РАДИАЦИОННО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЙ МОНИТОРИНГ АГРОЭКОСИСТЕМ В РАЙОНЕ БЕЛОЯРСКОЙ АЭС

• Published in: Izvestiâ Tomskogo politehničeskogo universiteta. Inžiniring georesursov Vol. 332; no. 3; pp. 146 - 157
• Main Authors: Панов, Алексей Валерьевич, Трапезников, Александр Викторович, Кузнецов, Владимир Константинович, Коржавин, Александр Васильевич, Исамов, Низаметдин Низаметдинович, Гешель, Ирина Викторовна
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: 27.03.2021
• ISSN: 2500-1019; 2413-1830
• DOI: 10.18799/24131830/2021/3/3110

Актуальность. Поступление в окружающую среду техногенных радионуклидов при эксплуатации АЭС может привести к их аккумуляции в отдельных звеньях трофической цепи, что повлияет на формирование дозовых нагрузок на население. Сельскохозяйственная продукция и местные продукты питания, производящиеся вблизи АЭС, являются одним из основных источников поступления радионуклидов в организм человека, проживающего в районе размещения атомной электростанции. Цель: оценка современной радиационной обстановки в районе Белоярской АЭС и АО «Институт реакторных материалов» на основе созданной системы радиационно-экологического мониторинга аграрных экосистем. Объекты. Мониторинговые исследования аграрных экосистем проведены в 2013 и 2019 гг. в 30-км зоне вокруг радиационно-опасных объектов. На различном расстоянии и направлениях от них заложены контрольные участки на пашне – 15, лугопастбищных угодьях – 13 и огородах населенных пунктов – 13. На контрольных участках измеряли мощность дозы, отбирали пробы почв, продукции растениеводства, кормопроизводства и продуктов питания. Методы. Всего исследовано в 2013 г. – 137, в 2019 г. – 94 образца. В компонентах агроэкосистем оценивали содержание 40К, 226Ra, 232Th, 90Sr, 137Cs и 239,240Pu. В сельскохозяйственной и пищевой продукции дополнительно определяли 3H и 14C. Результаты. Показано, что содержание 90Sr в почве агроэкосистем в районе радиационно-опасных объектов составляет 4,3…7,2 Бк/кг, 137Cs варьирует в пределах 7,5…18,9 Бк/кг. Диапазон вариации содержания естественных радионуклидов составляет: для 40K 286…432 Бк/кг, для 226Ra 16,1…21,7 Бк/кг, для 232Th 20,1…25,5 Бк/кг. Среднее содержание 239,240Pu в почве агроэкосистем составило 0,13 Бк/кг при вариации 0,07…0,25 Бк/кг. Мощность дозы находилась в диапазоне 0,08…0,13 мкЗв/ч, при среднем 0,10 мкЗв/ч. Уровни загрязнения 137Cs пашни варьировали в пределах: 1,1…3,9 кБк/м2 в 2013 г. и 1,3…2,5 кБк/м2 в 2019 г. Диапазон данных по плотностям загрязнения 137Cs лугопастбищных угодий оказался шире: 1,5…4,5 кБк/м2 в 2013 г. и 1,6…5,2 кБк/м2 в 2019 г. Плотности загрязнения 137Cs почв огородов находились в пределах 0,9…7,7 кБк/м2. Содержание 40K в продукции растениеводства района АЭС варьировало в пределах от 48 до 526 Бк/кг, что определяется видовыми особенностями растений и характеристиками почв, где выращиваются культуры. В продукции кормопроизводства накопление 40K отмечено в диапазоне 260…543 Бк/кг, в продукции животноводства в пределах 18…97 Бк/кг. Удельная активность радионуклидов в зерне отмечена в диапазонах: для 90Sr 1,03…2,8 Бк/кг, для 137Cs 0,15…0,94 Бк/кг. Максимальные уровни накопления 137Cs зафиксированы в ячмене (0,94 Бк/кг) и были ниже норматива СанПиН в 64 раза. Среди овощей, картофеля и бахчевых максимальные уровни удельной активности как 90Sr (0,84 Бк/кг), так и 137Cs (0,26 Бк/кг) отмечались в свекле в 2013 г., однако они были ниже нормативов СанПиН в 45 и 300 раз, соответственно. В соломе зерновых среднее содержание 90Sr варьировало в пределах 2,3…3,6 Бк/кг, 137Cs 0,7…2,1 Бк/кг. В травостое этот диапазон составлял 1,2…3,5 Бк/кг для 90Sr и 0,5…1,8 Бк/кг для 137Cs, соответственно. Максимальные уровни удельной активности 90Sr в соломе (3,6 Бк/кг) оказались в 50 раз ниже норматива по содержанию этого радионуклида в кормах, по 137Cs (2,1 Бк/кг) эта разница составила 190 раз. Максимальные уровни содержания 90Sr в траве (3,5 Бк/кг) были в 14 раз ниже норматива, по 137Cs (1,76 Бк/кг) почти в 56 раз. В 2013 и 2019 гг. динамика содержания техногенных радионуклидов в молоке была разнонаправленной: по 90Sr оно несколько возросло, по 137Cs уменьшилось. Однако даже максимальные значения объемной активности 90Sr (0,41 Бк/л) и 137Cs (0,11 Бк/л) в молоке оказались ниже граничных уровней, установленных нормативами СанПиН в 60 раз по радиостронцию и в 900 раз по радиоцезию. Нормируемое содержание 137Cs в говядине (0,12 Бк/кг) в 2019 г. оказалось более чем в 1,5 тыс. раз ниже требований СанПиН. Показано, что 3H и 14C в сельскохозяйственных и пищевых продуктах в большей степени накапливаются в кормах сельскохозяйственных животных (82…255 Бк/кг), чуть меньше в продовольственном зерне (40…82 Бк/кг). Далее по степени накопления 3H и 14C следуют молоко и картофель (10…95 Бк/кг) и в наименьшей степени данные радионуклиды аккумулируются в овощах (3…8 Бк/кг). Результаты радиационно-экологического мониторинга агроэкосистем показали, что многолетние нормализованные выбросы Белоярской АЭС и АО «Институт реакторных материалов» не привели к регистрируемому увеличению содержания техногенных радионуклидов в почве, сельскохозяйственной продукции и продуктах питания по сравнению с региональным фоном. Отмечена необходимость дальнейшего изучения закономерностей накопления 3H и 14C в сельскохозяйственной и пищевой продукции района размещения АЭС.