CC BY
74
УДК 631.4:502.76
00!: 10.24411/2587-6740-2018-11009
ЗАВИСИМОСТЬ СОДЕРЖАНИЯ ТЕХНОГЕННЫХ И ЕСТЕСТВЕННЫХ РАДИОНУКЛИДОВ В ПОЧВАХ ЦЕНТРАЛЬНОГО ФЕДЕРАЛЬНОГО ОКРУГА ОТ ИНТЕНСИВНОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ МИНЕРАЛЬНЫХ УДОБРЕНИЙ
И ХИМИЧЕСКИХ МЕЛИОРАНТОВ
П.М. Орлов1, О.В. Гладышева2, М.И. Лунев1, Н.И. Аканова1
1ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии имени Д.Н. Прянишникова», г. Москва, Россия
2ФГБНУ «Рязанский научно-исследовательский институт сельского хозяйства», с. Подвязье, Рязанская область, Россия
Приведены результаты современных исследований загрязнения долгоживущими техногенными 13^, 9С^г и естественными 40К, 226Ra,232Th радионуклидами почв сельскохозяйственных угодий в Центральном федеральном округе (ЦФО). По степени загрязнения почв 13^ субъекты ЦФО разделены на 3 группы. В первую группу вошли почвы Брянской, Калужской, Тульской и Орловской областей, которые интенсивно загрязнены Чернобыльскими выпадениями. Отмечается сильная неравномерность загрязнения почв в этих областях на уровне районов. В Брянской области наиболее загрязненными районами являются Новозыбковский (стандартный интервал плотности загрязнения 6,5-14,7 Ки/км2), Красногорский (<16,9 Ки/км2), Злыковский (5,4-14,8 Ки/км2) и Гордеевский (3,3-10,5 Ки/км2). На загрязненных почвах в районах Брянской области вероятны риски получения сельскохозяйственной продукции, загрязненной выше норматива СанПиН 2.3.4.1078-01 (очень высокое). В трех районах Калужской области превышен уровень загрязнения почв в 1 Ки/км2. Наибольший средний уровень загрязнения (2,7 Ки/км2) отмечен в Ульяновском районе. В Плавском районе Тульской области средний уровень загрязнения почвы равен 3 Ки/км2. Загрязнение 13^ почв областей второй группы (Курская, Рязанская, Белгородская, Липецкая, Воронежская, Тамбовская, Смоленская) показывает, что в большинстве районов отсутствует проблема радиоактивного загрязнения почв и сельскохозяйственной продукции. Исследование динамики загрязнения 9С^г первой и второй групп областей не выявило загрязнения почв и рисков производства сельскохозяйственной продукции, загрязненной этим изотопом выше норматива СанПиН 2.3.4.1078-01. Исключение составляют почвы, загрязненных территорий Злыковского и Красногорского районов Брянской области, в которых средний уровень загрязнения 9С^г почвы превышает 0,3 Ки/км2. В третью группу включены Владимирская, Ивановская, Костромская, Московская, Тверская и Ярославская области. Они не подверглись радиоактивному загрязнению, или воздействие Чернобыльской аварии было незначительным и не отразилось на статистических показателях уровней загрязнения почв. Выявлено, что для субъектов ЦФО характерно умеренное содержание естественных радионуклидов (ЕРН) в почве. Среднее содержание 22%, равно 23 Бк/кг, 232Т11 — 31 Бк/кг. Содержание ЕРН находится внутри интервалов типичного содержания ЕРН в почвах России и мира. Длительное внесение (в течение 25 лет) минеральных удобрений и мелиорантов (известкование) с целью снижения поступления 13^ и 9С^г из почвы в растения не привело к существенному увеличению содержания ЕРН (22|^а и 232Т^ в почве. Ключевые слова: почвы, радиационный мониторинг, загрязнение почв, сельскохозяйственные угодья, Чернобыльская авария, реперные участки, естественные и техногенные радионуклиды, минеральные удобрения, известкование почв, сельскохозяйственные культуры.
Радиационный мониторинг почв сельскохозяйственных угодий Центрального федерального округа (ЦФО) осуществляется на реперных участках локального мониторинга [1]. На этих участках проводится измерение мощности экспозиционной дозы гамма излучения (МЭДГ), содержания в почвах техногенных 13^, 9(^г и естественных 40К, 226Ra,232Th радионуклидов. В настоящей работе приведены данные радиационного мониторинга почв сельскохозяйственных угодий за период с 1991 по 2014 гг. В 1990-1993 гг. проводилось радиологическое обследование сельскохозяйственных угодий с целью оценки радиационной ситуации после Чернобыльской аварии. В 19 субъектах РФ было обнаружено загрязнение почвы с плотностью загрязнения 13^ выше 1 Ки/км2 [2, 3]. Большинство областей находилось в Центральном федеральном округе. По степени радиоактивного загрязнения субъекты ЦФО разделены на 3 группы. В 1 группу, наиболее загрязненную, вошли Брянская, Тульская, Калужская и Орловская области. Для оценки радиационной ситуации на полях сельскохозяйственных
угодий первой группы субъектов использованы данные работы по радиоактивному загрязнению территорий населенных пунктов РФ 13^ и 9(^г [4]. Если считать, что населенные пункты являются реперными точками, находящимися между сельскохозяйственными угодьями, то возможна оценка статистических параметров уровней загрязнения почв сельскохозяйственных угодий, находящихся на радиоактивных пятнах области. Результаты проведенных расчетов представлены в таблице 1. Области в таблице расположены в соответствии уменьшения запаса 13^ в почвах сельхозугодий на территории радиоактивных пятен.
Спустя 30 лет после Чернобыльской аварии загрязнение почв сельскохозяйственных угодий в Брянской области остается весьма высоким. В таблице 2 приведены статистические параметры загрязнения почв 13^. Представлены данные для районов, в которых средняя плотность загрязнения превышает 0,5 Ки/км2.
Из 27 районов Брянской области в 13 районах среднее содержание 13^ в почве пре-
МЕЖДУНАРОДНЫЙ
вышает 0,5 Ки/км2, в 6 районах превышен ра-диационно-значимый уровень с плотностью загрязнения 1,0 Ки/км2. В таблице 2 представлены районы, в которых плотность загрязнения 13^ больше 0,5 Ки/км2. Особенно высокая средняя плотность загрязнения в Гор-деевском (7,4 Ки/км2), Злыковском (9,6 Ки/км2), Красногорском (6,9 Ки/км2) и Новозыбковском (10,6 Ки/км2) районах. Во всех загрязненных районах наблюдается значительная «пятнистость» загрязнения. В Красногорском районе стандартное отклонение превышает среднее значение, в этом районе максимальная верхняя граница стандартного содержания 13^ в почве равна 16,9 Ки/км2. В Гордеевском, Злы-ковском, Красногорском и Новозыбковском районах Брянской области риски получения сельскохозяйственной продукции, загрязненной выше норматива СанПиН 2.3.4.1078-01, очень высокие.
Из 15 обследованных районов Калужской области в 7 районах (табл. 2) среднее содержание 13^ в почве превышает 0,5 Ки/км2, в 3 районах превышен уровень с плотностью загрязнения 1 Ки/км2. Во всех загрязненных
- 37
ЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ № 1 (361)/ 2018
районах имеет место значительная «пятнистость» загрязнения. Наибольший средний уровень загрязнения наблюдается в Ульяновской районе (2,7 Ки/км2). В Ульяновском и Хва-стовичском районах сохраняются риски получения сельскохозяйственной продукции, загрязненной 137С$ выше норматива СанПиН 2.3.4.1078-01.
Из 19 обследованных районов Тульской области в 13 районах среднее содержание 137С$ в почве превышает плотность загрязнения 0,5 Ки/км2, в 7 районах превышена плотность загрязнения 1 Ки/км2. В Плавском районе средняя плотность загрязнения почвы на радиоактивном пятне равняется 3,0 Ки/км2. Верхняя граница типичного содержания оценивается в 5,1 Ки/км2. В районе сохраняются риски производства сельскохозяйственной продукции с загрязнением по 137С$ выше норматива.
В Орловской области 18 районов имеют средний уровень загрязнения почвы более 0,5 Ки/км2. В Болховском районе средняя плотность загрязнения почвы равна 1,6 Ки/км2, верхняя граница достигает 2,5 Ки/км2. В Глазуновском, Дмитровском, За-легощекинском, Знаменском, Мценском, Трос-нянском и Урицком районах верхние границы плотности загрязнения превышают уровень 1 Ки/км2. В Орловской области основным типом почв являются черноземы, поэтому риск производства сельскохозяйственной продукции, загрязненной выше норматива, является незначительным.
Вторую группу составили Рязанская, Белгородская, Липецкая, Воронежская, Курская, Тамбовская и Смоленская области.
По запасу 137С$ на радиоактивном пятне и площади радиоактивного загрязнения Рязанская область занимает третье место после Брянской и Тульской областей. Размытость радиоактивного пятна по площади загрязнения и, как следствие, отсутствие районов с высоким содержанием 137С$ в почве позволяет ее отнести ко второй группе субъектов ЦФО. В Рязанской области из 21 обследован-
ного района в 14 районах среднее содержание 137С$ в почве превышает 0,5 Ки/км2. В Кораблинском (135 Бк/кг, 1,1 Ки/км2) и Ско-пинском (123 Бк/кг, 1,0 Ки/км2) несколько превышает или соответствует уровень в 1 Ки/км2. В Милославском (200 Бк/кг, 1,63 Ки/км2), Михайловском (138 Бк/кг, 1.13 Ки/км2), Ряжском (182 Бк/кг, 1,49 Ки/км2) и Старожильском (134 Бк/кг, 1,09 Ки/км2) районах верхняя граница типичного содержания 137С$ в почве превышает плотность загрязнения в 1 Ки/км2. Превышение незначительное, поэтому риски производства сельскохозяйственной продукции, загрязненной 137С$, небольшие.
Анализ и систематизация данных радиационного мониторинга на реперных и контрольных участках в Рязанской области, где основными типами почв являются черноземы и серые лесные почвы, показал, что среднее содержание 137С$ в черноземной почве равняется 56 Бк/кг, типичный интервал изменения концентрации — 20-92 Бк/кг, в серой лесной почве эти величины соответственно равны 42 Бк/кг, 26 Бк/кг — 58 Бк/кг.
При сопоставлении результатов, полученных на радиоактивном пятне Рязанской области с результатами локального радиационного мониторинга для сельхозугодий всей области, следует считать, что они хорошо согласуются между собой. Среднее содержание 137С$ в черноземной почве в 1,6 раза, в серой лесной -в 2,1 раза ниже, чем на радиоактивном пятне.
В Белгородской области из 10 обследованных районов в 7 районах среднее содержание 137С$ в почве превышает уровень 0,5 Ки/км2. Отсутствуют районы, в которых среднее содержание 137С$ превышает 1 Ки/км2. В Белгородской области на радиоактивном пятне среднее содержание 137С$ в почве равно 0,66 Ки/км2. стандартные интервалы содержания — 0,55-0,77 Ки/км2. Максимальные уровни загрязнения наблюдаются в Крас-ненском (107 Бк/кг, 0,87 Ки/км2), Ровненском (91Бк/кг, 0,74 Ки/км2), Алексеевском (81 Бк/кг, 0,66 Ки/км2), Чернянском (77 Бк/кг, 0,63 Ки/км2)
районах. В Красненском районе верхний уровень типичного содержания 137С$ в почве незначительно превышают уровень загрязнения в 1 Ки/км2. Для остальных районов верхние границы содержания 137С$ в почве ниже этого уровня.
Чернозем является основным типом почвы Белгородской области. По данным локального мониторинга содержание 137С$ в черноземах Белгородской области в 2014 г. равнялось 22 Бк/кг, погрешность в определении среднего значения — 3 Бк/кг. Типичные интервалы изменения концентрации 137С$ в черноземной почве равны 14-30 Бк/кг. Площадь загрязнения радиоактивного пятна в Белгородской области в 3,3 раза меньше чем в Рязанской области. Поэтому вклад радиоактивного загрязнения в среднее значение загрязнение почвы всей области значительно ниже, чем в Рязанской. Вследствие чего среднее значение уровня загрязнения почвы 137С$ в самой области значительно ниже, чем таковое на радиоактивном пятне.
В Липецкой области из 14 обследованных районов в 8 районах среднее содержание 137С$ в почве превышает уровень 0,5 Ки/км2. Отсутствуют районы, в которых среднее содержание 137С$ превышает 1 Ки/км2. Среднее содержание на радиоактивном пятне 0,63 Ки/км2, стандартные интервалы равны 0,49-0,77 Ки/км2. Максимальные уровни загрязнения наблюдаются в Измайловском (91 Бк/кг, 0,74 Ки/км2), Краснинском (104 Бк/кг, 0,85 Ки/км2). В этих районах верхний уровень типичного содержания 137С$ в почве незначительно превышают уровень загрязнения в 1 Ки/км2. Для остальных районов верхние границы типичного содержания 137С$ в почве ниже этого уровня.
По данным локального мониторинга, среднее содержание 137С$ в черноземах Липецкой области в 2014 г. равнялось 49 Бк/кг, погрешность в определении среднего значения — 4 Бк/кг. Типичные интервалы изменения концентрации 137С$ в черноземной почве равны 27-71 Бк/кг.
Таблица 1
Параметры загрязнения 13705 почв сельхозугодий на радиоактивных пятнах областей ЦФО (2015 г.)
Субъект РФ (количество загрязненных районов*) Площадь загрязненных сельхозугодий, км2 Средняя плотность загрязнения 137Cs, Ки/км2 Стандартные интервалы содержания, Ки/км2 Запас 137Cs в почве сельхозугодий, Ки
Брянская (13) 6980 3,6 ± 1,1 <7,3 (25±8)-103
Тульская(13) 7790 1,3 ± 0,2 0,2-1,8 (10,1±1,6)403
Рязанская (14) 5320 0,72 ± 0,06 0,52-0,92 (3,8±0,3)-103
Орловская (18) 4190 0,76 ± 0,06 0,52-1,0 (3,2±0,3)-103
Калужская (7) 1620 0,71 ± 0,21 <1,5 (1,8±0,5)-103
Белгородская(7) 1620 0,66 ± 0,04 0,55-0,77 (1,1±0,1)-103
Курская(3) 1220 0,91 ± 0,18 0,60-1,22 (1,1±0,2)-103
Липецкая (8) 1619 0,63 ± 0,05 0,49-0,77 (1,0±0,1)403
Воронежская (7) 1320 0,60 ± 0,04 0,50-0,70 (0,79±0,05)-103
Тамбовская 510 0,36 ± 0,03 0,24-0,42 180+15
Смоленская 100 0,24 ± 0,02 0,21-0,27 24±5
Итого 22729 48-103
*Загрязненными районами считаются районы, в которых средняя плотность загрязнения почвы на 2015 г. выше 0,5 Ки/км2 (на момент аварии,1986 г., в этих районах средняя плотность загрязнения почвы была более 1 Ки/км2).
38 -
INTERNATIONAL AGRICULTURAL JOURNAL № 1 (361) / 2018 www.mshj.ru
Таблица 2
Загрязнение почв, подвергшихся радиоактивному загрязнению 137Сб от Чернобыльской аварии по областям и районам ЦФО
Область, район Среднее, погрешность среднего, Ки/км2 Стандартный интервал, Ки/км2 Количество
населенных пунктов образцов
Брянская область (13 районов) 3,6+1,1 <7,3 1026 21080
Брасовский 0,55+0,04 0,23-0,87 73 873
Гордеевский 7,4+0,5 3,3-10,5 65 1655
Дятьковский 0,90+0,08 0,4-1,4 43 676
Злыковский 9,6+0,8 5,4-14,8 42 1743
Климовский 3,2+0,2 1,2-5,1 112 2329
Клинцовский 4,4+0,3 1,2-7,6 116 2702
Комаричский 0,62+0,05 0,58-0,66 55 656
Красногорский 6,9+1,3 <16,9 61 3173
Новозыбковский 10,6+0,5 6,5-14,7 57 2450
Погарский 0,68+0,03 0,38+0,98 119 2060
Рогнелинский 0,50+0,02 0,30-0,70 65 663
Стародубский 1,0+0,05 0,34-1,66 146 1664
Трубчевский 0,54+0,02 0,33-0,75 71 436
Калужская область (7 районов) 1,1+0,3 0,2-2,0 363 5038
Жиздринский 1,70+0,13 0,4-3,0 91 1444
Кировский 0,56+0,05 0,36-0,76 13 157
Козельский 0,52+0,05 0,2-0,84 42 344
Куйбышевский 0,62+0,03 0,37-0,87 66 694
Людиновский 0,90+0,06 0,50-1,3 45 654
Ульяновский 2,70+0,14 1,3-4,1 106 1745
Хвастовичский 2,10+0,10 0,5-3,7 169 4350
Тульская область (13 районов) 1,3+0,2 0,6-2,0 1826 23333
Арсеньевский 2,70+0,08 1,9-3,5 97 1247
Белевский 1,20+0,07 0,4-2,0 173 4450
Богородицкий 1,40+0,10 0,5-2,3 78 1139
Воловский 0,74+0,03 0,41-1,07 108 993
Каменский 0,57+0,06 <1,18 94 532
Кимовский 0,80+0,04 0,27-1,33 142 707
Киреевский 1,0+0,08 <2,0 176 2236
Одоевский 0,58+0,04 0,07-1,09 138 716
Плавский 3,0+0,2 0,9-5,1 105 1926
Теплоогаревский 0,96+0,06 0,37-1,55 112 1022
Узловской 1,70+0,09 0,8-2,6 110 1919
Чернский 1,40+0,06 0,4-1,4 260 3639
Щекинский 0,98+0,08 <2,2 233 2807
Орловская область (18 районов) 0,76+0,06 0,52-1,0 1449 14817
Болховский 1,60+0,06 0,7-2,5 220 2564
Верховский 0,63+0,03 0,47-0,79 32 330
Глазуновский 0,91+0,08 0,31-1,51 61 728
Дмитровский 0,91+0,04 0,43-1,39 118 1146
Залегощекинский 0,67+0,07 0,11-1,23 72 623
Знаменский 0,65+0,06 0,08-1,22 93 417
Корсковский 0,74+0,04 0,48-1,0 50 503
Кромской 0,67+0,02 0,39-0,95 136 1261
Малоархангельский 0,65+0,05 0,26-1,04 72 663
Мценский 0,85+0,03 0,41-1,26 161 1533
Новодеревеньковский 0,61+0,09 0,27-0,95 14 104
Новосильский 0,60+0,03 0,23-0,97 56 557
Орловский 0,57+0,03 0,28-0,88 127 1337
Свердловский 0,76+0,08 0,14-1,38- 68 652
Область, район Среднее, погрешность среднего, Ки/км2 Стандартный интервал, Ки/км2 Количество
населенных пунктов образцов
Сосковский 0,54+0,05 0,23-0,85 46 389
Троснянский 0,91+0,07 0,34-1,48 61 1380
Урицкий 0,84+0,05 0,35-1,33 50 595
Шаблынский 0,53+0,11 0,19-0,87 10 35
Рязанская область (14 районов) 0,72+0,06 0,52-0,92 439 6569
Александро-Невский 0,54+0,03 0,37-0,71 33 555
г. Скопин 0,9 2 165
Захаровский 0,55+0,05 0,45-0,65 4 38
Кораблинский 1,10+0,08 0,51-1,69 56 563
Милославский 0,99+0,10 0,89-1,09 44 590
Михайловский 0,77+0,05 0,41-1,13 54 614
Пронский 0,50+0,04 0,36-0,64 13 194
Ряжский 0,95+0,08 0,4-1,49 48 794
Сапожковский 0,64+0,07 0,37-0,91 17 180
Сасовский 0,55+0,08 0,27-0,83 13 198
Скопинский 1,0+0,08 0,4-1,6 58 1023
Спасский 0,65+0,06 0,33-0,97 32 628
Старожиловский 0,78+0,05 0,47-1,09 45 632
Шацкий 0,53+0,05 0,39-0,67 7 207
Шиловский 0,60+0,05 0,43-0,77 13 188
Курская область (3 района) 0,91+0,10 0,60-1,22 341 2543
Железогорский 1,1+0,1 <2,2 105 1014
Повыревский 1,1+0,2 <2,5 41 382
Фатяжский 0,55+0,02 0,22-0,88 195 1147
Белгородская область (7 районов) 0,66+0,04 0,55-0,77 354 2911
Алексеевский 0,66+0,02 0,47-0,85 88 799
Вейденовский 0,52+0,02 0,35-0,69 60 388
Волоконовский 0,6 1 5
Красненский 0,87+0,03 0,66-1,08 39 402
Красногвардей-ский 0,58+0,02 0,40-0,76 77 573
Ровеньский 0,74+0,03 0,55-0,93 35 336
Чернянский 0,63+0,02 0,47-0,79 54 408
Липецкая область (8 районов) 0,63+0,05 0,49-0,77 167 1240
Грязнинский 0,69+0,05 0,52-0,86 13 217
Данковский 0,65+0,03 0,43-0,87 46 313
Измайловский 0,74+0,07 0,51-0,97 12 75
Краснинский 0,85+0,18 0,48-1,22 4 23
Лев-Толстовский 0,65+0,09 0,35-0,95 11 54
Становлинский 0,52+0,06 0,17-0,87 32 264
Усманский 0,66+0,08 0,40-0,92 11 173
Чаплыгинский 0,56+0,06 0,21-0,91 34 102
Воронежская область (7 районов) 0,60+0,04 0,50-0,70 370 3202
Бобровский 0,56+0,02 0,44-0,68 52 435
Верхнехавский 0,57+0,02 0,43-0,71 58 403
Лискинский 0,54+0,02 0,38-0,70 69 585
Ольховский 0,55+0,02 0,38-0,72 50 525
Острогожский 0,59+0,03 0,34-0,83 80 626
Подгоренский 0,52+0,02 0,38-0,66 71 467
Репьевский 0,81+0,04 0,0,52-1,1 42 596
Итого 6335 78733
- 39
МЕЖДУНАРОДНЫЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ № 1 (361) / 2018
В Воронежской области из 23 обследованных районов в 7 районах среднее содержание ,37Cs в почве превышает уровень 0,5 Ки/км2. Отсутствуют районы, в которых среднее содержание ,37Cs превышает , Ки/км2. Среднее содержание на радиоактивном пятне 0,60 Ки/км2, стандартные интервалы — 0,500,70 Ки/км2. Максимальные уровни загрязнения наблюдаются в Репьевском (,00 Бк/кг, 0,8, Ки/км2), Бобровском (69 Бк/кг, 0,56 Ки/км2) Верхнехавском (70 Бк/кг, 0,57 Ки/км2), Острогожском (73 Бк/кг, 0,59 Ки/км2) районах. В Ре-пьевском районе верхний уровень типичного содержания ,37Cs в почве незначительно превышает уровень загрязнения в , Ки/км2. Для остальных районов верхние границы типичного содержания ,37Cs в почве ниже этого уровня.
По данным локального мониторинга среднее содержание ,37Cs в черноземах Воронежской области в 20,4 г. равнялось 36 Бк/кг, погрешность в определении среднего значения — 3 Бк/кг. Типичные интервалы изменения концентрации ,37Cs в черноземной почве равны ,9-53 Бк/кг.
В 3 районах Курской области уровень загрязнения почвы превышает 0,5 Ки/км2. В Же-лезногорском и Повырьевском районах среднее содержание ,37Cs в почве незначительно превышает , Ки/км2. Так как основным типом почв в Курской области являются черноземы, то загрязнение ,37Cs сельскохозяйственной продукции выше норматива маловероятно.
В Тамбовской и Смоленской областях имеются радиоактивные пятна со средним содержанием 137С$ в почве менее 0,5 Ки/км2. В таблице 1 приведены параметры содержания названного радионуклида в почве этих областей. Для этих областей уместно говорить не о загрязнении почвы 137С$, а о его повышенном содержании.
Загрязнение почвы 9(^г в Брянской области менее значительно, чем 137С$. Однако более высокая токсичность 9(^г и более высокое его накопление в сельскохозяйственных растениях обуславливают его достаточно высокую радиационную опасность. До настоящего времени проблеме радиоактивного загрязнения почв сельскохозяйственных угодий 9(^г в результате Чернобыльской аварии не уделялось достаточного внимания. По экспериментальным результатам работ [2], мы оценили средние уровни загрязнения почв 9(^г и их стандартные отклонения для областей и районов ЦФО, попавших в зону радиоактивного загрязнения. Результаты представлены в таблице 3.
В Брянской области из 13 районов, 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) и Новозыбковском
Таблица 3
Загрязнение 905г почв, подвергшихся радиоактивному загрязнению от Чернобыльской аварии областей и районов ЦФО
Область, район Среднее, Ки/км2 Стандартный интервал, Ки/км2 Количество
населенных пунктов образцов
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 (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 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
Узловской 0,06+0,02 0,01-0,11 5 10
Щекинский 0,14+0,01 0,12-0,19 7 12
INTERNATIONAL AGRICULTURAL JOURNAL № 1 (361) / 2018
0,2 Ки/км2 (25 Бк/кг) районах. В каждом из районов загрязнение почвы также весьма неравномерно. В Гордеевском районе типичный интервал изменения концентраций 9(^г в почве равен 5-22 Бк/кг, в Новозыбковском — 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 9<^г в почве превышает плотность загрязнения 0,1 Ки/км2. В Ульяновском и Хва-стовничеком районах верхняя граница стандартного содержания превышает названную величину.
В Орловской области из 18 районов, попавших в зону радиоактивного загрязнения, в трех районах среднее значение содержание 9(^г в почве превышает 0,1 Ки/км2. Однако следует отметить, что в Залегощекинском районе пробы отобраны только в 2 населенных пунктах, а в Свердловском — в 1. Количество проанализированных проб и точек отбора недостаточно, чтобы обоснованно оценить загрязнение 9(^г почв сельскохозяйственных угодий в Залегощекинском и Свердловском районах.
В Тульской области из 13 районов, попавших в зону радиоактивного загрязнения, в 2 районах — Плавском и Щекинском, среднее значение содержания 9(^г в почве превышает 0,1 Ки/км2. В Арсеньевском, Белевском и Узловском районах верхние границы стандартного содержания превышают указанное значение.
Для анализа радиационной ситуации третьей группы субъектов привлечены результаты локального мониторинга почв на контрольных и реперных участках локального мониторинга агрохимической службы. Для областей второй и третьей групп получены данные о мощности экспозиционной дозы гамма-излучения, содержания 137С$, 9(^г, 22<^а, 2321Г| и 40К в почве. Проведен анализ 13 субъектов ЦФО с 327 реперных участков. Полученные данные отражают радиационную ситуацию в областях в целом и представлены в таблице 4.
Как видно из данных таблицы 4 среднее содержание 137С$ в почве загрязненных областей не превышает 60 Бк/кг. А верхние границы типичных интервалов не превышают 133 Бк/кг. Эта верхняя граница относится к Рязанской области. Средняя концентрация 137С$ в почвах Рязанской области — 51 Бк/кг.
Среднее содержание 9(^г в почвах сельскохозяйственных угодий Центрального федерального округа равняется 4,0 Бк/кг, верхняя граница типичного распределения равна 5,9 Бк/кг. Эти параметры меньше, чем в среднем по России.
Среднее содержание 137С$ в почвах ре-перных участков областей третьей группы в несколько раз ниже, чем областей второй группы.
Среднее содержание 9<^г в почвах репер-ных участков областей третьей группы также
www.mshj.ru
Таблица 4
Мощность экспозиционной дозы и содержание радионуклидов в почвах сельскохозяйственных угодий ЦФО
Область МЭДГ, мкр/час Содержание в почве, Бк/кг (среднее/типичный интервал)
137СБ 90Бг 22|*а 2321Ъ 40К
Белгородская 10,9/9,2-12,6 22/14-30 4,5/3,8/5,2 26/16-34 37/29-45 350/270-430
Владимирская 7,3/4,6-10 4,6/3,3-5,9 3,5/2,8-4,2 17/10-24 20/8-32 360/210-510
Воронежская 12,6/11,4-13,8 39/19-59 5,3/3,0-7,6 14/7-21 33/24-42 520/380-660
Ивановская 12,7/10,1-15,3 5,5/4,9-6,1 3,1/1,9-4,3 22/18-26 29/24-34 470/400-540
Костромская 9,1/6,8-11,4 4,3/1,7-6,9 1,2/1,0-1,4 25/14-36 26/19-43 420/290-550
Курская 17/14,3-19,7 41/<88 3,6/3,0-4,2
Липецкая 12,0/10,7-13,3 51/26-76 8,1/2,2-14 12/6-18 28/20-36 420/280-560
Московская 9,3/7,6-11 9,2/7,4-11 6,4/4,9-7,9 40/16-64 55/28-82 560/380-740
Рязанская 12,5/11,3-13,7 51/<133 30/23-37 37/29-45 530/440-620
Тверская 11,8/10,5-13,1 9,1/6,8-11,4 2,9/2,0-3,8 24/17-31 27/18-36 220/490 <
Тамбовская 11,9/11,1-12,7 38/22-54 1,9/<4
Смоленская 13,2/11,6-15,6 13,0/7,4/18,6 3,5/3-4 35/22-48 30/19-41 510/210-820
Ярославская 13,0/11,8-14,2 6,6/5,5-7,7 4,3/2,8-5,8 12/4-20 25/16-34 560/460-660
Центральный ФО 11,8/9,4-14,2 22,6/4,0-41,2 4,0/2,1-5,9 23/14-32 31/22-40 450/340-560
Россия 11,6/9,1-14,1 13,8/<31 4,7/0,8-8,6 20/11-29 32/24-40 520/350-690
ниже, чем второй, но различия менее значительны по сравнению с 137С$.
В настоящее время среднее содержание 137С$ в почве реперных участков для второй группы областей Центрального федерального округа в 2,6 раза выше, а среднее содержание 137С$ в почве реперных участков третьей группы областей в 2,1 раза ниже, чем по России.
Формирование годовой эффективной дозы облучения человека для большинства регионов страны обусловлено естественными радионуклидами. В сельскохозяйственном производстве следует особое внимание уделять мониторингу содержания естественных радионуклидов в почве. Концентрация 22<^а,232ТЬ| и 40К в почве создает естественный радиационный фон и, в конечном счете, является важнейшей составляющей в формировании годовой дозы облучения человека. Среднее содержание естественных радионуклидов (ЕРН) в почвах субъектов ЦФО представлено в таблице 4. Отсутствуют данные о содержание ЕРН в почвах Брянской, Тульской, Калужской и Орловской областей. Для остальных областей характерно умеренное содержание ЕРН в почве.
Среднее содержание 22% в почве равняется 23 Бк/кг. Максимальное значение наблюдается в Московской области (40 Бк/кг), минимальное — в Ярославской (12 Бк/кг). Среднее содержание 22% в почвах РФ составляет 20 Бк/кг, типичный интервал изменения концентраций равен 1-29 Бк/кг.
Среднее содержание 232ТИ в почвах областей ЦФО равняется 31 Бк/кг. Максимальное значение наблюдается в Московской области (55 Бк/кг), минимальное — в Владимирской (20 Бк/кг). Среднее содержание 232ТИ в почвах РФ составляет 32 Бк/кг, типичный интервал изменения концентраций равен 24-40 Бк/кг.
В окружающей среде 40К находится в равновесии со стабильным изотопом 39К. Соотношение 40К/39К является постоянным для всей
планеты. Внесение калийных удобрений увеличивает содержание 40К, в то же время калий выносится из почвы с урожаем сельскохозяйственных культур. Содержание 40К в почве и продукции сельского хозяйства не нормируется. Рассмотрение вопроса о содержании 40К в почвах субъектов ЦФО носит информационный характер.
Среднее содержание 40К в почвах ЦФО равно 450 Бк/кг. Типичный интервал изменения концентраций 40К составляет 340-560 Бк/кг. Среднее содержание 40К совпадает со средним содержанием этого нуклида в почвах России. Содержание ЕРН в почвах ЦФО находится внутри интервалов типичного содержания ЕРН в почвах России и всего мира [5, 6]
Таким образом, длительное (25 лет) внесение в почву минеральных удобрений и мелиорантов (известкование) с целью снижения накопления 137С$ и 9(^г в сельскохозяйственных растениях не привело к увеличению содержания ЕРН (22% и 232ТИ) в почве
На сельскохозяйственных угодьях Центрального федерального округа наблюдается наиболее сложная радиационная ситуация по сравнению с остальными федеральными округами. Наличие четырех областей, имеющих интенсивное загрязнение 137С$ от Чернобыльской аварии, осложняет задачу радиационного мониторинга в целом. Характерной особенностью радиоактивного загрязнения почвы 137С$ в результате Чернобыльской аварии является «пятнистость» и неравномерность. После радиологического обследования в 1990-1993 гг. прошло 25 лет, радиационная ситуация на полях могла измениться не только из-за распада 137С$ (период полураспада около 30 лет), но и за счет выноса радиоактивности с весенними паводками или за счет новых поступлений радионуклидов из атмосферы [7]. Пришло время провести новое радиологическое обследование.
В результате всего вышеизложенного можно сделать следующее заключение. В Горде-евском, Злыковском, Красногорском и Но-возыбковском районах Брянской области, Арсеньевском и Плавском районах Тульской области, Ульяновском и Хвастовичском районах Калужской области сохраняются высокие уровни загрязнения 137С$ почв сельскохозяйственных угодий и остаются достаточно высокие риски производства сельскохозяйственной продукции, загрязненной 137С$ выше норматива СанПиН 2.3.4.1078-01.
На подавляющем большинстве площадей сельскохозяйственных угодий, загрязненных после Чернобыльской аварии территориях, содержание 137С$ стало ниже 1 Ки/км2. Эти сельскохозяйственные угодья покинули категорию загрязненных почв и перешли в разряд почв с повышенным содержанием 137С$ по сравнению со стандартным (типичным) содержанием по России.
Содержание 9<^г в почве сельскохозяйственных угодий, загрязненных территорий ЦФО, ниже уровня 0,3 Ккм2. Риски получения сельскохозяйственной продукции, загрязненной 9(^г выше норматива, низкие. Исключение составляют Злыковский и Красногорский районы Брянской области. Верхняя граница содержания 9<^г почве этих районов выше 0,3 Ки/км2, и существуют риски производства сельскохозяйственной продукции с содержанием 9(^г выше норматива СанПиН 2.3.4.1078-01.
Длительное внесение повышенных доз минеральных удобрений и химических мелиорантов (известкование) в почву с целью снижения поступления радионуклидов в сельскохозяйственную продукцию не привело к существенному увеличению содержания естественных радионуклидов (226Ра,232ТИ) в почве сельскохозяйственных угодий второй группы областей.
МЕЖДУНАРОДНЫЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ № 1 (361) / 2018
Литература
1. 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, 2016. 183 с.
2. Государственный доклад «О состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 1993 году». Утв. Постановл. Прав. РФ от 24.01.1993 г. № 53. С. 64-69.
3. 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. Бог-девича. Москва — Минск: Фонд «Инфосфера» — НИА-Природа, 2009. 140 с.
4. Данные по радиоактивному загрязнению территории населенных пунктов Российской Федерации
9Ч 239+240Ри / Под ред. С.М. Вакуловского. Обнинск, ФГБУ «НПО «Тайфун», 2015. 225 с.
5. Источники и действие ионизирующей радиации. Научный комитет Организации Объединенных наций по действию атомной радиации. Доклад за 1977 год Генеральной Ассамблее с приложениями. Т. 1. Нью-Йорк, 1978. С. 89.
6. Орлов П.М., Лунев М.И., Сычев В.Г. Радиационный мониторинг сельскохозяйственных угодий Российской Федерации. М.: ВНИИА. 2015. С. 175.
7. Коваленко Г.Д. Радиоэкология Украины: монография. Харьков: Инжек, 2008. 264 с.
Об авторах:
Орлов Павел Михайлович, кандидат химических наук, старший научный сотрудник лаборатории сельскохозяйственной токсикологии, ОРСЮ: http://orcid.org/0000-0001-9030-0055, [email protected]
Гладышева Ольга Викторовна, кандидат сельскохозяйственных наук, директор, [email protected]
Лунев Михаил Иванович, доктор биологических наук, заведующий лабораторией сельскохозяйственной токсикологии, [email protected]
Аканова Наталья Ивановна, доктор биологических наук, профессор, главный научный сотрудник лаборатории агрохимии органических и известковых удобрений,
ОРСЮ: http://orcid.org/0000-0003-3153-6740, [email protected]
THE DEPENDENCE OF THE CONTENT OF TECHNOGENIC AND NATURAL RADIONUCLIDES IN THE SOILS OF THE CENTRAL FEDERAL DISTRICT ON THE INTENSITY OF APPLICATION OF MINERAL FERTILIZERS AND CHEMICAL AMELIORANTS
P.M. Orlov1, O.V. Gladysheva2, M.I. Lunev1, N.I. Akanova1
'All-Russian research institute of agrochemistry name D.N. Pryanishnikova, Moscow, Russia 2Ryazan research institute of agriculture, s. Podvyaz, Ryazan oblast, Russia
The Results of pollution by long-lived technogenic 137Cs, 90Sr and natural 40K, 226Ra, 232Th radionuclides of agricultural land soils in the Central Federal District (CFD) are presented. Subjects of the Central Federal District are divided into 3 groups by degree of soil pollution by 137Cs. First group included soils of the Bryansk, Kaluga, Tula and Orel regions, which are intensively contaminated with the Chernobyl fallouts. There is a strong unevenness in 37Cs contamination of soils in these areas on the district level. The most polluted areas in the Bryansk region are Novozybkovsky (the standard density range pollution of 6.5-14.7 Ci/km2), Krasnogorsky (<16.9 Ci/km2), Zlikovsky (5.4-14.8 Ci/km2) and Gordeevsky (3.3-10.5 Ci/km2). On contaminated soils in the Bryansk region there is a risks of obtaining agricultural products contaminated above standard of "Sanitary rules and regulations" 2.3.4.1078-01 (very high). In three districts of the Kaluga region, soil pollution in 1 Ci/km2 has been exceeded. The highest average pollution level (2.7 Ci/km2) was recorded in the Ulyanovsk region. In the Plavsky district of the Tula region, the average soil contamination level is 3 Ci/km2. Pollution of soils by 137Cs in the areas of the second group (Kursk, Ryazan, Belgorod, Lipetsk, Voronezh, Tambov, Smolensk) shows that in most areas there is no problem of radioactive contamination of soils and agricultural products. Investigation of the pollution dynamics of 90Sr of the first and second groups of regions did not reveal pollution of soils and risks of production of agricultural products polluted with this isotope above the "Sanitary rules and regulations" norm 2.3.4.107801. The only exception is soil contaminated territories of Zlykovskiy and Krasnogorsky districts of the Bryansk region, where the average soil contamination level of 90Sr exceeds 0.3 Ci/km2. The third group includes Vladimirskaya, Ivanovskaya, Kostromskaya, Moscow, Tver and Yaroslavl regions. It was not exposed to radioactive contamination, or the impact of the Chernobyl accident was insignificant and did not affect the statistical indicators of soil pollution levels. It was revealed that the moderate content of natural radionuclides in the soil is characteristic for the subjects of the CFD. The average content of 226Ra is 23 Bq/kg, 232Th — 31 Bq/kg. The content of natural radionuclides is within the intervals of the typical content of natural radionuclides in soils of Russia and the world. Long-term application (within 25 years) of mineral fertilizers and meliorants (liming) to reduce 137Cs and 90Sr from soil to plants did not lead to a significant increase in the content of natural radionuclides (226Ra and 232Th) in the soil.
Keywords: soil, radiation monitoring, soil pollution, agricultural land, Chernobyl accident, reference sites, natural and technogenic radionuclides, mineral fertilizers, liming of soils, agricultural crops.
References
1. Sychev V.G., Lunev M.I., Orlov M.M., Belous N.M. Chernobyl: radiation monitoring of agricultural land and agro-chemical aspects reduce the effects of radioactive alternative to soil contamination. Moscow: VNIIA, 2016. 183 p.
2. State report "On environmental condition of the Russian Federation in 1993". Approved. Postanowi. Right. Of the Russian Federation dated 24.01. 93, No. 53. Pp. 64-69.
3. Atlas of modern and prognostic aspects of consequences of Chernobyl accident in the contaminated territories of Russia and Belarus (MOSCOW, Russia — Belarus). Ed. by Yu.A. Izrael, I.M. Bogdevich. Moscow — Minsk: Fund Infosfera — NIA — Priroda, 2009. 140 p.
4. The data on radioactive contamination of settlements of the Russian Federation 137Cs, 90Sr, 239+240Pu. Edited by S.M. Bakulevskogo. Obninsk, fsbi "RPA "Typhoon", 2015.225 p.
5. Sources and effects of ionizing radiation. The scientific Committee of the United Nations on the effects of atomic radiation. The report for 1977 of the General Assembly with annexes. Vol. 1. New York, 1978. P. 89.
6. Orlov P.M., Lunev M.I., Sychev V.G. Radiation monitoring of agricultural lands of the Russian Federation. Moscow: VNIIA. 2015. P. 175.
7. Kovalenko G.D. Radioecology of Ukraine: monograph. Kharkov: Injek, 2008. 264 p.
About the authors:
Pavel M. Orlov, candidate of chemical sciences, senior researcher of the laboratory of agricultural toxicology,
ORCID: http://orcid.org/0000-0001-9030-0055, [email protected]
Olga V. Gladysheva, candidate of agricultural sciences, director, [email protected]
Mikhail I. Lunev, doctor of biological sciences, head of the laboratory of agricultural toxicology, [email protected]
Natalia I. Akanova, doctor of biological sciences, professor, chief researcher of the laboratory of agrochemistry and organic lime fertilizer,
ORCID: http://orcid.org/0000-0003-3153-6740, [email protected]
[email protected] www.mshj.ru
INTERNATIONAL AGRICULTURAL JOURNAL № 1 (361) / 2018
