авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ БИБЛИОТЕКА РОССИИ

КОНФЕРЕНЦИИ, КНИГИ, ПОСОБИЯ, НАУЧНЫЕ ИЗДАНИЯ

<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |
-- [ Страница 1 ] --

Министерство Российской Федерации по делам гражданской обороны,

чрезвычайным ситуациям и ликвидации последствий стихийных

бедствий

_

Российская академия сельскохозяйственных наук

Государственное научное учреждение

Всероссийский научно-исследовательский институт сельскохозяйственной

радиологии и агроэкологии

_ РУКОВОДСТВО НАУЧНЫЕ ОСНОВЫ РЕАБИЛИТАЦИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ ТЕРРИТОРИЙ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ РАДИОАКТИВНЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ В РЕЗУЛЬТАТЕ КРУПНЫХ РАДИАЦИОННЫХ АВАРИЙ (проект) Обнинск-2009 УДК 631.95:577.391 Авторский коллектив:

ГНУ ВНИИСХРАЭ Россельхозакадемии д.б.н., проф. Санжарова Н.И., д.б.н., проф. Фесенко С.В., к.б.н. Панов А.В., к.б.н. Шу бина О.А., к.б.н. Исамов Н.Н., к.б.н. Кузнецов В.К., Соломатин В.М., Титов И.Е.

ГНУ ВНИИЗиЗПЭ Россельхозакадемии д.б.н. Масютенко Н.П., к.б.н. Санжаров А.И.

ФГУ Центр химизации и сельскохозяйственной радиологии «Брянский»

к. с-х.н. Прудников П.В., Новиков А.А.

Научные основы реабилитации сельскохозяйственных территорий, загрязненных радиоактивными веществами в результате крупных радиационных аварий. Руководство (проект). Под ред. Н.И. Санжаровой.

Обнинск: ГНУ ВНИИСХРАЭ, 2009, 171 с.

Дан анализ динамики радиационной обстановки на сельскохозяйственных территориях в областях Российской Федерации, пострадавших в результате аварии на Чернобыльской АЭС. Описаны закономерности миграции радионуклидов в агроэкосистемах. Изложены научные основы применения защитных мероприятий в растениеводстве, кормопроизводстве и животноводстве в различные периоды после аварии. Дана оценка их эффективности. Предложена методология оптимизации стратегий реабилитации коллективных сельскохозяйственных предприятий и сельских населенных пунктов в отдаленный период после аварии. Изложены подходы к реабилитации бывших сельскохозяйственных земель, временно выведенных из землепользования. Представлен проект «Руководства по ведению сельскохозяйственного производства на радиоактивно загрязненных территориях в отдаленный период после аварии на ЧАЭС» и «Методика обследования сельскохозяйственных угодий при радиоактивном загрязнении».

Руководство разработано ГНУ ВНИИСХРАЭ в результате выполнения госу дарственного контракта №3/2.4.4 от 10.07.2008 г. с МЧС России.

Таблиц - 68, рисунков - 32, список публикаций - 83.

ВНИИСХРАЭ, СОДЕРЖАНИЕ Введение Авария на Чернобыльской атомной электростанции – 1.

радиологические последствия для сельского хозяйства Радиоактивное загрязнение сельскохозяйственных территорий в 1.1.

1986 г. Радиационная обстановка в 2006-2008 гг.

1.2. Динамика загрязнение сельскохозяйственной продукции 1.3. 1.3.1. Санитарно-гигиенические требования к содержанию радионуклидов в сельскохозяйственной продукции 1.3.2. Накопление 137Cs в сельскохозяйственной продукции Радиационное воздействие на сельскохозяйственные растения и 1.4.

животных Хозяйственная деятельность на загрязненных территориях 1.5. Поведение радионуклидов в агроэкосистемах 2.

Защитные мероприятия в сельском хозяйстве – особенности 3.

применения в различные периоды после аварии на ЧАЭС Первый период после аварии 3.1. Второй период после аварии 3.2. Третий период после аварии - применение долговременных 3.3.

защитных мероприятий Применение защитных мероприятий в зонах с различными уровнями 3.4.

загрязнения Объемы применения защитных мероприятий и их эффективность 3.5. Оценка предотвращенных коллективных доз облучения населения за 3.6.

счет защитных мероприятий Стратегии применения защитных мероприятий в отдаленный 4.

период после аварии на Чернобыльской АЭС Оптимизация реабилитационных мероприятий в коллективном 4.1.

секторе Оптимизация реабилитационных мероприятий в сельских 4.2.

населенных пунктах Реабилитация сельскохозяйственных угодий временно 5.

выведенных из землепользования Руководство по ведению сельскохозяйственного производства на 6.

радиоактивно загрязненных территориях в отдаленный период после аварии на ЧАЭС (проект) Приложение 1. Методика обследования сельскохозяйственных угодий при радиоактивном загрязнении Список литературы ВВЕДЕНИЕ Использование ядерной энергии в различных отраслях производства и, в первую очередь, развитие атомной энергетики, связано с выделением радионуклидов в окружающую среду и включением их в биологические цепочки миграции, что обу славливает формирование дополнительного к естественному фону источника облуче ния живых организмов, в том числе и человека. При планировании путей развития ядерной энергетики в числе основных рассматриваются проблемы воздействия на окружающую среду и агроэкосистемы. Особое внимание к агроэкосистемам связано со строительством атомных электростанций в районах интенсивного ведения агро промышленного производства. Поступление радионуклидов с сельскохозяйственной продукцией может играть важную роль в формировании дополнительной дозовой нагрузки на население.

Радиационная обстановка на территории России складывается за счет природ ного радиационного фона, глобальных выпадений в период испытаний ядерного ору жия, радиоактивных выпадений после радиационных аварий и инцидентов на пред приятиях ядерного топливного цикла, нормализованных радиоактивных выбросов и сбросов радиационно-опасных объектов. Радиоактивное загрязнение сельскохозяй ственных угодий обусловлено глобальными радиоактивными выпадениями, авариями на ПО «Маяк» и Чернобыльской атомной электростанции. Общая площадь загрязне ния радионуклидами зоны на территории Восточно-Уральского следа составила око ло 25 тыс. км2, а в результате аварии на ЧАЭС – 150 тыс. км2.

Особую остроту проблема безопасности ядерной энергетики приобрела после аварии на Чернобыльской АЭС, которая повлияла, с одной стороны, на темпы разви тия отрасли, а с другой, на разработку дополнительных систем безопасности и разви тие методологических основ защиты населения. Одной из основных задач является снижение дозы внутреннего облучения, так как она в большинстве случаев сопоста вима или превышает дозу внешнего облучения. Решение этой проблемы связано с ор ганизацией и ведением сельскохозяйственного производства, обеспечивающего полу чение продукции, соответствующей санитарно-гигиеническим нормативам, а также соблюдением норм радиационной безопасности работников.

Авария на ЧАЭС признана «сельской», что обусловлено следующими фактора ми:

- регион аварии относится к зоне интенсивного сельскохозяйственного производства, где аграрный сектор является одним из ведущих в экономике;

- основные загрязненные территории – это земли сельскохозяйственного назначения;

- потребление сельскохозяйственной продукции является одним из ведущих источни ков дополнительного облучения населения;

- основной контингент населения - это люди, проживающие в сельской местности, и имеющие «сельский» тип питания;

- дозы как внешнего, так и внутреннего облучения сельских жителей в регионе аварии в 1.3-4.0 раз выше, чем горожан.

Реабилитация сельскохозяйственных территорий является одной из наиболее сложной среди постчернобыльских проблем, так как требует решения не только ра диологических задач, но и экономических, демографических и социально психологических. Основой практических мероприятий по реабилитации загрязнен ных сельскохозяйственных земель являются фундаментальные исследования по изу чению поведения радионуклидов в аграрных экосистемах, развития и внедрения си стем радиационного контроля продукции и мониторинга радиационной обстановки, обоснование и разработка эффективных приемов и технологий реабилитации.

Особенностью аварии на ЧАЭС являлась динамичность радиационной обста новки, что потребовало принципиально нового подхода к организации системы ради ационного контроля, а также к внедрению защитных мероприятий. В различные пе риоды после аварии необходимо было разработать систему защитных мероприятий, которая позволяла бы в наибольшей степени снизить негативные последствия радио активного загрязнения. Проблема поэтапного проведения защитных мероприятий впервые начала разрабатываться после аварии на ЧАЭС. В первый период были раз работаны общие подходы к проведению контрмер в зонах с различными уровнями за грязнения. На следующей стадии были разработаны защитные мероприятия с учётом почвенно-климатических особенностей загрязненных территорий. В отдалённый пе риод после аварии были предложены стратегии реабилитации, учитывающие специ фику сельскохозяйственных предприятий. Были разработаны системы контрмер от дельно для каждого хозяйства или населенного пункта, т.е. адресное применение за щитных мероприятий. Новым направлением исследований в области научного обос нования системы защитных мероприятий являлись разработка методологии оценки их эффективности и определение перечня критериев для выбора наиболее оптимальных действий. Предложен комплекс критериев, включающий как радиологические, так и дозовые и экономические показатели. На основании этих подходов решается пробле ма оптимизации применения защитных мероприятий в различные периоды после ава рии, которые обеспечивали бы рациональное использование материальных, людских и финансовых ресурсов. Решение этой задачи стало возможным благодаря созданию систем поддержки принятия решений по ведению сельскохозяйственного производ ства в условиях радиоактивного загрязнения, основанных на применении динамиче ских моделей миграции радионуклидов.

Несмотря на достигнутые успехи в ликвидации последствий аварии, из-за вы соких уровней радиоактивного загрязнения и природных особенностей региона пока не удалось обеспечить гарантированное соблюдение санитарно-гигиенических нор мативов. Основной целью разработки систем реабилитационных мероприятий в отда ленный период после аварии является, с одной стороны, обеспечение радиационной безопасности сельского населения, а с другой, ведение хозяйственной деятельности (личные подсобные хозяйства;

сельское и лесное хозяйство, использование водоемов и другие виды деятельности) без каких-либо ограничений по радиационному фактору.

Выполнение этих требований повысит инвестиционную привлекательность постра давших регионов и создаст условия для их устойчивого экономического развития.

1. АВАРИЯ НА ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АТОМНОЙ ЭЛЕКТРОСТАНЦИИ – РАДИОЛОГИЧЕСКИЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ДЛЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА 1.1. Радиоактивное загрязнение сельскохозяйственных территорий в 1986 г.

Авария на Чернобыльской АЭС 26 апреля 1986 г. привела к выбросу в окружа ющую среду большого количества радионуклидов из числа продуктов деления, наве денных радионуклидов и невыгоревшего топливного материала - (1.85·1018 Бк, МКи) (Информация об аварии…, 1986;

Израэль и др., 1987;

Радиологические послед ствия…, 1991). 3.2% территории бывшего СССР было загрязнено 137Cs с плотностью выше 37 кБк/м2 (1 Ки/км2) (Сельскохозяйственная радиоэкология, 1992;

Радиацион ная обстановка…, 1993;

Израэль и др., 1994). Радиоактивному загрязнению подверг лась территория ряда стран Европы (Атлас…, 1998).

В результате аварии на Чернобыльской АЭС радиоактивному загрязнению подверглись обширные территории с развитым сельским хозяйством. К числу основ ных факторов, определяющих опасность радиоактивного загрязнения для сельского хозяйства, относятся:

- интенсивность радиоактивного загрязнения территории и его радионуклидный со став, а также размеры площади, подвергшейся загрязнению;

- биогеохимические условия окружающей среды (характер почвенного покрова, тип растительности и др.);

- особенности сельскохозяйственного производства на территории, подвергшейся ра диоактивному загрязнению (основные направления и интенсивность сельскохозяй ственного производства и т.п.);

- время года, когда произошла авария с выбросом радиоактивных веществ в окружа ющую среду.

Длительная опасность загрязнения сельскохозяйственных территорий (десятки лет и более) связана с выпадением долгоживущих биологически активных радио нуклидов 90Sr и 137Cs. Основным нуклидом, с точки зрения радиационной опасности в чернобыльских выпадениях был 137Cs. Общий выброс 137Cs оценен как 4 1016 Бк (на территории России выпало 35% количества этого радионуклида), а 134Cs – 1.51017 Бк.

В силу специфики чернобыльского выброса роль биологически подвижного 90Sr, как источника радиационной опасности существенно меньше (оно относительно значимо в ряде районов Украины и Белоруссии). Выброс 90Sr был равен 2.31017 Бк. Роль большого числа относительно биологически инертных коротко - и среднеживущих радионуклидов, например, таких как 95Zr, 106Ru, 141Ce, 144Ce, в экологическом плане ограничивалась лишь первым годом после аварии. Особое место занимает выпадение короткоживущего 131I ( T1/ 2 = 8 дней). Основной путь миграции этого радионуклида – сельскохозяйственная цепочка выпадения – корм животных – молоко - организм че ловека (с молоком в него поступило до 80% накопленного в организме 131I). Аварий ный выброс 131I был равен 2.71017 Бк (7.3 МКи). Радионуклиды Рu, сосредоточенные в основном в ближней зоне ЧАЭС, как очень инертные в сельскохозяйственных це почках переноса, не имеют большого радиологического значения (вне 30-км зоны).

Аварийный выброс радиоактивных веществ был растянут во времени (с 26 ап реля по 10 мая), что обусловило сложную конфигурацию радиоактивных следов на местности. Каждый из следов характеризовался специфическими особенностями со става выпавших радионуклидов и их физико-химической формы, что имело важное радиологическое значение для организации последующих реабилитационных работ по ликвидации последствий аварии. Выделяют три основных зоны прохождения чер нобыльских радиоактивных облаков: центральную, северо-северо-восточную и севе ро-восточную. В состав центральной зоны входит ближняя зона, в основном распо ложенная западнее и северо-западнее ЧАЭС. Зоны с наиболее высокими уровнями загрязнения сконцентрированы в радиусе до 200-300 км от ЧАЭС, максимальные уровни зарегистрированы в 30-км зоне – более 1500 кБк/м2 по 137Cs. Северо-северо восточная зона загрязнения (на расстоянии до 200 км) сформировалась в основном в результате радиоактивных выпадений в период 26-29 апреля 1986 г. Северо-западная зона аварийных выпадений (на расстоянии до 500 км) была образована в конце апреля - начале мая 1986 г., плотности загрязнения территорий 137Cs в ней, как правило, не превышают 600 кБк/м2. За пределами этих наиболее загрязненных территорий нахо дится довольно много районов с плотностью выпадений 137Cs 37-200 кБк/м2.

Таблица 1. Загрязнение сельскохозяйственных земель на территории Беларуси, России и Укра ины (цит. по Fesenko et al., 2007) Страна Плотность загрязнения 137Cs, кБк м- Всего 37-185 185-555 555- Беларусь 946200 375900 112200 Россия 1562500 368200 98300 Украина 774650 90387 27039 Общее для трех стран 3283350 834487 237539 На территории Российской Федерации аварийные выпадения Чернобыльской АЭС зарегистрированы на территории 21 административного субъекта. Реализация зонального принципа ведения агропромышленного производства на территории, под вергшейся воздействию аварийных выбросов, привела к выделению 4-х зон по плот ности загрязнения 137Cs: 37-185 (1-5), 185-555 (5-15), 555-1480 (15-40) и более (40) кБк/м2 (Kи/км2). Сельскохозяйственные угодья 4-ой зоны были временно выве дены из хозяйственного использования.

Площади с плотностью загрязнения 185-555 кБк/м2 составили около 5500 км2, 555-1480 – 2100, свыше 1480 кБк/м2– 310 км2. Для большинства этих регионов уровни загрязнения 137Cs не превышают 37 кБк/м2.

Наиболее высокие уровни загрязнения зарегистрированы в Брянской, Калуж ской, Тульской и Орловской областях. Сельскохозяйственное производство в этих областях ведется на площади 6.69 млн. га, из которых 2295,66 тыс. га имели уровни загрязнения 137Cs свыше 37 кБк/м2. 79,2% земель имели плотность загрязнения от до 185 кБк/м2;

15,8 - от 185 до 555;

4,3% – 555-1480 кБк/м2. Максимальные плотности радиоактивных выпадений 137Cs (свыше 1480 кБк/м2) были выявлены в Брянской об ласти, где 17.1 тыс. га сельскохозяйственных угодий временно выведены из земле пользования (табл. 3) (Загрязнение почв…, 1993).

Таблица 2. Распределение площадей сельскохозяйственных угодий по плотности загрязнения Сs (га) (1987 г.)* Плотность загрязнения137Cs, кБк/м Область Всего 37-185 185-555 555-1480 Брянская 401 400 186 600 97 600 17106 702 Калужская 111 700 33 100 700 145 Орловская 652 086 16 668 668 Тульская 653 000 125 700 778 *по данным Брянского, Калужского, Тульского, Плавского, Орловскогои Верховского центров химизации и сельскохозяйственной радиологии МСХ РФ Таблица 3. Сельскохозяйственные угодья, временно выведенные из землепользования на тер ритории Российской Федерации (1987-1991 гг.)* Площадь сельхозугодий, га Землепользователи Всего Пашня Сенокосы и пастбища Гордеевский район К-з «Дружба» 531 206 К-з «Верный путь» 275 - К-з «Рабочий путь» 156 100 С-з «Мирный» 983 106 С-з «Смяльчский» 175 - С-з «Петровобудский» 168 - С-з «Уношевский» 443 143 По району 2731 555 Злынковский район К-з «Ленинский путь» 1014 187 По району 1014 187 Клинцовский район К-з им. Ленина 1209 - По району 1209 - Красногорский район К-з им. Кирова 1497 906 им. Чапаева 60 - К-з «24 Партсъезда» 1742 1110 С-з «Правда» 631 344 С-з «Ларневский» 402 264 С-з «Кургановский» 913 413 С-з «Увелье» 717 437 С-з «Батуровский» 325 175 По району 6287 3649 Новозыбковский район К-з «Коммунар» 261 114 К-з «Комсомолец» 2494 1390 К-з «Кр. Ипуть» 600 135 К-з «22 Партсъезда» 1000 498 К-з «Решительный» 1026 555 Россия (Верещаки) 318 - По району 5699 2692 Прочие земли По области 17100 7083 *Данные ФГУ Центр химизации и сельскохозяйственной радиологии «Брянский»

В зоне отчуждения оказались сельскохозяйственные угодья в Брянской обла сти. Общая площадь сельскохозяйственных угодий с плотностью загрязнения свыше 1480 кБк/м2 (40 Ки/км2) составила 17,1 тыс. га, в том числе сенокосов и пастбищ - 9, тыс. га, а пахотных земель - 7,3 тыс. га. Всего в зону отчуждения вошли сельскохо зяйственные угодья 23 хозяйств Гордеевского, Злынковского, Клинцовского, Красно горского и Новозыбковского районов Брянской области. Особенностью формирова ния зоны отчуждения в Брянской области является ее территориальная раздроблен ность.

Природные особенности загрязненных территорий (почвенные, гидрологиче ские, морфологические) являются одним из ведущих факторов, определяющих ми грационную подвижность радионуклидов. К природным особенностям загрязненной территории надо отнести широкое распространение малоплодородных почв - основ ная часть почвенного покрова представлена малоплодородными легкими по механи ческому составу (песчаными и супесчаными) дерново-подзолистыми почвами и тор фяно-болотными почвами. Эти почвы отличают низкий рН, невысокое содержание гумуса и питательных веществ, малая емкость обмена и слабая насыщенность осно ваниями. Как следствие, с радиологической точки зрения они характеризуются очень высокой подвижностью радионуклидов и большим накоплением их в растениях при корневом поступлении. На части территории (Орловская и Тульская области), под верженной радиационному воздействию, распространены более плодородные почвы:

среднесуглинистые и глинистые дерново-подзолистые, серые лесные и черноземы, биологическая подвижность радионуклидов в которых ниже, чем в легких и торфя ных почвах.

Следует отметить, что авария произошла в позднее весеннее время, которое при анализе радиологических последствий для сельского хозяйства может рассматри ваться как неблагоприятный период года (был закончен сев растений, скот выведен на пастбища, запасы «чистых» кормов отсутствовали). С учетом вышеизложенного вы полнение системы защитных мероприятий в области агропромышленного производ ства на загрязненной территории с первого периода стало одним из ведущих элемен тов во всей системе реабилитации региона воздействия аварии на ЧАЭС.

1.2. Радиационная обстановка в 2006-2008 гг.

Загрязнение почв сельскохозяйственных угодий является основным источни ком поступления радионуклидов в сельскохозяйственную продукцию и далее в раци он человека. Почвы относятся к природно-хозяйственным объектам основного произ водства сельскохозяйственной продукции. В связи с этим качество и безопасность почв является общегосударственной проблемой. Содержание радионуклидов в почвах сельскохозяйственных угодий является одним их обязательных показателей безопас ности, характеризующих их агроэкологическое состояние. Для агроэкологической оценки земель сельскохозяйственных угодий каждые 4-6 лет проводится комплексное агрохимическое и радиологическое обследование. При проведении обследования почв сельскохозяйственных угодий на содержание радионуклидов руководствуются «Методическими указаниями по обследованию почв сельскохозяйственных угодий, продукции растениеводства на содержание тяжелых металлов, остаточных количеств пестицидов и радионуклидов» (М., 1995). В Методических указаниях определены по рядок отбора проб почв и растений, а также принципы составления картограммы ра диоактивного загрязнения почв. В 2007 г. разработана специальная «Методика обсле дования сельскохозяйственных угодий при радиоактивном загрязнении» (Приложе ние 1).

В Брянской, Калужской, Тульской и Орловской областях были проведены и продолжаются многолетние наблюдения за изменением радиационной обстановкой.

Начиная с мая 1986 г., службами Минсельхоза России были начаты работы по де тальному картированию сельскохозяйственных угодий в зоне загрязнения на уровне отдельных участков и полей.

Первый тур обследований проведен в 1986-1988 гг. Было отобрано более тыс. проб почв пахотных и естественных сельскохозяйственных угодий. Впервые бы ли выявлены пространственные закономерности распределения 137Cs на сельскохо зяйственных угодьях, что позволило дать оценку радиологической обстановки в сель ском хозяйстве и организовать проведение защитных мероприятий.

Второй тур обследования выполнен в 1993-1996 гг. В период с 1989 г. по г. подразделения МСХ, осуществляющие радиационный контроль, были оснащены высокоточным оборудованием для измерения содержания радионуклидов в сельско хозяйственных объектах. Проведение второго тура обследования позволило суще ственно уточнить полученную ранее информацию об уровнях загрязнения сельскохо зяйственных угодий.

Третий тур обследования (1998-1999 гг.) проведен в связи с ужесточением са нитарно-гигиенических нормативов на содержание радионуклидов в пищевых про дуктах. Это привело к необходимости уточнения радиационной обстановки и выявле ния территорий, где невозможно соблюдение установленных нормативов.

В результате обследований были составлены карты загрязнения сельскохозяй ственных угодий различной степени агрегации – крупномасштабные карты загрязне ния территории областей, а также детальные карты загрязнения отдельных хозяйств.

Уже в 1987 г. эти карты были переданы во все хозяйстве Брянской, Тульской, Калуж ской и Орловской областей, что обеспечило административные органы информацией для реорганизации производства на загрязненных территориях.

В 2000-2008 гг. в различных областях были проведены 4 и 5 туры обследова ния, которые позволили оценить современную радиационную обстановку на постра давших после аварии территориях (рис. 1). За прошедший после аварии период ради ационная обстановка на сельскохозяйственных угодьях существенно улучшилась. В результате радиоактивного распада 137Cs площадь загрязненных сельскохозяйствен ных земель с плотностью загрязнения свыше 37 кБк/м2 сократилась на 33,7%, в том числе по Брянской области на 40%, Калужской на 17.4, Орловской на 36.9 и Тульской на 28.5%. Площади земель с плотностью загрязнения 37-185 кБк/м2 сократились соот ветственно на 35.1, 3.7, 36.4 и 23.1%;

185-555 кБк/м2 – 32.8. 61.9, 55.8 и 56.2% (табл.

4). В Брянской области площадь земель с плотностью загрязнения 555-1480 кБк/м уменьшилась на 68,3%, а свыше 1480 кБк/м2 на 68,1%. В настоящее время по радио логическому критерию 11,65 тыс. га выведенных из оборота земель могут быть воз вращены в хозяйственное использование.

Таблица 4. Распределение площадей сельскохозяйственных угодий по плотности загрязнения Сs (га) (2007 г.)* Плотность загрязнения137Cs, кБк/м Область Всего 37-185 185-555 555-1480 Брянская 260 400 125 400 30 900 5 450 422 Калужская 107 531 12 599 3 120 Орловская 414 660 7 362 422 Тульская 502 100 55 000 557 *по данным Брянского, Калужского, Тульского, Плавского, Орловского и Верховского центров химизации и сельскохозяйственной радиологии МСХ РФ Рис. 1. Карта-схема загрязнения 137Cs сельскохозяйственных угодий в Брянской, Калужской, Тульской и Орловской областях Российской Федерации (2006-2008) 1.3. Динамика загрязнение сельскохозяйственной продукции 1.3.1. Санитарно-гигиенические требования к содержанию радионуклидов в сельско хозяйственной продукции Обеспечение безопасности населения при радиоактивном загрязнении обеспе чивается путем установления санитарных правил, норм, гигиенических нормативов, правил радиационной безопасности, государственных стандартов и т.п. Федеральный Закон “О радиационной безопасности населения” от 9 января 1996 г. № 3-Ф3 (Статья 9) устанавливает следующие основные гигиенические нормативы (допустимые пре делы доз) облучения на территории РФ в результате использования источников иони зирующего излучения: для населения средняя годовая эффективная доза 0.001 зиверта или эффективная за период жизни (70 лет) - 0.07 зиверта;

для работников средняя го довая эффективная доза 0.02 зиверта или эффективная доза за период трудовой дея тельности (50 лет) 1 зиверт.

Производными от основных дозовых пределов являются пределы годового по ступления (ПГП) радионуклидов в организм человека через органы дыхания и пище варения, допустимые среднегодовые объемные активности (ДОА) или допустимые удельные активности (ДУА) радионуклидов в воздухе и воде. Числовые значения этих нормативов для конкретных радионуклидов естественного и искусственного происхождения представлены в Нормам радиационной безопасности (НРБ-99).

В свою очередь, на основании ПГП через органы пищеварения и с учетом рас пределения по компонентам рациона может быть рассчитана для конкретных условий допустимая удельная активность радионуклидов в основных продуктах питания и продовольственном сырье. Подобные критерии для 137Cs и 90Sr приведены в норма тивном документе СанПиН 2.3.2.1078-01.

В случае аварийных ситуаций разрабатываются временные допустимые уров ни, которые учитывают характер загрязнения (радионуклидный состав выпадений), уровни загрязнения, формируемые дозы облучения для населения и персонала. Разра ботка временных допустимых уровней содержания радионуклидов в компонентах природных сред (почва, вода, воздух) и продуктах питания направлена на снижение ущерба для здоровья населения, в том числе и возможных отдаленных последствий облучения.

Превышение контрольных уровней или временно допустимых уровней содер жания радионуклидов в почве сельскохозяйственных угодий или основных видах производимой продукции служит основанием для применение защитных мероприя тий в сельском хозяйстве.

Для различных периодов после аварии были разработаны временные допусти мые уровни (ВДУ) по содержанию радионуклидов в продуктах питания. С течением времени нормативы ужесточались и в 2001 г. в России были введены требования, со ответствующие доаварийной ситуации(СанПиН 2.3.2.1078-01). На основании сани тарно-гигиенических требований разрабатываются контрольные уровни содержания радионуклидов в кормах для сельскохозяйственных животных. В настоящее время в России действуют «Ветеринарные правила и нормы. ВП 13.5.13/06-01».

Таблица 5. Временные допустимые уровни содержания Cs в продуктах питания в различные периоды после аварии, Бк/кг (л) ВДУ-86 для 1-го ВДУ-86 для 2- ВДУ-86 для 3 Вид продукции ВДУ-91 ВДУ- периода го периода го периода Молоко 3,7·103 3,7·102 3,7·102 3,7·10 3,7· Мясо 3,7·103 1,85·103 1,85·103 7,4·102 6,0· Картофель 3,7·103 3,7·103 7,4·102 6,0·102 6,0· Зерно 3,7·102 3,7·102 3,7·102 3,7·102 3,7· Таблица 6. Требования СанПиН 2.3.2.1078-01 к содержанию Cs и 90Sr в некоторых продуктах питания Вид продукции Cs Бк/кг,л Sr Бк/кг,л 137 160 Мясо (все виды убойных, промысловых и диких животных) (без костей) (без костей) Кости (все виды) 160 Мясо птицы, в т.ч. полуфабрикаты 180 Яйца и жидкие яичные продукты (меланж, белок,желток) 80 Молоко 100 Рыба 130 Зерно продовольственное, в т.ч. пшеница, рожь, тритикале, 70 овес, ячмень, просо, рис, кукуруза, сорго Зернобобовые, горох, фасоль, маш, нут, чечевица 50 Хлеб, булочные изделия и сдобные изделия 40 Мед 100 Картофель, овощи, бахчевые 120 Фрукты, ягоды, виноград 40 Ягоды дикорастущие 160 Семена масличных культур 70 Масло коровье 200 Таблица 7. Допустимые уровни содержания 90Sr и 137Cs в кормах, кормовых добавках, сырье кормовом. ВП 13.5.13/06- Допустимый уровень радионуклидов Бк/кг, л Наименование корма, кормовой добавки 90 Sr Cs Грубые корма (сено, солома) 180 Сочные корма (силос, сенаж) 150 Корнеклубнеплоды, бахчевые 80 Травы естественные и сеяные 50 Комбикорм, зерно злаковых и бобовых культур, дерть 140 Травяная мука, хвойная мука 100 Мясо, рыба, субпродукты, жир и др. 100 Корма сухие животного происхождения с растительными и 100 др. добавками Консервы мясные, рыбные, в том числе с растительными и 100 др. добавками Мука костная, мясная, рыбная 200 Цельное молоко, заменители молока 50 Сухие молочные смеси и заменители молока 200 Белково-витаминные, минеральные добавки. Премиксы, 150 корма микробиологического синтеза Примечания:

- приведены нормативы для получения цельного молока - допустимые уровни содержания 90Sr и 137Cs в прочих, не перечисленных в данной таблице кормах и кормо вых добавках, устанавливают по аналогии видовой принадлежности корма 1.

3.2. Накопление 137Cs в сельскохозяйственной продукции В первый период после аварии на значительной территории 4-х областей Рос сийской Федерации – Брянской, Калужской, Тульской и Орловской уровни радиоак тивных выпадений оказались настолько высоки, что не позволяли получить продук цию, соответствующую нормативам. В пяти наиболее загрязненных районах Брян ской области (Гордеевском, Новозыбковском, Красногорском, Клинцовском и Кли мовском) до 80% произведенного зерна, молока и кормов не отвечало ВДУ-86. В Ка лужской области (Жиздринском, Хвастовичском и Ульяновском районах) превыше ние нормативов отмечалось в 70% полученного зерна. Несколько меньшими были уровни производства продукции с превышением нормативов в Орловской (до 40% в Болховском районе) и Тульской (до 15% в Плавском районе) областях.

В последующие годы произошло снижение содержания 137Cs в сельскохозяй ственной продукции, что было обусловлено как сорбцией радионуклида твердой фа зой почвы, так и применением защитных мероприятий, а также радиоактивным рас падом. В Тульской и Орловской областях на серых лесных и черноземных почвах с высокой сорбционной способностью опасность получения сверхнормативно загряз ненной продукции была существенно меньше, чем на легких песчаных и супесчаных почвах, характерных для Брянской и Калужской областей.

В Тульской области превышение нормативов в продукции растениеводства от мечалось только в 1987 г. (0,7 % по зерну), а в Орловской области, благодаря приня тым мерам, вся производимая продукция практически полностью соответствовала нормативам.

В Калужской области превышение нормативов на содержание радионуклидов в растениеводческой продукции (в зерне и картофеле) отмечалось до 1988 г.

Рис. 2. Динамика содержания 137Cs продукции растениеводства в Калужской области: А - зерно, Б – картофель (1 - норматив СанПиН 2.3.2.1078-01 по содержанию 137Cs в продуктах) В Брянской области загрязнение зерна и картофеля к 1990 г. снизилось в 20- раз, а сена в 5-6 раз. Начиная с 1995 г. темпы снижения содержания 137Cs замедли лись. В Брянской области до настоящего времени не удалось обеспечить производ ство продукции растениеводства и кормопроизводства, соответствующей нормативам в полном объеме.

Рис. 3. Динамика содержания 137Cs продукции растениеводства из КСХП юго-западных районов Брянской области: А - зерно, Б – картофель (1 - норматив СанПиН 2.3.2.1078-01 по содержанию Cs в продуктах) Высокие уровни загрязнения кормов обуславливают содержание 137Cs в про дукции животноводства. В Тульской области даже в первый период после аварии со держание 137Cs в молоке и мясе и мясе не превышало ВДУ-86, в Калужской области превышение нормативов в 1986-1991 гг. было зарегистрировано в 1-10% продукции животноводства, а в Брянской области до 33% молока и 17% мяса не соответствовали нормативам.

250, 200, 150, Бк/кг 100, 50, 0, Годы Рис. 4. Динамика содержания 137Cs в сене в Калужской области Бк/кг Год Рис. 5. Динамика содержания 137Cs в сене в юго-западных районах Брянской области 200 Б A 160 Cs, Бк/л Cs, Бк/кг Содержание Содержание 0 2000 2001 2002 2003 2004 2000 2001 2002 2003 Годы Годы Рис. 6. Динамика загрязнения 137Cs продукции животноводства юго-западных районов Брянской области: А - молоко, Б – говядина (1 – продукция из КСХП, 2 – продукция из частного сектора населенных пунктов, 3 - норматив СанПиН 2.3.2.1078-01 по содержанию 137Cs в продуктах) Наблюдается ежегодное (на 5-10%) снижение загрязнения животноводческой продукции в коллективных хозяйствах в загрязненных районах Брянской области.

Ситуация в личных подсобных хозяйствах населенных пунктов является более слож ной. Загрязнение 137Cs молока из частного сектора в последние годы практически не снижается и продолжает оставаться в среднем на 15-20% выше установленного нор матива.

Особенности динамики загрязнения сельскохозяйственной продукции в раз личных областях связаны как с уровнями загрязнения, так и с объемами проведения защитных мероприятий, направленных на снижение перехода 137Cs в производимую продукцию.

1.4. Радиационное воздействие на сельскохозяйственные растения и животных Наибольшему радиационному воздействию подверглись природные и аграрные экологические системы в 30-км зоне ЧАЭС. Чернобыльская авария произошла в кон це апреля - период ускоренного роста и формирования репродуктивных органов, ко гда растительные сообщества и многие представители мезофауны наиболее радио чувствительны. Максимальное радиационное воздействие на объекты живой природы пришлось на первые 10-20 дней с момента аварии, когда значительный вклад в по глощенную дозу вносили короткоживущие радионуклиды. Вторая фаза включала ле то и раннюю осень 1986 г., в течение которых мощность дозы облучения упала до 20 25% первоначальной величины. В 30-км зоне в 1986-1988 гг. были отмечены много численные факты радиационного повреждения растений и животных, хотя это и не привело к нарушению экосистем, за исключением соснового леса в непосредственной близости от ЧАЭС («рыжий лес»).

Основной вклад в поглощенные растениями дозы в 1986 г. вносило излучение, доля внешнего -облучения растений в сельскохозяйственных и природ ных фитоценозах составлял 5-10% суммарной дозы (Крупные радиационные ава рии…, 2001). На территории 30-км зоны поглощенная за первый месяц травянистыми растениями доза составляла 1-100 Гр (максимально 1000 Гр). Две трети этой дозы сформировалось за первый месяц.

В вегетационный сезон 1986 г. радиобиологические эффекты у травянистых растений визуально не отмечались даже в 10-км зоне. Однако было выявлено сниже ние урожая озимой ржи до 50% и частичная стерильность зерна при поглощенной до зе 15 Гр за первый месяц (Зяблицкая и др., 1990). У озимой пшеницы при мощности экспозиционной дозы на 15 день после аварии 7.5 мР/ч оказалось пониженным число семян в колосе, стерильность растений достигала 25%, урожайность составила ц/га. Качество собранных в 1986 г. на контрастных по уровню радиоактивного загряз нения участках семян ежи сборной зависело от уровня радиационного воздействия: с увеличением мощности -излучения наблюдалась достоверная тенденция к снижению всхожести и массы 1000 зерен. В то же время всхожесть семян озимой пшеницы (доза за первый месяц 10-400 Гр) была удовлетворительной (67-95%), морфологические показатели проростков были нормальными (Суворова и др., 1993).

Цитогенетический анализ клеток корневой меристемы проростков семян ози мых ржи и пшеницы урожая 1986 г. продемонстрировал изменчивость в зависимости от дозы выхода аберрантных клеток и их нагруженности повреждениями. Достовер ное превышение контрольного уровня аберраций зафиксировано при поглощенной дозе 3.1 Гр, угнетение митотической активности – 1.3 Гр, всхожести – 12 Гр, т.е. ра диационное поражение сельскохозяйственных растений в 1986 г. по основным тестам напоминало эффект, вызванный острым -облучением в сопоставимых дозах. В трёх последовательных поколений озимых ржи и пшеницы, что частота аберрантных кле ток в интеркалярной меристеме во втором и третьем поколениях на наиболее загряз ненных участках достоверно превышала этот показатель для первого поколения.

Повышенный уровень мутаций в фитоценозах проявился в 1987 г. в виде раз личных морфологических уродств. Наблюдавшиеся у растений морфозы включали фасциацию и ветвление стеблей, махровость, изменение соцветий, окраски и разме ров листовых пластинок и цветов. Морфозы фиксировались при достижении мощно сти экспозиционной дозы -излучения 20-30 мР/ч на 10 мая 1986 г. При мощности до зы 75-150 мР/ч наблюдали усиление вегетативного размножения (вереск), а также ги гантизм отдельных видов растений.

Радиационное поражение сельскохозяйственных животных было обусловлено повреждением щитовидной железы из-за накопления в ней радиоактивного йода. Так, через 240 суток после аварии у коров из Гомельской обл. (Беларусь) соотношение по глощенных доз от всех источников облучения у щитовидной железы, слизистой же лудочно-кишечного тракта и всего тела было 230:1.2:1 (Алексахин и др., 1992). Ча стичную атрофию или полное разрушение щитовидной железы наблюдали у эвакуи рованных коров через 5-8 месяцев после аварии, а также регистрировали гибель от дельных животных с клиническими признаками миксидемы (Шевченко и др., 1990).

Средние поглощенные дозы в щитовидной железе крупного рогатого скота из хозяйств Хойникского и Брагинского районов Беларуси составили 60 и 130 Гр соот ветственно. Разброс доз был большим и составил 44-124 и 25-314 Гр соответственно.

Эти дозы сформировались, в основном, в течение месяца после аварии. Дозы облуче ния всего тела животных были относительно малы и к концу первого года после ава рии не превышали 0.2 Гр. У части эвакуированных из 30-км зоны животных погло щенные щитовидной железой дозы превышали 200 Гр (Бударков и др., 1992).

При морфологическом исследовании щитовидной железы выявлены следую щие изменения: через 2 недели после аварии - отек стромы с кровоизлияниями в ин терстициальную ткань и полость фолликулов;

в последующие 1.5-2 месяца – некро биотические изменения эпителия фолликулов с разрастанием соединительной ткани, заполняющей пораженные участки;

к 5-му месяцу – уменьшение в объеме и прогресс склеротических изменений с полным некрозом органа у отдельных животных спустя 8-11 месяцев. Восстановления щитовидной железы не наблюдали.

У части крупного рогатого скота (1987) и овец (1988), эвакуированных из 30-км зоны (поглощенные в щитовидной железе дозы более 200 Гр), зарегистрирована хро ническая лучевая болезнь. Степень радиационного поражения щитовидной железы связана с содержанием стабильного йода в рационе. Так, у овец Белорусского Поле сья с пониженным уровнем йодного питания происходил больший захват радиоак тивного йода щитовидной железой, что способствовало формированию в 2-2.5 раз больших, чем в контроле, доз.

Изменение концентрации тиреоидных гормонов и активности аденилатцикла зы, обнаруженные у продуктивных животных в первый год после аварии, носили об ратимый характер. Полученные результаты свидетельствуют о существовании ком пенсаторного механизма активации системы цАМФ у животных с пониженной секре цией тиреоидных гормонов при радиоиодном поражении щитовидной железы.

1.5. Хозяйственная деятельность на загрязненных территориях Территории Беларуси, России и Украины, подвергшиеся загрязнению, относят ся к зонам интенсивного ведения сельскохозяйственного производства. В 1986 г.

здесь производилось более 4,7 млн. т зерна, 4,8 млн. т картофеля, 3,7 млн. т молока, 500 тыс. т овощей и 700 тыс. т мяса (табл. 8).

В загрязненных районах Брянской, Калужской и Орловской и Тульской областей Рос сии производилось от 40 до 70 % зерна, до 60% картофеля и от 30 до 60% продукции животноводства от общего производства в этих областях.

Более 15 тыс. населенных пунктов с населением более 6 млн. человек попали в зону загрязнения плотность по 137Cs 37 кБк м-2, а в зону загрязнения более 555 кБк/м – около 640 населенных пунктов и более 230000 человек.

На территории России в зоне аварии на территориях с плотностью выпадений Cs более 37 кБк/м2 (1 Ки/км2) было расположено 4540 населенных пунктов, где проживало более 3,3 млн. человек. При этом в Брянской области, подвергшейся наиболее серьезному воздействию, в зоне загрязнения оказалось около 700 населен ных пунктов с населением 327.4 тыс. чел.

Таблица 8. Производство сельскохозяйственной продукции в загрязненных районах Беларуси, России и Украины в 1986 г. (IAEA, Report of the UN Chernobyl Forum…, 2006) Страна Зерно Картофель Овощи Молоко Мясо Беларусь 1189.1 1779.4 156.0 1316.0 204. Россия 2142.5 1246.4 115.74 1227.2 324. Украина 1379.6 1841.3 228.5 1222.0 175. Всего 4711.2 4867.1 500.24 3765.2 704. 2. ПОВЕДЕНИЯ РАДИОНУКЛИДОВ В АГРОЭКОСИСТЕМАХ Особенностью аварии на ЧАЭС являлась динамичность радиационной обста новки, что связано с особенностями нуклидного состава радиоактивных выпадений, поведением радионуклидов в различные периоды после аварии, а также путями по ступления радионуклидов в начальные звенья сельскохозяйственных цепочек (Алек сахин и др., 2001).

Важной характеристикой радиоактивных выпадений при оценке их экологиче ской значимости (биологической активности) является физико-химическая форма ра дионуклидов. В наиболее общем виде можно выделить две основные формы черно быльских выпадений: 1) в виде малодоступных крупных фракций «горячих» частиц, представленных главным образом частицами облученного ядерного топлива, кон струкционных материалов и т.п., 2) газоконденсатные выпадения, состоящие из мел ких аэрозолей. Выпадения первого типа – «горячих» частиц произошли в основном в ближней (30-км) зоне ЧАЭС, тогда как второй тип выпадений отмечался на абсолют но большей части территории в зоне аварии.

Аэральное загрязнение. В первый период после аварии произошло аэральное радиоактивное загрязнение сельскохозяйственных культур, которые имели достаточ ную наземную биомассу – травостой сенокосов и пастбищ, посевы озимых культур, листовые овощи. Травостоем естественных лугов удерживалось 30-45% выпавших излучающих нуклидов и до 30% 137Cs, а посевами озимой ржи от 10 до 30% и от 7 до 20%, соответственно. Различия в первоначальном задерживании для одной и той же культуры зависели от состояния посевов в периода выпадений (Корнеев и др., 1987;

Санжарова и др., 2001).

В течение вегетационного периода 1986 г. происходило снижение концентра ции радионуклидов в растениях в результате радиоактивного распада, прироста био массы и очищения посевов при воздействии метеорологических факторов. Период полевых полупотерь 131I травостоем пастбищ (снижение содержания радионуклида в растениях в 2 раза) составил от 2-3 до 9,6 сут;

первый период полуочищения для ози мой ржи для суммы -излучающих нуклидов составил 8-10 сут, а второй - 28-35 сут;

для травостоя эти значения были равны, соответственно, 7-12 и 30-35 сут. Снижение содержания 137Cs в растениях происходило медленнее - к началу июня в вегетативной массе озимой ржи содержалось 20-30% 137Cs от первоначально задержанного количе ства, а ко времени уборки урожая - 9-20%;

для травостоев эти величины составили соответственно 15-40 и 5-10%.

Поведение радионуклидов в почвах и в системе почва-растения. Выделено пять групп факторов, определяющих поведение радионуклидов в системе почва сельскохозяйственные растения: свойства радиоактивных выпадений, характеристики почв, биологические особенности растений, время после выпадений и технологии возделывания сельскохозяйственных культур.

Биологические особенности Свойства почв растений Особенности ведения Накопление сельскохозяйственного радионуклидов Время после производства растениями выпадений Тип загрязнения (формы выпадений, радионуклидный состав выпадений) Рис. 7. Основные факторы, определяющие поведение радионуклидов в системе почва сельскохозяйственные растения Сорбция радионуклидов почвами. Радионуклиды, выпавшие на почву, со вре менем фиксируются твердой фазой. В 1986 г. содержание обменного 137Cs варьирова ло для средних значений - от 9,5 до 30%. В течение 2-3 лет после аварии доля по движного 137Cs в почве снижается в среднем в 2 раза, а через 5-12 лет – до 4 раз. По ведение 90Sr обусловлено свойствами выпадений. В ближней зоне аварии в результате выщелачивания 90Sr из топливных частиц содержание его в почве в доступных фор мах первые 5 лет после аварии возрастало, а, начиная с 1990 г., отмечена стабилиза ция содержания различных форм радионуклида. Для зоны аэрозольных выпадений эти закономерности проявляются в меньшей степени (Санжарова и др. 1994;

Фесенко и др., 1995).

В зону загрязнения попали территории с различными характеристиками поч венного покрова. Почвы с высоким уровнем плодородия, тяжелого гранулометриче ского состава имеют высокую емкость катионного обмена, что определяет более прочную сорбцию радионуклидов. В настоящее время в дерново-подзолистых, дерно вых и пойменных почвах легкого механического состава доля наиболее доступной для растений обменной формы 137Cs составляет от 9,3 до 13,7%;

в средне-и тяжелосу глинистых дерново-подзолистых, серых лесных почвах и черноземах - от 2,6 до 7,5%.

Горизонтальная миграция радионуклидов. На территориях, характеризую щихся изрезанным рельефом, возможно вторичное радиоактивное загрязнение мор фологически разнородных участков за счет поверхностной миграции радионуклидов с дождевыми осадками и талыми водами. В процессе водной эрозии происходит пе ренос 90Sr и 137Cs в растворенном виде и с твердыми взвесями. В результате в бес сточных понижениях равнин удельная активность 137Cs в почве в несколько раз выше, чем на прилегающих участках. Перенос радионуклидов происходит в основном с твердыми взвесями, при этом на задернованных участках вынос радионуклидов в 2- раз ниже, чем на незадернованных песчаных склонах (Кузнецов и др., 1997). Элюви альные и трансэлювиальные ландшафты с почвой легкого механического состава при определенных условиях являются источником поступления радиоактивных веществ в пониженных элементах рельефа. Исследования, проведенные в Ветковском районе Гомельской области (Беларусь) показали, что при величине твердого стока от 2 до т/га в год в зонах аккумуляции (подножья склонов, пониженные элементы рельефа) плотность загрязнения в 1,5-2,0 раза выше, чем на равнинных повышенных участках (Атлас современных…, 2009). Ветровой перенос также приводит к перераспределе нию радионуклидов – в зонах концентрации переносимых ветром пылевых частиц плотность загрязнения верхнего слоя в 1,2-2,7 раза выше, чем на прилегающих участ ках.

Вертикальная миграция радионуклидов. Выпавшие на поверхность почвы ра дионуклиды мигрируют под воздействием природных биогеохимических процессов.

Под вертикальной миграцией радионуклидов понимают совокупность процессов, приводящих к перемещению радионуклидов в почве. Миграция радионуклидов про исходит медленно - в настоящее время в слое 0-10 см содержится от 40 до 90% 137Cs и от 35 до 80% 90Sr. С увеличением степени гидроморфизма почв скорость вертикаль ной миграции радионуклидов возрастает. Наиболее быстрая миграция характерна для торфяных почв – уже через 7-8 лет после аварии 137Сs был зарегистрирован на глу бине до 20 см (Санжарова и др., 1996;

Подворко и др., 2004).

Для описания процессов миграции используются различные математические модели, одной из основных является квазидиффузионная двухкомпонентная модель, построена на предположениях, что процесс миграции квазидиффузионный и что в выпадениях наличествуют две компоненты радионуклидов, характеризующиеся раз личными скоростями переноса. Максимальные коэффициенты квазидиффузии полу чены для болотных лугов от 0,097 до 0,464 см2/год для “медленной” компоненты и от 0,40 до 1,28 см2/год для “быстрой”. Средние параметры квазидиффузии и конвектив ного переноса 137Cs для минеральных почв в 4-5 раза ниже, чем для торфяных и со ставляют 0.015-0.062 и 0.09-1.39 см2/год соответственно для “медленной” и “быст рой” компонент. Основной вклад вносит “медленная” компонента миграции.

Одним из интегральных параметров, используемых для прогноза, является пе риод полуочищения корнеобитаемого слоя почвы – время, в течение которого содер жание радионуклидов в корнеобитаемом слое почв уменьшается в 2 раза. Наиболее длительные эффективные периоды полуочищения почв (с учетом радиоактивного распада) от 137Cs получены для суходольных лугов (Tec=55-143 года), а наименьшие (Tec=15-21 год) – для болотных лугов. Количественные параметры миграции 90Sr по сравнению с 137Cs выше - коэффициенты квазидиффузии для “быстрой” компоненты на суходольных лугах варьируют от 0.08 до 0.65, а на болотных - от 0.49 до 0. см2/год. Процесс очищения корнеобитаемого слоя протекает для 90Sr в среднем в 2 ра за быстрее, чем для 137Cs. Периоды полуочищения корнеобитаемого слоя почв для Sr варьируют от 30 до 96 лет для суходольных лугов и от 13 до 18 лет - для низин ных болотных лугов (Sanzharova et al., 1996;


Фесенко и др., 1996).

Накопление радионуклидов в травостое. Накопление 90Sr и 137Сs в травостое естественных сенокосов и пастбищ определяется типом луга, почвенными характери стиками, видовым составом травостоя и уменьшается в следующей последовательно сти: болотные луга пойменные и низинные луга суходольные луга. (Sanzharova et al., 1996;

Атлас современных…, 2009). Коэффициенты перехода (КП) 90Sr выше в 2,1 5,2 раза, чем 137Сs. КП 137Сs для лугов различных типов варьируют от 0.5 до 32.7, а Sr - от 1,8 до 109,7 (Бк/кг)/(кБк/м2). Максимальные коэффициенты перехода (КП) радионуклидов характерны для болотных лугов на торфяных и торфяно-перегнойных почвах. Высокие КП получены для травостоя увлажненных низинных и пойменных лугов на кислых дерново-подзолистых, дерново-глеевых и дерновых почвах, а мини мальные – для суходольных лугов на плодородных почвах тяжелого гранулометриче ского состава. Накопление 137Cs в травостое зависит от его видового состава – макси мальные КП характерны для бобовых растений. Среди злаковых трав плотнокустовые злаки (овсянница овечья, мятлик полевой и т.п.) в несколько раз больше накапливают радионуклиды, чем корневищные (пырей ползучий, костер безостый и т.п.).

С течением времени после радиоактивных выпадений накопление 137Cs в тра востое снижается в результате его сорбция в почвах. За 20 лет после аварии КП 137Cs в травостой естественных лугов снизились в 5-8 раз. Выделено два периода, различа ющихся по темпам снижения перехода радионуклида в травостой - первый период полуснижения составил (Tec1) 2,0-2,2 года, а второй (Tec2) - от 4 до 17 лет (рис. 8, 9).

КП (Бк/кг)/(кБк/м2) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Время после аварии,годы Рис. 8. Динамика КП 137Cs в травостой болотного луга на перегнойно-торфяной почве КП (Бк/кг)/(кБк/м2) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 Время после аварии,годы Рис. 9. Динамика КП 137Cs в травостой суходольного луга на дерново-подзолистой су песчаной почве Накопление 137Cs в сельскохозяйственных культурах. Начиная с 2-го года по сле аварии, почва становится основным источником поступления радионуклидов в сельскохозяйственные культуры. Снижение доли подвижного 137Cs в почвах в резуль тате сорбции привело к снижению накопления радионуклида в сельскохозяйственных культурах в течение 1987-1990 гг. в среднем в 2-4 раза (Фесенко и др., 1998). В после дующие годы накопление радионуклида растениями зависело от плотности загрязне ния, характеристик радионуклида, типа и свойств почв, условий возделывания сель скохозяйственных культур, биологических особенностей растений.

В общем виде влияние почвы проявляется в снижении биологической подвиж ности радионуклидов при увеличении содержания обменных катионов, органического вещества, илистых частиц, минералов монтмориллонитовой группы, емкости погло щения (Гулякин, Юдинцева, 1973;

Сельскохозяйственная радиоэкология, 1992). При одинаковой плотности загрязнения почв поступление 90Sr из почв в растения в сред нем в 3-5 раз выше, чем 137Cs. В зависимости от свойств почв различия в накоплении Cs в растениях может достигать 100 и более раз, а 90Sr – более 10 раз. Максималь ные коэффициенты накопления наблюдаются на торфяных почвах и минеральных почвах легкого механического состава – песчаных и супесчаных.

Увеличение содержания гумуса в почве является фактором, снижающим пере ход радионуклидов в растения. Переход 90Sr в растения из фульвата в 2 раза выше, чем из гумата, а 137Cs - в 1,3 раза. Наиболее доступными для растений являются водо растворимые комплексные радионуклид-органические соединения (Водовозова, 1974).

Неоднозначно влияет на подвижность радионуклидов в почве кислотность. Для Sr и 137Cs и группы продуктов активации при увеличении кислотности возрастает подвижность радионуклидов, что связано с изменением их химической формы. В то же время 59Fe, 60Co, 65Zn, 115mCd при снижении значений pH переходят из ионной формы в различные гидролизные и комплексные соединения, что уменьшает их до ступность.

На поведение радионуклидов в системе почва-растения оказывает влияние концентрация и свойства их изотопных и неизотопных носителей: для 137Cs - ста бильный цезий и калий, для 90Sr стабильный стронций и кальций (Архипов и др., 1969;

Корнеева и др., 1974). Увеличение концентрации калия в почве приводит к снижению перехода 137Cs в растения. Эта особенность в поведении пары Cs-К послу жила основанием для применения повышенных доз калийных удобрений как защит ного мероприятия. При загрязнении сельскохозяйственных угодий 90Sr основным за щитным мероприятием на кислых почвах является проведение известкования.

Видовые особенности растений обуславливают различия в накоплении радио нуклидов от 2 до 30 раз (Сельскохозяйственная радиоэкология, 1992). Минимальное накопление радионуклидов происходит в зерне и клубнях картофеля, максимальное – в бобовых и зернобобовых культурах. В зависимости от видовых особенностей по накоплению 137Сs в хозяйственно-ценной части сельскохозяйственные культуры мо гут быть расположены в следующем порядке: многолетние бобовые травы (се но)злаково-зернобобовые травосмеси (сено) кукуруза на силос овес (зерно) яч мень (зерно) озимая рожь (зерно) картофель (клубни). По размерам накопления Sr полевыми культурами установлена следующая последовательность: клевер ку куруза овес ячмень озимая рожь картофель. Бобовые культуры намного интен сивнее накапливали 90Sr, чем зерновые (Рекомендации…, 1991). Сортовые различия по накоплению радионуклидов в хозяйственно-ценной части урожая составляют от 1,5 до 7 раз.

Таблица 9. КП 137Сs в основные сельскохозяйственные культуры, Бккг-1/кБкм- Группы почв Дерново- Дерново Серые лесные, подзолистые, подзолистые, Культура Часть урожая черноземы дерновые серые лесные Торфяные тяжелосуглинист песчаные, легко- и средне ые, глинистые супесчаные суглинистые Рожь озимая зерно 0.20 0.06 0.02 0. солома 0.50 0.15 0.06 0. Овес зерно 0.35 0.15 0.07 0. солома 0.90 0.40 0.15 1. Ячмень зерно 0.30 0.10 0.05 0. солома 0.70 0.30 0.10 0. Овсяно- горо- вегетативная 1.00 0.60 0.20 1. ховая смесь масса Кукуруза вегетативная 0.50 0.30 0.15 1. масса Картофель Клубни 0.10 0.05 0.02 0. Свекла столовая Корнеплод 0.15 0.10 0.03 0. Многолетние Сено 1.50 1.00 0.30 4. сеяные травы Клевер Сено 3.00 1.50 0.70 6. Естественные Сено 5.00 2.00 0.50 20. травы Таблица 10. КП 90Sr в основные сельскохозяйственные культуры, Бк кг-1/кБк м- Культура Часть урожая Группы почв Дерново- Дерново Серые лесные, подзолистые, подзолистые, черноземы дерновые серые лесные Торфяные тяжелосуглинист песчаные, легко- и средне ые, глинистые супесчаные суглинистые Рожь озимая Зерно 1.50 1.00 0.30 1. Солома 3.00 2.00 0.60 3. Овес Зерно 2.30 1.50 0.40 2. Солома 4.00 2.70 0.70 4. Ячмень Зерно 1.30 0.60 0.40 1. Солома 2.70 1.30 0.70 2. Овсяно- горо- Вегетативная 4.50 2.50 1.50 6. ховая смесь масса Кукуруза Вегетативная 3.50 2.00 1.30 4. Масса Картофель Клубни 1.30 0.90 0.40 2. Свекла столовая Корнеплод 1.10 0.60 0.40 1. Многолетние Сено 7.50 4.50 1.50 15. сеяные травы Клевер Сено 10.00 4.50 2.50 17. Естественные Сено 10.00 5.00 2.00 25. травы Миграция 137Cs в системе рацион - сельскохозяйственные животные - про дукция животноводства. Основными факторами, определяющими поведение ради онуклидов в животноводческой цепочке являются: физико-химические свойства ра дионуклидов, вид и возраст животных, технология их кормления и содержания. Фи зико-химические свойства радионуклидов определяют размеры их всасывания в же лудочно-кишечном тракте (ЖКТ) животных и поступления в продукцию животно водства (Корнеев, Сироткин, 1987;

Сироткин, Ильязов, 2000). Распределение радио нуклидов в органах и тканях животных происходит в соответствии с тропностью их локализации в организме: 137Cs - преимущественно в мышечной ткани;

90Sr – в кост ной ткани. У взрослых особей по мере поступления с рационом концентрация радио нуклидов в органах и тканях непрерывно растет, стремясь к состоянию относительно го равновесия (Fesenko et al., 2007a;

Fesenko et al., 2007b). Накопление 137Cs в мышцах (мясе) у взрослого крупного рогатого скота продолжается 30 сут, у коз - 10 сут, у овец - 105 сут, в паренхиматозных органах - 8-18 сут. У растущих животных с возрастом концентрация 137Cs в органах и тканях уменьшается, что объясняется снижением ин тенсивности минерального обмена и проницаемости стенок ЖКТ. Концентрация 90Sr как остеотропного элемента в костной ткани с возрастом животных увеличивается и чрезвычайно медленной скоростью выведения. У овец, коз, свиней и птицы переход в продукцию выше, чем у крупного рогатого скота.

Переход радионуклидов в продукцию изменяется в зависимости от способа со держания животных (Научные основы…, 2004). При пастбищном содержании лакти рующих коров переход радионуклидов в молоко в среднем в 2-6 раз выше, чем при стойловом содержании, что связано с потреблением животными на пастбище почвен ных частиц и различиями в составе рациона. При нормальном состоянии пастбищ среднее потребление почвенных частиц крупным рогатым скотом составляет 0, кг/сут, при неудовлетворительном - достигает 2 кг/сут. В пастбищный период КП увеличиваются при несоблюдении норм нагрузки животных на единицу площади вы паса. При урожайности 100-120 ц/га и продолжительности использования пастбища 150-170 дней на одну условную корову рекомендуется отводить в среднем 0,6-0,7 га площади выпаса. Максимальные КП 137Cs в молоко получены при выпасе животных на естественных пастбищах, расположенных на торфяных почвах.

Таблица 11. Средняя величина перехода 90Sr и 137Cs в продукцию животноводства, % от по ступления с суточным рационом на 1 кг (л) продукта Радионуклид Вид продукции 137 Cs Sr Молоко коровье 1,0 0, Молоко козье 3,5 2, Говядина 4 0,06** Свинина 15 0,1** Баранина 8 0,1** Козлятина 20 1,5** Мясо кур 450 0,2** Яйцо куриное* 4,9 3, Мясо гусей – Мясо уток – * - содержание в 1 яйце;


** - в мышечной ткани Коэффициент перехода Cs-137 из кормов в молоко, (Бк/л)/(Бк/сутки) 0. 0. 0. 0. 4 6 8 10 12 2 4 6 8 Время (месяцы) Рис. 10. Сезонная динамика КП 137Cs из суточного рациона в молоко Переход радионуклидов в продукцию животноводства зависит от состава раци она. Из грубых кормов с высоким содержанием клетчатки доступность 137Cs более низкая, чем из сочных кормов и концентратов. Переход 137Cs в продукцию из сенного рациона в 2-3 раза ниже, чем из силосного или концентратного (Сироткин и др., 1992).

При переводе животных на «чистые» корма происходит выведение радио нуклидов из организма. Периоды полувыведения 137Cs для молока и мяса крупного рогатого скота (время, в течение которого концентрация радионуклида уменьшается вдвое) составляют 7 и 30 сут, для мяса овец, свиней и кур - соответственно 9, 30 и сут.

Физико-химические свойства и особенности поведения радионуклидов являют ся ключевыми факторами, которые определяют как радиационную обстановку в сель ском хозяйстве, так и выбор защитных мероприятий, время их проведения и эффек тивность.

3. ЗАЩИТНЫЕ МЕРОПРИЯТИЯ В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ – ОСОБЕННОСТИ ПРИМЕНЕНИЯ В РАЗЛИЧНЫЕ ПЕРИОДЫ ПОСЛЕ АВАРИИ НА ЧАЭС Реабилитация загрязненных территорий после аварии на Чернобыльской АЭС характеризуется рядом особенностей. В различные периоды после аварии необходимо было разработать систему защитных мероприятий, которая позволяла бы в наиболь шей степени снизить последствия радиоактивного загрязнения в сфере сельскохозяй ственного производства. Проблема поэтапного проведения защитных мероприятий впервые начала разрабатываться после аварии на ЧАЭС. В первый период были раз работаны общие подходы к проведению контрмер в зонах с различными уровнями за грязнения (Рекомендации…, 1991;

Ратников и др., 1992;

Prister, 1993;

Кузнецов и др., 1995;

Санжарова и др., 1996;

Богдевич и др., 1996;

Белоус и др., 2003;

Исамов и др., 2004). На следующей стадии были разработаны защитные мероприятия с учётом поч венно-климатических особенностей загрязненных территорий. В отдалённый период после аварии были предложены стратегии реабилитации, учитывающие специфику сельскохозяйственных предприятий. Были разработаны системы защитных меропри ятий отдельно для каждого хозяйства или населенного пункта, т.е. адресное примене ние защитных мероприятий (Фесенко и др., 1998;

Фесенко и др., 2001;

Jacob et al., 2001).

3.1. Первый период после аварии Первый период после аварии был определен как период йодной опасности из-за наличия в выпадениях короткоживущих радионуклидов йода, прежде всего 131I. Осо бенно острая ситуация складывалась в первые недели. Выпадения произошли, когда скот был переведен на пастбища, что привело к быстрому включению радиойода в трофические цепочки. Критическим пищевым продуктом в данный период являлось молоко. Было рекомендовано применение запретительных или ограничительных ме роприятий: запрет или ограничение на потребление молока, а также на содержание частного молочного скота на территории с наиболее высокими уровнями загрязнения.

Главным защитным мероприятием в сельском хозяйстве являлось исключение из ра циона животных загрязненного пастбищного травостоя, т.е. перевод животных на стойловое содержание. Кроме того, применялась специальная переработка сельскохо зяйственной продукции (прежде всего молока на сгущенное или сухое), в которой со держание 131I превышало ВДУ (3700 Бк/л). Одним из наиболее важных моментов бы ло внедрение методов прижизненого контроля сельскохозяйственных животных на содержание радионуклидов, что остановило неоправданный забой скота на загряз ненных территориях.

3.2. Второй период после аварии Второй период после аварии связан с аэральным загрязнением сельскохозяй ственных угодий. Он продолжался весь первый вегетационный период после радио активных выпадений. На этом этапе основным путем поступления радионуклидов в продукцию растениеводства и кормопроизводства являлась непосредственное загряз нение надземной массы посевов. Основные проблемы в этот период были обусловле ны загрязнением сельскохозяйственной продукции 134Cs и 137Cs.

Основные мероприятия в сельском хозяйстве имели запретительный или огра ничительный характер: запрет на убой скота в регионах, где уровни загрязнения 137Cs превышали 555 кБк/м2 или рекомендовалось в течение 1.5 месяцев до убоя держать скот на «чистом» корме;

смена видов обработки сельскохозяйственных культур уменьшение количества операций, связанных с большим пылеобразованием;

ограни ченное использование загрязненного навоза;

заготовка сенажа и силоса вместо сена;

обязательный дозиметрический контроль;

ограничение на потребление молока, полу чаемого в частном секторе, обязательная переработка молока;

в ряде районов были введены ограничения на содержание молочного скота и других сельскохозяйственных животных в частном секторе.

Из населенных пунктов с плотностью загрязнению более 555 кБк м-2 (15 Ки км ) был эвакуирован частный скот и организовано снабжение жителей более чистыми продуктами питания, производимыми в общественном секторе, либо завозимыми из незагрязнённых районов. Эти мероприятия охватывали около 200 населенных пунк тов, при этом уже 1986 г. из них было эвакуировано 8813 голов крупного рогатого скота и более 15 тыс. голов мелкого рогатого скота, овец и свиней. В последующем, в 1987-1988 гг. в загрязненных населенных пунктах дополнительно было изъято голов крупного рогатого скота и более 10 тыс. других сельскохозяйственных живот ных.

В период проведения полевых и уборочных работ основные меры предприни мались по предотвращению вторичного загрязнения посевов – сокращение между рядных обработок, максимальное использование химических прополок и механизи рованных способов уборки урожая и т.п. Впервые была разработана и внедрена си стема обработки почв под озимые культуры, включающая вспашку с оборотом пласта на 4-5 см глубже, чем при обычной вспашке, внесение извести на кислых почвах и повышенных доз фосфорно-калийных удобрений.

В этот период начали разрабатываться приемы технологической переработки загрязнённого сельскохозяйственного сырья, которые позволяли снизить содержание радионуклидов в переработанной продукции до временно-допустимых уровней. В частности, рекомендована переработка молока на масло, а мяса на колбасы. Была апробирована технология получения спирта из загрязненного зерна.

3.3. Третий период после аварии – применение долговременных защитных меро приятий Третий период в развитии радиологической ситуации в сельском хозяйстве начался со второго вегетационного периода после радиоактивных выпадений (с г.). Основным путём поступления радионуклидов в сельскохозяйственные цепи ми грации являлось корневое усвоение радионуклидов из почвы растениями. В этот пе риод важным фактором при обосновании мероприятий является учет влияния поч венно-климатических и геохимических особенностей загрязненных территорий, кото рые обуславливают различия в миграции радионуклидов. Продолжительность этого периода может составить десятки и сотни лет. Выделено три группы приемов, кото рые могут быть использованы при реабилитации сельскохозяйственных территорий:

организационные, агротехнические, агрохимические, а также зооветеринарные в жи вотноводстве (Руководство…, 1994).

Организационные мероприятия:

- инвентаризация угодий по плотности загрязнения радионуклидами и составление карт;

- прогноз содержания радионуклидов в продукции растениеводства, кормопроизвод ства и животноводства;

- изменение структуры посевных площадей и севооборотов;

- переспециализация отраслей животноводства;

- исключение угодий из хозяйственного пользования;

- организация радиационного контроля продукции;

- оценка эффективности защитных мероприятий.

Агротехнические мероприятия:

- коренное и поверхностное улучшение сенокосов и пастбищ;

- гидромелиорация (осушение и оптимизацию водного режима).

Агрохимические мероприятия:

- известкование кислых почв;

- внесение органических удобрений;

- внесение повышенных доз фосфорных и калийных удобрений;

- оптимизация азотного питания растений;

- внесение микроудобрений;

- снижение пестицидной нагрузки.

Зооветеринарные мероприятия:

- специальная система кормления животных;

- применение сорбирующих препаратов;

- контроль за иммунологическим и гормональным статусом, состоянием обмена ве ществ, воспроизводительной функцией, проявлением и течением острых и хрониче ских болезней сельскохозяйственных животных.

Защитные мероприятия в растениеводстве. Растениеводство является одной из основных отраслей в структуре сельского хозяйства загрязненных областей Рос сии. После аварии в зону загрязнения попали территории с различными почвенно климатическими условиями и разными технологиями возделывания сельскохозяй ственных культур, что поставило задачу оптимизации применения защитных меро приятий с учетом зональных особенностей ведения земледелия.

Организационные мероприятия включают подбор культур, которые характери зуются низким накоплением радионуклидов, или технических культур, не используе мых для производства продуктов питания. Было изучено накопление 137Cs более видами и сортами основных сельскохозяйственных растений (Корнеева и др., 1976;

Кузнецов и др., 2000). Для использования на загрязненных территориях были реко мендованы районированные виды и сорта культур, которые позволяют в среднем до раз снизить накопление 137Cs в продукции.

Набор агротехнических приемов, которые можно использовать на пахотных угодьях, включает стандартную вспашку на глубину 18-25 см;

вспашку с оборотом пласта на 4-5 см глубже, по сравнению с обычной;

глубокую вспашку почвы (до 50 70 см) с оборотом пласта. Стандартная вспашка на глубину 18-25 см в результате пе рераспределения радионуклидов в пахотном слое обеспечивает в первый год приме нения после выпадений снижение перехода радионуклидов в растения в 1.3-3.0 раза.

Специальная технология вспашки, которая включала увеличение глубины вспашки с оборотом пласта на 4-5 см, обеспечивала снижение накопления радионуклидов в рас тениях до 5-7 раз (Корнеева и др., 1976;

Рекомендации…, 1991). Вспашка оказалась весьма эффективной как на пахотных угодьях, так и при перезалужении лугопаст бищных угодий.

Агрохимические мероприятия включают традиционные приемы (применение удобрений и агромелиорантов), однако для загрязненных территорий необходимо было обосновать наиболее оптимальные дозы и комбинации их применения. Основ ным агрохимическим приемом для ограничения поступления 137Cs из почвы в расте ния является применение калийных удобрений, при этом переход радионуклида в растения уменьшается от 2 до 20 раз (Моисеев и др., 1986;

Алексахин и др., 1992;

Жи гарева и др., 1996). Внесение повышенных доз фосфорных удобрений снижает по ступление 137Cs в растения на дерново-подзолистых супесчаных и песчаных почвах в 2-2.5 раза, а на выщелоченных черноземах в – 1.5-3 раза (Кузнецов и др., 2001). Эф фективность применения азотных удобрений зависит от их формы (Моисеев и др., 1988). Внесение удобрений в виде солей аммония приводит к увеличению накопления Cs в растениях. На основании проведенных исследований было обосновано приме нение минеральных удобрений на загрязненных 137Cs почвах в соотношении N:P:K=1:1.5:2. Было рекомендовано внесение азотные удобрения в форме нитратных солей в оптимальных для данной почвы дозах и преимущественно перед посевом.

Применение органических удобрений в большинстве случаев уменьшает по ступление 137Cs в растения в 1.5-3 раза, причем наибольший эффект отмечается на почвах легкого гранулометрического состава (Белова и др., 2004). Эффективность внесения органических удобрений для снижения перехода 90Sr зависит от вида куль туры. Использование навоза под картофель, капусту и кукурузу является эффектив ным приемом и обеспечивает снижение накопления 137Cs в растениях в 4.6-5.6 раза.

Известкование является широко используемым приемом повышения плодоро дия кислых почв (Рекомендации…, 1991;

Руководство…, 1994). В условиях радиоак тивного загрязнения дозы внесения извести должны быть увеличены в 1,5-2 раза по сравнению с дозой, рассчитанной для нейтрализации почвенной кислотности. Извест кование снижает переход 90Sr и 137Cs в сельскохозяйственную продукцию в 1,5-4,0 ра за. Используются известь (CaCO3), доломитовая мука, известковые туфы, гажа (озер ная известь), мергель, торфотуфы.

Таблица 12. Эффективность агротехнических и агрохимических защитных приемов по сниже нию накопления 137Cs в продукции растениеводства Эффективность – кратность снижения Мероприятие Изменяемые показатели накопления радионуклидов в растениях, раз Вспашка Перераспределение радионуклида в па- 1,5-2, хотном слое почв Вспашка с оборотом Механическое перемещение загрязненно- до 5- пласта го слоя в нижележащие горизонты почвы Известкование Изменение кислотности почв, насыщение 1,5-2, почвенного поглощающего комплекса Са Внесение повышенных Изменение кислотности почв, увеличение 1,5-2, доз фосфорно-калийных содержания К, изменение степени насы удобрений щенности основаниями Внесение органических Изменение емкости обмена и содержания 1,5-2, удобрений углерода Применение глинистых Увеличение сорбционной способности на легких почвах - снижение накопления минералов почв и конкурентного влияния выделен- Cs в растениях в 1,5-3,0 раза;

на других ных в почвенный раствор катионов К и почвах - эффект не наблюдается Са Комплексное примене- Изменение кислотности почв и содержа- до 5,0 раз ние мелиорантов ния углерода, увеличение степени насы щенности основаниями и содержания катионов К и Са Таблица 13. Рекомендуемые дозы внесения известковых материалов для радиоактивно загряз ненных почв, в зависимости от степени их кислотности Степень кислотности почв Дозы СаСО3 (т/га) при различных уровнях загрязнения 137Cs (pHКСl) I II III Сильнокислые (4,5) 8,0 9,0 10, Среднекислые (4,6-5,0) 6,0 8,0 9, Слабокислые (5,1-5,5) 5,0 7,0 9, Близкие к нейтральным 3,0 6,0 8, (5,6-6,0) Нейтральные (около 7) - 5,0* 6, 137 2 2 Уровни загрязнения Cs: I – 37 -185 кБк/м ;

II –185 - 555 кБк/м ;

III – 555 -1480 кБк/м В первые годы после аварии широко дискутировался вопрос о применении при реабилитации земель глинистых минералов, которые обладают высокой сорбционной способностью (Бакунов, Юдинцева, 1989). Опыты с цеолитом показали, что эффек тивность этого приема зависит от уровня плодородия почвы и возделываемой культу ры (Кузнецов и др., 1995). Применение цеолита на малоплодородных почвах приво дит к снижению перехода 137Cs в растения в среднем в 1,5 раза. Наибольшая эффек тивность достигается на 2-3 год после внесения. Применение бентонита и цеолита снижало переход 90Sr в растения в 1,9-2,4 раза. Однако, в ряде случаев не наблюда лось эффекта от внесения глинистых минералов, в частности, при применении их на высокоплодородных почвах.

Защитные мероприятия в кормопроизводстве. В условиях радиоактивного за грязнения организация кормовой базы является наиболее важным звеном в производ стве продукции животноводства. Существует две группы агротехнических приемов, традиционно проводимых на кормовых угодьях - поверхностное и коренное улучше ние сенокосов и пастбищ. Проведение традиционных мероприятий по повышению продуктивности травостоев являются эффективным также с точки зрения снижения накопления радионуклидов в травостое (Перепелятников и др., 1993;

Prister et al., 1996;

Sanzharova et al., 1996).

Максимальная эффективность мелиорантов наблюдалась на кислых почвах легкого механического состава с низким уровнем плодородия. На лугах, подвержен ных постоянному или кратковременному переувлажнению (пойменные заливные, ни зинные и болотные луга), применение агротехнических приемов было более эффек тивным, чем на суходолах. Коренное улучшение лугов, включающее вспашку, из весткование и внесение N:P:K=1:1.5:2, более эффективно с точки зрения снижения поступления 137Cs в травостой, чем поверхностное.

Таблица 14. Рекомендуемые дозы удобрений для основного внесения при коренном улучшении сенокосов и пастбищ Органи Минеральные удобрения, ческие кг/га удобре Тип луга Почва ния т/га N P2O5 K2O Суходольные Дерново-подзолистые песчаные и су 45-60 40-60 60-90 50- песчаные Дерново-подзолистые суглинистые и 40-60 30-60 60-90 40- глинистые Пойменные Аллювиальные песчаные и супесча- 30-45 30-60 60-100 30- ные 40-60 0-30 60-90 Аллювиальные суглинки 30-45 - 40-60 Низинные и Дерново-луговая с гумусовым гори - 60-90 90-120 осушенные зонтом 22-25 см Торфяники Торфяная с мощностью торфяного 40-60 60-90 90-120 10- слоя свыше 50 см Осушенные Торфяные со слаборазложившимся 60-80 60-80 120 30- низинные и торфом переходные Торфяные с хорошо разложившимся - 60-80 90-120 торфяники торфом Торфяно-глеевые 30-60 60-80 90-120 Таблица 15. Примерные дозы извести при коренном улучшении лугов на дерново-подзолистых почвах с содержанием гумуса не более 3% (т/га) pH солевой вытяжки Гранулометрический состав почв 4,5 и ниже 4,6 4,8 5,2 5, Супесчаные и легко 5,5 5,5 4,0 3,0 2, суглинистые Средне- и тяжелосу 7,5 6,5 6,0 5,0 4, глинистые Таблица 16. Эффективность защитных мероприятий на лугах Кратность снижения содержания 137Cs в Вид мероприятий травостое, число раз Удаление верхнего загрязненного слоя почвы 5- Вспашка:

стандартная 1.8-3. с оборотом пласта 2.0-6. Глубокая 8- Дискование и фрезерование 1.2-1. Коренное улучшение 2.7-6. Поверхностное улучшение 1.6-2. Осушение 2. Осушение и поверхностное улучшение 2.5-5. Осушение и коренное улучшение 3- Внесение глинистых минералов на поверхность почвы 1.5-2. в первый период после аварии Применение нетрадиционных мелиорантов (цеолит, 1-2. палыгорскит, вермикулит и т.п.) Защитные мероприятия в животноводстве. Система защитных мероприятий в животноводстве включает четыре группы приемов: организационные, ограничитель ные, ветеринарные и зоотехнические (Ильязов, 1994;

Сироткин, Ильязов, 2000;

Ан ненков и др., 2004;

Исамов и др., 2004).

Ограничительные мероприятия: это запреты - на содержание молочного скота, использование неулучшенных пастбищ или сенокосов молочным скотом, на паст бищное содержание молочного скота. Эти меры были внедрены и показали наиболее высокую эффективность в первый период после аварии. В первые годы после аварии у населения Брянской области было изъято более 15 тыс. голов крупного рогатого скота и более 14 тыс. свиней.

Организационные мероприятия: инвентаризация кормовых угодий по плотно сти загрязнения;

исключение из использования кормовых угодий при невозможности получения на них нормативной продукции;

изменение структуры посевных площадей и кормовых севооборотов.

Ветеринарные контрмеры включают применение двух основных групп ве ществ, обеспечивающих производство нормативно “чистых” продуктов животновод ства (молоко, мясо). К первой группе относятся специфические цезий- связывающие препараты: ферроцин, бифеж, ферроцинсодержащие болюсы и брикеты соли-лизунца (Пастернак, 1992;

Hove, 1993;

Использование берлинской лазури…,1997;

Алексахин и др., 1999). Вторая группа - природные сорбенты: цеолиты, вермикулит, различные глины, трепелы и опоки. Эти сорбенты, помимо своих адсорбционных свойств, явля ются дополнительным источником макро- и микроэлементов для животных.

Зоотехнические мероприятия: рациональное использование лугов и пастбищ (организация кормления коров по типу «зеленого конвейера»;

замена пастбищного содержания коров стойлово-выгульным;

соблюдение норм нагрузки животных на пастбище, га/гол);

подбор кормов в рационах;



Pages:   || 2 | 3 | 4 | 5 |   ...   | 6 |
 





 
© 2013 www.libed.ru - «Бесплатная библиотека научно-практических конференций»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.