П. В. Прудников По прошествии 20-летнего периода после Чернобыльской катастрофы, приведшей к загрязнению радионуклидами практически всей территории Брянской области, радиоэкологическая обстановка остается по-прежнему

Вид материала

Документы

Содержание Объемы реабилитационных работ Радиоактивное загрязнение сельскохозяйственной продукции и кормов Стратегия применения защитных мероприятий и их экономическое Миграция радионуклидов в аграрных и луговых экосистемах

Подобный материал:

• Об обмене удостоверений участников ликвидации последствий катастрофы на Чернобыльской, 195.62kb.
• Конституцией Российской Федерации, федеральными конституционными закон, 42.98kb.
• Об обмене удостоверений участников ликвидации последствий катастрофы на Чернобыльской, 560.55kb.
• Льготы и гарантии гражданам, принимавшим участие в ликвидации последствий катастрофы, 82.19kb.
• Оценки последствий Чернобыльской катастрофы, 174.81kb.
• Радиации вследствие катастрофы на чернобыльской аэс, 820.17kb.
• План подготовки и проведения мероприятий, посвященных 25-й годовщине катастрофы, 102.56kb.
• Аварии на Чернобыльской аэс. Последствия и радиационная обстановка в 2011 году на территориях, 53.86kb.
• Примерный перечень, 148.81kb.
• На Чернобыльской аэс (далее удостоверение потерпевшего) на удостоверение пострадавших, 77.63kb.

Динамика изменения радиационной обстановки на почвах сельхозугодий Брянской области и миграция радионуклидов в аграрных и луговых экосистемах

П.В. Прудников


По прошествии 20-летнего периода после Чернобыльской катастрофы, приведшей к загрязнению радионуклидами практически всей территории Брянской области, радиоэкологическая обстановка остается по-прежнему сложной.

Одной из основных проблем является получение продуктов питания с содержанием радиоактивных веществ в пределах нормативных уровней. Для производства сельхозпродукции, отвечающей требованиям санитарных норм, необходима объективная оценка уровней загрязнения почв, сельхозпродукции и сырья основным дозообразующим радионуклидом ¹³⁷Cs.

Центр «Агрохимрадиология» занимается данной проблемой с 1978 года, как составное звено, входящее в систему наблюдения лабораторного контроля (СНЛК) России. После аварии, начиная с мая 1986 года, проводит мониторинг радиационной обстановки на почвах сельскохозяйственных угодий. За это время проведено 4 тура обследования в юго-западных районах, по 3 тура в Брасовском, Дятьковском, Карачевском, Стародубском; но 2 тура Погарском, Севском, в остальных, менее загрязненных районах по одному туру. Изменение радиационной обстановки отслеживается и на 67 контрольных точках и реперных участках.

По результатам обследований всем хозяйствам выдавались электронные карты радиационной обстановки с приложением руководства но ведению сель­скохозяйственного производства в условиях радиоактивного загрязнения, составлены районные и областные карты загрязнения почв сельхозугодий цезием-137.

В настоящее время ежегодно проводится картирование почв с/х угодий на площади 85÷110 тыс. га, в основном на почвах с плотностью загрязнения свыше 1 Ки/км². При этом отбирается и анализируется около 4 тыс. проб почвы, Проводится гамма-съемка местности.

В 2005 году радиологическое обследование почв проведено в Стародубском, Севском и Суземском районах на площади 100,3 тыс.га.

Распределение сельскохозяйственных угодий Брянской области на 01.06.2006 по уровням загрязнения ^l37Cs приведено в табл. 1.



В настоящее время почвы сельхозугодий области имеют средневзвешен­ную плотность загрязнения ^I37Cs – 2,24 Ки/км², что превышает доаварийный уровень примерно в 60 раз, а по Новозыбковскому району в 240 раз, Красногор­скому и Гордеевскому – 200 раз.

В настоящее время в 14 наиболее чистых районах области территории с/х уго­дий с плотностью загрязнения свыше 1 Ки/км² занимают площадь 91,6 тыс. га. На таких почвах необходимо вести периодический контроль за радиационной обстановкой и проводить комплекс реабилитационных мероприятий, направленных на получение нормативно чистой сельскохозяйственной продукции.

За 20 лет площадь территорий в различных первоначально установленных зонах заметно перераспределилась, табл. 2. Так площадь территорий с плотностью загрязнения свыше 1,5 МБк/м² (40 Ки/км²) в юго-западных районах об­ласти сократилась более чем в 3 раза.



Территорий с плотностью загрязнения свыше 1 Ки/кмг насчитывается 449,7 тыс. га или 26,8% всех с/х угодий. Большая часть этих почв приходится на юго-западные районы – 358,1 тыс. га или 76,4% от загрязненных почв об­ласти. Наиболее загрязнены с/х угодья 7-ми районов, там территории с плотно­стью загрязнения свыше 5 Ки/км² составляют 159,4 тыс. га или 34,0%.

Территории с плотностью загрязнения свыше 15 Ки/км² распространены на площади 35,9 тыс. га, или 7,7% всех сельхозугодий в 5 районах: Гордеевском – 5,5 тыс. га (100%), Злынковском – 3,6 тыс. га (11%), Клинцовском 2 тыс. га (3,2%), Красногорском – 10,7 тыс. га (17,2%) и Нонозыбковском –14,1 тыс. га (25%).

На таких почвах вести сельскохозяйственное производств) без обязательного и в полном объеме проведения реабилитационных защитных мероприя­тий невозможно с точки зрения действующих санитарных норм.

Радиационное состояние почвенного покрова районов юго-западной зоны, остается все еще сложным, трудным и коренного перелома в этом состоянии еще не наступило. О чем говорят и данные, приведенные на диаграмме (рис. 1).



За время, прошедшее после аварии на ЧАЭС, радиационная обстановка на почвах сельскохозяйственных угодий претерпела изменения в сторону улучшения, но процесс очищения почв от радиоцезия идет очень медленно. В группу «чистых» (до 1 Ки/км²) перешло только 176,7 тыс. га, что составляет всего лишь 10,5% общей площади сельхозугодий, по юго-западным районам в раз­ряд «чистых» почв перешло всего лишь 56,1 тыс. га или 13,0 %. В ряде районов степень загрязнения почв настолько велика, что даже время не сыграло существенной роли в этом процессе (в Новозыбковском, Гордеевском и Красногорском районах доля перехода составила 1-3 %). Данный факт говорит о том, что изначально плотность загрязнения большей территории юго-западной зоны области была достаточно высокой.

Основными факторами снижения уровня загрязнения почв остаются: естественный распад радионуклидов, миграционные процессы по профилю почвы и перераспределение за счет хозяйственной деятельности человека. На пашне перемещение радиоцезия по профилю почвы происходит в основном под влия­нием вспашки на глубину до 20 см. На лугах и пастбищах 64-75% всех запасов радиоцезия находится в слое 0-10 см, 20-31 % в слое 10-15 см и лишь незначительное его количество мигрировало в более глубокие слои почвы.

По сравнению с 1986 годом в юго-западных районах произошло также снижение и мощности дозы гамма-излучения от 7 до 13 раз, хотя заметная часть та­кого снижения и приходилась на первый год.

Параллельно с указанной работой до 2005 года, Центр проводил ежегодно дополнительно радиологическое обследование почв сельхозугодий в «критических» хозяйствах на площади около 25 тыс. га и делал примерно 1600 анали­зов почв и производимой продукции по программе «Преодоление последствий радиационных аварий на 2001-2010 годы» финансируемой из средств Феде­рального бюджета, по линии МЧС.

Из этого же источника проводилось финансирование метрологического обеспечения дозиметрической аппаратуры и обучение специалистов на курсах «Усовершенствования» при НТЦ «Экспертцентр».

Проводилась закупка пищевой добавки йодказеин, обладающей, в том числе и радиопротекторными свойствами, для организации производства йодирован­ной хлебобулочной продукции для населения, проживающего на радиоактивно загрязненных территориях Брянской, Орловской, Калужской, Тульской облас­тей. Произведено более 800 тонн хлебобулочных изделий обогащенных йодказеином, в том числе более 627 тонн поступало в розничную продажу семи юго-западных районов Брянской области.

С 2005 года финансирование работ по ФЦП «Преодоление последствий аварий на 2001-2010 годы» прекращено. В связи с чем, сокращаются объемы работ по радиологическому обследованию почв с/х угодий и с/х продукции, производству йодированных хлебобулочных изделий.

Объемы реабилитационных работ

Радиоактивное загрязнение почв привело к серьезному нарушению нормативного ритма работ в сельском хозяйстве. В области после аварии было выве­дено из сельскохозяйственного оборота более 17 тыс. га угодий. Полностью прекратили сельскохозяйственную деятельность 3 колхоза в Красногорском и Новозыбковском районах, в 47 хозяйствах были существенно изменены специализация и структура посевных площадей.

Создавшаяся радиоэкологическая обстановка потребовала проведения масштабных противорадиационных мероприятий. В период с 1986 по 1992 г. в агропромышленном комплексе они проводились в оптимальных объемах, что позволило свести до минимума производства сельскохозяйственной продукции с уровнем загрязнения выше установленных нормативов. За период с 1986 по 1990 годы только в юго-западных районах области было глубоко перепахано 180 тыс. га с/х угодий, внесены калийные удобрения на площади 246,0 тыс. га, профосфоритовано 140,1 тыс. га, произвестковано 202,4 тыс. га кислых почв, проведено коренное улучшение сенокосно-пастбищных угодий на площади 97,6 тыс. га. Применение вышеуказанных мероприятий позволило создать в почвах агрохимические барьеры на пути поступления радионуклидов из почвы в растения, что позволило получать в основном нормативно чистую продук­цию растениеводства.

Начиная с 1993 года, финансовые ограничения не позволили проводить реабилитационные мероприятия в необходимых объемах (табл. 3), вследствие чего темпы снижения содержания радионуклидов в сельхозпродукции стали замедляться, а в отдельных случаях отмечаются тенденции к росту содержания ¹³⁷Cs в с/х продукции.

Табл. 3. Среднегодовые объемы реабилитационных и защитных мероприятий

Наименование мероприятий	Ед. изм.	Периоды
		1986-1990	1991-1995	1996-2000	2001-2005
Контроль над радиационным загрязнением пахотных земель и естественных кормовых угодий	тыс. га	430,0	298,1	93,4	106,8
Мониторинг радиоактивного заг­рязнения производимой сельско­хозяйственной продукции, сырья и продуктов питания	тыс. проб	12,7	11,8	5,5	5,0
Агрохимические работы: известкование	тыс. га	185,1	81,1	7,5	18,6
фосфоритование		113,9	70,0	14,6	7,2
калиевание		116,0	84,6	49,7	22,7

Объемы наиболее значимых агрохимических мероприятий, предусматривающих известкование, фосфоритование кислых почв, внесение органических ^и минеральных удобрений, особенно калийных, в юго-западных районах уменьшились в 4+9 раз, а в целом по области в 5+16 раз.

К сожалению, планируемые реабилитационные защитные мероприятия на 05-2006 годы покрывают потребность в известковании и фосфоритовании на 17%, внесение калийных удобрений за последние два года совсем не проводилось.

В результате площади кислых почв в этих районах увеличилась на 18 тыс. га, площади почв с пониженным содержанием фосфора – на 15 тыс. га, и калия – на 58,4 тыс. га, в 104 хозяйствах, что привело к отрицательному балансу этих элементов питания в почве и прекращению снижения содержания цезия-137 особенно в пищевой продукции сельского хозяйства и кормах. Практически перестал уменьшаться уровень загрязнения почв радионуклидами, особенно на естественных сенокосах и пастбищах. Отрицательный баланс основных эле­ментов питания за последние три года составил по: азоту – 9 кг, калию – 48 кг, кальцию – 280 кг/га, фосфору – 15 кг, магнию – 90 кг, гумусу – 450 кг/га.

Между тем, как показали исследования Брянского Центра «Агрохимрадиология», доведение почвенной кислотности дерново-подзолистых супесчаных и легкосуглинистых почв до значений, близких к нейтральному, позволило сни­зить поступление ¹³⁷Cs в зерно в 1,3-4,9 раза, в клубни картофеля –в 1,5 раза и в сено многолетних трав – в 2,1÷2,5 раза.

Для оптимизации агрохимических свойств почвы и снижения поступления радионуклидов в урожай ежегодные объемы известкования по области долж­ны составлять 75 тыс. га, в том числе на радиоактивно загрязненных землях 20 тыс.га, фосфоритования – 30 тыс.га и 10 тыс.га соответственно. Необходимо вносить не менее 120 кг на 1 га действующего вещества калийных удобрений, на сильно загрязненных ¹³⁷Cs почвах с низким содержанием калия предусмат­ривать 1 раз в 3 года внесение высоких (180-220 кг/га д.в.) доз калийных удоб­рений (прием калиевания). Этот вид работ ежегодно нужно проводить на площади 53 тыс.га.

Радиоактивное загрязнение сельскохозяйственной продукции и кормов Одним из основных критериев оценки радиационной ситуации служит по­казатель содержания ¹³⁷Cs в сельскохозяйственной продукции. Постоянный мониторинг этого показателя обусловлен масштабностью, долговременным характером и высокими уровнями загрязнения почв сельскохозяйственных угодий юго-западных районов Брянской области и низкими темпами снижения радионуклидов в них, соответственно в продукции. Особенно важен контроль качества сельхозпродукции на территориях с плотностью загрязнения почв свыше 15 Ки/км².

Увеличение производства сельскохозяйственной продукции, несоответствующей радиационным стандартам произошло вследствие:

• введения более жестких нормативов, регламентирующих допустимые уровни содержания радионуклидов в сельскохозяйственной продукции (СанПиН 2.3.2.1078-01);
  
• экономического кризиса в России, обусловившего резкое сокращение инвестиций в аграрное производство;
  
• невыполнения Закона о радиационной безопасности правительственными
  органами;
  

прекращения финансирования федеральных целевых программ, направленных на реабилитацию загрязненных территорий.

Проведенный контроль качества продовольственных культур и кормов за последние 3 года показывает, что превышение СанПиН 2.3.2.1078-01 и КУ но зерну составило в среднем 8%, по зеленой массе превышение норматива составляет 27%, а в хозяйствах Клинцовского района превышение составило 51%, Новозыбковских хозяйствах – 39%, превышение но сену, в среднем но хозяйствам юго-западных районов, составляет 46%, молоку и мясу превыше­ние составило соответственно 19 и 22%.

Контроль качества продукции растениеводства в «критических» хозяйст­вах за 2005 год показал, что превышение КУ-94 по сену в Гордеевском районе составляет 43%, Новозыбковском – 23%; но зеленой массе трав в Гордеевском районе – 23%, Клинцовском – 11% и Новозыбковском 34%.

Высокие уровни загрязнения кормов до настоящего времени обуславлива­ют производство продукции животноводства не соответствующей санитар­но-гигиеническим нормам.

Деградация почвенного плодородия за последние пять лет значительно ослабила агрохимические антирадиационные барьеры, что способствовало свободному поступлению радиоцезия в сельскохозяйственную продукцию.


Стратегия применения защитных мероприятий и их экономическое

обеспечение

В системе мероприятий но ликвидации последствий аварии на Чернобыльской АЭС осуществление защитных мер в агропромышленном производстве занимает одно из центральных мест. Это связано с рядом причин. Во-первых, потребление сельскохозяйственных продуктов, произведенных на загрязнен­ных территориях, является одним из основных источников дополнительного облучения населения. Во-вторых, выполнение контрмер в агропромышленном комплексе важно при реабилитации сельскохозяйственных угодий.

Главной особенностью территорий юго-западных районов Брянской облас­ти наиболее сильно подвергшихся радиоактивному загрязнению является и то, что здесь расположены малоплодородные и слабоокультурсниые почвы (дер­ново-подзолистые, болотно-торфяные и др.) и это обуславливает повышенный переход радионуклидов из почвы в растения.

Планируемые специальные приемы: известкование, фосфоритование, применение повышенных доз калийных удобрений, проведение культуротехнических работ, глубокая запашка верхнего слоя почвы позволит относительно быстро повысить экологическую радиоустойчивость почвенного покрова в критических» хозяйствах юго-западных районов Брянской области.

Учитывая, что действие гумуса, обменного калия, почвенной кислотности, подвижного фосфора происходит в сложных комбинациях друг с другом, целесообразно объединить их в антирадиационную модель плодородия почв, где:

• содержание гумуса должно быть – 2,5-3,5 %;
  
• содержание обменного калия – 250-350 мг/кг;
  
• содержание подвижного фосфора – 200-300 мг/кг;
  
• почвенная кислотность (pH_kcl) – 6,0-6,5.
  

Понятие «агрохимические антирадиационные барьеры» введено для обозначения такого состояния почвенного плодородия, при котором резко уменьшается поступление радионуклидов в растения, вследствие чего производимая продукция растениеводства отвечает требованиям санитарно-гигиенических норм. Для юго-западных районов была разработана антирадиационная модель плодородия почв, табл. 4.



Выполнение мероприятий по известкованию, фосфоритованию, внесению повышенных доз калийных удобрений, проведение культуртехнических работ позволит повысить почвенное плодородие, увеличить продуктивность гектара сельхозугодий до 28-30 ц к. ед. на гектаре. На каждый вложенный рубль затрат условно чистый доход составит в среднем 1,28-1,35 рубля, что позволит обеспечить расширенное воспроизводство отрасли растениеводства и животноводст­ва и обеспечить население «чистыми» продуктами питания соответствующими нормам СанПиН-2.3.2.1078-01.

По нашим расчетам ежегодные объемы реабилитационных и защитных мероприятий, направленных на получение нормативно-чистой продукции в «критических» хозяйствах Брянской области составляют 216,4 млн. рублей.

Миграция радионуклидов в аграрных и луговых экосистемах Изучение распределения и перераспределения радиоактивных веществ в различных типах экосистем вызвано необходимостью получения на загрязнен­ных территориях сельскохозяйственной продукции, отвечающей требованиям радиационной безопасности. Одной из важнейших особенностей изучения по­ведения радионуклидов в почвенно-растительном покрове является корректи­ровка хозяйственного использования земель и целесообразность проведения тех или иных мероприятий, в частности коренного улучшения сенокосов и па­стбищ, а также подбор различных видов сельскохозяйственных культур.

Исследования миграционных особенностей радиоактивных веществ по почвенному профилю проводились в сильнозагрязненных юго-западных районах области на дерново-подзолистых супесчаных почвах, а также на болот­ных и аллювиальных, разной степени окультуренности.

Особое внимание уделялось изучению вертикальной миграции ^l37Cs. За годы, прошедшие после аварии на ЧАЭС, загрязнение радионуклидами из поверхност­ного (1986 г.) стало комбинированным и, главным образом, внутрипочвенным. Большое значение стали иметь процессы внутрипочвенной миграции (верти­кальной и горизонтальной).

Наши исследования по изучению динамики миграции ^l37Cs проводились как на нетронутых ландшафтах, так и на сельхозугодиях, где проводились раз­личные мероприятия, снижающие поступление ¹³⁷Cs в продукцию (коренное улучшение лугов, заглубленная вспашка с перемещением загрязненного слоя в более глубокие горизонты).

Анализ ниже представленных данных показывает, что профиль и характер миграции зависит от химических и физических свойств почвы, а также от тех или иных способов обработки почвы. Наиболее сильное нарушение начально­го профиля без изменения полного запаса радионуклидов происходит при вспашке, особенно многократной (табл. 5).

Из таблицы 5 видно, что на пашне, независимо от механического состава, ежегодное перемешивание во время вспашки привело к перераспределению ^I37Cs в пределах пахотного горизонта. Оно более равномерно, чем после корен­ного улучшения лугов. Хочется отметить, что содержание ^l37Cs в пахотном го­ризонте в зависимости от времени года и от размещаемых в севообороте культур неодинаково. В 1993 году на пашне была проведена заглубленная вспашка (0-30 см) и весь радиоактивный цезий перемешался в слое 0-30 см. В последние годы вспашка проводилась на обычную глубину (0-20 см) и в это время наблюдается интересная закономерность в миграции ¹³⁷Cs. Если весной в подпахотном горизонте наблюдается некоторое увеличение содержания радиоцезия, то осенью, вследствие подтягивания его корнями растений, он ока­зывается в горизонте 0-20 см. Эта закономерность объясняется еще и чем, что на экспериментальном участке поля в последние годы возделываются в основ­ном зерновые культуры.

На улучшенном сенокосе (табл. 6), где в 1993 году было проведено коренное улучшение, наблюдается неравномерное распределение ¹³⁷Cs по пахотному горизонту, вследствие неравномерного захоронения дернины, где в основном и был изначально аккумулирован цезий. В последующие годы наблюдается перемещение ¹³⁷Cs главным образом в слое 0-20 см. Миграции в более глубокие слои профиля не обнаружено.




На пойменных лугах в первые ходы после аварии максимальное содержание ¹³⁷Сs приходилось на верхний горизонт, представленный дерниной (0-5 см). В следующие годы (табл. 7) произошли некоторые изменения содержания цезия в почве вследствие его естественной вертикальной миграции в 1995 году 86,2% его наблюдается в слое 0-10 см, а в 2004 году в этом же слое его содер­жится 53,6%, в слое 10-15 см – 31,4%.




Одним из результативных приемов, дающих снижение накопления радионуклидов в растениях при поступлении их из почвы, является перемещение загрязненного слоя почвы в более глубокие горизонты. Изучение динамики миграции ¹³⁷Cs при проведении данного мероприятия показало, что при естественном залужении таких участков, по мере их освоения расте­ниями и животными, количество радионуклидов, выносимых в верхние слои, заметно выросло (табл. 8).

Необходимо отметить, что проникновение ¹³⁷Cs вниз по профилю наблюдается до глубины 1,0 м на всех типах экосистем. Дальнейшие наблюдения за по­ведением радионуклида на различных типах почв позволят прогнозировать накопление его в растениях.