Радиационная авария на ПО Маяк - Обоснование возможностей восстановления сельского и лесного хозяйства ПО Маяк 1957

2.3 Восстановление сельского и лесного хозяйства на территории Восточно-Уральского радиоактивного следа
Обоснование возможностей восстановления сельского и лесного хозяйства
Сельское хозяйство региона в результате аварии 1957 г. понесло существенный экономический ущерб от потерь сельскохозяйственной и лесной продукции вследствие отчуждения части территории из хозяйственного использования и введения ограничений на использование части продукции, производимой за пределами зоны отчуждения (санитарной зоны).
Общая площадь территории Восточно-Уральского радиоактивного следа, исключенная к 1959 г. из хозяйственного использования вследствие ее радиоактивного загрязнения, составила около 106 тыс. га (59 тыс. га в пределах Челябинской области и 47 тыс. га в Свердловской), при этом на долю сельскохозяйственных земель, использовавшихся колхозами (многочисленными, но с малыми площадями землепользования) и населением, приходилось около 54% всей площади, в том числе около 29% пашни. Остальная площадь находилась в ведении местных лесохозяйственных предприятий, деятельность которых также была остановлена [9].
Весной-летом 1958 г. четко выявились основные ограничения, обусловленные радиоактивным загрязнением территории, на сельскохозяйственное производство вследствие достижения и/или превышения установленных допустимых уровней радиоактивного загрязнения продукции отдельных общественных и личных хозяйств Эти ограничения были введены официально весной-летом 1958 г. и заключались в полном прекращения хозяйственной деятельности после установления санитарной зоны на территории землепользования ликвидированных колхозов (и лесхозов) и выселенных деревень, а также в проведении радиационно-санитарного контроля за качеством продукции и выбраковки непригодной продукции на территории, где проживало население.
Непосредственно после аварии еще не возникал вопрос о восстановлении сельскохозяйственного производства на отчужденной территории. Тогда Минсредмаш СССР, Минздрав СССР и исполкомы Челябинской и Свердловской областей преследовали лишь три главные цели, вытекавшие из необходимости радиационной защиты неотселенных жителей:
- сохранить существующий уровень сельскохозяйственного производства, включая личные хозяйства, на территории Восточно-Уральского радиоактивного следа, где не проводилось отселение, при одновременном обеспечении уровней радиоактивного загрязнения продукции не свыше установленных допустимых; разработать и внедрить в практику эффективные агротехнические и зоотехнические приемы снижения радиоактивного загрязнения продукции;
обеспечить радиационную защиту персонала сельскохозяйственных предприятий и населения, участвовавших в работах на загрязненной территории или привлекавшихся к ним, также проживавших на территории вблизи созданной зоны отчуждения [9].
Для реализации этих целей в 1958 г. под руководством академика ВАСХНИЛ В.М.Клечковского были подготовлены первые рекомендации по снижению последствий аварии 1957 г. для сельского хозяйства с учетом необходимости производства пригодной по уровням загрязнения продукции и радиационной защиты населения [28]. Рекомендовались специализация сельскохозяйственного производства на загрязненной территории в направлении развития семеноводства зерновых культур и многолетних трав как продукции, не подлежащей потреблению населением и сельскохозяйственными животными, а также перепашка угодий обычными плугами с предплужниками для снижения уровней внешнего облучения и ветрового подъема радиоактивных веществ.
НТС Минсредмаша СССР еще в марте 1958 г. рассмотрел предложения В. М. Клечковского о развертывании работ по изучению влияния радиоактивного загрязнения территории на сельскохозяйственное производство и поискам путей существенного ослабления этого влияния как с социально-экономической, так и с радиационно-защитной точек зрения. На основе этих предложений в 1958 г. была организована Опытная научно-исследовательская станция ПО “Маяк” [18], а в 1958-1959 гг. развернуты научно-исследовательские и научно-практические работы в этом направлении, осуществлявшиеся также Челябинским филиалом Ленинградского НИИ радиационной гигиены МЗ РСФСР и Комплексной радиологической лабораторией Минсельхоза СССР (на их базе после объединения был создан Филиал №4 Института биофизики МЗ СССР).
Сотрудничество двух научных школ по изучению последствий аварии 1957 г. для сельского хозяйства (на основе которого развилась впоследствии сельскохозяйственная радиоэкология) оказалось чрезвычайно полезным и в научном, и в практическом плане.
При непосредственном участии и на базе созданной Опытной научно-исследовательской станции с привлечением к работам ученых Московской сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева, Московского государственного университета им. М. В. Ломоносова, Почвенного института им. В. В. Докучаева, Агрофизического института ВАСХНИЛ под общим научным руководством В. М. Клечковского был начат обширный комплекс исследований по изучению закономерностей поступления радионуклидов в сельскохозяйственную продукцию, поиску путей и практической проверке предлагаемых приемов снижения загрязнения продукции в натурных и производственных условиях [29].
Одновременно под руководством заместителя Министра здравоохранения СССР А. И. Бурназяна, И. К. Дибобеса (Челябинский филиал Ленинградского НИИ радиационной гигиены) и А. П. Поваляева (Комплексная радиологическая лаборатория Минсельхоза СССР) коллектив специалистов по сельскому хозяйству из Минсельхоза СССР и по радиационной гигиене и радиационной защите из Минздрава СССР и Минздрава РСФСР приступил к комплексному исследованию задач, решение которых позволило обосновать радиационно-санитарные требования и организовать сельскохозяйственное производство в условиях радиоактивного загрязнения, установить допустимые уровни содержания радионуклидов в продукции, разработать, внедрить и оценить эффективность специальных регламентов ведения сельского хозяйства и организации жизнедеятельности населения в условиях радиоактивного загрязнения.
Первые результаты показали, что снижение уровней радиоактивного загрязнения продукции, обеспечивающее радиационную защиту населения и нормальную деятельность сельскохозяйственного производства, возможно при решении следующих задач:

1. установлении допустимых уровней радиоактивного загрязнения сельскохозяйственных угодий и получаемой на них продукции производственного и фуражного назначения;
2. установлении границ землепользования, где возможно производство продукции разных видов с уровнями загрязнения, не превышающими установленные допустимые значения;
3. оценке возможностей введения новой или модификации существующей отраслевой специализации хозяйства на загрязненной территории;
4. установлении требований к порядку организации землепользования, особенностям агротехнических и зоотехнических систем ведения сельскохозяйственного производства;
5. установлении требований к путям хозяйственного использования получаемой продукции;
6. обеспечении условий радиационной защиты персонала и населения [9].

На первом этапе, когда только развертывались исследования в области сельскохозяйственной радиоэкологии, возможности ведения сельскохозяйственного производства на конкретных участках загрязненной территории определялись по принципу “нельзя-можно” на основе сопоставления специально устанавливаемых допустимых и фактических уровней радиоактивного загрязнения сельскохозяйственной продукции коллективных и личных хозяйств.
В последующем по результатам научной и научно-практической деятельности 60-70-х годов было осуществлено научное обоснование возможностей ведения сельскохозяйственного производства в условиях радиоактивного загрязнения окружающей среды ⁹⁰Sr, направленное прежде всего на восстановление хозяйственного использования отчужденной части территории Восточно-Уральского радиоактивного следа. Предложены следующие пути снижения уровней загрязнения продукции ⁹⁰Sr:

1. дезактивация и обработка почвы;
2. выбор сельскохозяйственных культур и видов с пониженным содержанием ⁹⁰Sr;
3. выбор эффективных агротехнических и агромелиоративных приемов;
4. организация землепользования и ведение отдельных отраслей растениеводства;
5. организация кормопроизводства;
6. выбор эффективных способов организации животноводства, содержания и кормления животных;
7. выбор способов первичной обработки сельскохозяйственной продукции, путей хозяйственного использования продукции и утилизации отходов.

Растениеводство.

Поступление ⁹⁰Sr в урожай сельскохозяйственных культур и естественных трав при корневом усвоении зависит от многих факторов, главными из которых являются содержание ⁹⁰Sr в почве (в зоне корнеобитания растений), доля обменного Са в почве, потребность различных видов и сортов растений в стабильном кальции как неизотопном носителе ⁹⁰Sr, влияние агротехники возделывания и уборки урожая. Влияние этих факторов было изучено достаточно полно в экспериментальных и производственных условиях.
Дезактивация почвы. Снижение содержания радионуклидов в зоне корнеобитания растений приводит к пропорциональному снижению содержания этих радионуклидов в урожае. Один из таких приемов снижения - непосредственная дезактивация почвенного покрова, связанная с удалением верхнего загрязненного слоя почвы. Испытаны, рекомендованы и внедрены два основных способа дезактивации пахотных почв [9, 26, 30].
Первый - дезактивация путем снятия поверхностного слоя с последующим его удалением за пределы участка осуществляется с использованием механизированных технических средств (бульдозеров, скреперов, автогрейдеров, экскаваторов, автомобильного и прицепного транспорта) на угодьях большой площадью либо производится ручным инструментом на приусадебных участках. Метод характеризуется относительно низкой производительностью (при использовании механизированных средств - до 0,1 га ч-1) и максимальным снижением поступления ⁹⁰Sr в урожай (при надлежащем контроле за качеством работ) в 50-90 раз (1-2%) по отношению к исходному уровню. Метод рекомендован для овощных участков небольшой площади и внедрен в практику в экспериментальном сельскохозяйственном производстве Опытной научно-исследовательской станции на территории в 50 га. Овощная продукция с этого участка, имевшего начальную среднюю плотность загрязнения 74 кБк м-2по ⁹⁰Sr, в течение последних 30 лет поставляется в г. Озерск как удовлетворяющая требованиям радиационно-санитарного контроля.
Второй способ - дезактивация методом захоронения загрязненного верхнего слоя в подпахотные горизонты специально разработан Опытной научно-исследовательской станцией [9, 31] для применения на пахотных угодьях большой площади. Метод включает использование усовершенствованных серийных плантажных плугов, предназначенных для мелиоративных работ, а также, позднее, так называемых переместителей почвенных горизонтов, созданных на основе специально разработанной конструкции. Усовершенствованные плантажные плуги размещали захораниваемый слой преимущественно под малым углом к вертикальной плоскости, что приводило к снижению эффективности дезактивации вследствие недостаточной глубины размещения верхней части (гребней) оборачиваемых пластов по отношению к зоне корнеобитания растений. При работе переместителей горизонтов захораниваемый слой располагается глубже, преимущественно горизонтально, что повышает эффективность дезактивации. Эти орудия позволяли снимать верхний слой толщиной до 20 см, даже если почва подвергалась ранее обычной вспашке, и захоранивать его на максимальную глубину до 0,5-0,7 м (при использовании плантажного плуга) и 0,8-1,0 м (при использовании переместителя горизонтов). В реальных производственных условиях поступление ⁹⁰Sr в урожай при использовании плантажных плугов снижалось в среднем в 2 раза (максимально в 7 раз). Эффективность такой обработки увеличивалась при одновременном использовании минеральных удобрений еще до нескольких десятков процентов за счет повышения урожайности. Метод пригоден для достаточно тяжелых по механическому составу (глинистых и суглинистых) почв и, как показали испытания метода в Чернобыле, не пригоден для легких песчаных и супесчаных почв. Недостатками метода являются большая энергоемкость операции обработки с применением тяжелых гусеничных тракторов, низкая производительность (до 0,2 га ч-1) и фактическая ликвидация гумусированного слоя, исходная толщина которого близка к толщине пахотного слоя. Это потребует после дезактивации обязательного внесения в почву большого количества минеральных и органических удобрений.
В 1960-1961 гг. глубокая вспашка была произведена на площади около 550 га в селитебной зоне и на выпасных угодьях с. Багаряк, около 6000 га - на селитебной территории пос. Метлино и угодьях экспериментального сельскохозяйственного производства Опытной научно-исследовательской станции [9].
Агромелиоративные приемы снижения содержания доступного ⁹⁰Sr в почве. Цель этих приемов - перевод обменных форм ⁹⁰Sr в почве в труднорастворимые соединения. Испытаны два основных пути такой мелиорации: использование агромелиорантов, изменяющих агрохимические свойства почвы с результирующим уменьшением доли содержания ⁹⁰Sr в составе почвенно-поглощающего комплекса, и применение иммобилизирующих химических средств, переводящих обменные формы ⁹⁰Sr в недоступные для корневого усвоения [9, 30].
Применение агромелиорантов (известьсодержащих материалов - извести, мела) на типичных почвах, представленных серыми лесными почвами и выщелоченным черноземом, приводило к снижению накопления ⁹⁰Sr в урожае на 10-30% по сравнению с контролем. В качестве иммобилизующих средств были испытаны сульфаты, фосфаты и силикаты К и Na. Содержание ⁹⁰Sr в урожае при использовании таких веществ снижалось в 2-4 раза. Прием оказался экономически нецелесообразным. Испытанные методы агромелиорации загрязненных почв практического применения не нашли.
Обработка почвы естественных угодий. Цель приема, включающего культивацию или перепашку выпасов и сенокосов общепринятыми сельскохозяйственными почвообрабатывающими орудиями, - снижение содержания ⁹⁰Sr в слое корнеобитания растений и устранение дернины с повышенным содержанием биогенных форм ⁹⁰Sr. [По сути дела, этот способ приводит к ликвидации существовавшего естественного сложения почвы. В результате подобной обработки почвы естественные угодья переводятся либо в пахотные угодья с возделыванием различных сельскохозяйственных культур, либо в культурные пастбища и сенокосы с преимущественным возделыванием многолетних трав. Последний прием получил (при ликвидации последствий Чернобыльской аварии) наименование “коренное улучшение пастбищ и сенокосов”.]
Культивация и перепашка естественных угодий, “разбавляющие” удельную активность почвы в слое корнеобитания растений, за которыми должны следовать применение минеральных удобрений и залужение угодий с посевом многолетних трав, снижают содержание ⁹⁰Sr в урожае возделываемых кормовых трав в 3-4 раза при обычной вспашке и в 2-3 раза при фрезеровании [9]. Способ нашел достаточно широкое практическое применение.
Модификация способов агротехники возделывания и уборки урожая [9, 30]. При общепринятой технологии механизированных приемов возделывания и уборки урожая происходит, в дополнение к корневому поступлению радионуклидов в урожай, непосредственное поверхностное загрязнение надземной массы, включая зерно и другие продуктивные органы, частицами почвы с содержанием радионуклидов на два порядка величины выше, чем в растениях. Загрязнение происходит, главным образом, при междурядной обработке пропашных культур окучиванием или двукратной культивацией посевов (картофеля, свеклы, кукурузы, подсолнечника), при уборке зерновых культур, при заготовке сена (огребании, ворошении, стоговании и прессовании). Дополнительное загрязнение продукции может достигать 10-70% по отношению к только корневому поступлению. Рекомендованы максимальное сокращение числа операций, приводящих к запылению или вовлечению почвы в массу урожая, проведение операций в периоды достаточного увлажнения почвы, преимущественное прямое комбайнирование урожая зерновых, а не раздельная уборка, максимально возможная высота среза. Испытанные приемы в широкой практике применения не нашли.
Выбор сельскохозяйственных культур и их сортов. При прямо пропорциональной зависимости накопления ⁹⁰Sr в продукции в условиях корневого поступления от содержания ⁹⁰Sr в почве оно различно для разных видов продукции, получаемой на угодьях с одинаковыми агрохимическими свойствами и равной плотностью загрязнения территории (табл.2.20). Эти отличия объясняются различной потребностью разных товарных органов в стабильном кальции как неизотопном носителе ⁹⁰Sr, зависящей, в свою очередь, от вида растений. Среди основных видов растительной продукции продовольственного назначения (в расчете на товарную влажность) наименьшее накопление ⁹⁰Sr характерно для картофеля, наибольшее - для овощей, представленных вегетативными органами и плодами. 

Таблица 2.20 Относительное среднее содержание ⁹⁰Sr в продукции растениеводства при равном содержании ⁹⁰Sr в почве и одинаковых агрохимических свойствах почвы (за 1 принята удельная активность зерна злаковых;
в расчете на товарную влажность) [9,23]

Наиболее значительны различия в накоплении ⁹⁰Sr в продукции фуражного назначения. Если не рассматривать продукцию с естественных угодий, отличающуюся максимальным накоплением ⁹⁰Sr в урожае вследствие относительно большего обогащения ⁹⁰Sr тонкого поверхностного слоя корнеобитания растений на лугах и пастбищах по сравнению с пашней, то вегетативная надземная масса, используемая в качестве кормов, загрязнена в 2-3 раза более, чем зерно, картофель и корнеплоды. Именно эти последние виды продукции предпочтительны для их производства и в продовольственных, и в фуражных целях.
Особенно неблагоприятно использование естественных угодий в качестве кормовой базы. Замена естественных угодий пахотными в производстве зеленых кормов и сена дает снижение содержания ⁹⁰Sr в этой продукции в 10-15 раз.
Была показана возможность использования специально подобранных сортов культур одного вида, характеризующихся пониженным накоплением ⁹⁰Sr (табл. 2.21), однако возможности такого подбора в широкой практике реализованы не были.
Выбор участков с улучшенными агрохимическими свойствами. Влияние агрохимических свойств почвы на поступление ⁹⁰Sr в урожай оказалось несущественным. Это объясняется близостью значений среднего содержания обменного Са в наиболее типичных для региона серых лесных почвах и в выщелоченном черноземе (для которых оно различается всего в 1,3 раза). 
Таблица 2.21
Кратность различий в накоплении ⁹⁰Sr в продукции, определяемых сортовой принадлежностью видов растений [26]

Однако имеет значение ухудшение агрохимических свойств почвы, например, вследствие снижения плодородия почв и их значительного закисления. При наличии включений дерново-подзолистых почв поступление ⁹⁰Sr в урожай в этих случаях может возрасти в 3-5 раз.
Организация землепользования и ведение отдельных отраслей растениеводства. При обосновании возможностей восстановления сельскохозяйственного производства на загрязненной территории были сформулированы следующие основные принципы организации землепользования [26]:

1. Сельскохозяйственные культуры продовольственного назначения должны размещаться на землях с относительно меньшими плотностями загрязнения, а при одинаковой плотности загрязнения - на плодородных почвах с наибольшим содержанием обменного кальция. При этом под овощные культуры (за исключением корнеплодов) должны отводиться наименее загрязненные участки.
2. Фуражные культуры можно размещать на пахотных угодьях с плотностью загрязнения в 5-10 раз большей, чем это возможно при производстве продовольственных культур.
3. Использование естественных угодий следует всемерно ограничивать; допускается использование естественных угодий при минимальных плотностях загрязнения территории, обеспечивающих содержание ⁹⁰Sr в кормах на уровне, одинаковом с уровнем загрязнения продукции при использовании пашни.
4. На участках с высокой плотностью загрязнения, препятствующей получению растительной продукции продовольственного и фуражного назначения вследствие превышения ПДУ в продукции, может быть размещено производство семян зерновых и бобовых, а также технических культур, например, в целях получения спирта, крахмала, растительного масла и т.п. Сочетание этих принципов определяет в целом требования к организации землепользования на территории, характеризующейся значительными градиентами плотности загрязнения территории.

Модификация организации землепользования на загрязненных угодьях, направленная на получение минимально загрязненной продукции, должна включать следующие этапы [30]:

1. дифференциацию территории землепользования по уровням загрязнения и агрохимическим свойствам почвы;
2. расчет и подтверждение реальными измерениями возможных соотношений между содержанием ⁹⁰Sr в продукции и почве (нормированных на единицу плотности загрязнения территории или коэффициента перехода);
3. оценки соотношений между реальным, возможным и устанавливаемым допустимым содержанием ⁹⁰Sr в продукции и определение территориальных границ достижения ПДУ; выделение площадей под продовольственные и фуражные культуры с учетом предназначения продукции и выделение площадей естественных угодий с возможностью их использования;
4. разработку севооборотов на конкретных выделенных площадях. В отсутствии применения каких-либо специальных эффективных мер, снижающих поступление ⁹⁰Sr в продукцию, допустимая плотность загрязнения территории (ДПЗ), позволяющая получать заданный установленный ПДУ содержания ’’’Sr в продукции, следует оценивать по соотношению [30]

(2-1)
где ДПЗi - допустимая плотность загрязнения территории ⁹⁰Sr для производства i-й продукции, Бк м-2; ПДУ - предельно допустимый уровень содержания ⁹⁰Sr в продукции, Бк кг-1; НУi - наблюдаемый (или прогнозируемый) уровень содержания ⁹⁰Sr в продукции по отношению к единичной плотности загрязнения территории, (Бк кг-1)(Бк м-2)1.
Если вводится мера защиты с эффективностью (кратностью) в снижении уровней загрязнения продукции Эi, то соотношение (2.1) принимает вид:
(2.2)

Животноводство.

Экспериментально, в том числе практикой существовавшего сельскохозяйственного производства, была доказана возможность не только получения менее загрязненной продукции животноводства, но и ее производства как наименее загрязненной среди всех видов продукции сельского хозяйства, входящих в типичный ассортимент продукции сельскохозяйственных предприятий. Этому послужили установленные закономерности перехода ⁹⁰Sr в продукцию животноводства из загрязненных кормов.
Способы ведения животноводства в регионе ВУРСа ранее включали преимущественное использование естественных угодий при содержании на них крупного рогатого скота и овец и набора всех кормов для поголовья животных в личных хозяйствах и сельскохозяйственных предприятиях.
В зависимости от структуры кормовых рационов, прежде всего от соотношения вкладов компонентов с наименьшим (зерно, картофель, корнеплоды) и наибольшим (продукция с естественных угодий) содержанием ⁹⁰Sr при одинаковой плотности загрязнения территории, суточное поступление активности различается для разных видов животных. Результирующее содержание ⁹⁰Sr в организме животных разных видов и уровни загрязнения получаемой от них продукции зависят еще и от метаболических характеристик этих животных, при этом в значительной мере от дискриминации ⁹⁰Sr относительно кальция в системе корм - животное - продукция [9].
При среднетипичном для региона составе кормовых рационов с включением в них кормов с естественных угодий складываются средние уровни содержания ⁹⁰Sr в рационе и продукции животноводства (табл. 2.22), которые показывают, что при использовании территории с одинаковой плотностью загрязнения более высокое содержание ⁹⁰Sr в продукции наблюдается при использовании кормов, полученных с естественных угодий (баранина, говядина и молоко коровье). Поэтому наиболее целесообразно производство свинины и мяса цыплят, как наименее загрязненной продукции. Кормовые рационы с максимальным или полным исключением кормов с естественных угодий обеспечивают максимальное снижение поступления ⁹⁰Sr и в молоко, и в мясо.
Таблица 2.22
Содержание ⁹⁰Sr в основных видах продукции животноводства в зависимости от состава кормовых рационов [9]

На основе этих исследований были сформулированы следующие принципы организации кормовой базы животноводства в сельскохозяйственных предприятиях в условиях радиоактивного загрязнения территории ⁹⁰Sr:

1. для получения продукции животноводства с минимально возможными уровнями радиоактивного загрязнения продукции необходимы кормовые рационы сельскохозяйственных животных и птицы с минимальным содержанием в них ⁹⁰Sr;
2. в условиях одинаковой плотности радиоактивного загрязнения территории минимальных уровней содержания ⁹⁰Sr в кормовых рационах можно достигнуть при значительном сокращении или полном исключении из состава кормовых рационов кормов с естественных угодий, при увеличении доли кормов с минимальными уровнями загрязнения (зерна, картофеля, корнеплодов);
3. в этих же условиях и при использовании общепринятой типичной структуры кормовых рационов наиболее предпочтительно производство мяса (цыплят, свинины, говядины) как менее загрязненной продукции по сравнению с молоком;

в условиях существования значительного градиента плотности радиоактивного загрязнения территории кормовая база для молочного скота должна характеризоваться наименьшим загрязнением по сравнению с кормовой базой для животных мясного направления, при этом под кормовую базу свиней могут быть отведены земли с наиболее высокой плотностью загрязнения. Испытания способов кормления и содержания животных показали возможность дополнительного снижения радиоактивного загрязнения продукции животноводства за счет следующих приемов [9,30]:

1. С учетом видовых и возрастных особенностей и перехода ⁹⁰Sr в продукцию животноводства целесообразно дифференцировать поголовье животных в зависимости от их целевого назначения (воспроизводство поголовья, производство мяса, производство молока), возраста животных и характеристик кормовой базы, а также обеспечить эти группы животных специально разработанными для них кормовыми рационами.
2. Специальные кормовые рационы животных должны быть сбалансированы по элементам питания, в том числе и по белку. Обязательно доведение до физиологических норм содержания в рационе кальция; при его дефиците необходима компенсация его за счет добавок мясокостной муки, углекислого кальция или обесфторенного фосфата кальция.
3. При необходимости производства молока следует формировать стадо высокопродуктивных животных, так как при снижении суточного надоя почти пропорционально возрастает концентрация ⁹⁰Sr в молоке.
4. Снижение содержания ⁹⁰Sr в мясе (мышечной ткани) может быть достигнуто при выдержке животных перед убоем, особенно крупного рогатого скота на незагрязненных кормах. Длительность времени выдержки t (в сутках) до достижения требуемого содержания ⁹⁰Sr в мышечной ткани может быть оценена из соотношения

(2.3) где К - желаемая кратность снижения удельной активности ⁹⁰Sr в мясе, равная отношению реальной удельной активности в начале выдержки к ПДУ; - константа эффективной скорости выведения ⁹⁰Sr из мышечной ткани животных, сут-1.
Для откормочного поголовья крупного рогатого скота рекомендована на практике длительность выдержки откормленного молодняка перед убоем не менее 3 мес.

Первичная обработка сельскохозяйственной продукции.

Пути использования продукции и утилизации отходов. Среди множества [30] испытанных способов и приемов первичной (и кулинарной) обработки сельскохозяйственной продукции, позволяющих снизить в ней содержание ⁹⁰Sr по сравнению с исходным, были рекомендованы некоторые приемлемые способы, полезные при восстановлении сельскохозяйственного производства. Приемы основаны на применении механических и физико-химических процессов очистки продукции от радиоактивного загрязнения. Полезна обязательная тщательная отмывка водой корнеплодов и картофеля перед скармливанием их животным, так как товарная масса их содержит значительное количество почвы. В частности, замачивание, промывка и последующая сушка зерна перед размолом позволяют снизить содержание почвы в массе зерна в 4 раза.
Общепринятая промышленная технология переработки зерна на муку и крупы дает возможность получать продукцию с содержанием ⁹⁰Sr в 2-3 раза меньшим, чем в исходном зерне, однако при этом в 3-3,5 раза возрастает содержание ⁹⁰Sr в отрубях как фракции зерна, обогащенной ⁹⁰Sr.
Исследование возможностей очистки молока от ⁹⁰Sr с помощью физико-химических процессов, в частности ионного обмена, не привело к успешным результатам из-за сложностей, вызванных возникающими изменениями в макро- и микрокатионном и биохимическом составах продуктов, а также экономически неоправдываемых затрат в случае их практического применения.
Среди обычных практических приемов обработки молока рекомендовано получение сливочного и топленого масла, в котором удельная активность ⁹⁰Sr в 10-20 раз ниже по сравнению с исходным молоком. Однако в твердых и мягких сырах происходит концентрирование ⁹⁰Sr, и его удельная активность в 5-7 раз выше, чем в молоке. В цельномолочных продуктах содержание ⁹⁰Sr сохраняется на исходном уровене.
При использовании продукции сельского хозяйства, полученной в условиях радиоактивного загрязнения, особое внимание должно быть обращено на ее предназначение и пути реализации. В принципе, вся продукция должна быть дифференцирована по своему предназначению (продовольственное, фуражное, техническое) и дальнейшему ее использованию в зависимости от содержания ⁹⁰Sr в ней.
Продукцию отдельного сельскохозяйственного предприятия следует классифицировать в порядке убывания ее радиоактивного загрязнения:
продукция растениеводства и животноводства, предназначенная для обеспечения воспроизводства поголовья сельскохозяйственных животных, семеноводства зерновых культур и сеяных трав, технической переработки на спирт, масло и т.д.;

1. корма, предназначенные для производства мяса;
2. корма, предназначенные для производства молока;
3. мясо, молоко, картофель, овощи для продовольственных целей.

Неконтролируемое использование и смешение продукции разной загрязненности может привести к нежелательному повышению уровней облучения отдельных групп населения. Вызванные этими обстоятельствами требования обязательного предварительного установления путей хозяйственного использования продукции, получаемой на территории Восточно-Уральского радиоактивного следа, были и остаются обязательными в практике восстановления сельскохозяйственного производства, при этом не только для отдельных хозяйств, но и для всей загрязненной территории Челябинской области. Контроль за путями реализации продукции возложен на Госветнадзор. При экспорте продукции сельскохозяйственных предприятий следует устанавливать не только пути дальнейшего использования продукции, но и определять места складирования и переработки этой продукции.
Использование навоза от животных, получавших корма с угодий с повышенным загрязнением, может привести к дополнительному загрязнению сельскохозяйственных угодий. (До сих пор регистрируются случаи обнаружения локально загрязненных участков территории - приусадебных и садовых участков - в регионе размещения ВУРСа, что вызвано использованием загрязненного навоза в начальный период, а в настоящее время - загрязненного перегноя.) Часто происхождение этого дополнительного загрязнения не известно. Повышение плотности загрязнения почвы возможно не только при систематическом внесении загрязненного навоза на один и тот же участок малой площади (огород), но и при однократном, если навоз сильно загрязнен. Главная причина этого явления заключается в сосредоточении активности, собранной с урожаем на большой площади, на значительно меньшей площади, на которую вносится навоз.

При однократном внесении навоза прирост плотности загрязнения почвы [30] определяется как

(2.4)
где σ1 и σ2 - плотности радиоактивного загрязнения соответственно территории производства кормов и угодий, на которые вносится навоз, Бкм²; SlnS2- площади этих угодий, м²; Кп - коэффициент пропорциональности, связывающий удельную активность навоза с плотностью загрязнения σ, (Бк кг-1)(Бк м-2)-1; р - продуктивность кормовой базы (в расчете на навоз), кг км-2.
При систематическом длительном внесении навоза на один и тот же участок прирост плотности его загрязнения может составить [30]
(2.5)
где т - масса ежегодно вносимого навоза, кг (км² год)1; λ - константа скорости радиоактивного распада.
В общем случае наиболее целесообразно внесение образующегося навоза на те участки территории, на которых были получены исходные корма.

Принципы организации землепользования и специализации хозяйств.

При обосновании возможностей восстановления сельского хозяйства были сформулированы требования к организации землепользования и специализации хозяйств на загрязненной территории с учетом необходимости достижения соответствия уровней загрязнения продукции установленным ПДУ [9]:

1. Территория с начальной плотностью радиоактивного загрязнения, превышающей 74-150 кБк м-2 по ⁹⁰Sr, может быть вовлечена в хозяйственное использование при условии производства видов продукции, характеризующихся наименьшим содержанием ⁹⁰Sr в ней. В существовавших в то время социально-экономических условиях и практике ведения хозяйства наиболее выгодным вариантом оказалось производство мяса свиней и крупного рогатого скота сельскохозяйственными предприятиями.
2. Возможности получения продукции с минимальным радиоактивным загрязнением могут возрасти при значительном сокращении или полном исключении использования естественных угодий.
3. Восстанавливаемое на отчужденной части ВУРСа сельскохозяйственное производство должно осуществляться специально
4. организуемыми сельскохозяйственными предприятиями (совхозами), действующими в соответствии с разрабатываемыми рекомендациями.
5. Исходя из географического размещения и площади санитарной зоны, а также из необходимости оптимизации землепользования, последнее в организуемых хозяйствах должно включать также сельскохозяйственные площади за пределами санитарной зоны. С этой целью целесообразно было реорганизовывать существовавшее сельскохозяйственное производство за пределами санитарной зоны, для чего ряд мелких колхозов и МТС с землепользованием вблизи границ санитарной зоны рекомендовалось ввести в состав организуемых специальных хозяйств.
6. Наиболее разумным является отраслевая специализация организуемых хозяйств, ориентированная преимущественно на производство мяса свиней и коров; для этого требуется изменить направление хозяйственной деятельности (перепрофилировать) бывших хозяйств (колхозов), на базе которых организуются специализированные совхозы.
7. Целесообразно создание отдельных севооборотов на землях, входящих и не входящих в состав санитарной зоны, для каждого организуемого хозяйства, а также определение путей хозяйственного использования продукции, получаемой на каждом из севооборотов.

Основой для организации землепользования в условиях радиоактивного загрязнения стала оценка допустимых плотностей загрязнения ⁹⁰Sr территории, предназначенной для производства кормов и продукции животноводства, представленная в табл. 2.23. Эти оценки показали, что при отсутствии специальных мер, в том числе ограничения на использование естественных угодий, производство говядины возможно при максимальной плотности загрязнения 370 кБк м-2 по ⁹⁰Sr, а свинины - при 3700 кБк м-2 по ⁹⁰Sr. При внедрении оптимального землепользования и других мер допустимая плотность загрязнения территории для производства говядины могла возрасти в 2 раза, для производства свинины допустимая плотность загрязнения территории не достигала регулируемых пределов.