РАДИОНУКЛИДЫ
УДК 574::539.1.04:57:539.12.08;615.849
ЗАГРЯЗНЕНИЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННОЙ ПРОДУКЦИИ 9^г В УКРАИНЕ В ОТДАЛЕННЫЙ ПЕРИОД ПОСЛЕ ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АВАРИИ © 2013 г. В. А. Кашпаров1*, С. Е. Левчук, Л. Н. Отрешко, И. М. Малоштан
Украинский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной радиологии (УкрНИИСХР) Национального университета биоресурсов и природопользования Украины (НУБиП Украины), Киев, Украина
На протяжении последних 15 лет на всей территории Украины за пределами зоны отчуждения ЧАЭС не наблюдается случаев превышения допустимых уровней содержания в молоке и овощах. Превышения допустимого уровня содержания 90$г регистрируются только в продовольственном зерне. Удельная активность 9(0$г в зерне, производимом в наиболее критическом регионе Киевской области, примыкающем к зоне отчуждения ЧАЭС, в настоящее время достигает 60—70 Бк/кг, что превышает допустимый уровень для продовольственного зерна — 20 Бк/кг. За счет растворения топливных частиц и выщелачивания радионуклидов доля активности
в биологически доступной форме за послеаварийный период уже достигла своего максимума, и на протяжении последних лет наблюдается монотонное уменьшение содержания радиостронция в зерне. Полученные значения коэффициентов накопления и перехода 90$г из почвы в зерно ржи, овса и озимой пшеницы обратно пропорционально зависят от содержания в почве обменного кальция и хорошо согласуются с ранее нами полученными значениями и обобщенными данными МАГАТЭ для минеральных песчаных почв. Известкование кислых почв, а также применение минеральных и органических удобрений позволяет в настоящее время везде в Украине получать продовольственное зерно с уровнями содержания 90$г, соответствующими гигиеническим нормативам.
Радиоэкология,
радионуклиды, Чернобыльская авария, удельная активность, коэффициент перехода, коэффициент накопления, топливные частицы, допустимые уровни.
БОТ: 10.7868/80869803113060052
Более 90% активности 90Sr было выброшено в 1986 г. из 4-го блока Чернобыльской атомной станции (ЧАЭС) в особой физико-химической форме — в составе матрицы топливных частиц (ТЧ), что привело к загрязнению, в основном, ближней 30-километровой зоны отчуждения (ЗО) ЧАЭС [1, 2]. Топливные частицы размером от единиц (медианный размер кристаллита около 6 мкм) до десятков микрон (конгломераты кристаллитов) с плотностью около 10 г/см3 образовались в результате механического разрушения ядерного топлива и его окисления [3]. Матрица ТЧ состоит из оксидов урана разной степени окисления и трансформации из-за высокотемпературного взаимодействия с конструкционными материалами (циркониевые оболочки твэлов и т.п.) [4]. Топливные частицы были незначительно обеднены 90Sr (по сравнению с 137Cs), что обусловлено его малой утечкой в конденсационной форме при высокотемпературном отжиге топлива во время аварии [5]. Плотность загрязнения 90Sr
* Адресат для корреспонденции: Украина, 08162, Киевская обл., Киево-Святошинский р-н, пгт. Чабаны, ул. Машиностроителей, 7, УкрНИИСХР; тел.: (380 44) 526-12-46; факс: (380 44) 526-07-90; e-mail: vak@uiar.kiev.ua.
территории быстро уменьшается с удалением от источника выброса (из-за высокой скорости осаждения ТЧ) и на границе 30-километровой зоны отчуждения не превышает 100 кБк/м2 [2]. В результате растворения топливных частиц радионуклиды переходят в почвенный раствор и включаются в процессы миграции. Этим обусловлено принципиально иное поведение "чернобыльского" 908г в окружающей среде по сравнению с водорастворимыми формами его радиоактивных выпадений после Кыштымской аварии, глобальных выпадений после испытаний ядерного оружия или применения в качестве боевых радиоактивных растворов на Семипалатинском полигоне в Казахстане [6]. На топливных следах чернобыльских радиоактивных выпадений со временем наблюдается увеличение вертикальной и горизонтальной миграции 908г в почве и грунтовых водах [7—10], а также загрязнения им растительности [4, 11, 12]. Скорость растворения ТЧ в почве зависит от степени окисления и трансформации матрицы самих частиц, присутствия кислорода, а также кислотности почвенного раствора [7, 13]. За пределами 30-километровой зоны отчуждения ЧАЭС незначительная часть активно-
/
Лет
Рис. 1. Относительная динамика корневого загрязнения 908г растительности (/) после аварии на конденсационных (пунктирная линия) и топливных (сплошная линия) следах радиоактивных выпадений с низкой скоростью вертикальной миграции радионуклидов из пахотного слоя почвы в зависимости от кислотности водной вытяжки почв.
сти 908г приходилась на химически сверхустойчивые и^г-О частицы [4]. Более 10 лет назад период полурастворения ТЧ с матрицей из оксидов урана на южном следе чернобыльских радиоактивных выпадений оценивался в 1—14 лет при изменении рН почвенного раствора от 4 до 7.5 [4].
В целом, благодаря природным процессам (радиоактивному распаду, необратимой фиксации минеральной частью почвы и т.д.) и применению контрмер за послеаварийные годы радиоактивное загрязнение 137С8 сельскохозяйственной продукции уменьшилось в десятки и сотни раз. Считалось, что через 15—25 лет после аварии на нейтральных почвах (рН почвенного раствора около 6.5—7.5) будет достигнут максимальный уровень загрязнения 908г растительности, и в дальнейшем, за счет радиоактивного распада и вертикальной миграции из корнеобитаемого слоя растений, содержание 908г в сельскохозяйственной продукции будет монотонно уменьшаться (рис. 1) [4, 11, 12].
К сожалению, на протяжении последних 5 лет в Украине не проводятся агрохимические контрмеры (известкование кислых почв и внесение повышенных доз минеральных удобрений), направленные на уменьшение содержания радионуклидов в продукции [14, 15]. Кроме того, в отличие от контроля содержания 137С8, из-за низких уровней загрязнения в первые годы после аварии, длительности, трудоемкости и относительно высокой стоимости, в Украине на протяжении последнего десятилетия практически не ведется радиационный контроль содержания 908г в сельскохозяйственной продукции.
В 1997 г. в Украине были введены неаварийные допустимые уровни содержания 137С8 и 908г в продуктах питания и питьевой воде (ДУ-97), которые были расширены перечнем продуктов питания в
2006 г. (ДУ-2006) [16]. Согласно этим нормативам, допустимая удельная активность 908г (без вклада 137С8) в хлебе и хлебопродуктах составила 5 Бк/кг, а в продовольственном зерне (норматив был введен в ДУ-2006), молоке, мясе и овощах — 20 Бк/кг.
Содержание 137С8 в организме человека можно прижизненно контролировать с использованием инструментальных методов, в то время как измерить содержание 908г в теле человека крайне сложно. Поэтому единственным приемлемым методом контроля поступления 908г в организм человека является предупреждающий контроль содержания этого радионуклида в продуктах питания.
В связи с этим после утверждения ДУ-97 в 1997—1999 гг. нами были проведены исследования загрязнения 908г сельскохозяйственных угодий и продукции в наиболее критических районах Киевской, Черниговской и Житомирской областей, примыкающих к Зоне отчуждения [17]. Измерения содержания 908г проводились как в личных подсобных хозяйствах (ЛПХ), так и в общественном секторе (колхозах и совхозах) по цепям "почва—корма— молоко", "почва—овощи" и "почва-зерно". Загрязнение 908г молока не превышало 10 Бк/л, а медианные значения (2.4 Бк/л, п = 119) были значительно ниже уровней, регламентируемых ДУ-97 (20 Бк/л), что гарантирует непревышение загрязнения мяса КРС выше установленных гигиенических нормативов. Медианные значения загрязнения молока в общественном секторе были в 2 раза ниже по сравнению с ЛПХ. Загрязнение овощей 908г также было значительно ниже допустимого уровня в 20 Бк/кг и, в частности, для картофеля составляло 1-2 Бк/кг (п = 64), что связано с использованием под эти культуры наиболее плодородных земель. Для молока и овощей на всей территории за пределами зоны отчуждения ЧАЭС не наблюдалось случаев превышения допустимых уровней содержания 908г в продуктах питания (ДУ-97).
Исследования проводились за пределами зоны отчуждения и обязательного (безусловного) отселения в наиболее критических, с точки зрения миграционной подвижности 908г, регионах. Эти территории характеризуются наибольшими плотностями загрязнения 908г, а их почвенный покров представлен в основном дерново-подзолистыми песчаными и супесчаными почвами с максимальными коэффициентами корневого перехода этого радионуклида в растительность. Исходя из этого, был сделан вывод о необходимости продолжения проведения мониторинговых работ и нецелесообразности постоянного контроля в Украине загрязнения 908г молока, мяса и овощей.
Медианные значения коэффициентов перехода (КП, (Бк/кг)/(кБк/м2)) 908г из почвы в зерно бо-
лее чем в 10 раз превышали КП 137С8. Для зерна озимой ржи, пшеницы и овса наблюдалась обратно пропорциональная зависимость КП 908г от содержания в почве обменного кальция ([Са], мг • • экв/100 г почвы) (рис. 2) [11, 17]:
Кп = 3.9 • [Са]-1. (1)
Загрязнение 908г зерна озимой ржи, пшеницы и овса изменялось в пределах 2-34 Бк/кг (в половине случаев превышало 10 Бк/кг, п = 93), что не гарантировало производства из него хлебопродуктов с содержанием 908г ниже допустимого уровня ДУ-97 (5 Бк/кг). Превышение допустимого уровня содержания 908г (с учетом содержания 137сб) в продовольственном зерне (ДУ-2006) в 1997-1999 гг. наблюдалось на полях около населенных пунктов Иванковского района Киевской области: Зорин, Дитятки, Приборск, Губин, Ора-ное, Хочева, Писки и Степановка (табл.1) [17]. В 2009 г. с тех же полей, на которых выращивались зерновые культуры, на момент уборки урожая были отобраны пробы зерна для измерения удельной активности 908г [14]. Как и прогнозировалось нами более 10 лет назад [4, 11, 12], за счет раство-
641
Кп, (Бк/кг)/(кБк/м2)
[Са], мг • экв/100 г
Рис. 2. Зависимость Кп 9<^г зерна озимой ржи, пшеницы и овса в 1997-1999 гг. от содержания в почве обменного кальция ([Са]).
рения в почве топливных частиц происходило увеличение активности 908г в доступной для растений форме, что привело к росту в 2009 г. на
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.