Вклад содержащих радионуклиды пищевых продуктов в формирование доз внутреннего облучения населения юго-запада Брянской области после аварии на Чернобыльской АЭС

Авария на Чернобыльской АЭС привела к широкомасштабному и долгосрочному (десятки лет) радиоактивному загрязнению многих стран, включая Российскую Федерацию [1, 2]. Загрязнение радионуклидами (преимущественно 137Cs) территории населённых пунктов, сельскохозяйственных угодий и лесов, аграрной и природной пищевой продукции до настоящего времени определяет формирование у населения зоны аварии на ЧАЭС дополнительных к природному фону дозовых нагрузок [3-5]. Учитывая изотопный состав загрязнения, почвенные, хозяйственные и социально-экономические особенности пострадавших от аварии регионов, с первого года ликвидации её последствий стали развивать и совершенствовать методы определения доз внешнего и внутреннего облучения населения, как меры риска радиационного воздействия на человека [6-8].

Корректная оценка уровней радиоактивного загрязнения пострадавших от аварии на ЧАЭС территорий и дозовых нагрузок на население является ключевым фактором при зонировании населённых пунктов, социальной поддержке их жителей и обосновании оптимальной системы реабилитационных мероприятий [9]. Результаты радиационного контроля территории населённых пунктов, подвергшихся воздействию от аварии на ЧАЭС, публикуются ежегодно, а дозовых

нагрузок на население – с периодичностью в несколько лет [3, 10]. Так, по официальным данным на 2017 г. среднегодовые дозы облучения населения в зоне аварии на ЧАЭС превышали установленный законом «О радиационной безопасности населения» порог в 1 мЗв у жителей 135 населённых пунктов [10]. Эти поселения расположены в шести юго-западных районах Брянской области и большая их часть относится к категории сельских.

За прошедшие после аварии на ЧАЭС 37 лет в пострадавших регионах значительно изменилась радиологическая, демографическая и социально-экономическая обстановка [11]. Снижаются уровни радиоактивного загрязнения территории населённых пунктов и их ареалов. Это приводит к уменьшению удельной активности 137Cs в местных сельскохозяйственных и природных пищевых продуктах [12]. Меняются рационы питания жителей пострадавших районов. Весь этот комплекс динамичных факторов определяет особенности дозоформирования населения в разные периоды после аварии на ЧАЭС, включая современный этап.

Целью данной работы является анализ изменения роли основных дозообразующих пищевых продуктов в формировании доз внутреннего облучения населения, подвергшегося воздействию от аварии на Чернобыльской АЭС.

Материалы и методы

Исследование проведено на примере 135 населённых пунктов (НП) со среднегодовой эффективной дозой (СГЭД) облучения жителей, превышающей 1 мЗв [10]. Все эти НП юго-западных районов Брянской области относятся к трём зонам радиоактивного загрязнения (табл. 1). Почти 80% НП входят в зону с правом на отселение. Согласно данным статистики по переписи населения в 2020 г. из 135 жилыми являются только 101 НП с общим числом жителей 67789 чел., из них 38680 чел. (57%) проживают в г. Новозыбков [13].

Таблица 1 Распределение населённых пунктов Брянской области со СГЭД более 1 мЗв в 2017 г.

по зонам радиоактивного загрязнения

Район	Число НП [10]	Статус населённого пункта [9]
		льготный	с правом на отселение	отселение	отчуждение
Гордеевский	24	-	21	3	-
Злынковский	25	-	16	9	-
Климовский	2	-	2	-	-
Клинцовский	21	-	20	1	-
Красногорский	18	-	10	5	3
Новозыбковский	45	-	37	8	-
Всего	135	-	106	26	3

Для каждого из исследуемых НП была собрана информация и сформирован банк данных по уровням загрязнения 137Cs их территории [3], прилегающих лугопастбищных угодий [14] и лесов [5]. При этом использована разработанная ГИС-система [15] с радиологическими и почвенными характеристиками участков природных и аграрных экосистем в ареале НП. Наиболее высокие плотности загрязнения 137Cs отмечены в НП и на лугах Красногорского района, а лесов – в Новозыбковском районе. По всем районам уровни загрязнения 137Cs лесных и луговых экосистем, как правило, в 1,9-2,3 раза выше, чем территории НП (табл. 2).

Таблица 2

Плотность загрязнения 137Cs территории населённых пунктов Брянской области со СГЭД более 1 мЗв и их ареалов в 2022 г., кБк·м-2

Район	Населённый пункт [3]	Пастбища [14]	Леса [5]
Гордеевский	375 (260-670)*	940 (650-1665)	710 (520-930)
Злынковский	380 (220-620)	960 (550-1545)	560 (320-910)
Климовский	290 (275-310)	575 (550-600)	430 (400-450)
Клинцовский	305 (240-450)	760 (600-1130)	730 (590-940)
Красногорский	685 (230-1830)	845 (305-1870)	460 (175-915)
Новозыбковский	380 (225-705)	925 (550-1710)	850 (660-955)

* - арифметическое среднее, в скобках – минимальные и максимальные значения.

Оценку среднегодовой дозы внутреннего облучения (СГЭД внутр ) жителей НП проводили по формуле, согласно действующим МУ 2.6.1.2003-05 [16]:

СГЭД внутр = d_fc•Z_iД_i•y Э ^фФ•К_i, мЗв • год^-1 ,                                        (1)

где Л , - средняя удельная активность ¹³⁷Cs в i -ом пищевом продукте, Бк-кг(л) " ¹; У ^фф - эффективное годовое потребление i -го пищевого продукта (молоко, говядина, свинина, картофель, грибы), кгтод " ¹; К , - коэффициент кулинарного снижения ¹³⁷Cs в i -ом пищевом продукте (молоко - 1, говядина - 0,4, свинина - 0,4, картофель - 0,8, грибы - 0,5), отн. ед. [17]; d_k - дозовый коэффициент для пищевого пути поступления ¹³⁷Cs в организм человека (1,2·10^-5 мЗв·Бк^-1).

Содержание 137Cs в основных дозообразующих пищевых продуктах определяли по плотности загрязнения 137Cs территории НП (для картофеля и свинины), лугопастбищных угодий (для молока и говядины) и лесов (для грибов) через коэффициенты перехода (КП) с учётом почвенных характеристик участков в районе расположения каждого НП. Преобладающими почвами в данном регионе Брянской области являются дерново-подзолистые песчаные и супесчаные, а используемые КП на период 2012-2020 гг. для молока – 0,17, говядины – 0,55, свинины – 0,34, картофеля – 0,06, грибов – 13 (10-3 м2·кг-1) согласно [7].

Важным фактором, определяющим дозу внутреннего облучения населения, помимо удельной активности 137Cs в пищевых продуктах местного производства является рацион питания человека. Анализ используемых в научной и методической литературе данных о потреблении сельским населением юго-запада Брянской области местных пищевых продуктов для оценки доз внутреннего облучения показывает, что оно снижалось с течением времени после аварии на ЧАЭС (табл. 3).

Таблица 3

Годовое потребление основных дозообразующих пищевых продуктов в сельских домашних хозяйствах Брянской области на 1 чел., кг(л)

Пищевой продукт	Год, источник данных
	1985 [6]	1987 [6]	1996 [6]	2005 [16]	2009 [17]	2012 [18]	2015 [7]
Молоко	285	150	190	370	127,6	99	98,1
Говядина Свинина	62*	55	48	ДО ДО	3,3 28	33	9,5 18
Картофель	240	240	212	ДО	135	ДО	100
Грибы свежие	ДО**	ДО	ДО	6	5,6	6,5	6,6

- мясо, ** - данные отсутствуют.

До аварии на ЧАЭС годовое потребление молока составляло в данном регионе 285 л^чел.-1. В первые годы после аварии потребление этого продукта значительно сократилось (до 150-190 л^чел/1), что было связано с введением ограничений на содержание частного скота в ряде наиболее радиоактивно загрязнённых НП. Впоследствии ограничения сняли, однако население уже не вернулось к содержанию коров в частном секторе НП в прежнем объёме [18].

Анализ многолетних статистических данных обследования сельских домашних хозяйств Брянской области показал, что за последние 20 лет (рис. 1) потребление населением местного молока сократилось в 2,9, говядины в 3,8, картофеля в 2,8, грибов в 3,6 раза и лишь потребление свинины увеличилось на 16% [13]. Причиной снижения потребления продуктов питания сельским населением Брянской области является сложная демографическая и социально-экономическая ситуация в регионе, особенно в юго-западных районах, в наибольшей степени подвергшихся воздействию от аварии на ЧАЭС. Так, за 35 лет после аварии численность населения в этих районах сократилась на 30-55%, что во многом было обусловлено миграцией его трудоспособной части в другие, более экономически привлекательные и радиационно-безопасные регионы [11]. Постепенное старение оставшейся когорты населения привело к снижению активности ведения частных хозяйств в сельских НП и, соответственно, уменьшению объёмов производства и потребления местных пищевых продуктов.

Рис. 1. Динамика годового потребления продуктов питания в сельских домашних хозяйствах Брянской области на 1 чел.: 1 - молоко цельное, 2 - говядина и телятина, 3 - свинина, 4 - картофель, 5 - грибы свежие (по данным [13]).

Необходимо отметить, что в МУ 2.6.1.2003-05 [16] для оценок среднегодовых доз внутреннего облучения населения рекомендуется использовать значительно более высокие годовые показатели потребления молока (370 лтод-1) и грибов (6 кг^год-1), что в 7-8 раз выше существующих в настоящее время объёмов потребления данных пищевых продуктов в сельских НП Брянской области. Это в итоге приводит как к переоценке доз внутреннего облучения, так и к ошибкам в определении доминирующего вклада аграрных и природных пищевых продуктов в формирование дозовых нагрузок на население. В настоящей работе для оценок СГЭДвнутр использованы официальные данные Брянскстата по годовому потреблению продуктов питания в сельских домашних хозяйствах Брянской области на 1 чел. в 2021 г.: молоко цельное – 50,9 л, говядина и телятина – 0,4 кг, свинина – 14,4 кг, картофель – 73 кг, грибы свежие – 0,7 кг [13].

Результаты

Анализ данных по содержанию 137Cs в местных пищевых продуктах исследуемых НП показывает, что даже в поселениях со СГЭД более 1 мЗв продукция растениеводства (картофель) в настоящее время полностью соответствует требованиям СанПиН [19, 20] (табл. 4). Незначительное превышение нормативов по содержанию 137Cs в картофеле возможно лишь в НП Заборье, относящегося к зоне отселения [9], где плотность загрязнения радионуклидом огородов составляет 1800 кБк·м-2, а на отдельных участках достигая 5400 кБк·м-2 [3]. Производство на территории исследуемых НП свинины также безопасно. Максимальные уровни удельной активности 137Cs в данном виде мясной продукции ниже установленного в СанПиН порога на содержание 137Cs более чем в 2 раза.

Таблица 4

Удельная активность 137Cs в местных пищевых продуктах населённых пунктов Брянской области со СГЭД более 1 мЗв в 2022 г., Бк·кг(л)-1

Район	Молоко	Говядина	Свинина	Картофель	Грибы
Гордеевский	160 (110-285)*	520 (355-915)	60 (40-90)	25 (15-40)	7290 (5315-9560)
Злынковский	165 (95-265)	525 (300-850)	55 (35-85)	20 (15-35)	5780 (3290-9320)
Климовский	95 (90-100)	315 (305-330)	45 (40-50)	17 (15-20)	4380 (4130-4630)
Клинцовский	130 (100-190)	420 (330-620)	50 (40-70)	20 (15-30)	7490 (6070-9620)
Красногорский	145 (50-325)	460 (165-990)	40 (15-85)	40 (15-85)	4720 (1780-9390)
Новозыбковский	155 (95-290)	510 (300-940)	25 (15-40)	25 (15-40)	8740 (6785-9795)
СанПиН [19, 20]	100	200		80	500

* - арифметическое среднее, в скобках – минимальные и максимальные значения.

Наиболее высокое содержание 137Cs в продукции животноводства (молоко, говядина) отмечается в НП Красногорского района, где плотность загрязнения радионуклидом лугопастбищных угодий составляет до 1870 кБк·м-2 (табл. 2). Так, в НП со СГЭД более 1 мЗв этого района удельная активность 137Cs в молоке коров из частного сектора может превышать предельный уровень СанПиН (100 Бк·л-1) в 3 раза. Если рассматривать НП всех шести районов, то в 89% поселений существует риск (вероятность) получения молока из частного сектора, не соответствующего требованию СанПиН (табл. 4). В говядине санитарно-гигиенический норматив по содержанию 137Cs (200 Бк·кг-1) может быть превышен в 98% НП со СГЭД более 1 мЗв. В наиболее критичных поселениях такая разница с предельным уровнем СанПиН может достигать пяти раз. В среднем по рассматриваемым районам требования СанПиН превышены по молоку в 1,5 раза, по говядине – до 2,5 раза. В то же время широкий спектр возможных реабилитационных мероприятий в сфере кормопроизводства и животноводства позволяет при достаточном финансировании полностью решить проблему производства в частном секторе НП со СГЭД более 1 мЗв молока и говядины, соответствующих санитарно-гигиеническим нормативам [14, 15].

Самая сложная ситуация остаётся с потреблением населением природной продукции (грибы, ягоды, дичь) в наиболее радиоактивно загрязнённых районах Брянской области. Выборочный радиационный контроль даров леса, проводимый Роспотребнадзором, ежегодно фиксирует в шести юго-западных районах области 20-55% проб грибов и 40-80% проб ягод с превышением граничных уровней СанПиН по содержанию 137Cs [11]. Расчёты содержания радионуклида в грибах, которые могут быть собраны в наиболее радиоактивно загрязнённых лесах вблизи НП со СГЭД более 1 мЗв, показывают, что во всех поселениях санитарно-гигиенический норматив (500 Бк·кг-1) будет превышен для данного пищевого продукта до 8-17 раз (табл. 4). С учётом длительного периода времени, прошедшего после аварии на ЧАЭС, снижение вклада 137Cs в дозу внутреннего облучения населения от потребления природной продукции возможно только за счёт информирования жителей региона о правилах её безопасного сбора и переработки: обозначение участков леса с минимальной (радиационно-безопасной) и максимальной плотностью загрязнения 137Cs, ознакомление людей с видовым составом грибов и ягод и их ранжированием по степени накопления радионуклида, а также рекомендациями по кулинарной переработке природных продуктов для снижения поступления радиоизотопов в организм человека.

С учётом удельной активности 137Cs в местной пищевой продукции и актуального рациона питания сельского населения Брянской области рассчитан вклад каждого из пищевых продуктов в дозу внутреннего облучения жителей НП со СГЭД более 1 мЗв (табл. 5).

Таблица 5

Вклад местных пищевых продуктов, содержащих 137Cs, в дозу внутреннего облучения населения юго-западных районов Брянской области со СГЭД более 1 мЗв в 2022 г.

Район	СГЭД внутр , мЗв	Вклад местных пищевых продуктов в СГЭД внутр , %
		молоко	говядина	свинина	картофель	грибы
Гордеевский	0,48 (0,33-0,76)*	60	2	8	10	20
Злынковский	0,47 (0,27-0,75)	64	2	8	10	16
Климовский	0,30 (0,29-0,32)	59	1	10	12	18
Клинцовский	0,41 (0,32-0,57)	58	2	7	9	24
Красногорский	0,45 (0,17-0,96)	57	2	11	17	13
Новозыбковский	0,49 (0,31-0,81)	58	1	8	10	23

* - арифметическое среднее, в скобках – минимальные и максимальные значения.

Видно, что в настоящее время доминирующий вклад (57-64%) в СГЭД внутр вносит ¹³⁷Cs, содержащийся в молоке частных коров. Несмотря на высокую удельную активность радионуклида в говядине, вследствие низкого потребления данного вида мяса (0,4 кг·год^-1) её роль в дозофор-мировании ничтожно мала и не превышает 1-2%. Вклад свинины и картофеля, производящихся на территории НП, сопоставим и составляет в среднем около 10%. Вклад грибов в СГЭД внутр находится на втором месте после молока и варьирует в достаточно широких пределах, достигая четверти от дозы внутреннего облучения населения. Поскольку содержание ¹³⁷Cs в свинине и картофеле даже в наиболее критичных НП (СГЭД более 1 мЗв) соответствует требованиям СанПиН, а роль радионуклида, содержащегося в говядине, в дозоформировании крайне мала, можно говорить, что молоко и грибы остаются в настоящее время основными дозообразующими местными продуктами питания в регионе аварии на ЧАЭС.

Полученные данные позволили провести сравнительный анализ закономерностей формирования доз внутреннего облучения населения в различные периоды (5-10, 15-20 и 35 лет) после аварии на ЧАЭС (рис. 2). Для этого использованы результаты аналогичных исследований в югозападных районах Брянской области [12]. Так, в первые годы после аварии на ЧАЭС в НП со СГЭД более 1 мЗв, расположенных на территории Брянского полесья, основным дозообразующим продуктом, содержащим 137Cs, являлось молоко. Его вклад в дозу внутреннего облучения превышал 50%. 137Cs, содержащийся в грибах, дополнительно формировал около 25% дозы внутреннего облучения. Через 20 лет после аварии на ЧАЭС роль молока в дозоформировании снизилась и составляла порядка 40%, при этом вклад радионуклидсодержащих грибов в СГЭДвнутр существенно возрос (до 35%). В основном, такая закономерность была обусловлена различной динамикой снижения удельной активности 137Cs в сельскохозяйственных и природных пищевых продуктах. К настоящему времени роль молока из частного сектора, содержащего 137Cs, в дозоформировании вновь выросла (вклад в дозу внутреннего облучения 60%), а у грибов заметно снизилась (в среднем до 20%). Вклад мяса (говядина и свинина) из частного сектора, а также картофеля в СГЭДвнутр в течение всего периода после аварии на ЧАЭС колебался в диапа- зоне 10-15%.

Рис. 2. Динамика вклада ¹³⁷Cs, содержащегося в сельскохозяйственных продуктах и грибах, в дозу внутреннего облучения населения юго-западных районов Брянской области со СГЭД более 1 мЗв.

Таким образом, если к 2000-м годам уменьшение вклада молока от частных коров, содержащего ¹³⁷Cs, в СГЭД внутр было связано с разной скоростью снижения параметров миграции радионуклида между аграрными и природными пищевыми продуктами, то к настоящему времени рост вклада молочной компоненты в дозоформирование обусловлен перераспределением объёмов потребления населением местных пищевых продуктов.

Заключение

Результаты настоящего исследования позволяют сформулировать ряд выводов, которые необходимо учитывать при реабилитации НП, расположенных на территории, подвергшейся воздействию от аварии на ЧАЭС.

• 1.    В населённых пунктах юго-западных районов Брянской области со СГЭД выше 1 мЗв в настоящее время существует риск превышения требований СанПиН по содержанию ¹³⁷Cs: в грибах в среднем до 10, говядине в 2,5, в молоке в 1,5 раза. Производящиеся в этих населённых пунктах свинина и картофель соответствуют санитарно-гигиеническим требованиям по содержанию радионуклида и их потребление полностью безопасно.

• 2.    Через 37 лет после аварии на ЧАЭС в населённых пунктах со СГЭД выше 1 мЗв основными местными пищевыми продуктами, содержащими ¹³⁷Cs, которые определяют до 70-80% дозы внутреннего облучения, являются молоко и грибы. Поэтому в стратегии реабилитации радиоактивно загрязнённых территорий должны преобладать мероприятия и технологии, направленные на минимизацию поступления радионуклида от этих двух аграрных и природных пищевых продуктов.

• 3.    За последние 15-20 лет отмечена тенденция к перераспределению роли пищевых продуктов в формировании дозы внутреннего облучения населения, проживающего на территориях с высокими уровнями загрязнения ¹³⁷Cs. Так, наметившийся к 2000-м годам рост вклада грибов в дозу внутреннего облучения населения на территориях, подвергшихся воздействию от аварии на ЧАЭС, сменился повышением роли в дозоформировании молока от частного скота.

• 4.    Необходимо продолжение радиоэкологического мониторинга в населённых пунктах со СГЭД выше 1 мЗв, уделяя особое внимание оценке удельной активности ¹³⁷Cs в местных критических по дозоформированию пищевых продуктах, которые, как правило, не проходят обязательный радиационный контроль.

• 5.    Для корректной оценки средних годовых эффективных доз облучения населения по МУ 2.6.1.2003-05, учитывая большую разницу в используемых в них данных о рационах питания с реальными объёмами потребления в настоящее время сельскими жителями местных пищевых продуктов в Брянской области, необходима корректировка методических указаний в части рационов.

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