Отдалённые последствия поступления радиоцезия с продуктами местного производства в организм жителей территории, подвергшейся радиоактивному загрязнению в период атмосферных ядерных испытаний на Семипалатинском полигоне

Территории Республики Алтай (РА) и Алтайского края (АК) подвергались радиоактивному загрязнению в период атмосферных испытаний ядерных устройств на Семипалатинском испытательном полигоне (СИП) [1-4].

После завершения атмосферных ядерных испытаний (АЯИ) внешнее облучение населения на территориях, подвергшихся загрязнению продуктами ядерного деления, практически отсутствовало, и дозы формировались в основном за счёт поступления 137Cs в организм человека с пищевыми продуктами местного производства животного и растительного происхождения (мясо, молоко и зерновые) [5-7]. Удельная активность 137Cs в литре коровьего молока составляла 0,8-1,1% от суточного поступления [8]. Поступление 137Cs с молоком и мясом в организм жителей Семипалатинской области (Казахстан), проживающих вблизи СИП, составляло соответственно 77,0 и 75,1 Бк/год [9].

Цель исследования – оценка радиологических последствий для здоровья населения Республики Алтай в разные периоды после завершения атмосферных испытаний ядерных устройств на Семипалатинском испытательном полигоне.

Материалы и методы

Содержание 137Cs в пищевых продуктах изучали по данным радиационного контроля, выполнявшегося радиологической группой СЭС Алтайского края [5, 7, 10]. Динамику удельной активности 137Cs в хлебе, молоке, картофеле и мясе, произведённых и выращенных на территории Алтайского края и Горного Алтая в 1966-1985 гг., анализировали методом экспоненциального сглаживания, а также по темпам роста, рассчитанным для периодов 1965-68, 1972-76, 1977-80 и 1981-85 гг., то есть, спустя 4 года, 10, 15 и 20 лет после прекращения АЯИ на СИП.

Прогноз радиологических последствий радиационного воздействия на население Республики Алтай выполнен в соответствии с Публикацией 103 МКРЗ [11].

Результаты и обсуждение

Средняя удельная активность 137Cs в основных пищевых продуктах (хлеб, мясо, молоко, картофель), произведённых на территории Республики Алтай и Алтайского края в разные периоды – через 4, 10, 15 и 20 лет после завершения АЯИ, представлена в табл. 1.

Таблица 1

Средняя удельная активность 137Cs в пищевых продуктах, Бк/кг

Период, годы	x (max-min)
	хлеб	мясо	молоко	картофель
РА 1965-68	1,34 (0,59-2,59)	1,62 (0,92-2,92)	0,59 (0,30-1,00)	н/д
АК 1965-68	1,47 (0,63-2,96)	1,23 (0,64-1,92)	н/д	н/д
РА 1972-76	0,27* (0,15-0,41)	0,25* (0,12-0,36)	0,26 (0,04-0,63)	0,12 (-0,04-0,27)
АК 1972-76	0,21 (0,04-0,41)	0,19 (0,08-0,28)	н/д	0,06 (0,02-0,10)
РА 1977-80	0,11 (0,04-0,19)	0,49 (0,24-0,80)	0,27* (0,19-0,37)	0,28* (0,20-0,36)
АК 1977-80	0,08 (0,04-0,11)	0,40 (0,28-0,56)	н/д	0,06 (0,01-0,12)
РА 1981-85	0,04 (0,04-0,07)	0,35* (0,08-0,60)	0,06 (0,04-0,11)	0,06* (0,02-0,10)
АК 1981-85	0,06 (0,04-0,07)	0,26 (0,12-0,40)	н/д	0,06 (0,02-0,10)

Примечание: * – p < 0,05.

Как видно из табл. 1, статистически значимое снижение содержания 137Cs наблюдалось в Республике Алтай в хлебе и мясе соответственно в 4,9 и 6,5 раза (p<0,02), в молоке – в 2,3 раза (p<0,09). В 1981-85 гг. снижение содержания 137Cs в молоке по сравнению с 1977-80 гг. составило 4,5 раза (p<0,02). Содержание 137Cs в хлебе продолжало снижаться и в последующем, но различия между удельной активностью этого радионуклида в изучаемых периодах не достигало достоверных значений. Активность 137Cs в 1977-80 гг. возросла в 2,4 раза (p<0,09), но в 1981-85 гг. снизилась в 4,9 раза (p<0,02).

В Алтайском крае снижение содержания 137Cs в хлебе и мясе в 1972-76 гг. по сравнению с предыдущим периодом составило 7,1 и 6,4 раза (p<0,04). Активность 137Cs в хлебе продолжила снижаться и в 1977-80 гг. (p>0,05), но в мясе его содержание возросло более чем в 2 раза (p<0,03). Различия по удельной активности 137Cs в этих продуктах в следующем периоде (198185 гг.) не были значимыми.

Динамика средней удельной активности 137Cs в изучаемых пищевых продуктах в Республике Алтай и Алтайском крае показана на рис. 1 и 2.

137Cs в хлебе — • -137Cs вмясе — — 137Cs в молоке .....337Cs в картофеле

Рис. 1. Динамика средней удельной активности ¹³⁷Cs в основных пищевых продуктах (хлеб, мясо, молоко, картофель), произведённых на территории Республики Алтай в разные периоды после завершения ядерных испытаний в атмосфере.

^37Сввклебе                  — ■ ^37Cs вмясе                ... ^37Cs в картофеле

Рис. 2. Динамика средней удельной активности ¹³⁷Cs в основных пищевых продуктах (хлеб, мясо, картофель), произведённых на территории Алтайского края в разные периоды после завершения ядерных испытаний в атмосфере.

На рис. 1 и 2 показана аппроксимация динамики активности 137Cs в основных пищевых продуктах с помощью трендовых моделей, уравнения которых и коэффициенты достоверности аппроксимации (R²) представлены в табл. 2.

Таблица 2

Уравнения аппроксимации динамики спада активности 137Cs в пищевых продуктах, произведённых на территории Республики Алтай и Алтайского края, и коэффициенты достоверности аппроксимации

Пищевые продукты	Республика Алтай	R²	Алтайский край	R²
Хлеб	y = 1,3976x-2,43	R² = 0,998	y = 1,2976x-2,374	R² = 0,982
Мясо	y = -0,881ln(x) + 1,3772	R² = 0,693	y = 0,8647x-0,979	R² = 0,529
Молоко	y = -0,351ln(x) + 0,573 y = 0,3633e-0,357x	R² = 0,915	–	–
Картофель		R² = 0,204	y = 0,0617e-0,005x	R² = 0,009

Примечание: х – годы.

Как видно из табл. 2, снижение активности 137Cs в хлебе в Республике Алтай и Алтайском крае с высокой степенью соответствия исходным данным (R²=0,998 и R²=0,982) аппроксимируется степенными трендовыми моделями. Степень аппроксимации динамики активности 137Cs в мясе в Республике Алтай и Алтайском крае аппроксимируется соответственно логарифмической и степенной трендовыми моделями, соответствие которых исходным данным значительно ниже – R²=0,693 и R²=0,529. Спад активности 137Cs в молоке на территории с высокой степенью соответствия исходным данным аппроксимируется логарифмической трендовой моделью (R²=0,915). Коэффициент достоверности аппроксимации снижения активности 137Cs в картофеле в Республике Алтай экспоненциальной трендовой моделью составляет R²=0,204, а в Алтайском крае трендовая модель не соответствует исходным данным – R²=0,009.

Относительно низкая степень соответствия уравнений аппроксимации динамики активности 137Cs в мясе, возможно, обусловлена разным видом кормов и продолжительностью пастбищного содержания скота в изучаемых периодах. Несоответствие трендовых моделей исходным данным спада активности 137Cs в картофеле – их отсутствием за период 1965-68 гг.

Динамика поступления 137Cs в организм жителей Республики Алтай и Алтайского края с хлебом, мясом, молоком и картофелем, произведёнными на территории Республики Алтай и Алтайского края в разные периоды после завершения ядерных испытаний в атмосфере, представлена в табл. 3.

Таблица 3

Поступление 137Cs в организм жителей Республики Алтай и Алтайского края с пищевыми продуктами местного производства, Бк/год

Период, годы	x (max-min)
	хлеб	мясо	молоко	картофель
РА 1965-68	313,3 (-42,2-668,9)	118,3 (8,5-228,1)	108,0 (10,0-206,1)	н/д
АК 1965-68	174,5 (-76,7-425,7)	55,2 (6,14-104,3)	н/д	н/д
РА 1972-76	64,0* (26,35-101,6)	18,1* (8,7-27,5)	47,3 (-4,8-99,3)	17,3 (-5,2-39,7)
АК 1972-76	28,7 (-0,32-57,8)	9,8 (4,9-14,7)	н/д	10,2 (3,1-17,2)
РА 1977-80	24,2 (5,0-43,4)	35,6 (13,5-57,7)	48,6* (30,4-66,8)	42,1* (30,1-54,1)
АК 1977-80	11,6 (3,73-19,4)	20,4 (10,9-30,0)	н/д	11,1 (1,4-20,8)
РА 1981-85	10,4 (5,6-15,2)	25,7* (6,8-44,6)	10,8 (3,3-18,3)	8,5* (2,6-14,5)
АК 1981-85	8,2 (4,7-11,7)	13,5 (6,9-20,1)	н/д	10,1 (3,1-17,0)

Примечание: * – p < 0,05.

Из табл. 3 видно, что статистически значимые различия поступления 137Cs в организм населения Республики Алтай и Алтайского края с хлебом, мясом, молоком и картофелем по периодам аналогичны приведённым в табл. 1.

При сравнении Республики Алтай с Алтайским краем по поступлению 137Cs в организм населения с указанными продуктами установлено, что в 1977-80 гг. активность 137Cs, поступающего в организм населения Республики Алтай, в 3,8 раза (p<0,02) превышала поступление этого радионуклида в организм населения Алтайского края.

Средние индивидуальные годовые эффективные дозы облучения взрослого населения Республики Алтай и Алтайского края, сформировавшиеся за счёт продуктов местного производства (хлеб, мясо, молоко, картофель), рассчитывались для 1975-85 гг. – периода относительно стабильного уровня поступления радиоцезия в организм до аварии на Чернобыльской АЭС. Полученные величины сравнивались с дозами облучения взрослого населения этих территорий в 2001-2010 гг. по данным [12] за вычетом доз за счёт природных радионуклидов (ПРН) и 90Sr (табл. 4).

Таблица 4

Средние индивидуальные годовые эффективные дозы облучения взрослого населения Республики Алтай и Алтайского края за счёт поступления 137Cs в организм с хлебом, молоком, мясом и картофелем, мЗв/год

Территории	Доза, мЗв/год (95% ДИ)
	1975-1985 гг.	2001-2010 гг.*
Республика Алтай Алтайский край	0,052 (0,091-0,128) 0,027 (0,017-0,059)	0,012 (0,008-0,026) 0,020 (0,012-0,040)

Примечание: * – дозы, приведённые в [12], без дозы за счёт ПРН+90Sr.

Из табл. 4 видно, что индивидуальные годовые эффективные дозы облучения взрослого населения в Республике Алтай в 2001-2010 гг. в 4,3 раза меньше, чем в предыдущем периоде. В Алтайском крае – соответственно в 1,4 раза.

Полученные результаты сравнивали со среднегодовой дозой облучения жителей села Большой Балчуг, расположенного в зоне наблюдения Горно-химического комбината, сформировавшейся за счёт аналогичных продуктов. Она составила в 2016 г. 0,061 мЗв/год [13], что выше доз облучения в Республике Алтай и Алтайском крае в 2001-2010 гг. – соответственно в 3,6 и 2,3 раза.

Прогнозное число случаев смерти по причине рака и прогнозное число случаев наследственных патологий вычислялось как произведение соответствующих коэффициентов риска [11] на коллективную дозу, рассчитанную для жителей Республики Алтай [7], подвергшихся радиационному воздействию в период АЯИ, по дозам внутреннего облучения при поступлении 137Cs в организм взрослого населения с пищевыми продуктами местного производства (хлеб, мясо, молоко, картофель) в 1975-1985 гг. (I-й период) и в 2001-2010 гг. (II-й период).

Прогноз отдалённых последствий внутреннего облучения взрослого населения Республики Алтай при поступлении 137Cs с основными продуктами питания представлен в табл. 5.

Таблица 5

Прогноз отдалённых последствий облучения населения Республики Алтай в результате ядерных испытаний на Семипалатинском полигоне вследствие поступления 137Cs в организм взрослого населения с основными продуктами питания местного производства

Территории	Отдалённые последствия
	Злокачественные новообразования		Наследственная патология		Всего
	Периоды
	I	II	I	II	I	II
г. Горно-Алтайск	10	2,2	0,2	0,1	10	2,3
Майминский район	4	0,9	0,1	0,04	4	0,9
Шебалинский район	2	0,5	0,1	0,02	2	0,5
Онгудайский район	2	0,4	0,05	0,02	2	0,4
Усть-Канский район	3	0,6	0,1	0,03	3	0,6
Усть-Коксинский район	2	0,4	0,04	0,02	2	0,4
Улаганский район	2	0,4	0,04	0,02	2	0,4
Кош-Агачский район	1	0,3	0,03	0,01	1	0,3
Турочакский район	1	0,3	0,03	0,01	1	0,3
Чойский район	0,4	0,1	0,01	0,01	0,5	0,1
Всего в РА	26,0	6,1	0,6	0,3	27,0	6,2

Из табл. 5 видно, что к 2001-2010 гг. прогнозируемые последствия внутреннего облучения за счёт поступления в организм взрослого населения Республики Алтай 137Cs, содержащегося в основных пищевых продуктах местного производства, снизились в 4,3 раза.

Вклад внутреннего облучения в формирование отдалённых последствий в Республике Алтай за счёт поступления в организм 137Cs с основными продуктами питания в 1975-1985 гг. составлял 2,6%, в 2001-10 гг. – 0,6%.

Сравнение уровней годового поступления 137Cs с основными продуктами питания с пределом годового поступления (ПГП) для критических групп населения в 1970-80-х гг. согласно НРБ-76/87 [14] показало, что реализовавшееся годовое поступление в организм взрослого населения Республики Алтай и Алтайского края составляет для 137Cs немногим более 0,04% ПГП, а при сравнении с ПГП в НРБ-99/2009 [15] – 0,24-0,25% ПГП, что значительно ниже допустимого уровня.

Выводы

• 1.    Выраженное снижение удельной активности ¹³⁷Cs наблюдалось до 1977 г. в Республике Алтай в хлебе, мясе и молоке – соответственно в 12,9 раза, в 3,3 и 2,2 раза, в Алтайском крае в хлебе и мясе – в 17,6 и 3,1 раза. В последующие годы уровень удельной активности ¹³⁷Cs в мясе и молоке в Республике Алтай оставался стабильным вплоть до 1985 г.

• 2.    Динамика активности ¹³⁷Cs в хлебе и молоке в Республике Алтай с высокой достоверностью аппроксимируется экспоненциальной моделью – соответственно R²=0,967 и R²=0,856. В Алтайском крае коэффициент достоверности аппроксимации динамики ¹³⁷Cs в хлебе составляет R²=0,892. Степень соответствия модели динамике активности этого радионуклида в мясе на обеих территориях составляет R²=0,382, в картофеле в Республике Алтай и Алтайском крае –

  соответственно R²=0,204 и R²=0,009, что может быть обусловлено разным видом кормов и продолжительностью пастбищного содержания скота в изучаемых периодах, а в картофеле – отсутствием данных за период 1965-68 гг.

• 3.    Поступление ¹³⁷Cs в организм взрослого населения Республики Алтай в 1977-80 гг. в 3,8 раза превышало его поступление в организм жителей Алтайского края (p<0,02). Индивидуальные годовые эффективные дозы облучения взрослого населения в Республике Алтай в 2001-2010 гг. снизились по сравнению с 1975-85 гг. в 4,3 раза, в Алтайском крае – в 1,4 раза.

• 4.    Прогнозируемые радиологические последствия (злокачественные новообразования и наследственные эффекты) вследствие внутреннего облучения ¹³⁷Cs, поступившего в организм взрослого населения Республики Алтай с местными пищевыми продуктами, могли составить в 1975-1985 гг. 27 случаев, что в 4,3 раза превышает аналогичные последствия в 2001-2010 гг. Вклад внутреннего облучения в формирование отдалённых последствий за счёт поступления в организм ¹³⁷Cs в 1975-1985 гг. составлял 2,6%, в 2001-10 гг. – 0,6%.

4.   Гордеев К.И., Балуев О.Т., Даренская Н.Г., Логачев В.А., Мешков Н.А., Орлов М.Ю., Прокофьев

• 5.   Вальцева Е.А., Мешков Н.А. Содержание радиоцезия в основных пищевых продуктах в рационе

  населения Республики Алтай //Ползуновский вестник. 2009. № 4. С. 227-233.

• 6.   Мешков Н.А. Радиационно-гигиеническая оценка доз облучения населения Республики Алтай при

  различных путях поступления ¹³⁷Cs в организм //Радиоактивность и радиоактивные элементы в среде обитания человека: сб. докладов IV Международной конференции, 4-8 июня 2013 г. Томск: Изд-во Томского политехнического университета, 2013. С. 365-367.

• 7.   Мешков Н.А., Вальцева Е.А., Иванов С.И., Пузанов А.В. Радиоэкологические и медико

  биологические последствия радиационного воздействия. СПб: Наука, 2012. 234 с.

• 8.   Радиоактивность и пища человека /под. ред. Р. Рассела: пер. с англ. под ред. Р.М. Алексахина,

  Ф.А. Тихомирова, В.М. Клечковского. М.: Атомиздат, 1971. С. 232-256.

• 9.    Айтматов М.Б., Кубатбеков Т.С., Малгаждаров М.С. Эколого-физиологические аспекты длительного воздействия малых доз радиации на организм овец //Теоретические и прикладные проблемы промышленного комплекса. 2013. Т. 14, № 1. С. 37-38.

• 10.    Радиационно-гигиеническая оценка условий проживания населения Республики Алтай в зонах радиоактивных выпадений и разработка мероприятий по их улучшению: Отчёт СПб НИИРГ /Научн. рук. В.А. Колотвин. СПб, 1993. 52 с.

• 11.    The 2007 Recommendations of the International Commission on Radiological Protection. ICRP Publication 103 //Ann. ICRP. 2007. V. 37, N 2-4. P. 1-332.

• 12. Дозы облучения населения Российской Федерации в 2010 году: Информационный сборник. СПб:

• 13. Федотова А.С. Оценка дозы облучения в населённом пункте зоны наблюдения горно-химического

  комбината //Вестник КрасГАУ. 2016. № 2 (113). С. 61-68.

• 14.  Нормы радиационной безопасности (НРБ-76/87). Основные санитарные правила ОСП-72/87. Мин

  здрав СССР. М.: Энергоатомиздат, 1988. 160 с.

• 15.  Нормы радиационной безопасности (НРБ-99/2009): Санитарные правила и нормативы СанПиН

  2.6.1.2523-09. М.: Федеральный центр гигиены и эпидемиологии Роспотребнадзора, 2009. 100 с.