^=РАДИОЭКОЛОГИЯ
УДК 574::539.1.04:61:539.1.074
ПРОГНОЗ СНИЖЕНИЯ КОЛЛЕКТИВНОЙ ДОЗЫ ОБЛУЧЕНИЯ НАСЕЛЕНИЯ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ ЗА СЧЕТ ОПТИМИЗАЦИИ СОДЕРЖАНИЯ ПОДВИЖНОГО КАЛИЯ В ПОЧВАХ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ 137Cs
© 2010 г. Ю. В. Путятин*, О. Б. Адианова
Институт почвоведения и агрохимии НАНБеларуси, Минск, Беларусь
Представлены результаты исследований по изучению эффективности оптимизации содержания подвижного калия для снижения коллективной дозы облучения 137Cs населения Республики Беларусь. На основании анализа "затраты—выгода" показано, что затраты на предотвращение коллективной дозы за счет повышения содержания калия на пахотных землях составляют более 80 тыс. долларов США на 1 чел.-Зв в зависимости от плотности загрязнения почв 137Cs. Установлено, что высокий эффект (стоимость менее 40 тыс. долларов США на 1 чел.-Зв на гектар пашни) на предотвращение коллективной дозы 137Cs при возделывании зерновых культур можно ожидать при оптимизации калийного режима дерново-подзолистых супесчаных почв с плотностью загрязнения 137Cs более 925 кБк/м2, песчаных более 1184, суглинистых более 629 кБк/м2.
Коллективная доза облучения, 137Cs, подвижный калий, зерновые культуры, накопление радионуклидов.
В отдаленный период после Чернобыльской аварии основным дозообразующим радионуклидом является 137Cs с периодом полураспада 30 лет. По сравнению с другими странами Европы на территорию Республики Беларусь в результате аварии на Чернобыльской АЭС (ЧАЭС), пришлось значительно больше радиоактивных выпадений — 33.5% от общего количества изотопов [1]. Статус территорий радиоактивного загрязнения регулируется Законом Республики Беларусь "О правовом режиме территорий, подвергшихся радиоактивному загрязнению в результате катастрофы на Чернобыльской АЭС", который устанавливает приоритет принципа радиационной безопасности при проведении всех мероприятий в загрязненных районах. Это значит, что при выборе стратегий реабилитации предпочтение должно отдаваться вариантам, в наибольшей степени способствующим снижению дозовых нагрузок. В этом случае имеет место редкий случай однонаправленности экономического и экологического критериев, так как затраты на снижение коллективных доз облучения населения всегда
* Адресат для корреспонденции: Беларусь, 220108 Минск, ул. Казица, 62, РУП Институт почвоведения и агрохимии; тел.:/факс: (37517) 212-09-20; e-mail: put@tut.by.
будут во много раз меньше затрат на лечение заболевших в результате воздействия радиации.
При разработке стратегий применения защитных мероприятий в растениеводстве, направленных на получение максимального эффекта от их применения с минимальными дополнительными вложениями, необходимо учитывать ряд факторов, к числу которых, определяющих формирование доз внутреннего облучения за счет 137С8, относятся плотность выпадений, тип, гранулометрический состав и обеспеченность почв калием. Эффект от применения калийных удобрений как средства, ограничивающего поступление 137С8 из почвы в растения, заметнее проявляется на почвах с низкой концентрацией доступных форм калия [2—4]. С увеличением степени обеспеченности почв калием эффективность этого защитного мероприятия снижается.
Внесение дополнительных доз калийных удобрений на загрязненных территориях является основным агрохимическим способом снижения миграции 137Сб из почвы в растения. Для достижения оптимального уровня содержания подвижного калия в почве в Беларуси были разработаны рекомендации по величине необходимых доз калийных удобрений, дифференцированные по плотности радиоактивного загрязнения террито-
рии и гранулометрическому составу почвы. В настоящее время основная и дополнительная потребность в калийных удобрениях определяется в соответствии с "Инструкцией определения дополнительной потребности материально-технических ресурсов для сельского хозяйства в зоне радиоактивного загрязнения" [5]. На минеральные земли с плотностью загрязнения 137С8 37 кБк/м2 и более и 908г 5.55 кБк/м2 и более предусматривается дополнительное внесение калийных удобрений с целью снижения поступления радиоцезия в сельскохозяйственные культуры. В послеаварийный период систематическое внесение калийных удобрений в повышенных дозах позволило значительно сократить площади бедных этим элементом почв.
Согласно нормам радиационной безопасности НРБ-2000 и рекомендациям Научного комитета ООН по действию атомной радиации в качестве основного дозового предела для населения при нормальных условиях установлено значение эффективной дозы равное 1 мЗв в год, сверх годовой эффективной эквивалентной дозы от природных источников, равной 2.4 мЗв [6, 7]. При обосновании стратегий ведения сельскохозяйственного производства на загрязненных территориях, а также при анализе эффективности защитных мероприятий помимо использования радиоэкологических критериев (т.е. оценки снижения удельной активности радионуклидов в продукции после внедрения контрмеры) широко используются радиологические показатели (оценка предотвращенной дозы за счет применения защитной меры, выраженная в единицах коллективной дозы и измеренная в чел.-Зв).
Критерием эффективности защитных мер является оценка международных экспертов (МКРЗ, МАГАТЭ) для развитых стран — проведение защитного мероприятия может считаться оправданным, если в результате его проведения стоимость снижения коллективной дозы на 1 чел.-Зв составляет 20 тыс. долларов США, с возможными вариациями в 2 раза в обе стороны, т.е. от 10000 до 40000 долларов США/чел.-Зв [8, 9]. Данные значения стоимости предотвращенной дозы могут рассматриваться в качестве критерия обоснованности экономической целесообразности проведения контрмеры. Если стоимость предотвращенной дозы выше значений указанного интервала, вмешательство не может считаться экономически оправданным. В долгосрочный период после аварии есть необходимость в более взвешенной оценке в реализации применения контрмер с целью более эффективного использования материально-технических ресурсов.
Цель данного исследования — установить потенциальную эффективность оптимизации содержания подвижного калия в почве для снижения коллективной дозы облучения 137Cs населения Республики Беларусь на основе дозового критерия и стоимости затрат на предотвращение коллективной дозы.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА
В расчете прогноза загрязнения продукции использована электронная база данных агрохимического и радиологического обследования сельскохозяйственных земель (2005—2008 гг.) Института почвоведения и агрохимии: содержание подвижного K2O (0.2 моль/л HCl вытяжка) и плотности загрязнения 137Cs пашни по 22 районам Гомельской, Могилевской и Брестской областей, коэффициенты перехода 137Cs из почвы в зерновые культуры (озимая рожь, озимое тритикале, озимая и яровая пшеница, ячмень и овес) в зависимости от обеспеченности почвы калием [10, 11] с учетом доли зерновых культур, составляющей 50% от площади пашни.
Для прогноза загрязнения урожая использованы верхние границы значений оптимальных параметров содержания подвижного калия (K2O) для дерново-подзолистых суглинистых почв — 300, супесчаных — 250, песчаных — 200 мг/кг почвы [12, 13]. В данной работе расчеты были выполнены для пашни с плотностью загрязнения 137Cs свыше 37 кБк/м2 (1 Ки/км2).
При проведении расчетов предотвращенных
коллективных доз облучения Е^ПГ 137Cs за счет оптимизации содержания подвижного калия в почве было применено выражение:
С1Г = Пз(^Пф-Кпо)Vdkx, чел.-Зв, (1)
где: Пз — плотность загрязнения почв 137Cs (данные XI тура агрохимического обследования), кБк/м2; Кпф — коэффициент перехода 137Cs [10] при фактических значениях содержания подвижного калия в почве в зависимости от гранулометрического состава почв; Кпо — коэффициент перехода 137Cs [10] в сельскохозяйственную культуру при оптимальных значениях содержания подвижного калия в почве в зависимости от гранулометрического состава почв; V — производство растениеводческой продукции в год с единицы площади (га), кг (усредненные данные за 2005— 2008 гг.); dkh — коэффициент пересчета от годового поступления 137Cs в организм человека к эффективной дозе. Для расчетов был использован дозовый коэффициент 137Cs для взрослого населения (старше 17 лет) — 1.3 х 10-8 Зв/Бк [6].
Коэффициенты перехода (Кп) изучаемых культур определялись как отношение активности радионуклида, приходящейся на единицу сухой массы растительного материала, к его активности, отнесенной на единицу площади поверхности почвы. При сравнительном анализе Кп были использованы данные, вошедшие в руководства по ведению агропромышленного производства в условиях радиоактивного загрязнения земель Республики Беларусь [10, 14]. Отбор проб проводился в период 1989-1993 гг. и 1999-2003 гг. Исследуемые культуры: озимая рожь (зерно), ячмень (зерно), многолетние злаковые травы (сено), многолетние злаково-бобовые травы (сено), кукуруза (зеленая масса), горох (зеленая масса), картофель (клубни).
Дополнительные дозы калийных удобрений на загрязненных землях вносятся с рассчитанными на запланированный урожай основными дозами и, следовательно, дополнительное внесение калия обеспечивает повышение содержания калия в почве. Для расчетов по достижению заданного оптимального содержания подвижного калия в почве в исследовании использованы нормативы затрат калийных удобрений сверх выноса с урожаем для увеличения содержания подвижного калия на 10 мг/кг К2О почвы в зависимости от гранулометрического состава почв и исходного содержания калия в почвах — 42-103 кг/га К2О [14]. Затраты на повышение содержания подвижного калия в почве рассчитаны исходя из стоимости 1 тонны К2О калийных удобрений и затрат на внесение — 95 долларов США (USD) на тонну при распределении затрат сроком на 5 лет.
Расчет стоимости предотвращенной дозы облучения рассчитывался как отношение величины предотвращенной дозы к величине затрат на проведение агрохимической защитной меры на 1 гектар. В данной работе критерием экономической обоснованности проведения контрмеры была принята стоимость снижения коллективной дозы на 1 чел.-Зв — 40000 долларов США [8]. Если стоимость предотвращенной дозы выше указанного зн
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.