CC BY
21
УДК 631.95:631.453(470.333)
ОЦЕНКА И ПРОГНОЗ УРОВНЕЙ ЗАГРЯЗНЕНИЯ 137Cs СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ УГОДИЙ ЮГО-ЗАПАДНЫХ РАЙОНОВ БРЯНСКОЙ ОБЛАСТИ, ПОДВЕРГШИХСЯ ВОЗДЕЙСТВИЮ ОТ АВАРИИ НА ЧЕРНОБЫЛЬСКОЙ АЭС
1А.В. Панов, д.б.н., 1Е.В. Гордиенко, 2П.В. Прудников, д.с.-х.н. 1 ВНИИ радиологии и агроэкологии, e-mail: [email protected] 2Центр химизации и сельскохозяйственной радиологии «Брянский», e-mail: [email protected]
Дана оценка современной радиологической обстановки на сельскохозяйственных угодьях хозяйств шести юго-западных районов Брянской области, в наибольшей степени подвергшихся воздействию от аварии на Чернобыльской АЭС. Выполнен долгосрочный прогноз изменения поверхностной плотности загрязнения 137Cs сельскохозяйственных угодий исследуемых хозяйств. Определены периоды времени, когда в результате радиоактивного распада произойдет снижение плотности загрязнения 137Сs сельскохозяйственных угодий юго-западных районов Брянской области до уровня менее 37 кБк/м2 (1 К^км2).
Ключевые слова: авария на Чернобыльской АЭС, радиоактивное загрязнение, сельскохозяйственные угодья, прогноз, оценка, Брянская область.
ASSESSMENT AND FORECAST OF LEVELS OF 137CS CONTAMINATION OF AGRICULTURAL LANDS OF THE SOUTHWEST DISTRICT OF THE BRYANSK REGION
WHICH WERE AFFECTED FROM THE CHERNOBYL ACCIDENT
1Dr. Sci. A.V. Panov, 1E.V. Gordienko, 2Dr. Sci. P.V. Prudnikov
1 All-Russian Institute for Radiology and Agroecology, e-mail: [email protected] 1 State Center for Chemization and Agricultural radiology «Bryansky», e-mail: [email protected]
The assessment of a modern radiological situation on agricultural lands offarms of six southwest districts of the Bryansk region which were the most affected from the Chernobyl accident is given. The long-term forecast of the change of the surface density of 137Cs contamination of the studied farms is made. The periods of time when radioactive decay will be reduced by decrease in density of 137Cs contamination of agricultural land of southwest districts of the Bryansk region to level less than 37 kBq/m2 (1 Ku/km2) are determined.
Keywords: Chernobyl NPP accident, radioactive contamination, farmland, forecasting, estimation, Bryansk region.
На всех этапах после радиационной аварии на Чернобыльской АЭС основой для оценки радиоэкологической ситуации в агропромышленном комплексе и планирования сельскохозяйственного производства с целью получения продукции, удовлетворяющей нормативам, служат данные о загрязнении земель радионуклидами [1, 2]. После аварии на ЧАЭС результаты радиологического обследования сельскохозяйственных угодий стали базовой информацией при принятии решений по реабилитации загрязненных территорий [3-5].
Основным нуклидом с точки зрения радиационной опасности в чернобыльских выпадениях является 137Сз. Максимальные уровни загрязнения 137С8 (свыше 1480 кБк/м2) были выявлены в Брянской области. Общая площадь сельскохозяйственных угодий с плотностью загрязнения 137Сз свыше 1480 кБк/м2 (40 Ки/км2) в 1987 г. составила 17,1 тыс. га,
в том числе сенокосов и пастбищ - 9,8 тыс. га, а пахотных земель - 7,3 тыс. га [4]. В Брянской области наиболее загрязнены 137Сз территории юго-западных районов: Гордеевский, Злынковский, Климовский, Клинцовский, Красногорский и Ново-зыбковский. Несмотря на то, что после аварии на ЧАЭС прошло 30 лет, проблема высоких уровней радиоактивного загрязнения сельскохозяйственных угодий этих районов остается актуальной [6].
Мероприятия по широкомасштабному радиологическому обследованию сельскохозяйственных угодий достаточно дорогостоящие, трудоемкие и проводятся на одной и той же территории турами 1 раз в 4-5 лет [7]. Поэтому при планировании агропромышленного производства на загрязненных территориях стали использовать методы прогнозирования уровней загрязнения радионуклидами сельскохозяйственных угодий [8]. Ранее в работе
[9] был дан сравнительный анализ долгосрочных прогнозных оценок уровней загрязнения 137Сз сельскохозяйственных угодий на примере южных районов Калужской области, подвергшихся воздействию от аварии на ЧАЭС. Также оценена роль факторов, влияющих на точность таких оценок. Было показано, что при прогнозировании уровней загрязнения 137Сз сельскохозяйственных угодий необходимо учитывать как распад радионуклидов, так и фактор проведения защитных и реабилитационных мероприятий.
В 2009 г. выпущен Атлас современных и прогнозных аспектов последствий аварии на ЧАЭС, где выполнены оценки уровней радиоактивного загрязнения территории России до 2056 г. с привязкой к населенным пунктам [10]. В то же время в населенных пунктах проводили специальные мероприятия для снижения плотности их загрязнения 137Сз, поэтому уровни загрязнения данным радионуклидом сельскохозяйственных угодий, как правило, являются более высокими. В настоящее время поверхностная плотность загрязнения 137Сз сельскохозяйственных угодий ряда хозяйств Брянской области превышает 1480 кБк/м2 (40 Ки/км2) и будет сохраняться на таких высоких уровнях достаточно длительное время [11]. Это приводит к необходимости выполнения прогнозных оценок уровней загрязнения 137Сз сельскохозяйственных угодий юго-западных районов Брянской области и определения периодов времени, когда произойдет естественное «очищение» данной территории в результате радиоактивного распада, т.е. снижения плотности загрязнения 137Сз территории до уровня менее 37 кБк/м2 (1 Ки/км2).
Материалы и методы. В шести наиболее радиоактивно загрязненных юго-западных районах Брянской области расположены 115 коллективных сельскохозяйственных предприятий (КСХП). Площадь сельскохозяйственных угодий в них составляет 324,7 тыс. га, включая 221,7 тыс. га пашни и 103,0 тыс. га сенокосно-пастбищных угодий. Наибольшее (29) число сельскохозяйственных предприятий функционирует в Климовском районе, наименее радиоактивно загрязненном. В наиболее загрязненных районах часть сельскохозяйственных угодий с максимальными уровнями загрязнения
137Сз выведена из хозяйственного оборота и не используется.
Для анализа и прогнозирования изменения радиационной обстановки был выполнен прогноз уровней загрязнения 137Сз пашни и лугопастбищных угодий по хозяйствам и районам для периода 2015-2030 гг. и далее до снижения плотности загрязнения данным радионуклидом ниже порога в 37 кБк/м2 (1 Ки/км2). Для каждого рассматриваемого года оценивали уровни загрязнения сельскохозяйственных угодий с учетом распада 137Сз по формуле:
сгф = ак • ехр
( \ (-0,693 А?)
, кБк/м2
где: бц - плотность загрязнения 137Сз сельскохозяйственных угодий в последний год радиологического обследования, кБк/м2; Л? - время, число лет, прошедших с последнего года радиологического обследования до расчетного года; Т1/2 - период полураспада 137Сз, равный 30,17 года.
Результаты исследований. Анализ
современной радиационной обстановки показал, что средние уровни загрязнения 137Сз сельскохозяйственных угодий в 2015 г. составляют 210 кБк/м2 и варьируют в очень широких пределах от 7 до 1217 кБк/м2 (табл. 1).
Воздействию аварии на ЧАЭС в наибольшей степени подверглись сельскохозяйственные угодья Новозыбковского района, где поверхностная плотность загрязнения 137Сз в 2015 г. составляет в среднем 335 кБк/м2 (9 Ки/км2). Однако, наиболее критичные сельскохозяйственные предприятия с максимальными уровнями выпадения 137Сз расположены в Красногорском районе. Так, в хозяйствах «Кирова» и «Имени 24 съезда» этого района средние уровни загрязнения 137Сз сельскохозяйственных угодий достигают величины более 1200 кБк/м2 (32 Ки/км2), а лугопастбищных угодий - 1370-1600 кБк/м2 (37-43 Ки/км2). В других исследуемых районах также есть предприятия с высокими уровнями загрязнения 137Сз сельскохозяйственных угодий. Например, в Гордеевском районе к ним относятся хозяйства «Дружба», «Мирный» и «Петровобудское». Средняя плотность загрязнения 137Сз сельскохозяйственных уго-
1. Поверхностная плотность загрязнения 137Cs сельскохозяйственных угодий хозяйств
Район Всего Пашня Сенокосы и пастбища
среднее min max среднее min max среднее min max
Гордеевский 221 85 422 182 63 340 281 104 570
Злынковский 218 22 655 193 19 581 296 37 873
Климовский 80 7 167 70 19 148 128 11 326
Клинцовский 125 15 348 96 15 222 187 19 500
Красногорский 267 37 1217 224 37 1132 349 37 1606
Новозыбковский 335 130 740 284 118 544 447 163 907
дий в этих хозяйствах превышает 370 кБк/м2 (10 Ки/км2). В Злынковском районе такими предприятиями являются ТОО «Родина» (средняя плотность загрязнения 137Сз 655 кБк/м2) и производственный кооператив «Сельхозхимия» (395 кБк/м2). В Климовском районе, наиболее радиологически благополучном из изученных, максимальная плотность загрязнения 137Сз лугопаст-бищных угодий зафиксирована в ООО «Нива» (325 кБк/м2), а средние уровни загрязнения данным радионуклидом в этом хозяйстве составляют 165 кБк/м2 (4,5 Ки/км2). В Клинцовском районе наиболее критичными являются совхоз «Майский» и колхоз «Охотник». Средние плотности загрязнения 137Сз сельскохозяйственных угодий в этих хозяйствах в настоящее время находятся на уровне 320-350 кБк/м2 (8,7-9,4 Ки/км2), а лугопастбищных угодий достигают 500 кБк/м2 (13,5 Ки/км2). В Новозыбковском районе наиболее радиоактивно загрязнены угодья семи хозяйств, а максимальная плотность загрязнения 137Сз отмечается в колхозе «Комсомолец» и хозяйстве «Решительный». В этих двух предприятиях средние уровни загрязнения 137Сз сельскохозяйственных угодий составляют 670740 кБк/м2 (18-20 Ки/км2), а лугопастбищных угодий - 850-925 кБк/м2 (23-25 Ки/км2).
Практически во всех хозяйствах уровни загрязнения 137Сз сенокосов и пастбищ выше аналогичных показателей пашни в среднем в 1,8 раза. Максимальная разница может достигать при этом 3 раз. Такие отличия обусловлены тем, что на пашне проводят ежегодную перепашку на различную глубину с перераспределением радионуклидов в почвенном профиле, в то время как на лугопастбищ-ных угодьях агромелиоративные мероприятия осуществляют в гораздо меньших объемах. Поэтому при планировании агропромышленного производства на радиоактивно загрязненных территориях эту особенность необходимо учитывать, поскольку до настоящего времени определенная доля продукции животноводства из хозяйств юго-западных районов области все еще не отвечает установленным радиологическим нормативам [5].
Из рассмотренных 115 хозяйств юго-западных районов Брянской области лишь в восьми из них уровни загрязнения 137Сз сельскохозяйственных угодий не превышают 37 кБк/м2 (1 Ки/км2) и их можно отнести к категории «чистых». Эти предприятия расположены в Злынковском (колхоз «им. Щорса»), Климовском (ООО «Сельхозкультура», ООО «Жеведа», ООО «Хоромное») и Клинцовском (колхоз «Трудовик», совхоз «Унеча», совхоз «Щор-совский», ГСХП «Семена») районах. В Гордеев-ском, Красногорском и Новозыбковском районах во всех агропромышленных предприятиях уровни загрязнения 137Сз сельскохозяйственных угодий превышают уровень 37 кБк/м2 (1 Ки/км2).
Анализ результатов прогнозных оценок изменения радиационной обстановки на пашне и лугопастбищных угодьях показал, что за ближайшие 15 лет (2015-2030 гг.) уровни загрязнения 137Сз всех сельскохозяйственых угодий по исследуемым районам снизятся примерно на 30%. Например, поверхностная плотность загрязнения 137Сз пашен в наиболее радиоактивно загрязненном
Новозыбковском районе в период с 2015 до 2030 гг. уменьшится в среднем с 284 до 201 кБк/м2, в то время как в Климовском районе, наименее загрязненном 137Сз, аналогичный показатель снизится с 70 до 49 кБк/м2 (рис. 1А). Схожая динамика уменьшения поверхностной плотности загрязнения 137Сз наблюдается и по другим районам. В то же время, несмотря на продолжительный временной период оценок, следует отметить, что за 15 лет радиационная обстановка в сфере сельскохозяйственного производства исследуемых районов существенно не изменится. Так, если из 115 хозяйств не являются радиоактивно загрязненными (плотность загрязнения по 137Сз менее 37 кБк/м2) лишь 7%, то к 2030 г. доля таких предприятий составит 17% (19 хозяйств), т.е. радиоактивное загрязнение сельскохозяйственных угодий юго-западных районов Брянской области будет сохраняться достаточно продолжительное время. Исходя из этого был проведен расчет периодов времени, в течение которого поверхностная плотность загрязнения 137Сз снизится до уровня менее 37 кБк/м2 (1 Ки/км2). Оценка выполненных прогнозов показала, что плотность загрязнения 137Сз сельскохозяйственных угодий 115 хозяйств до уровня менее 37 кБк/м2 снизится к 2050 г. в 33% из них, к 2100 г. - в 78% и к 2150 г. - в 98%. В наиболее критичном сельскохозяйственном предприятии «Имени 24 съезда» Красногорского района снижение поверхностной плотности загрязнения 137Сз участков сенокосов и пастбищ до уровня менее 37 кБк/м2 произойдет лишь к 2180 г.
На основе прогнозных оценок для каждого из исследуемых юго-западных районов Брянской области был определен период времени, когда хотя бы в одном из хозяйств поверхностная плотность загрязнения 137Сз сельскохозяйственных угодий снизится до уровня менее 37 кБк/м2. Из данных таблицы 3 видно, что в Новозыбковском районе лишь к 2080 г. уровни загрязнения 137Сз сенокосов и пастбищ станут ниже 37 кБк/м2, а полное «очищение» лугопастбищных угодий за счет естественного распада будет проходить до 2155 г. В Красногорском районе такой период времени будет максимальным и продлится до 2180 г. Сделанные прогнозные оценки позволяют сформировать общую картину сохранения радиологических проблем на сельскохозяйственных угодьях юго-западных районов Брянской области.
2. Год, когда поверхностная плотность загрязнения 137Сs сельскохозяйственных угодий в хозяйствах юго-западных районов Брянской области не превысит 37 кБк/м2 (1 Ки/км2)
Район Всего Пашня Сенокосы и пастбища
тш тах тш тах тш тах
Гордеевский 2050 2120 2035 2110 2060 2135
Злынковский до 2015 2140 до 2015 2135 до 2015 2150
Климовский до 2015 2080 до 2015 2075 до 2015 2110
Клинцовский до 2015 2110 до 2015 2095 до 2015 2130
Красногорский 2015 2165 2015 2165 2015 2180
Новозыбковский 2070 2145 2065 2130 2080 2155
А
■ -1 □ - 2 ■ - 3 □ -4 0-5 В-6
300 -| 250 -
м
2015
Б
2020 2025 2030 Годы
■ -1 □ - 2 □ - 3
□ - 4 0-5 В - 6
500 -л
ШШШ
2015
2020 2025 2030
Годы
В
■ -1 □ - 2 □ - 3
0-4 0-5 В - 6
я
о; Я
И
а а
Ь« гл
5 а
уГ
о «
Я -1 н
о
400 350 300 250 200 150 100 50 0
ММ
2015 2020 2025 2030
Годы
Прогноз изменения поверхностной плотности загрязнения сельскохозяйственных угодий юго-западных районов Брянской области А - пашня, Б - сенокосы и пастбища, В - среднее (1 - Гордеевский;
2 - Злынковский;
3 - Климовский;
4 - Клинцовский;
5 - Красногорский;
6 - Новозыбковский
районы)
Таким образом, в результате проведенных ис- исследуемых районов будут относиться к зонам следований дан прогноз изменения поверхност- радиоактивного загрязнения. Прогнозные оценки ной плотности загрязнения 137Cs сельскохозяй- показали, что плотность загрязнения 137Cs ственных угодий хозяйств шести юго-западных сельскохозяйственных угодий 115 хозяйств до районов Брянской области, в наибольшей степе- уровня менее 37 кБк/м2 снизится к 2050 г. в 33% ни подвергшихся воздействию от аварии на из них, к 2100 г. - в 78% и к 2150 г. - в 98% ЧАЭС. Результаты расчетов показали общее сельскохозяйственных предприятий. В снижение средней плотности загрязнения 137Cs Красногорском районе в хозяйстве с почв сельскохозяйственных угодий на 30% за 15 макисмальными уровнями загрязнения 137Cs пол-лет. В то же время отмечено, что даже после ное «очищение» лугопастбищных угодий от дан-2030 г. более 80% сельскохозяйственных угодий ного радионуклида произойдет лишь к 2180 г.
Литература
1. Сборник «Инструкции и методические указания по оценке радиационной обстановки на загрязненной территории». - М.: Гидрометеоиздат, 1989. - 148 с.
2. Сельскохозяйственная радиоэкология / Под ред. Н.А. Корнеева, Р.М. Алексахина. - М.: Экология, 1992. - 400 с.
3. Воробьев Г.Т., Гучанов Д.Е., Маркина З.Н. и др. Радиоактивное загрязнение почв Брянской области. - Брянск: Грани, 1994. - 148 с.
4. Загрязнение почв Брянской, Калужской, Тульской и Орловской областей. - Брянск, 1993. - 67 с.
5. Сотникова Н.А., Панов А.В., Курбаков Д.Н. База данных по технологиям ведения растениеводства на радиоактивно загрязненных территориях, составленная по результатам научных исследований // Агрохимический вестник, 2015, № 2. -С. 15-18.
6. Чернобыль: 25 лет спустя / Под ред. С.К. Шойгу. - М., 2011. - 354 с.
7. Прудников П.В., Карпеченко С.В., Новиков А.А. и др. Агрохимическое и агроэкологическое состояние почв Брянской области. - Брянск: Изд-во ГУП «Клинцовская городская типография», 2007. - 608 с.
8. Методика прогнозирования уровней загрязнения почв сельскохозяйственных угодий, при которых обеспечивается получение нормативно чистых продуктов питания / Н.И. Санжарова, А.В. Панов, Г.И. Попова и др. - Обнинск: ГНУ ВНИИСХРАЭ, 2007. - 17 с.
9. Панов А.В., Иванова Е.Г., Соломатин В.М. и др. Оценка факторов, влияющих на изменение плотности загрязнения 137Сз сельскохозяйственных угодий // Доклады РАСХН, 2011, № 2. - С. 28-31.
10. Атлас современных и прогнозных аспектов последствий аварии на Чернобыльской АЭС на пострадавших территориях России и Беларуси (АСПА Россия-Беларусь) / Под ред. Ю.А. Израэля и И.М. Богдевича. - Москва-Минск: Фонд «Инфосфера» - НИА-Природа, 2009. - 139 с.
11. Паспорт безопасности проживания на радиоактивно загрязненных территориях. Сельскохозяйственное предприятие СХПК «Комсомолец» Новозыбковского района Брянской области. - Обнинск, 2014. - 56 с.
УДК 633.2.03(255):504.5:546.36(476)
СПОСОБЫ ОПТИМИЗАЦИИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЕСТЕСТВЕННЫХ КОРМОВЫХ УГОДИЙ ПОЙМЕННЫХ ЛАНДШАФТОВ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ РАДИОНУКЛИДАМИ
Т.А. Тимофеева, к.б.н.
Гомельский государственный университет им. Ф. Скорины, e-mail: [email protected]
Предложены способы оптимизации использования естественных сенокосно-пастбищных угодий, загрязненных долгоживущими радионуклидами 137Cs и 90Sr на примере пойменной экосистемы реки Сож в Гомельской области. Дана оценка радиоэкологической и биогеохимической обстановки в пойменном ландшафте и разработаны рекомендации для частичного или выборочного использования поймы с учетом плотности загрязнения почвы и действия геохимических барьеров (участков, в силу каких-либо геохимических особенностей, аккумулирующих повышенные концентрации 137Cs и 90Sr) в пойме и исключения данных участков из сельскохозяйственного использования. С учетом пространственно-временной дифференциации распределения радионуклидов (различия в накоплении травостоем в первом и втором укосах) даны рекомендации по наиболее оптимальному использованию для каждого фациального элемента пойменного ландшафта с целью снижения поступления радионуклидов в корма животных.
Ключевые слова: пойма, сенокосно-пастбищные угодья, геохимические барьеры, радионуклиды, Республика Беларусь.
