Содержание материала

Общими задачами в организации сельского хозяйства на загрязненных после радиационных аварий территориях являются:

  1. снижение экономического ущерба, вызванного ограничениями и вмешательствами, вплоть до восстановления сельхозпроизводства на территориях, где оно было временно запрещено;
  2. получение исходной сельскохозяйственной продукции продовольственного, фуражного и технического назначения с уровнями радиоактивного загрязнения, не превышающими установленных нормативов безопасности;
  3. внедрение специальных методов использования и переработки загрязненной продукции, не удовлетворяющей установленным нормативам.

Особо важное социально-психологическое значение имеет загрязнение сельскохозяйственных продуктов в личных подсобных хозяйствах, которые поступают непосредственно в рацион питания жителей, проживающих на загрязненных территориях.
Как показывает опыт ликвидации аварии на ЧАЭС, превышение радиологических стандартов содержания радионуклидов в сельскохозяйственных продуктах является одной из основных причин радиофобии и важной причиной различного рода заболеваний, патогенетически не связанных с действием ионизирующих излучений, а обусловленных социально-психологическими факторами.
С радиологической точки зрения при формировании дозы внутреннего облучения важное значение имеет радионуклидный состав находящихся в окружающей среде радионуклидов, прежде всего присутствие в нем биологически подвижных нуклидов, способных накапливаться в сельскохозяйственной продукции и далее, поступая в организм человека, депонироваться в его органах и тканях. В ранней фазе аварии особую роль играют радиоактивные изотопы йода. При аварии на Чернобыльской АЭС (см. гл. 3) наличие в выброшенной смеси радиоактивных веществ 131I во многом предопределило радиологические последствия этой аварии (рак щитовидной железы). Основным путем поступления 131I в организм человека является сельскохозяйственная цепочка: выпадения — пастбищная растительность — молоко. Значение других каналов поступления 131I — с вдыхаемым воздухом и с питьевой водой —  менее существенно.
В более поздние сроки после выпадения смеси радионуклидов основная опасность внутреннего облучения (особенно в долговременной перспективе) определяется относительно долгоживущими радионуклидами — 90Sr, 134Cs и 137Cs. Присутствие в составе выпадений 90Sr и 137Cs соответственно при аварии на Южном Урале (1957 г.) и на ЧАЭС предопределило некоторые специфические долгосрочные защитные меры в агропромышленном производстве в каждом случае.
Тяжесть радиационной аварии с выбросом радиоактивных веществ в окружающую среду с точки зрения последствий загрязнения сельскохозяйственной сферы помимо уже указанного радионуклидного состава выпавшей смеси радиоактивных веществ определяется рядом факторов. Прежде всего существенное значение имеет время года, когда произошли аварийные радиоактивные выпадения. В этом отношении аварии на Южном Урале (1957 г.) и на ЧАЭС были контрастны. Первая из них — на Южном Урале — произошла в конце сентября, когда вегетационный период, в основном, завершился, фактически был прекращен выпас животных, имелись запасы кормов ("чистых" кормов). В этом случае существенно ограниченным оказалось аэральное загрязнение растений и, как следствие, был снижен переход радионуклидов в животноводческую цепочку с кормами. Наоборот, авария на ЧАЭС случилась в поздневесенне-раннелетнее время, когда были завершены весенние полевые работы (окончены сев яровых, посадка овощей и картофеля), скот переводился на пастбищное содержание в условиях низкопродуктивного травостоя, запасы кормов были исчерпаны, у озимых культур, используемых, как зеленная подкормка для скота, была развита большая фитомасса. Таким образом, авария на ЧАЭС с точки зрения масштабов загрязнения агропромышленной продукции имела место в достаточно неблагоприятный период. Более тяжелым, по-видимому, могло бы быть выпадение радионуклидов в разгар уборки урожая.
Особенно тяжелым для загрязнения сельскохозяйственной продукции при выпадении радионуклидов (в весенний период) являлся первый год (вегетационный период), что связано с аэральным загрязнением растений. Концентрации радионуклидов в надземной массе растений за счет их аэрального загрязнения многократно перекрывали накопление радионуклидов в растениях на второй и последующий годы после аварии, когда основным источником поступления радионуклидов в растения становится их корневое усвоение из почвы. Применительно к животноводческой цепочке последствия аэральной абсорбции радионуклидов растениями приводят к значительному загрязнению сена, что соответственно предопределяет высокие концентрации радионуклидов в "зимнем" молоке.
Поступившие в окружающую среду искусственные радионуклиды являются новыми ингредиентами в природных средах. Их биологическая подвижность — интенсивность включения в трофические цепочки миграции в большинстве случаев уменьшается, вследствие разнообразных биогеохимических процессов (так называемого "старения" радионуклидов). Под этим понятием подразумевается усиление со временем прочности фиксации радионуклидов в почвах и донных отложениях, образование нерастворимых соединений. В некоторых случаях (выпадения радионуклидов в составе топливных частиц, как это было в ближней зоне ЧАЭС) биологическая доступность радионуклидов может увеличиваться со временем после аварии. В наземных биогеоценозах почвы становятся основным депозитарием радионуклидов (80-90% общего количества в экосистемах), а в водных экосистемах основная масса радиоактивных веществ локализуется в донных отложениях.
Начиная со второго вегетационного периода ведущим путем вовлечения радионуклидов в биологический круговорот становится их корневое поступление в растения. Поступление радионуклидов в растения зависит от свойств почвы, причем разница в аккумуляции 90Sr и 137Cs одними и теми же видами растений в зависимости от свойств почв может достигать 10 раз. В общем виде, чем выше плодородие почв, чем они тяжелее по механическому составу, тем менее доступны радионуклиды для корневого усвоения растениями. С этой точки зрения аварии на Южном Урале и на ЧАЭС также имели свои особенности. Так, в почвенном покрове на Восточно-Уральском радиоактивном следе преобладали достаточно плодородные почвы (черноземы и серые лесные), переход из которых радионуклидов в растения близок к минимальному. В регионе расположения ЧАЭС, наиболее распространенными типами почв являются торфянистые дерново-подзолистые почвы легкого механического состава (песчаные и супесчаные), поступление из которых радионуклидов в растения является максимальным. Наличие таких почв явилось одним из ведущих факторов, определивших достаточно высокие дозы внутреннего облучения в том числе и в отдаленные сроки после аварии.
Характерной особенностью динамики изменений содержания радионуклидов в сельскохозяйственной продукции, производимой на загрязненных территориях, является уменьшение этого содержания со временем. Указанное снижение концентрации 90Sr (на Южном Урале) и 137Cs (после аварии на ЧАЭС) в продукции растениеводства (зерно, овощи, картофель и др.) и животноводства (молоко, мясо и др.), связанные со "старением" радионуклидов, а также с внедрением контрмер, происходит наиболее быстро в первый поставарийный период (1-3 года), а затем темпы уменьшения концентрации радионуклидов резко падают. Так, в регионе аварии на ЧАЭС экологические периоды полуснижения содержания 137Cs в основных сельскохозяйственных продуктах (молоко, мясо, продукты растениеводства) в первые 2-3 года после аварии были равны 1,5-2 годам, а на 7-14-й годы после аварии они возросли до 5-10 лет. В последующий период после аварии на ЧАЭС (до 20- 30 лет) можно ожидать очень медленного уменьшения при переходе 137Cs из почвы в растения (это снижение может быть сопоставимо со скоростью радиоактивного распада 137Cs).
Существенное значение загрязнения сельскохозяйственных угодий и производимой агропромышленной продукции делает проблему введения защитных мероприятий в АПК, направленных на минимизацию доз внутреннего облучения, весьма актуальной. На первом поставарийном этапе (в первые дни, первые недели и несколько месяцев) эти сельскохозяйственные контрмеры должны носить в основном запретительный характер (например, запрещение использования сверхнормативно загрязненных молока и других пищевых продуктов, прекращение выпаса скота на загрязненных пастбищах и т.п.). Одновременно развертывается внедрение системы защитных сельскохозяйственных мероприятий, охватывающей практически все отрасли сельского хозяйства.
На Урале оказались эффективными оптимизация землепользования, хозяйственное перепрофилирование на производство мяса, модификация кормопроизводства с исключением естественных угодий и увеличением доли пропашных культур, обогащение кормовых рационов зерном, картофелем и корнеплодами, глубокая вспашка.
Эффективными контрмерами в сельском хозяйстве (земледелии), как показано многолетней практикой ликвидации последствий аварии на ЧАЭС, оказалось внесение удобрений и известкование кислых почв. Результативность этих контрмер на больших площадях составляет в среднем 1,5-2,5 раза (по снижению концентрации 90Sr и 137Cs в сельскохозяйственной продукции). Во всем комплексе защитных мероприятий в сельском хозяйстве к числу наиболее значимых по эффективности можно отнести коренную мелиорацию лугов и пастбищ, при которой концентрации 90Sr и 137Cs в кормовых растениях (а, следовательно, в молоке и мясе) уменьшились 3-8 раз. В растениеводстве теоретически высокую эффективность (в десятки раз по снижению содержания радионуклидов в растениеводческой продукции) можно ожидать от подбора видов и сортов растений, характеризующихся минимальным накоплением 90Sr и 137Cs. Однако реально практическое внедрение этой контрмеры носило весьма ограниченный характер.
В животноводстве по опыту ВУРСа и аварии на ЧАЭС наибольший эффект обеспечивала организация предубойного кормления животных (содержание скота перед забоем на "чистых" кормах). Это гарантировало получение "чистого" мяса от животных, содержащихся на угодьях с высокими плотностями загрязнения. Для 137Cs весьма эффективным оказалось применение ферроцин-содержащих препаратов, вводимых в корма (или непосредственно в желудочно-кишечный тракт животных), что обеспечивало снижение концентрации 137Cs в молоке в 5-10 раз. Высокоэффективным оказалось применение специально синтезированных нетканных материалов, в структуру которых вводился гексацианферрат (ферроцин) [5]. Применение этих ионообменных тканей для дезактивации цельного молока в 1500 личных хозяйствах на территориях радиоактивного загрязнения после аварии на ЧАЭС, обеспечивало очистку этого продукта от 137Cs более чем на 90%. При этом, как показали многочисленные исследования, биологические (биохимические) и технологические свойства очищенного молока и его органолептика не нарушались. Этот проект в силу целого ряда организационных причин и огромных масштабов загрязнения не получил повсеместного распространения.
Защитный потенциал перерабатывающих отраслей АПК был наиболее полно реализован в переработке загрязненного молока на масло, что обеспечивало снижение концентрации wSr и 137Cs в конечном продукте - масле до 5-6 раз. Менее эффективным были способы очистки от радионуклидов растениеводческой продукции.
Наряду с позитивным опытом применения защитных контрмер в АПК, многие контрмеры в условиях массированного загрязнения окружающей среды оказались малоэффективными (применение цеолитов в земледелии, некоторых сорбентов в животноводстве и др.). Целый ряд защитных приемов были относительно эффективными на ВУРСе и малодейственны в зоне аварии на ЧАЭС. Так, глубокая пахота с захоронением верхнего радионуклидсодержащего слоя на глубину была оправдана на тяжелых по механическому составу почвах черноземного типа на ВУРС. На легких дерново-подзолистых почвах в зоне аварии на ЧАЭС заглубление маломощного плодородного горизонта почвы и перемещение в верхнюю корнеобитаемую зону малоплодородных слоев оказалось недостаточно эффективным.
Существенное значение имела зональная организация агропромышленного производства (размещение отраслей АПК, ведение растениеводства, кормопроизводства и животноводства с учетом плотности радиоактивного загрязнения угодий). Особое внимание уделялось выделению так называемых критических агроландшафтов и агроэкосистем, где производилась наиболее загрязненная продукция.
Другим приоритетом явилось внимание к критическим пищевым продуктам. В первый поставарийный период из-за недостаточного объема радиационного мониторинга главным критерием эффективности контрмер был радиоэкологический показатель - кратность снижения активности продукции за счет защитных мероприятий. Иными словами, преследовалась цель снижения удельной активности радионуклидов в любых видах сельскохозяйственной продукции без учета их дозообразующей роли и иногда, не считаясь с экономическими затратами. При ликвидации последствий радиационных аварий крайне важно как можно быстрее перейти от радиоэкологических критериев оценки эффективности защитных мероприятий к радиологическим показателям (т.е. оцениваемым по снижению дозы облучения). Это позволяет более рационально использовать экономические ресурсы для решения проблемы обеспечения радиационной безопасности населения на загрязненных территориях. Переход на дозиметрические критерии в стратегии ведения агропромышленного производства в зоне ЧАЭС был осуществлен в достаточно полном объеме фактически лишь через 5-7 лет после аварии, что послужило причиной неоправданных затрат на реализацию многих контрмер. К сожалению, не нашли своего практического внедрения в зоне аварии на ЧАЭС экономические методы оценки эффективности сельскохозяйственных контрмер (оценка затрат на величину предотвращенной дозы). Эти вопросы еще требуют своего теоретического решения (например, в рамках концепции радиационной защиты МКРЗ) и сложны для практической реализации в зонах радиационных аварий.
Практика подтвердила априорное предположение, что эффективность контрмер в АПК существенно зависит от времени начала их внедрения. Чем раньше они начинают применяться после радиоактивного загрязнения окружающей среды, тем выше их эффективность как с точки зрения кратности снижения концентрации радионуклидов в сельскохозяйственной продукции, так и в плане уменьшения дозы внутреннего облучения населения, проживающего на загрязненных территориях. Основная особенность аварийных ситуаций с разовым выбросом радиоактивных веществ в окружающую среду состоит в том, что существенная доля дозы облучения населения имеет место в первые один-два года после аварии.
Эффективность комплекса защитных мероприятий, осуществленных в агропромышленном комплексе на загрязненной территории (свыше 185 кБк.м-2 по 137Cs) после аварии на ЧАЭС, по кратности снижения коллективной дозы облучения, экспортируемой с производимой сельскохозяйственной продукцией общественного сектора, оценивается приблизительно в 2,5-3 раза. Ретроспективная оценка ведения защитных мероприятий в агропромышленном производстве показывает, что если бы контрмеры в АПК были реализованы своевременно и в полном объеме, дозу внутреннего облучения в Чернобыльской зоне можно было бы снизить по меньшей мере еще в 2 раза.