Оценка эколого-радиационного состояния почв северной лесостепи Курганской области

В воду реки Теча в общем было сброшено 76 млн кубометров высокоактивных отходов ядерного производственного объединения «Маяк» с общей активностью 2,76 млн Ku. Донные отложения и пойма реки в верховьях сорбиро- вали радиоактивные изотопы и стали мощными источниками вторичного загрязнения [1].

Несмотря на то что со времени аварии прошло уже более пятидесяти лет, в ряде районов сохраняется повышенное содержание долгоживущих радионуклидов цезия-137 и стронция-90 в почвах и растительной продукции. Мониторинг эколого-радиационного состояния почвенного покрова и сельскохозяйственной продукции в зоне ВУРС ведется в целях обеспечения комплексной объективной информации о радиационном состоянии агроэкосистем учеными всего Уральского региона, а также Сибири [1–5].

Цель исследований . Оценка динамики содержания долгоживущих изотопов стронция-90 и цезия-137 и общего радиационного фона почв и сельскохозяйственной продукции в зоне северной лесостепи Курганской области.

Объекты и методы исследований . Реперные точки закреплены специалистами ФГБУ САС «Шадринская» в Далматовском районе (СПК «Крутихинский», СПК «Заречный-2», агрокомбинат «Заря», ЗАО им. Калинина); Карга-польском районе (СПК «Житниковский», ЗАО «Хлебопродукт», ООО «Октябрь»); Катайском районе (СПК «Красногваррдейское», СПК «Верхнетеченское», ЗАО агрофирма «Шутихин-ская», ОАО «Родина»); Мишкинском районе (ЗАО «Такташинский», ОАО «Севастьянов-ский»); Шадринском районе (ООО «Мыльников-ское», СХПК «Речной», ОАО «Красная звезда»); Шатровском районе (СХПК колхоз «Россия», ООО «Победа»); Шумихинском районе (СПК «Зайково», СПК «Каясановский»). Мониторинг эколого-радиационного состояния почвенного покрова и сельскохозяйственной продукции проводился в период с 1993 по 2016 г.

Оценку активности радионуклидов проводили с применением гамма-спектрометра с программным комплексом «Прогресс». Уровень содержания радионуклидов в сельскохозяйственной продукции оценивали на основе ветеринарно-санитарных требований к радиационной безопасности кормов, кормовых добавок, кормового сырья [6].

Результаты исследований. При оценке эколого-радиационного состояния экосистем важнейшими показателями являются общий гамма-фон, характеризующий суммарное содержание радионуклидов природного и техно- генного происхождения, а также активность долгоживущих изотопов стронция-90 и цезия-137 и коэффициенты их накопления в растениях.

Цезий-137, долгоживущий изотоп с периодом полураспада 30 лет, является источником бета-и гамма-излучения. Изотопы цезия-137 при поступлении в организм хорошо всасываются, преимущественно локализуются в мышечной ткани и, накапливаясь до определенных пределов, вызывают лучевую болезнь. Стронций-90, долгоживущий изотоп с периодом полураспада 29 лет, является источником бета-частиц.

Стронций-90, как аналог кальция, участвует в обменных процессах растений и животных. В больших количествах в организме человека вызывает лучевую болезнь. В почвах цезий-137 необменно фиксируется внутри кристаллической решетки глинистых минералов и менее доступен для растений по сравнению со cтронци-ем-90, находящимся в почвах в основном в обменном состоянии [2].

За период исследований в целом гамма-фон в зоне исследований находился в пределах нормы и не превышал 13 мкР/ч (табл. 1).

Таблица 1

Среднее значение показателей радиационного состояния почв реперных участков по зоне деятельности ФГБУ САС «Шадринская», 1993–2016 гг.

В период с 1993 по 2016 год наблюдается существенное снижение интенсивности радиационного фона с 13 до 8 мкР/ч. В 1993–1995 гг. средний уровень радиационного загрязнения почв по стронцию-90 был оценен нами как средний, по цезию-137 – как минимальный. К 2016 году на фоне процессов самоочищения экосистем и мероприятий по снижению уровня загрязнения долгоживущими изотопами средний уровень радиационного загрязнения был оценен нами как минимальный. При этом активность долгоживущих изотопов стронция-90 и цезия-137 в зерне, соломе и травах, отобранных в реперных точках на территории Каргапольского, Мишкинского, Шадринского, Шатровского, Шу-михинского районов, не превышала допустимые уровни.

На территории зоны обслуживания ФГБУ САС «Шадринская» особенное внимание уделяется районам, прилегающим к пойме реки Теча. Сегодня в результате периодических раз- ливов и наносов ила, содержащего повышенное содержание радионуклидов, возможно вторичное загрязнение этих земельных участков. В 2016 году при проведении оценки радиационного фона реперных участков в Далматовском и Катайском районах Курганской области было выявлено превышение допустимых пределов по содержанию стронция-90 в травах (ПДК составляет 50 Бк/кг), выращенных в пойме реки Теча (табл. 2).

Содержание стронция-90 составило 7,6–17,1 ПДК. Интересно, что в данных реперных точках выявлено существенное преобладание стронция-90 над цезием-137, тогда как исследования специалистов ФГБУ САС «Тюменская» показали преимущественное накопление в почвах Тюменской области цезия-137 [1]. В нашем случае в пойме реки Теча в почвах соотношение Sr/Cs составило 0,4–2,5 единиц, тогда как при переходе в травы это соотношение увеличилось до 118,6–309,1.

Таблица 2

Активность радионуклидов в травах и пойменных почвах реки Теча, 2016 год

Рассчитанные нами коэффициенты накопления долгоживущих изотопов (табл. 3) показали, что высокое сродство стронция-90 к биогенному элементу кальцию приводит к его существенно- му поглощению растениями. Так, коэффициент накопления цезия-137 не превышал 0,075, тогда как для стронция-90 данный показатель варьировал в диапазоне от 5,893 до 9,958.

Таблица 3

Коэффициенты накопления радионуклидов в травах, 2016 год

Гамма-фон составил 15 мкР/ч в пойменных почвах СПК «Верхнетеченское» и находился на границе допустимого уровня. В СПК «Заречный-2» и ЗАО им. Калинина гамма-фон в среднем не превышал 12 мкР/ч, что соответствует норме.

Заключение. Несмотря на существенное улучшение эколого-радиационной ситуации в зоне обслуживания ФГБУ САС «Шадринская» в период с 1993 по 2016 год остаются локальные участки в пойме реки Теча, где наблюдается повышенная активность долгоживущих изотопов стронция-90 и цезия-137, что приводит к их накоплению в травах. В 2016 году было выявлено три участка в пойме, где содержание стронция-90 составило 7,6–17,1ПДК. Важно продол- жать мониторинг эколого-радиационного состояния почвенного покрова и растений, особенно в зоне реки Теча, и своевременно информировать население о недопустимости какого-либо сельскохозяйственного использования этих участков.