CC BY
12
Экология
УДК 574 Б01: 10.24412/1728-323Х-2023-4-5-10
СОДЕРЖАНИЕ ЦЕЗИЯ-137 В КАРТОФЕЛЕ, ВЫРАЩЕННОМ В ЮЖНЫХ РАЙОНАХ КАЛУЖСКОЙ ОБЛАСТИ, В ОТДАЛЕННЫЙ ПЕРИОД ВРЕМЕНИ ПОСЛЕ АВАРИИ НА ЧАЭС
Г. А. Кулиева, кандидат биологических наук, доцент, Российский университет дружбы народов, kulieva-ga@rudn.ru, г. Москва, Россия,
B. В. Ерофеева, кандидат биологических наук, доцент, Московский технический университет связи и информатики, Российский университет дружбы народов, erofeeva-viktori@mail.ru,
г. Москва, Россия,
А. А. Киричук, доктор биологических наук, профессор, Российский университет дружбы народов, kirichuk-aa@rudn.ru, г. Москва, Россия,
C. Л. Яблочников, доктор педагогических наук, профессор, Московский технический университет связи и информатики, vvkfek@mail.ru, г. Москва, Россия,
Е. В. Аникина, кандидат биологических наук, доцент, Российский университет дружбы народов, anikina-ev@rudn.ru, г. Москва, Россия
Аннотация. В данном исследовании представлены результаты анализа содержания цезия-137 в корнеплодах (на примере картофеля) и их значение с точки зрения экологии и безопасности пищи. С момента аварии на Чернобыльской АЭС прошло 37 лет. За эти годы радиационная обстановка на территориях большинства населенных пунктов Калужской области значительно улучшилась за счет процессов естественного распада дол-гоживущих радионуклидов, а также благодаря выполнению ряда защитных мер. Как известно, основным дозообразующим фактором является радиоцезий, который поступает в организм человека с продуктами питания. В статье представлены результаты измерений активности цезия-137 в картофеле, выращенном в подсобных хозяйствах Козельского, Ульяновского, Дудоровского и Думиничского районов Калужской области.
Abstract. This study presents the results of the analysis of the content of caesium-137 in root crops and their significance in terms of ecology and food safety. It has been 37 years since the Chernobyl disaster occurred. In the territories of most settlements of the Kaluga Region, the radiation situation is much better now because of natural decay of long-lived radionuclides and protective measures that had been taken. Radiocesium, which enters human body through food, is an essential factor in determining the dose. This article provides the data on measurements of caesium-137 activity in potatoes grown in subsidiary farms of the Kozelsky, Ulyanovsk, Dudorovsky and Duminichsky Districts in the Kaluga Region.
The results of the study can have an important impact on the development of strategies for managing radioactive contamination and ensuring food safety for the population.
Ключевые слова: радиационная безопасность, цезий-137, радионуклиды, спектрометрические методы контроля, радионуклиды, сельскохозяйственная продукция, Калужская область.
Keywords: radiation safety, cesium-137, spectrometric control methods, radionuclides, agricultural products, the Kaluga Region.
Введение
Авария на Чернобыльской АЭС, произошедшая 26 апреля 1986 года, не только стала самой катастрофической из всех случившихся на атомных электростанциях, но и оставила непоправимый след в истории человечества. Этот катастрофический инцидент стал самым масштабным и опасным для окружающей среды в мире. В результате взрыва реактора № 4 на Чернобыльской АЭС произошел выброс радиоактивных веществ, которые распространились по всей Европе. Загрязнение повлекло за собой серьезные послед-
ствия не только для здоровья людей, но и для экологии региона. Многие территории до сих пор считаются зонами отчуждения из-за высокого уровня радиации, напоминание о трагедии, которая не должна была случиться.
Чернобыльская катастрофа привела к загрязнению экосистемы в густонаселенном районе с интенсивной сельскохозяйственной деятельностью России, Украины, Белоруссии и других стран.
В Российской Федерации радиоактивному загрязнению подверглись 19 регионов. Среди них одной из наиболее загрязненных оказалась Калужская область (рис. 1).
В соответствии с ФЗ № 1244-1 (ред. от 28.12.2022) «О социальной защите граждан, подвергшихся воздействию радиации вследствие катастрофы на Чернобыльской АЭС» территории, подвергшиеся радиоактивному загрязнению вследствие катастрофы на Чернобыльской АЭС, подразделяются на четыре зоны: зона проживания с льготным социально-экономическим статусом — территории с плотностью загрязнения почвы цезием от 1 до 5 Ки/км2; зона проживания с правом на отселение — территории с плотностью загрязнения почв цезием-137 от 5 до 15 Ки/км2; зона отселения — территории, на которых плотность загрязнения почв цезием-137 составляет выше 15 Ки/км2; территории, из которых население было эвакуировано либо переселено — зоны отчуждения.
Границы этих зон и перечень населенных пунктов устанавливаются в зависимости от изменения радиационной обстановки и пересматриваются Правительством Российской Федерации не реже одного раза в пять лет.
В Калужской области в 2015 году в зону проживания с правом на отселение входило 18 населенных пунктов в трех районах (Хвастовичском
Ульяновском, Жиздринском), в зону проживания с льготным социально-экономическим статусом — 297 населенных пункта в девяти районах (Думиничском, Жиздринском, Кировском, Козельском, Куйбышевском, Людиновском, Ме-щовском, Ульяновском, Хвастовичском).
С течением 37 лет с момента радиационной аварии наблюдается существенное улучшение радиационной обстановки в многих населенных пунктах Калужской области. Этот положительный тренд обусловлен главным образом процессами естественного распада долгоживущих радионуклидов, таких как цезий-137 и стронций -90, что привело к уменьшению радиационной активности на земельных участках и в окружающей среде, а также благодаря выполнению ряда защитных мер. Эффективность снижения радиационных рисков также подкреплена мерами деон-таминации и мониторинга, предпринимаемыми в рамках усиленной радиационной безопасности.
Площадь территорий с плотностью загрязнения почвы цезием-137 сократилась более чем на 80 % (рис. 2).
Новый перечень населенных пунктов, которые относятся к зоне радиоактивного заражения,
Д1йгшгАС 1:1 ЦООООи
Рис. 2. Карта Калужской области. Прогнозное загрязнение Ся-137 на 2016 год [2]
утвержден распоряжением Правительства РФ от 28.03.2023 № 745-р с 1 января 2024 года, в соответствии с которым в Калужской области в зоне проживания с правом на отселение остаются 18 населенных пунктов: дер. Гуда (Жиздринский район); дер. Красная Дубрава, пос. Глуховский, дер. Лобазово, дер. Боровинок, дер. Суглицы (Козельский район), дер. Кутоково, дер. Новая Деревня, дер. Полошково, дер. Озерны (Ульяновский район), пос. Семеновский (Хвастовичский район) — данные населенные пункты исключены из зоны с данной льготой.
Как известно, в Калужской области в загрязненных районах доля сельского населения составляет порядка 25 %. Сельские жители активно занимаются ведением личных подсобных хозяйств, в основном выращивают овощи, фрукты, реже разводят домашний скот. Это означает, что даже в условиях экологически неблагоприятных областей люди продолжают заниматься сельским хозяйством. Продукты собственного производства сельские жители активно продают на местных рынках. Большую часть растительных продуктов, выращенных в личных подсобных хозяйствах, составляет картофель.
В 2023 году в рамках реализации инициативной темы № 202726-0-000 «Радиационная безо-
пасность пищевых продуктов растительного и животного происхождения» сотрудниками департамента экологии человека и биоэлементологии института экологии РУДН была организована экспедиция в Калужскую область с целью проведения радиационного контроля пищевых продуктов для оценки соответствия их установленным гигиеническим нормативам на допустимое содержание 137С8.
Цезий-137 (Св-137) является радиоактивным изотопом цезия, который обладает высокой активностью и является продуктом ядерных взрывов и аварий на атомных электростанциях [4, 5]. Этот изотоп широко используется как индикатор радиоактивного загрязнения и является объектом множества исследований в области радиоэкологии. Цезий-137 обладает уникальной способностью аккумулироваться в биологических системах, включая растения, и, следовательно, может проникать в пищевую цепь через растительные организмы [6]. Это делает его важным объектом изучения, особенно в контексте безопасности пищи и экологического состояния природных экосистем.
Актуальность исследования содержания це-зия-137 [7] в корнеплодах обусловлена несколькими факторами. Во-первых, радиоактивное загрязнение окружающей среды остается одной из
Рис. 3. Спектрометрическая установка МКС-01А «МУЛЬТИРАД»: а) сцинтилляционный гамма-спектрометр; б) сосуд Маринелли
главных экологических проблем в мире. Источниками этого загрязнения могут быть ядерные аварии, такие как авария на Чернобыльской АЭС или Фукусимская катастрофа, а также ядерные испытания и даже мирное использование атомной энергии.
Во-вторых, пищевая цепь, включая корнеплоды и другие растительные продукты, является основным источником питательных веществ для человечества. Поэтому важно знать уровень радиоактивного загрязнения в растительных продуктах и его потенциальное воздействие на здоровье людей.
Понимание механизмов перемещения и накопления цезия-137 в корнеплодах и их окружающей среде имеет большое значение для разработки мероприятий по мониторингу и снижению радиоактивного загрязнения в сельском хозяйстве и экосистемах, чем и обоснована актуальность проводимого исследования [8—10].
Материал и методы
Объектом исследования явилась сельскохозяйственная продукция (корнеплоды) выращенная в личных подсобных хозяйствах местных жителей Козельского, Ульяновского, Дудоровского и Думиничского районов Калужской области.
Подготовка проб к измерениям выполнена в соответствии с МУК 2.6.1.1194—03 Радиационный контроль. Стронций-90 и цезий-137. Пищевые продукты. Отбор проб, анализ и гигиеническая оценка.
Измерения удельной активности гамма-излучения радиоцезия в нативных пробах выполнены в лаборатории кафедры «Экология, безопасность жизнедеятельности и электропитание»
Московского технического университета связи и информатики на спектрометрической установке МКС-01А «МУЛЬТИРАД» с гамма-спектрометрическим трактом «МУЛЬТИРАД-гамма» (блок детектирования БДКС 63-01).
Результаты и обсуждение
По итогам опроса жителей пяти населенных пунктов Калужской области (с. Чернышено Козельского района, дер. Мелихово и Дудорово, с. Кцынь, с. Чернышено Думиничского района) выявлено, что основными продуктами питания, входящими в рацион, являются картофель и овощи местного производства. В среднем один взрослый житель средней полосы России потребляет 300—370 кг растительных продуктов в год, большую часть составляет картофель.
Поэтому в качестве исследуемого пищевого продукта был выбран картофель. Картофель приобретали у местных жителей в четырех районах: Козельском, Ульяновском, Дудоровском, Думи-ничском.
Подготовка проб к измерениям выполнена в соответствии с МУК 2.6.1.1194—03 Радиационный контроль. Стронций-90 и цезий-137. Пищевые продукты. Отбор проб, анализ и гигиеническая оценка. На первом этапе клубни очистили от почвы. После этого пробы измельчали с помощью ножа и размещали в сосуд Маринелли объемом 1,0 л (рис. 3).
На базе кафедры «Экология, безопасность жизнедеятельности и электропитание» Московского технического университета связи и информатики проведены измерения удельной активности гамма-излучения радиоцезия в нативных пробах на спектрометрической установке МКС-01А
Таблица 1
Содержание цезия-137 и калия-40 в картофеле, выращенном в подсобных хозяйствах
Калужской области
Населенный пункт, место отбора проб Плотность загрязнения 137Сэ, Ки/км2 Содержание 137Сз, Бк/кг Содержание 40К ± д40к, Бк/кг Допустимый уровень (по СанПиН 2.3.2.1078-01), Бк/кг
Козельский район г. Козельск (рынок возле городской администрации) 0,2—0,5 менее 2,4 119,6 ± 57,2
Козельский район с. Чернышено (личное подсобное хозяйство) На границе м ежду 0,2—0,5 и 0,5—1 менее 3,6 83,2 ± 50,1
Думиничский район с. Чернышено (личное подсобное хозяйство) На границе м ежду 0,5—1 и 1—5 менее 2,3 60,4 ± 46,9 80
Ульяновский район дер. Дудорово (личное подсобное хозяйство) 1—5 менее 5,3 137,2 ± 83,9
Дудоровский район с. Кцынь (личное подсобное хозяйство) 1—5 менее 3,8 86,2 ± 51,7
Ульяновский район дер. Мелихово (личное подсобное хозяйство) На границе м ежду 1—5 и 5—10 менее 3,0 108,5 ± 55,1
«МУЛЬТИРАД» с гамма-спектрометрическим трактом «МУЛЬТИРАД-гамма» (блок детектирования БДКС 63-01,) по методике измерения активности радионуклидов с использованием сцин-тилляционного гамма-спектрометра с программным обеспечением «Прогресс» (свидетельство № 40151.16397/КЛ.Яи311243-2015 от 05.09.2016) и в соответствии с МУК 6.6.1.1194-03.
Из данных, представленных в таблице, следует, что средние значения содержания радиоцезия в картофеле, выращенном на территории шести населенных пунктов Калужской области, соответствуют требованиям санитарного законодательства:
Содержание 226Яа и 232ТИ в пробах оказалось ниже предела обнаружения гамма-спектрометра.
Заключение
В заключение следует отметить, что проблема радиационного загрязнения окружающей среды в настоящее время является весьма актуальной.
Результаты измерений показали, что в настоящее время содержание цезия-137 в картофеле, выращенном в личных подсобных хозяйствах Козельского, Ульяновского, Дудоровского и Ду-миничского районов, существенно ниже допустимого уровня. Можно сделать вывод, что отсутствует необходимость принятия мер по снижению цезия-137 в картофеле, выращенном на исследованных территориях Калужской области с плотностью загрязнения почвы цезием-137 от 0,2 до 10 Ки/км2.
Библиографический список
1. Касьяненко А. А., Кулиева Г. А. Радиоэкологическая экспертиза и радиационные измерения: Учебное пособие. Часть II Отбор и подготовка проб, радиационные измерения. — М.: Изд-во ВАШ ФОРМАТ, 2018. — 220 с.
2. 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. М. Богдевича. — М.: Фонд «Инфосфера» — НИА-Природа; Минск: Белкартография, 2009. — 140 с: ил., карт.
3. Радиационно-гигиенические аспекты преодоления последствий аварии на Чернобыльской АЭС / Под ред. академика РАН Г. Г. Онищенко и профессора А. Ю. Поповой. — СПб.: НИИРГ имени проф. П. В. Рамзаева, 2016. — Т. 1. — 448 с.
4. Василенко И. Я. Цезий-137 в биосфере // Гигиена и санитария. — 1989. — С. 55—58.
5. Лосик А. С. Радионуклиды в продуктах питания // Наука — шаг в будущее: Х студенческая научно-практическая конференция факультета «Технология органических веществ»: тезисы докладов. — Минск: БГТУ, 2016. — С. 51.
6. Санжарова Н. И., Гешель И. В., Крыленкин Д. В., Гордиенко Е. В. Современное состояние исследований поведения 90sг в системе «почва—сельскохозяйственные растения» (обзор) // Радиационная биология. Радиоэкология. — М.: Наука, 2019. — С. 643—655.
7. Солдатенко А. В., Добруцкая Е. Г., Волощенко В. С. Оценка накопления радионуклидов овощами разных видов и сортов // Достижения науки и техники АПК. — 2010. — № 3. — С. 54—56.
8. Кучма В. Р., Сухарева Т. М., Макарова А. Ю., Степанова М. И. // Медицина труда и промышленная экология. — 2001. — № 8. — С. 683.
9. Солдатенко А. В., Пивоваров В. Ф., Добруцкая Е. Г. Особенности накопления радионуклидов в различных продуктовых органах овощных культур // Овощи России. — 2015. — № 3. — С. 39—43. 10. Калдыбаев Б. К. Фоновый мониторинг за искусственными и естественными радионуклидами в почвенно-расти-тельном комплексе агроэкосистем Приисыккулья // Вестник ИГУ. — Иркутск: ИГУ, 2008. — С. 25—28.
THE CONTENT OF CAESIUM-137 IN POTATOES GROWN IN THE SOUTHERN REGIONS OF THE KALUGA REGION IN A REMOTE PERIOD OF TIME AFTER THE CHERNOBYL ACCIDENT
G. A. Kulieva, Ph. D. (Biology), RUDN University, kulieva-ga@rudn.ru Moscow, Russia,
V. V. Erofeeva, Ph. D. (Biology), Moscow Technical University of Communications and Informatics, RUDN University, erofeeva-viktori@mail.ru Moscow, Russia,
A. A. Kirichuk, Ph. D. (Biology), RUDN University, kirichuk-aa@rudn.ru Moscow, Russia,
S. L. Yablochnikov, Ph. D. (Pedagogic Sciences), Moscow Technical University of Communications and Informatic, vvkfek@mail.ru Moscow, Russia,
E. V. Anikina, Ph. D. (Biology), RUDN University, anikina-ev@rudn.ru Moscow, Russia References
1. Kasyanenko A. A., Kulieva G. A. Radioekologicheskaya ekspertiza i radiacionnye izmereniya. Uchebnoe posobie. Chast II Otbor i podgotovka prob, radiacionnye izmereniya Radioekologicheskaya ekspertiza i radiacionnye izmereniya. Uchebnoe posobie. Chast II Otbor i podgotovka prob, radiacionnye izmereniya [Radioecological examination and radiation measurements. Tutorial. Part II Sampling and preparation, radiation measurements]. Moscow, VASH FORMAT, 2018. 220 p. [in Russian].
2. Atlas sovremennyh i prognoznyh aspektov posledstvij avarii na Chernobylskoj AES na postradavshih territoriyah Rossii i Be-larusi [Atlas of modern and forecast aspects of the consequences of the accident at the Chernobyl Nuclear Power Plant in the affected territories of Russia and Belarus (ASPA Russia-Belarus)], edited by Yu. A. Izraelya, I. M. Bogdevicha. Moscow, Fond "Infosfera" — NIA-Priroda; Minsk, Belkartografiya, 2009. 140 p. [in Russian].
3. Radiacionno-gigienicheskie aspekty preodoleniya posledstvij avarii na Chernobylskoj AES [Radiation-hygienic aspects of overcoming the consequences of the accident at the Chernobyl Nuclear Power Plant], edited by Academician G. G. Onish-chenko and Professor A. Yu. Popova. Saint Petersburg, NIIRG imeni prof. P. V. Ramzaeva, 2016. T. 1. 448 p. [in Russian].
4. Vasilenko I. Ya. Cezij-137 v biosfere [Cesium-137 in the biosphere]. Gigiena i sanitariya. 1989. P. 55—58 [in Russian].
5. Losik A. S. Radionuklidy v produktah pitaniya [Radionuclides in food]. Science — a step into the future: The tenth student scientific and practical conference of the faculty of " Technology of Organic Substances": abstracts of reports. Minsk, BGTU, 2016. P. 51 [in Russian].
6. Sanzharova N. I., Geshel I. V., Krylenkin D. V., Gordienko E. V. Sanzharova N. I., Geshel I. V., Krylenkin D. V., Gor-dienko E. V. Sovremennoe sostoyanie issledovanij povedeniya 90sr v sisteme pochva-selskohozyajstvennye rasteniya (obzor) [Current state of research on the behavior of 90sr in the soil-agricultural plants system (review)]. Radiacionnaya biologiya. Radioekologiya. Moscow, Nauka, 2019. P. 643—655 [in Russian].
7. Soldatenko A. V., Dobrutskaya E. G., Voloshenko V. S. Ocenka nakopleniya radionuklidov ovoshami raznyh vidov i sortov [Assessment of accumulation of radionuclides by vegetables of different types and varieties]. Dostizheniya nauki i tehniki APK. 2010. No. 3. P. 54—56 [in Russian].
8. Kuchma V. R., Sukhareva T. M., Makarova A. Yu., Stepanova M. I. Medicina truda i promyshlennaya ekologiya. 2001. No. 8. P. 683 [in Russian].
9. Soldatenko A. V., Pivovarov V. F., Dobrutskaya E. G. Osobennosti nakopleniya radionuklidov v razlichnyh produktovyh or-ganah ovoshnyh kultur [Features of accumulation of radionuclides in various food organs of vegetable crops]. Ovoshchi Rossii. 2015. No. 3. P. 39—43 [in Russian].
10. Kaldybaev B. K. Fonovyj monitoring za iskusstvennymi i estestvennymi radionuklidami v pochvenno-rastitelnom komplekse agroekosistem Priisykkulya [Background monitoring of artificial and natural radionuclides in the soil and plant complex of agroecosystems of the Isyk-Kul Region]. Vestnik IGU. Irkutsk, IGU, 2008. P. 25—28 [in Russian].
