Снижение годового поступления Cs в организм населения после

"Радиация и риск", 1997, вып.9
Научные статьи
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 137Cs
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 оподзоленных 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 137Cs 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.
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
137
Cs 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-
Авария на Чернобыльской АЭС привела к радиоактивному загрязнению обширных территорий
долгоживущим радиологически значимым радионуклидом 137Cs. 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-
66
"Радиация и риск", 1997, вып.9
Научные статьи
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 137Cs в продукцию растениеводства.
ко можно разумно достигнуть“. В связи с этим,
обоснование системы защитных мероприятий для
загрязненных территорий, почвенный покров которых представлен выщелоченными и оподзоленными 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-
Таблица 1
Агрохимическая характеристика почв
Нг
Почва
Са2+
Мg2+
S
рНKCL
мг⋅экв/100 г почвы
Гумус,
%
Nгидролизуемый
P 2O 5
K2 O
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.
Для оценки эффективности мероприятий нами
использовались следующие критерии:
кратность снижения коэффициентов накопле137
ния Cs в сельскохозяйственных культурах;
изменение величины выноса радионуклида с
наземной массой растений с единицы площади;
снижение величины годового поступления
137
Cs в организм местного населения при потреблении основных продуктов питания (хлеб, молоко,
мясо, картофель).
В результате исследований влияния различных
агрохимических и агротехнических защитных ме137
Cs в растения были выроприятий на переход
делены 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 посту137
Cs с основными продуктами питания
пления
(картофель, хлеб, мясо, молоко) в рацион местного населения для вариантов с использованием
защитных мероприятий и без их применения. Рас137
Cs для одного вида продукции
чет поступления
производился по формуле [1, 2]:
- для зерновых и картофеля:
С = КН × Ап × k1 × m1 ;
- для однолетних трав с оценкой дальнейшей
миграции по трофической цепочке - в молоко и
мясо:
С = КН × Ап × k × m × k1 × m1 ;
137
где С - поступление Cs в организм человека
с продуктами, Бк/год; КН - коэффициент накопле137
ния
Cs в урожае растений; Ап - содержание радионуклидов в почве, Бк/кг; m - масса корма, потребляемая животными (сухой вес), кг/сут; k - коэффициент перехода из рациона КРС в молоко
(мясо); m1 - потребление продукта человеком,
кг/год; k1 - коэффициент кулинарного снижения
137
содержания Cs в продуктах при их переработке.
Полученные значения годового поступления
137
Cs с одним видом рациона суммировались и
67
"Радиация и риск", 1997, вып.9
Научные статьи
полученные значения сравнивалась с пределом
годового потребления радионуклида для населения, проживающего на загрязненной территории,
установленным НРБ 76/87.
137
Расчет годового поступления Cs 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
Мероприятие
КН
Культура
Эффект
137
Вынос 137Cs
Cs
Кратность, раз
Эффект
Кратность, раз
повышает
снижает
снижает
снижает
снижает
повышает
2,4
1,4
1,4
1,6
1,2
1,5
Внесение мелиорантов
Известь
Бентонит
однолетние травы
озимая пшеница
яровые зерновые
овес
овес
люцерна
нет
снижает
снижает
снижает
снижает
повышает
1,3
1,3–1,6
1,4–1,5
1,2
1,2–1,3
Внесение повышенных доз минеральных удобрений
N150P60K60
N90P120K60
N90P60K150
Применение
пестицидов
Подбор видов
культур
Подбор сортов
однолетние травы
озимая пшеница
яровые зерновые
овес
однолетние травы
озимая пшеница
яровые зерновые
овес
однолетние травы
озимая пшеница
яровые зерновые
овес
озимая пшеница
ячмень
яровая пшеница
картофель
зерновые, зернобобовые, крупяные,
кормовые, картофель
картофель
повышает
повышает
повышает
повышает
снижает
снижает
снижает
снижает
снижает
снижает
снижает
снижает
нет
нет
нет
нет
снижает
1,2–1,3
1,4–1,5
1,3–1,6
1,5–1,7
1,3
1,2–1,3
1,4–1,5
1,3
1,7–1,8
1,8
2,0–2,3
2,1–2,6
–
–
–
–
37
повышает
повышает
повышает
повышает
нет
нет
снижает
снижает
снижает
снижает
снижает
снижает
нет
нет
нет
нет
снижает
1,4
1,9
1,7
1,6
–
–
1,8
1,2
1,5
1,7
2,5
2,3
–
–
–
–
8
снижает
2,9
снижает
1,7
68
Культура,
продукт
Мероприятие
КН,
n⋅10-2
Содержание
Cs в почве,
Бк/кг
Суточное
потребление
сухого корма
КРС, кг/сут
Переход 137Cs
в молоко и мясо
КРС, %
Коэффициент
кулинарного
снижения
Потребление
продукта
человеком,
кг/год
Годовое
137
поступление Cs
в рацион
человека, Бк/год
Снижение
137
поступления Cs
после
мероприятия, раз
137
69
Озимая
пшеница
*Контроль
N90P60K150
0.52
0.30
880
850
–
–
–
–
0.3
0.3
130
130
178
99
1.8
Яровая
пшеница
*Контроль
N90P60K150
0.46
810
–
–
0.3
0.3
130
130
145
78
1.9
Картофель
сорта:
“Бронницкий”
”Невский”
0.44
0.15
860
860
–
–
–
–
0.8
0.8
140
140
421
144
2.9
Одн. травы
(молоко)
(мясо)
*Контроль
N90P60K150
*Контроль
N90P60K150
2.97
1.55
2.97
1.55
880
850
880
850
10
10
8
8
1
1
4
4
1
1
0.9
0.9
340
340
70
70
886
448
584
295
Рацион
(сумма)
*Контроль
N90P60K150
Cs по 76/87
* Контроль - возделывание сельскохозяйственных культур без применения защитных мероприятий.
444000
2.0
2.0
2.0
Материалы Российского государственного
медико-дозиметрического регистра
ПГП для
137
2121
1021
"Радиация и риск", 1997, вып.9
Таблица 3
137
Поступление Cs в организм местного населения с загрязненных угодий
без применения защитных мероприятий и после их проведения
"Радиация и риск", 1997, вып.9
Научные статьи
Литература
Анализируя полученные данные, можно заключить, что применение мероприятий по сни137
жению накопления
Cs в продукции растениеводства на почвах черноземного типа является
эффективным и радиологически оправданным
шагом, так как при их комплексном использовании
137
происходит снижение поступления
Cs 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 137Cs с этими продуктами является
наиболее значимой статьей поступления радионуклидов в рацион человека.
1.
2.
3.
4.
70
Радиоэкология орошаемого земледелия/Под. ред.
Алексахина Р.М. – М.: Энергоатомиздат, 1985. – 224
с.
Романов Г.Н. Ликвидация последствий радиационных аварий. Справочное руководство. – М.: ИздАТ,
1993. – 336 с.
Руководство по применению контрмер в сельском
хозяйстве в случае аварийного выброса радионуклидов в окружающую среду. – МАГАТЭ, Вена,
1994. – IAEA – TECDOC – 745.
Сельскохозяйственная радиоэкология/Под. ред.
Алексахина Р.М., Корнеева Н.А. – М.: Экология,
1992. – 400 с.