Радиоэкологическая обстановка территорий, прилегающих к семипалатинскому испытательному полигону

Государственный университет имени Шакарима города Семей, 071412, Казахстан, г.Семей, ул.Глинки 20А, кандидат технических наук, зав.кафедрой геодезии и строительства, тел.(7222)358-438,e-mail: kudnazira@mail.ru

The Semey state university named after Shakarim, 071412, Kazakhstan. Semey, Glinka St. 20A, Candidate of Technical Sciences, department chair of geodesy and construction, ph. (7222)358-438, e-mail: kudnazira@mail.ru

Республика Казахстан - страна, широко представленная всеми видами событий, связанных с ядерной энергией. Это и военные ядерные испытания, и мирные ядерные взрывы, а также добыча и переработка урана. С момента закрытия полигона до настоящего времени казахстанскими учеными совместно с международным научным сообществом получен большой объем информации относительно текущей радиационной обстановки на СИП и прилегающих территориях. Выявлены все значимые участки радиоактивного загрязнения, выявлены основные пути и механизмы текущего и потенциального распространения радиоактивных веществ.

Учеными Национального ядерного центра были проведены масштабные исследования по исследованию современного радиоэкологического состояния окружающей среды.

Одним из основных факторов, обеспечивающих сохранение здоровья и высокой трудоспособности человека, является рациональное питание [1]. Одним из действенных средств поддержания здоровья человека в условиях возросшей экологической нагрузки является качественное питание.

Пищевое сырье и продукты питания содержат обширный перечень чужеродных веществ (токсины микроорганизмов, микотоксины. тяжелые металлы, антибиотики, гормональные препараты, регуляторы роста растений, пестициды, удобрения, радионуклиды и др.). Они усиливают химическую нагрузку пищи и могут оказывать влияние на питательный гомеостаз.

При повышении оптимальной физиологической концентрации элемента в организме может наступить интоксикация, а дефицит многих элементов в пище и воде может привести к тяжелым и трудно распознаваемым явлениям недостаточности [1].

В растения радионуклиды попадают в результате загрязнения воздуха, почвы. Растения по мере накопления радиоактивных веществ располагаются в порядке: капуста - свекла - картофель - пшеница - естественная травяная растительность.

Нерастворимые радионуклиды загрязняют растения с поверхности, растворимые - поглощаются через листья, плоды, стебли.

Степень поступления из почвы зависит от её типа. Наименьший переход радиоактивных веществ в растения на чернозёмах, наибольший в регионах с торфяно-болотистыми почвами.

В организм животных могут попадать через желудочно-кишечный тракт, органы дыхания, кожные покровы, а также с загрязнёнными кормами и водой.

Накопление в организме животных и переход в продукты животного происхождения зависит от свойств радиоактивного вещества, возраста животного и его состояния.

Водные пищевые цепи не являются важным источником облучения человека радиоактивными веществами. Это зависит от свойств воды, рН, химического состава. Слабая минерализация воды способствует более высокому накоплению радиоактивных веществ гидробионтами. Рыбы пресноводных водоёмов накапливают эти вещества в десятки раз больше.

Для оценки уровней загрязненности сельскохозяйственной продукции растительного происхождения необходимы данные по концентрации радионуклидов в почвах исследуемой территории и коэффициенты перехода (Кп) радионуклидов в различные виды растениеводческой продукции:

, где
К_п - коэффициент перехода;

С_расп - концентрация радионуклидов в растении (Бк/кг);

С_почва- концентрация радионуклидов в почве [2].
В 2009 г. МАГАТЭ опубликованы материалы "Количественные параметры переноса радионуклидов в наземной и пресноводной окружающей среде для радиологической оценки", в которых приведены К_п радионуклидов в расте­ниеводческую продукцию (таблицы 1) [3].

Таблица 1

Коэффициенты перехода ^l37Cs, ⁹⁰Sr и ^24lAm в растениеводческую продукцию


Для оценки уровней загрязненности сельскохозяйственной продукции растительного происхождения использовались данные о средней концентрации радионуклидов в почвах исследуемой территории и коэффициенты перехода (К_п) радионуклидов в различные виды растениеводческой продукции, принятые на основании анализа литературных данных и результатов исследований на СИП. В таблице 2 приведены результаты прогнозируемой концентрации радионуклидов в растениеводческой продукции, в случае ее производства на СИП и допустимые значения содержания радионуклидов в пищевых продуктах, согласно СанПиН 4.01.071.03 [4].

Таблица 2

Прогнозируемое содержание радионуклидов в растениеводческой продукции (на сырую массу) в случае ее получения на исследуемой территории (расчет на основании средних концентраций радионуклидов в почве исследуемой территории)[3].
Для оценки содержания радионуклидов в животноводческой продукции, как и растениеводческой, используются коэффициенты перехода (отношение концентрации радионуклидов в продукции животноводства к суточному поступлению с рационом). В опубликованных МАГАТЭ в 2009 г. материалах [5] приведены коэффициенты перехода радионуклидов в животноводческую продукцию (таблица 3).

В 2008 году на базе Семипалатинского государственного университета им. Шакарима была создана лаборатория инженерно­го профиля, которая впоследствии получила название «Научный центр радиоэкологических исследований». Основная цель создания лаборатории: разработка комплекса мер по обеспечению радиаци­онной безопасности на основе изучения зараженности радионукли­дами поверхностных слоев почвы, а также наземных и подземных источников воды, передачи радионуклидов к биологическим объектам, степени их накопления в сырье животного и растительно­го происхождения, ветиринарно-санитарная экспертиза продуктов животного и растительного происхожедния и разработка методов ремедиации на Северо-Востоке Казахстана, а также улучшение медико-экологических и социально-экологических факторов, оказывающих влияние на качественный уровень жизнедеятельности населения региона.

Таблица 3

Коэффициенты перехода ^l37Cs, ⁹⁰Sr и ²⁴¹Am в животноводческую продукцию [6]

В лаборатории гамма-спектрометрии проводятся работы для определения гамма-излучений исследуемых объектов. Основная задача: выявление конкретных радиоизотопов по характерной энергии.

Спектрометр - устройство, которое позволяет измерять рас­пределение радиоактивного излучения по энергии (гамма-, альфа-спектрометры), массе и заряду (масс-спектрометры).

Гамма-спектрометр позволяет выявить в смеси гамма-излучающих радионуклидов присутствие конкретных радиоизото­пов по характерной энергии. Она может быть подразделена по функциональному назначению: измерение радиоактивности га­зов и аэрозолей; измерение радиоактивности жидких и сыпучих ма­териалов; измерение радиоактивного загрязнения поверхностей; индивидуальные средства измерения, постоянно носимые челове­ком.

Лаборатория альфа-спектрометрии предназначена для определения альфа-излучений исследуемых объектов. Основная задача: количественный и качественный анализ альфа-излучающих радионуклидов.

Альфа-спектрометрия - метод, применяемый для регистрации альфа-излучения. Этот метод обычно применяется для измерения отдельных актиноидов в природных образцах и биологических про­бах, а также для непосредственного измерения фильтров. Регистра­ция излучения осуществляется полупроводниковым кремниевым детектором. Преимуществами альфа-спектрометрии являются вы­сокое энергетическое разрешение (15-30 кэВ) и низкий уровень фо­на (0.003-0.01 имп/мин).

Для получения коэффициентов перехода в сельскохозяйственную продукцию животного происхождения на территории СИП были проведены натурные эксперименты с сельскохозяйственными животными. В качестве экспериментальных животных выбраны двухгодовалые бараны казахской курдючной грубошерстной Шдильбаевской) породы. В первом случае животные выпасались в условиях радиоактивного загрязнения [6, 7]. Во втором кормление радиоактивным рационом проводилось стойловым способом [7]. На основании полученных данных о среднесуточном поступлении радионуклидов в организм экспериментальных животных и концентрации радионуклидов в тканях и органах рассчитаны коэффициенты перехода (Кп) радионуклидов из рациона в ткани и органы сельскохозяйственных животных. Коэффициенты, полученные при выпасе и стойловом кормлении, имеют близкие значения [7].

Полученные значения возможного содержания радионуклидов в мясе сель­скохозяйственных животных, выпасаемых в зоне повышенной концентрации трансурановых элементов, не превышают допустимых значений, несмотря на то, что расчеты производились для животных, выпасающихся исключительно на такой территории. В реальных условиях выпас сельскохозяйственных животных только в зоне повышенных концентраций радионуклидов в течение длительного времени невозможен ввиду невысокой продуктивности степных пастбищ и низкого коэффициента полноты их использования (40-50 %) [2].

Таким образом, проведенные исследования сотрудниками НЯЦ показали, что в сельскохозяйственной продукции как растительного, так и животного происхождения, получаемой на территории СИП концентрация радионуклидов не будет превышать установленных норм, несмотря на то, что для расчетов ис­пользовались самые консервативные значения используемых параметров [2, 8].

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. 
   К вопросу о продовольственной безопасности в Казахстане/ Салханова А.Б., Бисенкулова Д.У., Бигазиева С.К. // Материалы конф. «Актуальные проблемы производства продуктов питания в условиях глобализации экономики» 15-16 октября.- Семей: СГУ имени Шакарима, 2012.- С. 111-112.
   

3. INTERNATIONAL ATOMIC ENERGY AGENCY. Quantification of radionuclide transfer in terrestrial and freshwater environments for radiological assessments. IAEA -TECDOC - 1616. - Vienna: IAEA. 2000.

4. Гигиенические требования к безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов: Санитарные правила и нормы №4.01.071.03: утв. Приказом министра здравоохранения Республики Казахстан от 11 июня 2003 г. №447.

5. Санжарова П.И. Формы нахождения в почвах и динамика накопления ^l37Cs в сельскохозяйственных культурах после аварии на Чернобыльской АЭС/ Н.И. Санжарова. СВ. Фесенко, К.Б. Лисянский и др.//- М.: Почвоведение. - 1997. -№2.- С. 162-163.

6. Комплексное изучение миграции радионуклидов в почве, воде, растениях, животных и влияние малых хронических доз радиации на биологические объекты в местах водопроявлений штолен горного массива: Отчет о научно-технической деятельности Института радиационной безопасности и экологии НЯЦ РК, выполненного по НТП 0346 «Развитие атомной энергетики в Республике Казахстан» за 2007-2008 гг.: отчет заключительный/ рук. Лукашенко С.Н.// - Курчатов: Фонды ИРБЭ, 2008. - 67 с.

7. Амирбеков Ш.А., Дюсембаев С.Т., Амирханов К.Ж., Какимов А.К., Есимбеков К.Ж. «Научный центр радиоэкологических исследований. Современная радиоэкологическая обстановка на территориях, прилегающих к Семипалатинскому испытательному ядерному полигону» Монография/ Ш.А.Амирбеков, С.Т.Дюсембаев, К.Ж.Амирханов, А.К.Какимов, К.Ж. Есимбеков – Алматы, 2013. - 358 с.