981 г. и составило 0,63 и 0,47 мБк/м3 (1,7-10-" и 1,3- 10-" Ки/м3). Концентрация в атмосферном воздухе |37С5 и 905г в 1983 г. в 3 раза сократилась по сравнению с 1981 г. и равняласйГ 0,02 и 0,01 мБк/м3 (5,5- 10_1в и 2,7-10-»в Ки/м3) соответственно.
Содержание в атмосферном воздухе *95МЬ, ,44Се—*144Рг, »ов]*и— 106НЬ, 103Ни в 1982—1983 гг. было настолько мало, что количественно измерить его было невозможно. Подытоживая данные, характеризующие уровень радиоактивности атмосферного воздуха в Москве в 1982—1983 гг., следует отметить, что в указанный период плотность выпадения радиоактивных осадков, а также содержание радиоактивных аэрозолей в атмосферном воздухе значительно снизились по сравнению с 1981 г.
В течение 1982—1983 гг. продолжался контроль за содержанием ^Бг и 137Сз в некоторых продуктах питания, производимых в 3 районах
Таблица 3
Содержание ""Sr и 137Cs (в Бк/л, кг) в продуктах питания в 1981—1983 гг. (М±а)
Объект исследования •°Sr •"Cs •"Cs/" Sr
1981 1982 1983 1981 1982 1983 1981 1982 1983
Молоко 0,03 ±0,009 0,04 ±0,01 0,04 ±0,007 0.12 ±0,04 0,15±0,02 0,1 ±0,04 4 4,2 2,5
(И) (12) (12) (12) (12) (12)
Картофель 0,1 ±0,03 0,09 ±0,02 0,09 ±0,02 0,15±0,05 0,1 ±0,02 0,09 ±0,04 1,5 1.1 1
(6) (6) (6) (6) (6) (6)
Капуста 0,05±0,02 0,07±0,05 0,06±0,01 0,08±0,02 0,11 ±0,02 0,1 ±0,08 1.6 1,6 1,7
(6) (6) (6) (6) (6) (6)
Морковь 0,13±0,047 0,25±0,09 0,27±0,22 0,14 ±0,05 0,11 ±0,06 0,2±0,14 1 0,7 0,7
(6) (6) (6) (6) (6) (6)
Свекла 0,2±0,11 0,3±0,05 0,21 ±0,12 0,11 ±0,02 0,074 ±0,02 0,22±0,12 0,55 0,3 I
(6) (5) (6) (6) (5) (6)
Примечание. В скобках — число проб.
Московской области. С этой целью ежеквартально проводился отбор проб молока, а картофель и овощи отбирались в III и IV кварталах каждого года.
Результаты исследования, усредненные за ^^календарный год по 3 районам Московской области, представлены в табл. 3.
Содержание ^Sr в исследованных продуктах питания в 1982 и 1983 гг. было почти одинаковым. Наибольшие концентрации этого нуклида обнаружены в корнеплодах и картофеле, наименьшие — в молоке. По сравнению с 1981 г. содержание ®°Sr в большинстве проб не изменилось.
Примерно такие же закономерности отмечены в отношении содержания l37Cs в продуктах питания. Отличие заключается в том, что наибольшее количество этого нуклида установлено в корнеплодах (кроме картофеля), а содержание в капусте и молоке было ниже.
Отношение концентраций i73Cs/90Sr для отдельных видов продуктов питания оказалось различным и показало, что содержание 137Cs в молоке и капусте в 2,5—4,2 и 1,7 раза соответственно превышало таковое 90Sr, в картофеле было примерно одинаковым, а в других корнеплодах — ^меньше.
Анализ проб, отобранных в различных районах Московской области, позволяет заключить, что наблюдается большая вариабельность концентраций обоих радионуклидов в отдельных видах продуктов питания в зависимости от места отбора проб.
Например, диапазон концентраций 90Sr в моркови урожая 1983 г. составлял от 59 до 614 мБк/кг (1,6—16,6 пКи/кг), т. е. различался в 10 раз. Это могло быть обусловлено физико-химическими свойствами почв, из которых радионуклиды через корневую систему поступали в растения, а также физиологическими особенностями растения и некоторыми другими причинами, влияющими на характер миграции радионуклидов из почвы в растения.
Используя полученные фактические данные о содержании 905г и 137Сз в молоке, картофеле и овощах, произведенных в Московской области, а также среднесоюзные уровни загрязнения ряда основных продуктов питания (мяса, хлеба, рыбы) и данные ЦСУ о количестве потребляемых продуктов на душу населения [1, 4]), оценивали поступление этих радионуклидов в организм населения Москвы и дозы, формируемые за счет этих радионуклидов. При расчетах исходили из того, что жители Москвы потребляют молоко, овощи и картофель, производимые в основном в Московской области. Количество ^Бг и '"Сэ, поступающее с продуктами питания населению Москвы, указано в табл. 4.
Как видно из табл. 4, поступление в организм городского населения ^Бг и 137Сэ с продуктами питания с годами почти не изменилось.
Исходя из данных о поступлении 905г и 137Сз населению, были рассчитаны эквивалентные дозы облучения, формируемые в организме людей, на красный костный мозг и эндостальные клетки за счет ^Бг и мягкие ткани за счет |37Сб. Расчет эквивалентных доз проводили по формуле, используя данные о критических органах и тканях и о метаболизме радионуклидов в организме человека, рекомендованные в публикациях МКРЗ № 10 [7] и № 30 [5]:
Таблица 4
Поступление и '"Сб (в Бк/год) с основными пищевыми продуктами в организм населения Москвы в 1981 — 1983 гг.
Объект исследования "Sr «"Cs
1981 1982 1983 1981 1982 19B3
Хлебопродукты 22 20 19,5 30.5 28,4 26,6
Молоко 4,3 5,8 5,8 17,3 21,6 14,4
Картофель 9,5 8,6 8,6 14,3 9,6 8.6
Овощи 9,7 15,2 13,1 10,4 11,38 15
Говядина 9 9 9,5 44 36,0 34.2
Рыба морская 6,8 4,4 5,5 11,3 11,3 10,3
Beer о... 61,3 63 62 127,8 118,3 109,1
Таблица 5
Эквивалентные дозы облучения (в мкЗв/год) населения Москвы ва счет '"Бг и "'Се. поступающих в организм с продуктами питания
•°Sr »'Cs
Год
наблюдения красныЛ костная мягкие ткани
костный мозг поверхность
1981 11,6(1,16) 25,7 (2,57) 1,67 (0,167)
1982 12 (1,2) 27 (2,7) 1,53 (0,153)
1983 11,7(1,17) 26 (2,6) 1,44 (0,144)
Примечание. В скобках — показатели в миллибэрах в год.
70
»1 = Р1П (ГП), | (И, Зв,
где Р{ — дозовый коэффициент или удельная поглощенная энергия одного распада 1-го радионуклида в 1 г облучаемого органа или ткани (в МэВ/г расп или Зв/расп); — коэффициент перехода; доля /-го радионуклида, переходящая в депонирующий орган при заглатывании; (ГП)4— фактическое годовое поступление 1-го радионуклида в организм (в Бк), Ri (/) — функция удержания радионуклида в депонирующем орга^
70
не; | — временной интеграл, численно
равный числу распадов в органе за 70 лет при годовом поступлении в орган 1 Бк 1-го радионуклида.
Дозовый коэффициент для ¿-го радионуклида:
Я, = 1. 6.10-2"-^^, Зв/Бк, /
где 1,6-Ю-10 — переходный множитель от МэВ/г к Гр; Е] — энергия излучения типа /', /-го радионуклида (в МэВ); п) — выход излучения типа на 1 распад 1-го радионуклида; т — масса облучаемого органа, ткани или всего тела; N} — модифицирующий фактор (специфический коэффициент поглощения), зависящий от структуры облучаемого органа (мишени) и органа — источника и их взаимного расположения; С^ — коэффициент качества; — доля радионуклида в депонирующем органе от поступившего в организм.
/! = /! + /..
где — доля радионуклида, переходящая из
желудочно-кишечного тракта в кровь (коэффи-^рг циент всасывания); /2 — доля радионуклида, переходящая из крови в орган или ткань.
Результаты оценок дозовых нагрузок на население представлены в табл. 5.
Как видно из табл. 5, уровень годового облучения населения Москвы составляет единицы миллибэров за счет 90Бг и десятые доли милли-бэров за счет l37Cs. Это соответствует интервалу оценок доз облучения населения различных районов земного шара [3]
Выводы. 1. В 1982 и 1983 гг. плотность выпадения суммы бета- и гамма- активных аэрозолей в Москве уменьшилась в 3—5 раз, а концентрации их в атмосферном воздухе — в 7—9 раз по сравнению с 1981 г., что можно объяснить отсутствием в этот период испытаний ядерного оружия.
2. Содержание ^Sr и 137Cs в молоке, картофеле и овощах урожая 1982 и 1983 гг. было примерно на одном уровне и в большинстве продуктов питания почти не изменилось по сравнению с 1981 г.
3. Эквивалентные годовые дозы облучения населения Москвы в расчете на красный костньп^ мозг и эндостальные клетки за счет 90Sr, поступающего с продуктами питания, составляли 12 и 25,7 мкЗв соответственно, а за счет l37Cs на мягкие ткани — 1,5 мкЗв, что хорошо соответствует данным литературы.
Литература
1. Бархударов Р. М., Борисов Б. К., Книжников В. А. и др.—Гиг. и сан., 1983, № 10, с. 81—82.
2. Зыкова А. С., Телушкина Е. JI.. Ефремова Г. П. — Там же, с. 78—81.
3. Источники и действие ионизирующей радиации. Нью-Йорк, 1978.
4. Народное хозяйство СССР в 1980 г. Статистический ежегодник ЦСУ СССР. М„ 1981.
5. Пределы поступления радионуклидов для работающих с ионизирующим излучением. М., 1982.
6. Data on Environmentae Radioactivity. World Health Organization. International Reference Center for Radioactivity. — Environm. Hlth Monitoring, 1981, 1982, 1983, Report N 40—50.
7. Recommendations of JCRP. Publication 10. Oxford, 1968.
Поступила 01.I0.S4V
Summary. The data on artificial radionuclides fallout density and content in the atmospheric air and certain foodstuffs over the period of 1982—1983 are presented, p-and yactive aerosol fallout levels in Moscow have decreased by 3-5 times and their airborne concentrations by 7-9 times compared to 1981. »°Sr and '"Cs concentrations in milk, potatoes and vegetables harvested in 1982 and 1983 remained virtually unchanged compared to the previous year. Equivalent irradiation doses of »°Sr and 1J,Cs for the population (food intake) have been calculated.
