Оценка радиологической эффективности комплексного применения смеси комбикормов с ферроцинсодержащими препаратами в хозяйствах юго-западных районов Брянской области

Одной из важнейших проблем, стоящих перед животноводством на территориях, загрязнённых в результате аварии на Чернобыльской АЭС, остаётся проблема снижения перехода 137Сs из кормов в продукты животноводства (молоко, мясо). Применение защитных мероприятий при ведении животноводства на загрязнённых территориях обусловлено необходимостью снижения дозы внутреннего облучения населения, которое реализуется, в первую очередь, уменьшением содержания радиоактивных веществ в животноводческой продукции. Поскольку применение агромелиоративных контрмер на лугах и пастбищах требовало высоких стартовых экономических затрат, то в этой ситуации широкое распространение получило использование так называемых цезий-связывающих соединений – гексацианоферратов железа-калия, получивших широкую известность под названием ферроцин. Опыт ведения животноводства на радиоактивно загрязнённых территориях показал, что применение сорбентов из класса ферро-цинсодержащих препаратов (ФСП) – ферроцин, бифеж, болюсы и брикеты соли-лизунца – способствовало получению нормативно «чистой» продукции животноводства [1-3].

Следует отметить, что эффективность ФСП ранее была изучена на различных видах животных: крысах [4, 5], свиньях [6, 7], лошадях [8] и жвачных животных [9-14]. Показано, что це-зийсорбирующая эффективность проявляется на всех видах животных.

В наиболее пострадавшей после аварии на ЧАЭС Брянской области РФ до настоящего времени не удалось обеспечить производство сельскохозяйственной продукции, соответст-

Губарева О.С.* – ст. научн. сотр., к.б.н.; Исамов Н.Н. – зав. лаб., к.б.н.; Цыгвинцев П.Н. – зав. лаб., к.б.н.; Рясная Е.И. – мл. научн. сотр.; Алешкина Е.Н. – мл. научн. сотр. ФГБНУ ВНИИРАЭ.

вующей нормативам в полном объёме [15]. Центром химизации и сельскохозяйственной радиологии «Брянский» и подразделениями Россельхознадзора контроль ведётся в коллективных хозяйствах, частном секторе, а также на рынках и предприятиях по переработке сельскохозяйственной продукции. Анализ данных радиационного контроля показывает, что в 17 коллективных хозяйствах без проведения реабилитационных мероприятий невозможно получение продукции кормопроизводства и животноводства, соответствующей нормативам. В 11 хозяйствах превышение нормативов СанПиН [16, 17] будет носить долговременный характер, то есть может отмечаться до 2025-2030 гг. [18]. Основную проблему представляет загрязнение кормов, содержание 137Cs в которых превышает ветеринарные допустимые уровни в 1,9-3,7 раза. Высокое содержание 137Cs в кормах определяет превышение гигиенических нормативов в продукции животноводства - молоке и молочных продуктах в 4-12% проб, мясе и мясных продуктах - в 58% проб. Несмотря на устойчивую тенденцию снижения доли загрязнённой продукции и стабилизацию радиационной ситуации в сельском хозяйстве через 20-30 лет после аварии на ЧАЭС, применение ФСП в краткосрочной перспективе остаётся актуальным.

Целью проведённых исследований было изучение и оценка эффективности систематического комплексного применения комбикормов с ферроцином на дойных коровах в 17 «критических» сельскохозяйственных предприятиях юго-западных районов Брянской области.

Материалы и методы

В рамках федеральной целевой программы «Преодоление последствий радиационных аварий на период до 2015 года» были проведены исследования по отработке технологии комплексного применения смеси комбикормов с ФСП в 17 «критических» сельхозпредприятиях Гордеевского, Клинцовского, Красногорского и Новозыбковского (юго-западных) районов Брянской области.

Применение ферроцина у лактирующих коров проводили в наиболее загрязнённых хозяйствах Брянской области как в конце пастбищного (сентябрь-октябрь), так и в начале стойлового (ноябрь-декабрь) периода содержания животных в течение 2010-2015 гг. Радиологическое обследование кормовых угодий в каждом хозяйстве осуществляли ежегодно. В процессе работы всего отобрано и проанализировано более 350 почвенных образцов и проб пастбищной растительности, а также заготовленного на зимне-стойловый период сена, сенажа, силоса, соломы и концентратов в количестве 1320 образцов. В ходе мониторинга отобрано и проанализировано 1500 проб молока, проведено прижизненное определение концентрации 137Cs в мышечной ткани животных в количестве 1080 измерений.

Радиационную безопасность кормов и молока оценивали согласно санитарногигиеническим нормативам СанПиН [16, 17] и ветеринарно-санитарным требованиям к радиационной безопасности ВП 13.5.13/09-00 [19].

Отбор проб молока проводили по следующей схеме: до применения комбикормов с фер-роцином и на 15, 30 и 60 сутки после начала применения. Прижизненное определение загрязнённости мышечной ткани выполняли как до применения сорбента, так и на 30 и 60 сутки.

Определение удельной активности 137Cs проводили гамма-спектрометрическим методом на универсальном гамма-спектрометрическом комплексе «УСК Гамма-Плюс».

Концентрацию 137Cs в мышечной ткани животных определяли с помощью модифицированного гамма-радиометра СРП-88П, оборудованного NaI сцинтилляционным детектором и ци- линдрическим коллиматором, а также посредством универсального радиометра-спектрометра РСУ-01 «Сигнал-М». Измерения проводили в соответствии с «Методикой прижизненного определения концентрации 134,137Cs в мышечной ткани сельскохозяйственных животных» [20]. Процедура измерения происходила на площадках с наиболее низким уровнем мощности дозы гамма-излучения, значения которой учитывались при обработке полученных результатов. Концентрацию 137Cs в мышечной ткани животных рассчитывали с учётом их живой массы. Интеркалибровка указанных радиометров показала, что полученные на них результаты отличаются не более чем на 18%.

Данные обрабатывали с применением прикладных программ Microsoft Excel 2003.

Результаты и обсуждение

Исследуемые сельскохозяйственные предприятия по-разному удалены от районных центров (от 8 до 40 км), поголовье коров варьирует от 30 до 550 голов.

В выбранных хозяйствах плотность загрязнения 137Cs варьирует от 307 до 2294 кБк/м2 и, в ряде случаев, превышает уровни, при которых на кормовых угодьях при преобладании в почвенном покрове лёгких по механическому составу почв возможно получение продукции животноводства, соответствующей радиологическим нормативам. В связи с этим содержание 137Cs в молоке и мясе варьирует в широких пределах, а по средним показателям превышает СанПиН 2.3.2.1078-01 и СанПиН 2.3.2.2650-10 в 2,5 и 3,8 раза соответственно.

Результаты мониторинга кормовых угодий представлены в табл. 1.

Таблица 1

Содержание (min-max) 137Cs в почве и кормах в период 2010-2015 гг. (Бк/кг)

Район	Хозяйство	Почва	Пастбищная растительность	Сено
	ООО «Петровобудское»	1480-4300	200-626	289-1800
	КФХ «Заулочная В.С.»	1870-2125	277-1161	408-3400
Гордеевский	(СПК «Кожановский») СПК «Рабочий»	1890-2500	107-590	205-1770
	СПК «Надежда»	1930-4600	124-1170	342-3500
	ООО «СП Луч»	770-3200	105-890	264-1860
	СПК «Заря»	840-2900	88-1400	640-1950
Клинцовский	СПК «Рассвет»	720-3640	369-1700	170-2330
	СПК «Ольховский»	1200-2080	93-740	103-790
	СПК «Труд»	590-2350	240-805	140-790
	МУП «МТС Красногорская»	610-2490	95-480	55-520
Красногорский	СПК «Родина»	1130-4600	240-830	80-640
	КФХ «Шлома Н.Ф.»	3220-6300	90-610	90-1100
	СПК «Прогресс»	330-2790	60-360	140-1250
	ГНУ НСОС ВНИИА люпина	670-2860	30-1940	230-3100
	ФГБУП «Волна Революции»	440-2740	57-430	360-1850
Новозыбковский	СХПК «Родина»	1500-3290	45-460	286-1450
	СХПК «Колхоз им. Ленина»	580-5170	175-1356	260-1078
	СХПК «Комсомолец»	600-5200	250-3800	400-8760

В начальный период применения ферроцина (2010-2011 гг.) превышение нормативного уровня по содержанию 137Cs в молоке и мышечной ткани коров наблюдали практически во всех хозяйствах в конце пастбищного периода содержания (сентябрь-октябрь). Кластерный анализ, проведённый по степени содержания 137Cs в молоке и мясе коров за этот период, позволил выделить три группы хозяйств, отличающихся по уровню загрязнения животноводческой продук- ции. К наиболее загрязнённым хозяйствам (3 группа) относятся КФХ «Заулочная В.С.» (СПК «Кожановский»), СПК «Надежда», СПК «Рабочий» Гордеевского района и СПК «Рассвет» Клинцовского района. В несколько меньшей степени проблема радиоактивного загрязнения молока и мяса была отмечена в ГНУ НСОС ВНИИА люпина, СХПК «Колхоз им. Ленина», СХПК «Комсомолец» Новозыбковского района и СПК «Заря», СПК «Труд» Клинцовского района (2 группа). Остальные хозяйства относятся к 1 группе – с наименьшей степенью загрязнения молока и мяса коров, наблюдавшегося в конце пастбищного периода. Усреднённое по группам содержание 137Cs в молоке и мясе коров до применения ферроцина представлено на рис. 1, 2.

Год наблюдения

Рис. 1. Динамика содержания ¹³⁷Cs в молоке коров в конце пастбищного периода.

Год наблюдения

Рис. 2. Динамика содержания ¹³⁷Cs в мясе коров в конце пастбищного периода.

Следует отметить, что степень загрязнения 137Cs молока и мяса коров определяется не только уровнем радиоактивного загрязнения сельскохозяйственных угодий, но и в значительной степени наличием достаточного объёма кормовой базы, произведённого на окультуренных сенокосах и пастбищах, а также погодными условиями. Так, при засушливом лете в период заго- товки сена, а также в конце пастбищного периода из-за нехватки корма сенокос и выпас могут производиться в поймах рек на заливных лугах или других угодьях с высоким уровнем загрязнения 137Cs растительности. Показано, что (рис. 1, 2) наиболее радиоактивно загрязнённые хозяйства (3 группа) являются одновременно и наиболее уязвимыми в этом плане. В них могут наблюдаться резкие изменения содержания 137Cs в молоке и мясе коров по годам, в то время как в менее загрязнённых хозяйствах годовая вариация выражена в значительно меньшей степени. Аналогичную картину наблюдали в ранее проведённых исследованиях в 2007-2010 гг. при применении ферроцина в личных подсобных хозяйствах населения юго-западных районов Брянской области. При систематическом использовании сорбента в пастбищный период кратность снижения концентрации 137Cs в молоке на 90-е сутки составила по хозяйствам 5,7 раза, а в мясе – 3,9 раза [21].

Рассматривая динамику снижения уровня загрязнения 137Cs молока и мяса коров за весь период наблюдения, можно отметить её высокую интенсивность. Так, период полуснижения составил для молока и мяса 6,0±1,6 и 5,0±1,2 лет соответственно. Исходя из того, что в исследуемый период в хозяйствах не наблюдалось существенного сокращения поголовья дойного стада или изменения технологического регламента использования пастбищных угодий, то данный факт может свидетельствовать об эффективности защитных и реабилитационных мероприятий в хозяйствах. В том числе – это и применение ферроцина, и улучшение кормовых угодий, и повышение культуры сельхозпроизводства в целом.

Анализ динамики концентрации 137Cs в молоке и мясе коров при применении ферроцина свидетельствует о высокой эффективности сорбента. Кратность снижения концентрации 137Cs в молоке на 30-е сутки составила от 3 до 11 раз, в мясе на 60-е сутки – от 2,5 до 7 раз (рис. 3, 4).

Следует отметить, что значительный вклад в уровень загрязнения рациона коров при применении ферроцина составляла пастбищная растительность (табл. 1), в то время как удельная активность комбикормов в хозяйствах составила в среднем 33±7 Бк/кг.

Кратность

Год наблюдения

Рис. 3. Кратность снижения содержания ¹³⁷Cs в молоке коров после 30 суток применения ферроцина.

Год наблюдения

Рис. 4. Кратность снижения содержания ¹³⁷Cs в мясе коров после 60 суток применения ферроцина.

Как видно из представленных данных (рис. 3, 4), применение ферроцинсодержащих препаратов оказывается одинаково эффективно при разных начальных уровнях содержания 137Cs в молоке и мясе коров. Наблюдаемые высокие кратности снижения в 2012 г. обусловлены затянутым (вплоть до ноября месяца) пастбищным периодом в этот год. Дополнительные исследования по оценке эффективности применения ФСП в составе комплексной кормовой добавки с комбикормом, премиксом ПКК60-1 и подсолнечным жмыхом, проведённые в СПК «Рабочий» Гордеевского района (2015 г.), также показали высокую эффективность сорбента как по снижению 137Cs в молоке (в 4-5 раз), так и по повышению молочной продуктивности коров (до15%) [22].

Заключение

На основании кластерного анализа, проведённого по степени содержания 137Cs в молоке и мясе коров в течение 2010-2015 гг., выделили три группы хозяйств, отличающихся по уровню загрязнения животноводческой продукции.

Показано, что в наиболее загрязнённых хозяйствах (3 группа) могут наблюдаться резкие изменения содержания 137Cs в молоке и мясе коров по годам, в то время как в менее загрязнённых хозяйствах годовая вариация выражена в значительно меньшей степени. Снижение загрязнённости молока и мяса 137Cs в производственных условиях может носить классический нисходящий или мультивариантный волнообразный характер. Причиной такого явления в течение 30-60 суток служит технологическая смена пастбищ, отличающихся по степени загрязнённости травостоя радиоактивным цезием. По данным прижизненной дозиметрии мышечной ткани тела животных, из-за разной скорости межуточного обмена, такое явление было менее выражено для мяса, чем для молока.

Динамика снижения уровня загрязнения 137Cs молока и мяса коров за весь период наблюдения характеризовалась высокой интенсивностью, а период полуснижения составил для молока и мяса 6,0±1,6 и 5,0±1,2 лет соответственно.

При комплексном применении смеси комбикормов с ферроцином кратность снижения концентрации 137Cs в молоке на 30-е сутки составила 3-11 раз, в мясе на 60-е сутки – 2,5-7,0 раз.

Таким образом, комплексное применение смеси комбикормов с ферроцином в 17 «критических» хозяйствах юго-западных районов Брянской области в краткосрочной перспективе остаётся актуальным.