Адресная реабилитация сельских населённых пунктов юго-запада Брянской области в отдалённый период после аварии на Чернобыльской АЭС

пищевых продуктов с повышенным содержанием 137Cs [12-14]. Всё это приводит к необходимости продолжения проведения комплекса работ по реабилитации наиболее критичных по облучению НП и возвращения их к условиям нормальной жизнедеятельности по радиационному фактору [15].

Важность реабилитации сельских НП отмечалась ещё в начале 2000-х годов МАГАТЭ, которое инициировало региональный проект RER/9/074 «Стратегии долгосрочных защитных мероприятий и мониторинг облучения населения сельских территорий, пострадавших после чернобыльской аварии». В рамках этого проекта была разработана специализированная система поддержки принятия решений (СППР) по оптимизации применения защитных мероприятий в сельских НП в отдалённый период после аварии на ЧАЭС – ReSCA. Для сельских НП юго-запада Брянской области с помощью данной СППР была разработана стратегия адресной реабилитации [16]. В то же время, за прошедшие 15-20 лет радиационная обстановка, демографическая, хозяйственная и экономическая ситуации в регионе изменились, что требует актуализации и корректировки подходов к системе реабилитации сельских НП.

Учитывая важную роль потребления продуктов питания местного производства (особенно продукции животноводства) с повышенным содержанием 137Cs в формировании доз внутреннего облучения жителей юго-западных районов Брянской области, разработка оптимальных технологий реабилитации в сельском хозяйстве, включая частный сектор НП, имела приоритет на всех этапах ликвидации последствий аварии на ЧАЭС [3, 5, 17]. Для обоснования наиболее эффективных путей снижения содержания радионуклида в сельскохозяйственной продукции (т.е. выбор технологий с максимальной радиологической эффективностью при минимальных затратах) в условиях неоднородности (пятнистости) радиоактивного загрязнения и разнообразия агроландшафтов, на основе ГИС-технологий создана СППР по реабилитации радиоактивно загрязнённых сельских территорий (прежде всего, сельхозугодий) юго-западных районов Брянской области. ГИСППР реализована в среде ArcMap 10.5, входящей в состав программного пакета ArcGis [18]. Оба программных комплекса (ReSCA и ГИСППР) дают возможность наиболее точно охарактеризовать НП юго-запада Брянской области с их ареалами и разработать оптимальную систему реабилитации на современном этапе восстановления после аварии на ЧАЭС.

Целью работы является обоснование системы адресной реабилитации сельских НП юго-запада Брянской области, подвергшихся воздействию от аварии на Чернобыльской АЭС, с использованием компьютерных систем поддержки принятия решений и ГИС-технологий.

Материалы и методы

Система адресной реабилитации разработана для 71 сельского НП юго-запада Брянской области со СГЭД 90 выше 1 мЗв [11]. В этих НП в настоящее время проживает 25,2 тыс. чел., которые содержат 240 частных коров (табл. 1).

Таблица 1

Характеристика сельских населённых пунктов юго-западных районов Брянской области со СГЭД90 выше 1 мЗв в 2023 г.

Район	Число НП	Число жителей, чел.	Число частных коров, гол.	Диапазон среднегодовых доз облучения, мЗв
				внешнее	внутреннее	суммарное
Гордеевский	16	7448	127	0,63-1,44	0,38-0,79	1,01-2,23
Злынковский	8	8770	12	0,66-1,47	0,37-1,59	1,03-2,63
Клинцовский	7	972	10	0,65-0,87	0,41-0,53	1,06-1,41
Красногорский	7	492	39	0,75-3,95	0,26-1,35	1,01-5,29
Новозыбковский	33	7507	52	0,62-1,52	0,39-1,02	1,01-2,45
Всего	71	25189	240	0,62-3,95	0,26-1,59	1,01-5,29

Для каждого исследуемого НП была собрана, проанализирована и введена в программные комплексы ReSCA и ГИСППР следующая информация (рис. 1):

• -    административная характеристика НП (расположение, число жителей);

• -    радиологические показатели (плотность загрязнения ¹³⁷Cs территории НП, дозы внешнего и внутреннего облучения населения);

• -    хозяйственные данные о НП (используемые населением сенокосы и пастбища, поголовье частного скота с привязкой к пастбищам, мясная и молочная продуктивность сельскохозяйственных животных, расстояние НП от леса и др.);

• -    характеристика лугопастбищных угодий (плотность загрязнения ¹³⁷Cs, тип почвы, характер увлажнения, проводимые ранее мероприятия по реабилитации);

• -    информация о продуктовой корзине населения (годовое потребление молока, говядины, свинины, картофеля, грибов, факторы переработки пищевой продукции);

• -    данные радиационного контроля местных пищевых продуктов;

• -    перечень, радиоэкологическая эффективность, период действия, а также приемлемость для населения и современная стоимость семи альтернативных защитных и реабилитационных технологий (табл. 2).

  

  Рис. 1. Системы поддержки принятия решений для обоснования адресной реабилитации сельских населённых пунктов, пострадавших от аварии на ЧАЭС: А – ReSCA, Б – ГИСППР ArcMap.

  
  
  
  
  

Таблица 2

Характеристика технологий по снижению доз облучения сельского населения в СППР ReSCA

№	Защитные и реабилитационные технологии (аббревиатура)	Кратность снижения 137Cs (дозы), раз	Период действия, годы	Стоимость в 2023 г., тыс. руб.	Приемлемость для населения, отн. ед.
1	Коренное улучшение лугопастбищных угодий (КУ)	4 (молоко, говядина)	4	148,77*	1
2	Поверхностное улучшение лугопастбищных угодий (ПУ)	1,5 (молоко, говядина)	4	67,14*	1
3	Применение ферроцинсодержащих препаратов для коров (ФСП)	3 (молоко), 2 (говядина)	1	17,37*	0,75
4	«Чистый» корм для свиней (ЧКС)	3 (свинина)	1	2,00**	0,6
5 6	Минеральные удобрения под картофель (МУК) Информирование населения о правилах сбора и переработки грибов (ИНГ)	2 (картофель) 1,5 (грибы)	1 2	9,54** 0,87**	1 0,5
7	Удаление загрязнённой 137Cs почвы на территории населённого пункта (УЗП)	1,5 (внешнее облучение)	27	94,0**	0,1

– на одну корову; ** – на одного жителя.

Необходимо отметить, что рассматриваемые в СППР технологии представляют собой комплекс мероприятий, направленных на снижение накопления 137Cs в различных пищевых продуктах или дозу внешнего облучения. Так, например, улучшение лугопастбищных угодий включает в себя работы по расчистке участка (в случае коренного улучшения), его перепашке на различную глубину, внесение извести, минеральных и органических удобрений, а также высев многолетних трав с минимальным накоплением 137Cs (табл. 3).

Таблица 3 Стоимость работ по улучшению лугопастбищных угодий на территории Брянской области в ценах 2023 г., тыс. руб./га

№	Виды работ	Поверхностное улучшение (ПУ)	Коренное улучшение (КУ)
1	Расчистка земель от древесной и травянистой растительности	-	57,54
2	Расчистка земель от кочек, пней и мха	-	18,7
3	Расчистка земель от камней и иных предметов	-	5,39
4	Первичная обработка почвы	4,14	4,14
5	Внесение минеральных удобрений (NPK) с учётом их стоимости	31,0	31,0
6	Внесение органических удобрений	8,2	8,2
7	Известкование почвы с учётом стоимости мелиоранта	18,0	18,0
8	Посев трав с учётом стоимости семян	5,8	5,8
Итого:		67,14	148,77

Показатель «Приемлемость» определяет отношение к технологиям населения и должностных лиц, принимающих решение о стратегии реабилитации. Данный параметр варьирует от 0,1 (негативное отношение) до 1,0 (положительное отношение). Для унификации использования данных по затратам на внедрение защитных и реабилитационных технологий в различных по размерам НП в СППР ReSCA они оценены на одного жителя или голову сельскохозяйственных животных.

Результаты

С использованием программных пакетов ReSCA и ГИСППР для каждого из 71 НП со СГЭД90 выше 1 мЗв разработаны оптимальные варианты применения реабилитационных технологий, включая состав, объёмы, необходимые финансовые ресурсы для их применения и радиологическая эффективность. Расчёты эффективности технологий реабилитации сельских НП выполнены для двух вариантов оценок: «экономический», если приоритетом являются наименее затратные мероприятия, и «социальный», когда предпочтение отдаётся наиболее приемлемым для населения технологиям. Для учёта долговременных изменений в эффективности применения технологий проведена сравни- тельная оценка полученных данных с аналогичными результатами 2004 г. (рис. 2).

Рис. 2. Технологии в стратегии адресной реабилитации сельских населённых пунктов со СГЭД 90 выше 1 мЗв в 2004 и 2024 гг. при А – экономическом и Б – социальном вариантах: КУ – коренное улучшение, ПУ – поверхностное улучшение, ФСП – ферроцин, ЧКС – «чистые» корма, МУК – минеральные удобрения, ИНГ – информирование населения, УЗП – удаление загрязнённой ¹³⁷Cs почвы.

За последние два десятка лет, вне зависимости от вариантов оценки, изменился как объём внедрения защитных и реабилитационных технологий, так и их состав. Уменьшение рекомендованных масштабов применения технологий обусловлено снижением количества сельских НП с превышением дозовых нагрузок (90 НП в 2004 г. и 71 НП в 2024 г.). Корректировка состава мероприятий объясняется изменением комплексного радиолого-экономического показателя (стоимости предотвращённой коллективной дозы 1 чел./Зв) эффективности технологий реабилитации. Так, например, являющееся наиболее эффективной в начале 2000-х годов коренное улучшение лугопастбищных угодий (КУ), в настоящее время не рекомендуется к применению ни в одном НП в связи с высокими затратами на внедрение. В то же время, в качестве альтернативы, резко возрос потенциальный эффект от проведения поверхностного улучшения сенокосов и пастбищ (ПУ). Это обусловлено тем, что стоимость проведения ПУ в 2,2 раза ниже по сравнению с КУ. За двадцать лет эффективность применения ФСП для коров практически не изменилась и остаётся на высоком уровне. Использование данного сорбента с комбикормом для снижения перехода 137Cs в молоко и говядину хотя и является эффективной мерой только в период применения (защитная технология), это безальтернативный способ быстрого снижения содержания радионуклида в продукции животноводства. Это особенно важно в критичные периоды года (май-сентябрь), когда осуществляется выпас коров на высоко радиоактивно загрязнённых пастбищах. Единственным способом снижения доз внешнего облучения населения остаётся удаление с территории НП верхнего, загрязнённого 137Cs, слоя почвы (УЗП). За 20 лет эффективность этого мероприятия и необходимые объёмы практически не снизились, однако, учитывая высокую стоимость его проведения, рекомендуется дезактивация не всей территории НП, а только участков, где расположены социально значимые объекты (детский сад, школа, больница, магазин, администрация и др.). При таком варианте внедрения технологии УЗП значительно снизятся затраты при сохранении положительного радиологического эффекта по снижению дозы внешнего облучения населения. Радиолого-экономическая эффективность применения минеральных удобрений под картофель (МУК) за последние годы снижается при любом варианте оценок, что обусловлено низким вкладом 137Cs, содержащегося в продукции растениеводства, в дозу внутреннего облучения населения. Аналогичное снижение эффективности информирования населения о правилах сбора, переработки и потребления грибов объясняется снижением за последние 20 лет потребления данного вида природной продукции в 3,6 раза, что отмечено в работе [11].

Анализ эффективности, а, соответственно, и масштабов применения защитных и реабилитационных технологий в 2024 г. по «экономическому» варианту оценок среди всех исследуемых НП позволил построить их рейтинг от максимальной до минимальной: ФСП (применение в 100% НП) > ПУ (77%) > УЗП (72%) > ИНГ (52%) > ЧКС (28%) > МУК (27%) > КУ (0%).

Если рассматривать «социальный» вариант реабилитации, рейтинг эффективности на 2024 г. будет выглядеть иначе: ПУ (100%) > ФСП (96% НП) > ЧКС (72%) > ИНГ (63%) > УЗП (58%) > МУК (54%) > КУ (0%).

Таким образом, при «экономическом» варианте оценок наиболее эффективными технологиями сейчас являются ФСП, ПУ и УЗП, средней эффективностью характеризуется ИНГ и минимальной – ЧКС и МУК. В случае «социального» варианта эффективность технологий распределена более равномерно: у ПУ и ФСП она максимальна, у ЧКС, ИНГ, УЗП и МУК – средняя.

Как видно, вне зависимости от варианта оценок все защитные и реабилитационные технологии, за исключением коренного улучшения кормовых угодий, потенциально могут быть эффективно использованы в настоящее время для возвращения НП к условиям нормальной жизнедеятельности по радиационному фактору. Их применение в виде стратегии адресной реабилитации позволит снизить СГЭД90 до уровня менее 1 мЗв в 60 НП уже в год применения. Однако в 10 НП, в которых зарегистрировано в настоящее время 2080 чел., использование всего набора защитных и реабилитационных технологий (оптимальная последовательность: ФСП → ПУ → → УЗП → ИНГ → МУК → ЧКС) не позволит сразу добиться выполнения требований закона «О радиационной безопасности населения». В то же время кратность снижения СГЭД90 в этих наиболее «критичных» НП составит 1,7-2,2 раза (табл. 4).

Таблица 4 Реабилитация НП Брянской области с максимальными СГЭД90

Район	Населённый пункт	Последовательность технологий	СГЭД 90 до/после реабилитации, мЗв		Стоимость предотвращённой дозы, млн руб./чел.-Зв
Гордеевский	Кожаны		2,23	1,22	13,3
Злынковский	Добродеевка		2,63	1,21	18,4
	Гута		1,96	1,10	14,6
Красногорский	Увелье		2,26	1,33	11,6
	Яловка	ФСП → ПУ → УЗП →	3,63	2,14	7,9
	Заборье	ИНГ → МУК → ЧКС	5,29	3,21	4,9
	Николаевка		4,11	2,43	5,5
Новозыбковский	Старый Вышков		2,45	1,36	14,0
	Деменка		1,98	1,11	18,4
	Опытная станция		2,01	1,12	16,4

Заключение

Представленные в работе данные позволяют сформулировать ряд выводов, которые необходимо учитывать при актуализации стратегии реабилитации сельских НП с превышением дозовых нагрузок у жителей на современном этапе возвращения в хозяйственный оборот и условиям нормальной жизнедеятельности территорий, подвергшихся воздействию от аварии на ЧАЭС.

• 1.    Изменения в современных перечне и объёмах защитных и реабилитационных технологий по сравнению с 2004 г. подтверждают важность пересмотра подходов к восстановлению НП юго-запада Брянской области с учётом текущей радиационной, социальной и демографической ситуации.

• 2.    В настоящее время сельскохозяйственные технологии остаются ключевым звеном в системе реабилитации НП с превышением дозовых нагрузок у жителей юго-запада Брянской области.

• 3.    Поверхностное улучшение лугопастбищных угодий и применение ферроцинсодержащих препаратов для коров являются доминирующими технологиями в НП по эффективности снижения доз облучения, стоимости и приемлемости для населения.

• 4.    Отличающиеся перечни и объёмы применения технологий при разных вариантах оценок эффективности (экономический и социальный) показывают широкий диапазон выбора наиболее эффективных мер по восстановлению НП в зависимости от масштабов финансирования работ по реабилитации радиоактивно загрязнённых территорий.

• 5.    В НП с высокими дозами внешнего облучения жителей не теряют своей актуальности мероприятия по дезактивации, включающие удаление загрязнённой ¹³⁷Cs почвы на территории наиболее социально значимых объектов.

• 6.    Выделены 10 наиболее критичных по дозам облучения жителей НП 4-х районов Брянской области, которые требуют особого внимания, и кроме предложенных шести технологий реабилитации в них необходимо проведение дополнительных мероприятий, например, обеспечение населения «чистыми» продуктами питания на время, когда достижения 1 мЗв/год можно будет добиться аграрными технологиями.

В целом видно, что современные СППР (ReSCA и ГИСППР) дают возможность объективной оценки радиационной обстановки на радиоактивно загрязнённой после аварии на ЧАЭС территории и обоснования на основе многокритериального анализа широкого спектра вариантов адресной реабилитации НП и возврата их жителей к условиям нормальной жизнедеятельности по радиационному фактору.

Работа выполнена при поддержке Российского научного фонда (грант № 23-29-00024).