Радиационно-гигиеническая экспертиза объектов ветеринарного надзора в Ленинградской области

Масштабное применение реабилитационных мероприятий, а также снижение уровней загрязнения в результате радиоактивного распада основных дозообразующих радионуклидов 137Cs и 90Sr привели к существенному улучшению радиационной обстановки на территориях, пострадавших от аварии на ЧАЭС. На настоящем этапе после аварии основной задачей является возвращение территорий и населения к условиям нормальной жизнедеятельности. Для населённых сельских территорий эта задача является наиболее сложной, т.к. кроме решения радиологических вопросов она требует и решения социально-экономических и демографических проблем [1].

Мухаметшин И.Р. – науч. сотр., к.б.н.; Юнусов И.Р. – ст. науч. сотр., к.б.н.; Вагин К.Н.* – зав. лаб., д.б.н.; Ишмухаметов К.Т. – ст. науч. сотр., к.б.н.; Василевский Н.М. – гл. науч. сотр., д.вет.н.; Рахматуллина Г.И. – ст. науч. сотр., к.б.н.; Галлямова М.Ю. – инженер; Гайнутдинов Т.Р. – зав. сектором, к.б.н. ФГБНУ «ФЦТРБ-ВНИВИ». Рыжкин С.А. – зав. каф., чл.-корр. АН Республики Татарстан, д.м.н., проф. ФГБОУ ДПО РМАНПО.

Многолетний мировой опыт эксплуатации атомных электростанций в нормальном режиме работы не выявил отрицательного воздействия АЭС на человека и окружающую среду [2]. Крупнейшая в России (4337,6 МВт по данным на 2023 г.) Ленинградская АЭС расположена на побережье Финского залива Балтийского моря в г. Сосновый Бор (5 км от АЭС). Строительство началось в сентябре 1967 г., первый энергоблок был введён в эксплуатацию в 1973 г., последующие – в 1975, 1979 и 1981 гг. В 2015 г. станции были переданы новые энергоблоки строящейся станции ЛАЭС-2. Первый из них был введён в эксплуатацию в 2018 г. [3].

Многолетние наблюдения в районе Ленинградской АЭС показали, что радиационная обстановка связана с влиянием радиоактивных выпадений после аварии на ЧАЭС [4]. Среди техногенных радионуклидов наибольший вклад в дозу существующего облучения (67% для городского и 74% для сельского населения) вносит 137Cs (в основном чернобыльского «происхождения»). Вклад ЛАЭС в формирование существующего радиационного фона составляет 0,13% и не может быть определён инструментальными методами [5].

На загрязнённых радионуклидами территориях производство сельскохозяйственной продукции может быть потенциально опасным для здоровья человека в связи с возможностью ненормативного перехода изотопов по пищевой цепи. Это является основной причиной изучения радиационной обстановки на загрязнённых территориях и контроля содержания радиоактивных веществ в объектах ветеринарного надзора [6].

Вследствие аварии на ЧАЭС продуктами ядерного деления были загрязнены 5711 км2 площадей Ленинградской области. Наиболее интенсивному загрязнению подверглись территории, расположенные в южной части области, южнее Финского залива (Кингисеппский, Волосовский, Лужский, Гатчинский, Ломоносовский районы). На этих территориях выпали радиоактивные осадки, содержащие 137Cs, 134Cs, 131I, 106Ru, 144Ce. Площадь загрязнения более 0,5 Ки/км2 составила 4,7 тыс. км2, в т.ч. от 1 до 2,4 Ки/км2 – 0,56 тыс. км2. 700 км2 площадей этих территорий были загрязнены 137Cs активностью ~116 Бк/км2, а в населённых пунктах Кайболово и Тарайка – 0,55 и 1,39 кБк/кг соответственно; удельная активность по 40K в среднем составила 469 Бк/кг (диапазон от 27 до 930), по 238U – 17,5 Бк/кг (от 3 до 219), по 232Th – 31,7 Бк/кг (от 2,5 до 2945) [7].

Ряд населённых пунктов Кингисеппского (Кайболовский с/c, Домашово, Кайболово, Рат-чино, Котельский с/c, Великино, Велькота, Войносолово, Караваево, Котлы, Маттия, Нарядово, Неппово, Роннолово, Ряттель, Тарайка, Тютицы, Удосолово, Ундово, Кракольский с/c, Гаково, Кирьямо, Лужицы, Усть-Луга, Нежновский с/c) и Волосовского районов (Бегуницкий с/c, Бегуницы, Большое Тешково, Ивановская, Марково, Ругулицы, Врудский с/c, Большая Вруда, Изварский с/c, Чёрное) были отнесены к зоне льготного социально-экономического статуса [6].

С целью нормирования радиоэкологической обстановки была проведена частичная дезактивация территории чернобыльского загрязнения, вследствие чего с 2015 г. перечень населённых пунктов был сокращён в Кингисеппском районе до 22 (население – 3319 человек) и в Воло-совском – до 7 (население – 6891 человек). В настоящее время участки загрязнения почвы 137Cs выше 1 Ки/км2 регистрируются в 157 населённых пунктах в трёх районах области [7].

Загрязнения почвы более 1,5 Ки/км2 зарегистрированы в 12 населённых пунктах Волосов-ского района (1,6-3,4 Ки/км2) и в 10 населённых пунктах Кингисеппского района (1,7-6,9 Ки/км2) Ленинградской области. Самые высокие загрязнения почвы в Ленинградской области зарегистрированы в Кингисеппском районе в «Крестьянском фермерском хозяйстве «Лобан Г.М.» и «Акционерном обществе «Котельское».

Цель исследований – оценка радиационной безопасности продукции растениеводства, производимой в «Крестьянском фермерском хозяйстве «Лобан Г.М.» и «Акционерном обществе «Котельское» Котельского сельского поселения, Кингисеппского муниципального района Ленинградской области для возможности использования её по назначению без ограничений.

Материалы и методы

В связи с тем, что АО «Котельское» и КФХ «Лобан Г.М.» задействованы в области растениеводства и занимаются разведением крупного, мелкого рогатого скота и птицы, находятся на загрязнённых территориях в результате чернобыльской аварии, эти предприятия были выбраны для проведения радиационно-гигиенической экспертизы объектов ветеринарного надзора. Было отобрано 34 образца кормов из заготовок 2023 г.: грубых (сено, солома), сочных (силос, сенаж, зелёная масса), корнеплодов (свекла, картофель, морковь), концентратов (пшеница, рожь, овёс, ячмень, кукуруза, комбикорм). Пять образцов почвы было отобрано в июне 2024 г.

Оценку мощности амбиентного эквивалента дозы гамма-излучения проводили с использованием дозиметра гамма-излучения ДКГ-02У «Арбитр».

Отбор проб почв

Для оценки уровня загрязнённости было выбрано 5 точек, расположенных на полях КФХ «Лобан Г.М.» и АО «Котельское». Схема расположения точек отбора почвы представлена на схеме расположения мест отбора проб грунта. Данные точки были выбраны в связи с расположением основных сельскохозяйственных полей данных предприятий. В точках выбирался элементарный участок 100x100 м 2 , где отбирались 5 точечных проб методом конверта (рис. 1).

Далее пробы объединялись и методом квартования из объединённой пробы отбиралась представительная навеска массой 1-1,5 кг (1 л), которая в дальнейшем использовалась для проведения аналитических работ [8].

Рис. 1. Схема расположения мест отбора проб грунта. Масштаб: 1:100 000.

Отбор проб сельскохозяйственной продукции

Отбор проб сена. От 5 тюков прессованного сена (общее вес всех тюков 15 т) отбирали среднюю пробу из 10 различных мест по 100 г, которая составила 1 кг. После чего среднюю пробу упаковывали в полиэтиленовый мешок и маркировали.

Отбор проб силоса и сенажа. Пробы отбирали из траншей на глубине 2 м. Первоначально отбирали 3 разовые пробы корма: первую – в центре одной из торцевых сторон на расстоянии 5 м от неё; вторую – в траншеях с прямыми стенами на расстоянии 0,5 м, а с наклонными стенами – на расстоянии 1 м от одной из стен в средней части по длине траншеи; третью – в центре траншеи. Из исходного образца методом квадрата отбирали среднюю пробу массой 2 кг. Усреднённую отобранную пробу помещали в полиэтиленовый пакет и маркировали.

Отбор проб корнеплодов. Из складского помещения по хранению корнеплодов отбирали разные по размеру корнеплоды – свекла (3 шт.), картофель (1 кг), морковь (1 кг) и в дальнейшем объединяли в среднюю пробу. Отобранные пробы маркировали.

Отбор проб зерна. Со склада хранения зерна сделали выемку в пяти точках (в центре и по углам) на расстоянии 1 м от границы из верхнего (10-15 см), среднего и нижнего слоёв. Масса выемок зерна составила 2 кг. В последующем объединённую пробу помещали в полиэтиленовый мешок и промаркировали.

Отбор проб комбикорма. Со склада хранилища комбикормов, из верхнего, среднего и нижнего слоёв делали выемки. В последующем объединённую пробу (4 кг) помещали в полиэтиленовый мешок и промаркировали.

Отбор проб зелёной массы. От зелёной массы, доставленной на фермы для непосредственного скармливания животным или для приготовления силоса, сенажа и искусственно высушенных кормов, точечные пробы отбирали вручную из 10 разных мест порциями по 500 г. Отобранные точечные пробы зелёной массы объединили, тщательно перемешали, получали таким образом объединённую пробу. Из объединённой пробы зелёной массы методом квартования отбирали среднюю пробу для анализа. Масса средней пробы составила 1,5 кг.

Предварительная подготовка проб

Предварительная подготовка проб почвы. Из смешанных проб почвы подготовили счётные образцы (СОБ) для измерения удельной активности гамма-излучающих радионуклидов на гамма-спектрометре. В качестве стандартизованных измерительных кювет применяли сосуды Маринелли объёмом 1 л. Из точечных проб готовили СОБ объёмом 0,5 л.

Процедура приготовления СОБ состояла в следующем. Мерным сосудом отбирали 1 л просеянного сыпучего материала, уплотняя встряхиванием. Отобранный материал пересыпали в измерительную кювету, предварительно взвешенную пустой. Взвешиванием наполненной кюветы определяли массу грунта (вычитая массу пустой кюветы).

Предварительная подготовка проб сельскохозяйственной продукции. Полученные пробы подвергали первичной обработке (измельчение с целью приготовления однородного СОБ и его размещения в измерительной кювете). Клубни, корнеплоды промывали проточной водой, удаляли несъедобные части, измельчали с помощью ножа. Зерновую культуру пробоподготовке не подвергали. Грубые и сочные корма измельчали с помощью ножа.

Процедура подготовки СОБ для измерений удельной активности гамма-излучающих радионуклидов в сельскохозяйственной продукции. Для измерения удельной активности гамма-излучающих радионуклидов образцы подвергали термическому концентрированию. Для этого пробу помещали в сушильный шкаф (КС-65) и высушивали при температуре 120 °C. Сухую пробу переносили в фарфоровые чашки и нагревали на электроплитке до полного обугливания. Обугленную пробу пересыпали в тигли и озоляли в муфельной печи (муфельная LF-9/11-G1) при температуре 600 °C.

Коэффициент концентрирования К рассчитывали (отн. ед.) по формуле:

К _ ^Юпр

^спр где тпр - масса пробы до термического концентрирования, кг; тспр - масса пробы после термического концентрирования.

Счётный образец, прошедший термическое концентрирование, взвешивали, растирали в фарфоровой ступке и помещали в предварительно взвешенную измерительную кювету, уплотняя и заполняя до верхней кромки. С целью защиты детектора от загрязнения измерительную кювету, заполненную СОБ, закрывали стрейч-плёнкой.

Определение концентрации радионуклидов в подготовленных пробах

Для определения удельной активности образцов была использована «Методика измерений удельной активности 137Cs и 90Sr в пробах пищевых продуктов растительного и животного происхождения с помощью гамма-, бета- и альфа-излучения МКГБ-01 «РАДЭК».

Измерения удельной активности проводили с помощью спектрометра-радиометра спектрометрического комплекса «РАДЭК» (спектрометрический комплекс проходит регулярную поверку, по результатам которой получено соответствующее свидетельство). Перед проведением измерений выполняли подготовку спектрометра к работе. Контроль работоспособности (настройку) прибора проводили в соответствии с руководством по эксплуатации.

Счётный образец устанавливали в рабочее положение в защитной камере спектрометра-радиометра «РАДЭК». Время проведения исследования каждого образца в сосуде Маринелли 40 мин (137Cs), в кювете – 60 мин (90Sr). Результатом измерений удельной активности проб является значение, полученное с помощью программного обеспечения ASW. Согласно используемой методике результаты удельной активности 137Cs представлены на килограмм исходного веса образца, удельной активности 90Sr на килограмм сухого веса (после термической обработки образца).

Критерием оценки нормативности продукции служили контрольные уровни КУ-94, утверждённые главным государственным ветеринарным инспектором России В.М. Авиловым от 01.12.1994 г. № 13-7-2/216.

Результаты и их обсуждение

Результаты радиометрических исследований сельскохозяйственной продукции приведены в табл. 1 и 2.

Из результатов радиометрических исследований почвы из Кингисеппского района следует, что её активность по 137Cs составляет 316±21 Бк/кг, по 90Sr – 273±17 Бк/кг (в данном случае результаты были объединены и представлены как среднее значение), что в целом выше среднероссийских показателей загрязнения почвы «чернобыльской зоны» [9-13].

Таблица 1

Содержание радионуклидов в исследуемых пробах почвы, Бк/кг

№ п/п	Наименование образца	137 Cs	90 Sr
1	Почва № 1	382±21	305±17
2	Почва № 2	251±20	241±16
3	Почва № 3	364±19	297±14
4	Почва № 4	281±22	301±15
5	Почва № 5	302±23	221±23
Среднее в почве		316±21	273±17

Таблица 2

Результаты радиометрических исследований образцов из КФХ «Лобан Г.М.»

№ п/п	Наименование образца	Радиометрические показатели, Бк/кг
		137 Cs	226Ra	232 Th	40 K	90Sr
1	Сено	2,9±0,2	3,3±0,3	0,4±0,2	200,1±0,2	82±4
2	Солома	3,1±0,2	<0,1	<0,1	156±14	26,0±4,0
Среднее по грубым кормам		3,0±0,2 (КУ*=600)	1,7±0,2	0,4±0,2	178±3	54±4 (КУ=100)
3	Силос	4,8±0,2	18,1±0,5	0,2±0,1	356±24	15,6±1,1
4	Сенаж	<0,1	12,2±0,6	0,3±0,1	478±26	<0,1
Среднее по сочным кормам		2,4±0,2 (КУ=600)	15,1±1,0	0,3±0,1	417±26	7±1 (КУ=100)
5	Зелёные корма	9,0±0,6 (КУ=370)	6,6±0,4	<0,1	185±13	<0,1 (КУ=50)
6	Свекла	0,2±0,2	5,8±0,3	0,4±0,1	958±35	10,1±2,0
7	Картофель	<0,1	19,7±1,2	0,9±0,5	1900±40	40±3
8	Морковь	<0,1	21±5	<0,1	796±78	14,1±2,0
Среднее по корнеплодам		0,20±0,02 (КУ=600)	15±1	0,6±0,4	1210±80	21,2±2,0 (КУ=100)
9	Пшеница	<0,1	6,0±2,1	<0,1	327±23	<0,1
10	Рожь	<0,1	1,9±0,2	<0,1	141±6	<0,1
11	Овес	1,9±5,4	7,8±3,5	0,70±0,06	155±9	<0,1
12	Ячмень	<0,1	11,0±0,7	<0,1	367±31	17,1±1,0
13	Кукуруза	3,8±3,6	13,1±2,0	0,8±0,3	146±9	6,8±0,4
14	Комбикорм	1,6±5,0	17±1	<0,1	196±10	0±18,5
Среднее по зерну и		1,35±0,11	57±3	0,8±0,4	222±14	4,0±0,3
	концентратам	(КУ=600)				(КУ=65)

Примечание: * Здесь и далее: КУ-94 – контрольный уровень содержания радионуклидов в продукции («Инструкция о радиологическом контроле качества кормов. Контрольные уровни содержания радионуклидов цезия-134, -137 и стронция-90 в кормах и кормовых добавках» (утв. Минсельхозпродом РФ 01.12.1994 г. № 13-7-2/216) (Зарегистрировано в Минюсте РФ 14.04.1995 г. № 831).

Из полученных данных следует, что среднее загрязнение грубых кормов 137Cs составляет 3,0±0,2 Бк/кг, что в 200 раз ниже допустимого уровня КУ-94 и НРБ-99/2009 [6]. Среднее значение удельной активности по 90Sr в грубых кормах составляет 54±4 Бк/кг, что также в 1,85 раза ниже контрольного уровня. Разница в загрязнении сена и соломы 137Cs несущественна. 90Sr в сене содержится в 3,15 раза больше, чем в соломе. 226Ra в количестве 3,3±0,3 Бк/кг выявлен в сене, 40K – 156±14 Бк/кг в соломе. 226Ra в соломе, в сене и соломе и 40K в сене не обнаружены. Среднее загрязнение сочных кормов 137Cs составляет 2,4±0,2 Бк/кг (в 250 раз ниже КУ-94), 90Sr – 7±1 Бк/кг (ниже контрольного уровня в 12,8 раза). 226Ra выявлен в силосе – 18±1 Бк/кг, в сенаже – 12,2±0,6 Бк/кг, среднее по сочным кормам – 15,1±1 Бк/кг; 232Th в сенаже – 0,3±0,1 Бк/кг, среднее по сочным кормам – 0,3±0,1 Бк/кг; 40K обнаружен в силосе – 356±24 Бк/кг и сенаже – 478±26 Бк/кг, среднее по сочным кормам – 417±26 Бк/кг. Содержание 137Cs в сенаже, 90Sr в сенаже <0,1 Бк/кг. Удельная активность зелёных кормов по 137Cs составляет 9,0±0,6 Бк/кг (ниже КУ-94 в 41,1 раза), активность по 226Ra – 6,6±0,4 Бк/кг; 40K – 185±13 Бк/кг. 90Sr и 232Th в зелёных кормах <0,1 Бк/кг. 137Cs в пшенице, ржи, ячмене не обнаружен. 90Sr не выявлен в пшенице, ржи, овсе и в комбикорме. Наименьшее содержание 226Ra в ржи – 1,9±0,2 Бк/кг. 232Th не выявлен в пшенице, ржи, ячмене, комбикорме. Содержание 40K в пшенице 327±23 Бк/кг, ячмене – 367±31 Бк/кг.

137Cs в картофеле и моркови не выявлен, среднее его содержание в корнеплодах составляет 0,20±0,02 Бк/кг, что в 3000 раз ниже установленной нормы. Содержание 90Sr составляет 21±2 Бк/кг (ниже контрольного уровня в 4,71 раза). Наибольшее содержания 90Sr выявлено в картофеле 40±3 Бк/кг, наименьшее – в свекле кормовой 10,1±2,0 Бк/кг. Среднее содержание 226Ra в корнеплодах составляет 15±1 Бк/кг. Его содержание в свекле в 3-3,5 раза ниже, чем в картофеле и моркови. 232Th в моркови не выявлен, среднее содержание по трём образцам составляет 0,6±0,4 Бк/кг. 40K обнаружен во всех образцах корнеплодов. Средняя удельная активность по 40K составляет 1210±80 Бк/кг. В картофеле 40K содержится в среднем в 2 раза больше, чем в свекле кормовой и моркови. Среднее загрязнение концентратов 137Cs составляет 1,35±0,11 Бк/кг (в 444 раза ниже КУ-94); 90Sr – 4,0±0,3 Бк/кг (в 16,3 раза ниже контрольного уровня). 226Ra выявлен во всех образцах концентратов. Наибольшее его содержание зарегистрировано в кукурузе 13,1±2,0 Бк/кг и в комбикорме – 17±1 Бк/кг. Среднее содержание 226Ra в концентратах составляет 57±3 Бк/кг. Удельная активность овса по 232Th составляет 0,70±0,06 Бк/кг, кукурузы – 0,8±0,3 Бк/кг. В среднем по 6 образцам – 0,75±0,04 Бк/кг. 40K обнаружен во всех образцах концентрированных кормов. Среднее содержание по 6 образцам – 222±14 Бк/кг.

Несмотря на значительное содержание в почве 137Cs и 90Sr, производимая на этих территориях сельскохозяйственная продукция удовлетворяет требованиям контрольных уровней содержания радионуклидов в конечной продукции (КУ-94), поэтому вся местная продукция может быть использована по назначению без ограничений.

Заключение

Проведёнными исследованиями установлено, что радиационная обстановка в «Крестьянском фермерском хозяйстве «Лобан Г.М.» и «Акционерном обществе «Котельское» стабильна и удовлетворительна. Зарегистрировано высокое содержание радионуклидов в пахотном слое почвы в Котельском районе: 137Cs – 316±21 Бк/кг и 90Sr – 273±17 Бк/кг. Однако производимая на этой территории растениеводческая продукция отвечает требованиям КУ-94.

Радиационно-гигиеническая экспертиза объектов ветеринарного надзора не выявила в обследованной местности превышения уровня вмешательства по содержанию 137Cs и 90Sr в растениеводческой продукции. В связи этим вся местная продукция может быть использована по назначению без ограничения.