CC BY
119
УДК 631.95:631.438(470.55)
СОСТОЯНИЕ РАДИАЦИОННОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ В ЧЕЛЯБИНСКОЙ ОБЛАСТИ
Ю.Н. Денисов
Центр химизации и сельскохозяйственной радиологии «Челябинский», e-mail: agrohim_74_1@mail.ru
Уральский регион Российской Федерации один из экологически неблагоприятных, в том числе, и по радиационной обстановке, которая сложилась в связи с многолетней деятельностью ПО «Маяк». В статье проанализировано современное состояние радиационной обстановки и даны рекомендации по ведению сельскохозяйственного производства.
Ключевые слова: почва, радиоактивное загрязнение, экологическое состояние, сельское хозяйство, Челябинская область.
RADIATION POLLUTION IN CHELYABINSK REGION
Yu.N. Denisov
State Center of Chemization and Agricultural Radiology «Chelyabinskiy», e-mail: agrohim_74_1@mail.ru
Russia Ural region is one of the ecologically unfavorable, including, and radiation environment that has developed in connection with the long-term activity of the «Mayak». The article analyzes the current state of the radiation situation and recommendations on agricultural production.
Keywords: soil, radioactive pollution, ecological state, agriculture, Chelyabinsk region.
В конце 1940-х гг. в Челябинской области в районе города Кыштым был создан ядерный центр атомной промышленности СССР, в дальнейшем известный как ПО «Маяк». В результате производственной деятельности этого предприятия в озеро Карачай и в реку Теча происходили сбросы регламентных и аварийных жидких радиоактивных отходов. В 1957 г. на ПО «Маяк» произошла авария, в результате чего 20,5 тыс. км2 земель сельскохозяйственного назначения было загрязнено радионуклидами, образовавшими радиоактивный след, который получил название - Восточно-Уральский радиоактивный след (ВУРС) протяженностью 300 км, при ширине 30-50 км (рис. 1).
Основная доля (90%) активности при взрыве была рассеяна на производственной площадке предприятия на расстоянии до нескольких километров. Часть продуктов взрыва (2 млн. Ки суммарной /-активности) были выброшены на высоту около 1000 м, образовав радиоактивное облако, которое прошло над Челябинской, Свердловской и Тюменской областями. Осаждение радиоактивной смеси из облака образовало полосу следа с максимальными уровнями загрязнения (100-1200 Ки/км2 по стронцию-90 и до 25 Ки/км2 по цезию-137), непосредственно прилегающую к промзоне ПО «Маяк». Вблизи границы промзоны ширина этой полосы составляет около 2 км. Далее к северо-востоку по оси следа на расстоянии 45 км от пром-зоны ПО «Маяк» (на границе со Свердловской областью) уровни загрязнения по стронцию-90 сни-
жаются до 4-6 Ки/км2, а по цезию-137 - до 0,8-1,2 Ки/км2.
Исходный радионуклидный состав аварийного выброса в атмосферу характеризуется преимущественным содержанием короткоживущих радионуклидов, а также продуктов их распада иттрия-90, ниобия-95, радия-106, празеодима-141. Наличием этих радионуклидов обусловлено достаточно быстрое снижение уровней радиоактивного загрязнения территорий. Однако большой период полураспада стронция-90 и цезия-137 служат причиной длительного существования ВУРС [1, 2].
В апреле 1967 г. были отмечены повышенные выпадения радиоактивных веществ вследствие ветрового переноса радиоактивной пыли с берегов озера Карачай, которое ПО «Маяк» использовало как хранилище среднеактивных отходов предприятия. Ветровой перенос был вызван необычными погодными условиями. Площадь следа, ограниченная изолинией 0,2 Ки/км2 по цезию-137, составляла 4655 км2, суммарный запас радионуклидов был равен 2360 Ки. Загрязнение преимущественно захватило территорию ВУРС, а также поля, леса, пастбища, реки и озера значительной части Уральского региона. Почва и донные отложения стали основными аккумуляторами радиоактивности. Общая площадь ВУРС с плотностью загрязнения по стронцию-90 от 0,1 Ки/км2 и выше составила по данным Центральной заводской лаборатории ПО «Маяк» и Института прикладной геофизики АН СССР составила около 23000 км2. В 1959 г. Прави-
тельство СССР приняло решение об образовании на части ВУРС санитарно-охранной зоны с особым режимом. В нее вошла территория, ограниченная изолинией 2-4 Ки/км2 по стронцию-90, площадью около 600 км2 (60 000 га).
Современные уровни загрязнения поймы реки Теча в верхнем течении по стронцию-90 достигают от 10 до 120 Ки/км2, по цезию-137 - до 500 Ки/км2, но загрязнение цезием-137 снижается по ходу течения реки. В отличие от цезия-137 монотонного снижения уровней загрязнения поймы стронцием-90 не происходит. Более того, в нижнем течении реки Теча на расстоянии 30 км от устья отмечается даже относительно повышенный уровень загрязнения почв стронцием-90 - на удалении в 200-300 м от русла фиксируются плотности загрязнения до 710 Ки/км2 (рис. 2).
В результате многолетних интенсивных газоаэрозольных выбросов, которые происходили с 1949 по 1970 г. загрязнены районы на юге от промышленной зоны ПО «Маяк». Максимальные уровни загрязнения составляют 2 Ки/км2.
По данным Опытной научно-исследовательской станции [3, 4] видовой состав биологического разнообразия претерпел некоторые изменения в результате радиационной загрязненности было установлено, что протоны стронция-90, цезия-137 проникают в почву на разную глубину и накапливаются в био-
Использование населением органических удобрений привело к вторичному загрязнению локальных территорий, ранее относящихся к категории «чистых». В пределах Челябинской области ареалы повышенных загрязнений обнаружены в окрестностях 12 населенных пунктов, в том числе в окрестностях Татарской Караболки. Здесь на приусадебных участках обнаружено содержание стронция-90 до 7 Ки/км2 [5, 6].
Сложившаяся ситуация привела к радиоактивному загрязнению территории 5 административных районов Челябинской области (Каслинский, Арга-яшский, Кунашакский, Сосновский, Красноармейский). Основной вид деятельности этих районов сельскохозяйственное производство, общая площадь которого составляет 343 231 га, из них пашня - 329 588 га, пастбища - 7 757 га, сенокосы - 5 174 га и леса - 712 га. Радиационная ситуация к настоящему времени в указанных районах обусловлена остаточным загрязнением окружающей среды дол-гоживущими радионуклидами стронцием-90 и в меньших масштабах цезием-137.
Сельскохозяйственное производство наиболее тесно связано с экологией, так как составляет один из важнейших ее компонентов. Все факторы, влияющие на окружающую среду, прежде всего, оказывают воздействие на почву, а посредством ее -на все звенья цепи от агроценозов до готовых
массе растении, которую поедали животные.
продуктов питания человека. Любое загрязнение
Рис. 1. Карта-схема территории Восточно-Уральского следа
Мыл^иково Красноисетское Перши некое
Озерск
»Муслюмово —р. Теча /Ибрагимов^Н<урманово •Бродокалмак
Карпино
| - отселенные деревни
Рис. 2. Схема населенных пунктов по р. Теча
почвы и водных источников токсикантами ведет к загрязнению кормов и продовольственных продуктов. Особенную опасность представляют отходы, обладающие радиоактивностью [4].
Сложившаяся по радиоактивности ситуация вызвала в хозяйствах, попавших в территорию ВУРС и на прилегающих к реке Теча землях, серьезные изменения в структуре землепользования, специализации, технологии производства полевых работ, экономике и социальной инфраструктуре. Эти изменения должны предохранить от загрязнения аг-роценозы, сельскохозяйственных животных, проживающее на этой территории население, получаемую сельскохозяйственную продукцию и производимые из нее продукты питания. Площади сельскохозяйственных предприятий, которые циклически обследует ФГБУ «Центр химизации и сельскохозяйственной радиологии «Челябинский» на агрохимические и радиологические показатели, представлены в таблице.
В Челябинской области разработана концепция ведения сельского хозяйства на территориях, подвергшихся радиоактивному загрязнению. Согласно нормам радиационной безопасности [5] и «Руководству по ведению агропромышленного производства и лесного хозяйства на территории сани-тарно-охранной зоны Восточно-Уральского радиоактивного следа» [3], подготовленным Администрацией Челябинской области в 1999 г., ограничения на ведение сельскохозяйственного производства рекомендуется вводить при плотности загрязнения земельных угодий стронцием-90 более 2 Ки/км2 (250 Бк/кг), цезием-137 более 5 Ки/км2 (625 Бк/кг).
Радиологическое обследование почв [6]
Наименование хозяйства Площадь, га
Каслинский район
СХПК «Тюбукский» 11702
СПК «Булзинское» 12886
СПК «Огневское» 11039
АОЗТ «Северное» 13100
АОЗТ «Багаряк» 15635
Кунашакский район
МСХП «Куяшское» 15706
ООО «Карабольское» 5769
Аргаяшский район
АОЗТ «Башакуль» 3264
ООО «Худайбердинское» 8754
АОЗТ «Аязгулово» 7049
ООО «Примерное» 6430
к/х «им. Кирова» 5003
ЗАО «им. Салавата Юлаева» 11182
Согласно Руководству [3], требования к землепользованию сельскохозяйственных предприятий подразделяют на следующие категории:
Без ограничения < 5 Ки/км2 по цезию-137,
Без ограничения < 2 Ки/км2 по стронцию-90,
I категория - слабые ограничения - 2-4 Ки/км2,
II категория - средние ограничения - 4-8 Ки/км2,
III категория - жесткие ограничения - > 8 Ки/км2.
При слабых ограничениях возможно использование сельскохозяйственных угодий в единой системе севооборотов для производства зерновых и пропашных культур, посевов трав и бобовых культур на корм животных. На этих массивах не допускается возделывание зерновых и бобовых культур, картофеля, корнеплодов и овощей на продовольственные цели, а также на производство молока.
Сельхозугодия со средними ограничениями по использованию включать в состав севооборотов не допускается. Рекомендуется создание специализированных кормовых севооборотов.
Жесткие ограничения по использованию сельскохозяйственных угодий предполагают большой перечень специальных мероприятий и запретов по ведению сельскохозяйственного производства.
Для зон технополисов, зон техногенной деградации и зон экстенсивно развивающегося сельскохозяйственного производства необходимо проводить комплексные мероприятия, обеспечивающие, с одной стороны, снижение поступления в продукцию радионуклидов, с другой, - интенсификацию производства как необходимого условия повышения эффективности земледелия, животноводства и обеспечения в нужном количестве разнообразными и полноценными продуктами питания населения городов. Получение высоких устойчивых урожаев на основе современных технологий обеспечивает решение не только задачи увеличения производства продуктов питания, но и снижение поступления в продукцию радионуклидов, так как накопление радиоактивного стронция-90 растениями находится в обратной зависимости от урожайности.
Со временем накопление радионуклидов снижается за счет распада их в почве и переходе в труднодоступные для усвоения формы [6].
Через 57 лет с момента аварии (загрязнения) на территории Челябинской области пути использования земель радиоактивного загрязнения имеют важное значение, так как радионуклиды уже давно осели в почве и иммигрировали в растения. По своему поведению стронций-90 подобен кальцию, поэтому кальцинирование почвы может снизить концентрацию стронция-90, в растениях использование калийных удобрений снижает загрязнением цезием-137, как и в случае с тяжелыми металлами [2, 4, 7].
Высокое содержание гумуса и внесение органических удобрений ослабляет накопление радионуклидов растениями. Следует отметить, что территории, загрязненные радионуклидами, приходятся на районы с низким содержанием гумуса. Например, в Каслинском районе низкое содержание гумуса отмечено на 80% пахотных почв, это усложняет использование этих земель для получения экологически безопасной продукции [3, 8].
Сравнительный анализ результатов обследования территорий ВУРС, проведенных ФГБУ «Центр химизации и сельскохозяйственной радиологии «Челябинский», в 1977-2014 гг. показал, что за этот период в пахотном горизонте произошло уменьшение содержания радионуклидов в 1,3-2,0 раза, как за счет радиоактивного распада, так и за счет перераспределения их по слоям почвы. В результате обработки почвы и миграции радионуклидов уровень загрязнения сельскохозяйственной продукции обусловлены закономерностями перехода их по цепи: «почва ^ растение ^ животное ^ продукты переработки» [6].
Агроэкологическое состояние начального звена -почвы - в этой цепи в большей мере определяет степень чистоты конечного сельскохозяйственного продукта. Содержание стронция-90 и цезия-137 в сельскохозяйственной продукции прямо-пропорционально плотности радиоактивного загрязнения почвы. На этом основано прогнозирование радиологическими службами уровня содержания радионуклидов в урожае сельскохозяйственных культур, выращиваемых на загрязненных почвах.
Таким образом, мониторинг загрязненных радионуклидами земель в Челябинской области показывает, что их значительная площадь в настоящее время может использоваться для получения сельскохозяйственной продукции, при соответствующем контроле и выполнении необходимых мероприятий.
Литература
1. Медико-биологические и экологические последствия радиоактивного загрязнения реки Теча / Под ред. А.В. Аклеева, М.Ф. Киселева. - М., 2000. - 532 с.
2. Экологические и медицинские последствия радиационной аварии 1957 года на ПО «Маяк» / Под ред. А.В. Аклеева, М.Ф. Киселева. - М., 2001. - 534 с.
3. Руководство по ведению агропромышленного производства и лесного хозяйства на территории санитарно-защитной зоны Восточно-Уральского радиоактивного следа. - Челябинск, 1999. - 25 с.
4. Мартюшов В.З. Восточно-Уральский Государственный заповедник // Вопросы радиационной безопасности, 1997, № 3. - С. 42-57.
5. Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009). - М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспо-требнадзора, 2009. - 100 с.
6. Многолетние данные мониторинга радиоактивного загрязнения почв сельхозугодий за период 1975-2014 гг. -Челябинск: ФГБУ «Центр химизации и сельскохозяйственной радиологии «Челябинский», 2014. - 50 с.
7. Материалы специализированного научно-технического совета по проблемам радиационной безопасности населения Челябинской области 2009-20013 гг. - Челябинск, 2014. - 41 с.
8. Денисов Ю.Н. Состояние плодородия почв Челябинской области // Агрохимический вестник, 2015, № 2. - С. 2-5.
