Содержание материала

Социально-экономическое положение, в котором находилось население прибрежных районов, было изучено уже в середине 50- х годов. По полученным в те годы материалам можно составить представление о ситуации, которая имела место к началу радиоактивного загрязнения водоема.
Первое, на что было обращено внимание, - разный уклад жизни и связанное с ним материальное положение татаро-башкирского и русского населения. В верховьях р. Теча среди населения преобладали татары и башкиры, а в среднем и нижнем течении жили преимущественно русские. Первое послевоенное десятилетие характеризовалось тяжелым экономическим положением сельского населения. Тем не менее, жизненный уровень русского населения был несколько выше, чем башкиро-татарского: большинство семей содержало скот, домашнюю птицу; в огородах выращивались все овощные культуры. В татаро-башкирских селах использовался ассортимент продуктов питания более ограниченный - в рационе жителей преобладали продукты растительного происхождения местного производства.
Формирование в последующем дозовых нагрузок на население, в основном, определялось связью местных жителей с рекой. До середины 50-х годов они имели неограниченный доступ к реке и прибрежным территориям: производили отлов рыбы и раков из реки, у реки содержали домашнюю водоплавающую птицу. В пойме реки пользовались пастбищами для домашнего скота, косили сено, возделывали огороды, из реки брали воду для полива огородов, особенно в индивидуальных хозяйствах, примыкавших к берегам водоема. Но основным источником поступления радионуклидов в организм людей стала речная вода, употребляемая для питья и для приготовления пищи. До середины 50-х годов, до начала строительства буровых и шахтных колодцев, общественные колодцы практически отсутствовали. Мало было колодцев и в частных домовладениях. Специально проведенные в 1952-1953 гг. исследования показали, что к моменту загрязнения реки в большинстве населенных пунктов на р. Теча колодезной водой пользовалось менее трети жителей [56,57].
Наблюдаемый район представляет собой узкую полосу территории протяженностью около 1000 км, проходящую по Челябинской, Курганской и Тюменской областям (рис. 1.5). Всего в начале 50-х годов в прибрежных селах р. Теча проживало около 28 тыс. человек (табл. 1.18). Почти все населенные пункты были сельского типа (села и деревни) со свойственным им укладом жизни. В основном, численность жителей в населенных пунктах не превышала 500 чел.
Расположение населенных пунктов в прибрежной полосе р. Теча
Рис. 1.5. Расположение населенных пунктов в прибрежной полосе р. Теча и р. Исеть.

Река Исеть протекает по территории Курганской и Тюменской областей. В пределах Курганской области находилось 65 сельских населенных пунктов, в которых к концу 1949 г. проживало немногим более 31 тыс. человек. Всего же в границах Челябинской, Курганской и Тюменской областей на берегах рек Теча и Исеть проживало более 130 тыс. человек, включая население двух городов областного подчинения - Шадринска и Ялуторовска.
В прибрежном районе р. Исеть положение с колодцами было примерно таким же. Грунтовым водоснабжением было охвачено около трети населения. Подчеркнем, что неограниченное использование речной воды в личных хозяйствах в период 1950-1951 гг. оказало решающее влияние на формирование доз внутреннего облучения населения. Концентрации смеси радионуклидов в речной воде в местах водопользования некоторых населенных пунктов в разные периоды времени показаны на рис. 1.6.
Присутствие радионуклидов в воде после перекрытия русла реки обусловлено преимущественно вторичным загрязнением за счет вымывания из заболоченных и пойменных земель верховьев реки.

Таблица 1.18 Численность населения в прибрежных населенных пунктах в зоне воздействия радиоактивных сбросов в р.Теча
(по состоянию на 1950-1952гг.)


Населенный пункт

Расстояние от места сбросов, км

Численность населения, тыс. человек

с. Метлино

7

1,24

дер. Теча-Брод

18

0,08

с. Асаново и Назарово

33

0,90

М.Таскино

41

0,15

Герасимовка

43

0,36

Геологоразведка

45

0,24

Надыров Мост

48

0,24

Надырово

50

0,18

Ибрагимово

54

0,18

Исаево

60

0,43

Подсобное хозяйство

65

0,49

с. Муслюмово

78

3,23

с. Курманово

88

1,05

дер. Карпино

96

0,20

Заманиха

100

0,34

дер. Ветродуйка

105

0,16

с. Бродокалмак

109

4,10

Осолодка

125

0,36

Паново

128

0,13

Черепаново

137

0,22

с. Русская Теча

138

1,48

Бакланово

141

0,48

Н. Петропавловка*

148

0,92

Белоярка-2

155

0,39

Лобаново

163

0,63

Анчугово

170

1,09

с. Верхняя Теча*

176

0,98

с. Скилягино*

180

0,49

с. Бугаево

186

1,07

с. Дубасово*

200

0,70

с. Бисерово

202

0,47

Шутиха

203

1,11

Прогресс

207

0,21

с. Першинское

212

1,14

дер. Ганино и Марково

215

0,22

с. Ключевское

223

1,31

с. Затеченское

237

1,14

Всего:

-28,0

*Ныне существующие населенные пункты.

  

Рис. 1.6. Средняя концентрация смеси радионуклидов в речной воде в границах некоторых населенных пунктов в 1950-1990 гг. [11, 15, 16, 56-60, 63]:
● - с. Муслюмово; ▲ - с. Бродокалмак; ■ - с. Затеченское; ○ - с. Красноисетское; Δ - с. Мехонское

Процесс этот медленный, а запасы радионуклидов в пойме значительные. В 1996 г. запас 137Cs в пойме на участке реки в пределах Челябинской области составлял 6,4±0,8 ТБк (172±22 Ки). Из них 4,7 ТБк (126 Ки) приходится на участок реки до с. Муслюмово. Запас 90Sr составляет 2,2±0,3 ТБк (59±7 Ки) для всего  отрезка реки и порядка 1,4 ТБк (37 Ки) до с. Муслюмово. Поэтому можно ожидать, что радионуклиды в речную воду будут поступать еще долгие годы.
В расчетах по определению поступлений радионуклидов с речной водой в организм местных жителей учтены:

  1. концентрации радионуклидов в речной воде у мест ее забора местными жителями;
  2. численность населения в каждом селе или деревне и доля жителей, использующих для питья и приготовления пищи речную воду;
  3. количество воды, потребляемой в разном возрасте.

Для удобства использования в последующем анализе эпидемиологического материала были выделены три группы населения (рис. 1.7).
В I группу вошло население сел и деревень, расположенных в верховьях р. Теча от дер. Теча-Брод до с. Курманово. Село Метлино рассматривается отдельно. Эти населенные пункты располагались в Аргаяшском и Кунашакском районах Челябинской области. После завершения переселения из I группы сохранилось только с. Муслюмово. 

Во II группу вошли жители сел и деревень Бродо- калмакского (Красноармейского) района Челябинской области, Катайского и Далматовского районов Курганской области, т.е.
жители всех населенных пунктов по среднему и нижнему течению р. Теча от бывшей дер. Карпино и с. Бродокалмак до с. Затеченское, расположенного в месте впадения р. Теча в р. Исеть. Последнюю, III группу, составило население, проживающее по берегам р. Исеть в границах Курганской области. Эпидемиологические материалы разрабатывались только по населенным пунктам, где они были достоверными.
В табл. 1.19 приведено суточное поступление смеси радионуклидов с речной водой в организм взрослого населения (Ι-ΙΙΙ группы).

Таблица 1.19
Поступление смеси радионуклидов с речной водой в организм населения I-III группы [59, 62, 63]

Постоянное присутствие радионуклидов в речной воде и их вынос на прибрежную территорию привели к формированию водно-биологической и водно-почвенной пищевых цепочек, по которым осуществлялась миграция этих радионуклидов в организм человека. Значительная часть пищевых продуктов (овощи, молоко, мясо, рыба и др.) местного производства оказалась загрязненной радионуклидами.
По степени радиоактивного загрязнения исследуемые продукты питания можно распределить в нарастающем порядке следующим образом: мясо сельскохозяйственных животных, молоко, овощи, мясо водоплавающей птицы, рыба.
Для определения поступлений радионуклидов в организм людей с пищевыми продуктами необходимо было знать, как питаются люди, каков ассортимент продуктов и их количество в рационе, какие продукты заготавливаются на месте, а какие завозятся и реализуются через торговую сеть. Это выяснялось при подворном обходе и анкетировании. По усредненному содержанию радионуклидов в продуктах питания и потреблению этих продуктов рассчитаны поступления с пищевыми рационами. Для примера на рис. 1.8 приведено поступление с пищевыми рационами наиболее значимого радионуклида 90Sr. Можно видеть, как изменялось во времени поступление 90Sr с пищевыми рационами. В I группе за период 1950-1963 гг. оно снизилось почти в 800 раз, во II группе -  в 200 раз. Еще более значительно снижение поступления смеси радионуклидов: в 15000 и 2500 раз для I и II групп соответственно. Характерно, что на фоне резкого уменьшения поступлений 90Sr с пищевыми рационами, обусловленного реализацией контрмер, ситуация в III группе населения, где защитные мероприятия не проводились в полном объеме, в последние десятилетия оказалась хуже, чем в I и II группах.


Рис: 1.8. Поступление в организм людей 90Sr с пищевыми рационами (вода+пища) [59, 62, 63]: ● - I группа населения;▲ - II группа; ■ - III группа
Помимо внутреннего облучения за счет инкорпорированных радионуклидов и их транзита в организме, другим поражающим фактором для местного населения стало внешнее γ-излучение. Высокие уровни γ-излучения были зафиксированы в пойме реки, на огородах, улицах и в домах местных жителей. Для оценки значимости этого фактора проводились десятки тысяч замеров с помощью дозиметров на расстоянии 10 и 100 см от поверхности земли. Для перехода от экспозиционной дозы к поглощенной и эквивалентной использованы данные замеров γ-излучения на уровне пояса взрослого человека (1 м от поверхности почвы, пола и т.п.).
Интенсивность γ-излучения у уреза воды, т.е. на границе между зеркалом воды и прибрежной полосой, наиболее адекватно отражала степень загрязнения речной воды и донных отложений. Мощность дозы γ-излучения у уреза воды в районе различных населенных пунктов приведена в табл. 1.20. Поскольку изменение уровней γ-излучения во времени происходило медленно и перекрывалось их флуктуацией, то для оценки характера распределения дозы в табл. 1.20 условно выведены усредненные значения за 6 лет (1953-1958 гг.).

Таблица 1.20
Усредненные за 6 лет (1953-1958 гг.) значения мощности дозы γ-излучения у уреза воды рек Теча и Исеть [56-59, 60, 63]


Река

Населенный пункт

Мощность дозы, мР ч-1

Теча

с. Метлино

33,5±23,4

 

д. Теча Брод - с. Старое Асаново

24,3±11,2

 

с. Новое Асаново

7,0±1,5

 

с. Муслюмово - с. Курманово

1,6±0,9

 

дер.Карпино-с.Черепаново

0,6±0,2

 

с.Русская Теча-с.Бугаево

0,12±0,04

 

с.Бисерово-с.Затеченская

0,16±0,03

Исеть

с. Красноисетское - г. Шадринск

0,02±0,01

 

с. Маслянское—Турушово

<0,01

 

Устье Исети

<0,01

Мощность дозы γ-излучения у уреза воды резко уменьшалась по мере удаления от места сброса сточных вод. Только по течению р. Теча она снизилась более чем в 200 раз, а в сравнении с устьем р. Исеть - в 3300 раз, достигнув уровня естественного фона. Как правило, с удалением от уреза воды мощность дозы γ-излучения понижалась. Наиболее заметно это проявилось на верхнем участке р. Теча. Для примера в табл.1.21 показано уменьшение мощности дозы γ-излучения с удалением от уреза воды на участках д. Теча Брод - с. Старое Асаново и с. Муслюмово - с. Курманово. 

Таблица 1.21 Изменение усредненных значений мощности дозы γ-излучения с удалением от уреза воды на участках д. Теча-Брод - с. Старое Асаново и с. Муслюмово - с. Курманов о (1953-1958гг.) [56-59, 60, 63]

Однако снижение мощности дозы с удалением от берега реки на разных участках водоема не было одинаковым, а зависело от профиля берега: на возвышенных местах, особенно, где берег не заливался во время весенних паводков, мощность дозы резко падала. Имела значение и структура грунтов, по-разному сорбировавших радионуклиды. Общая тенденция снижения с удалением от берега реки проявлялась почти повсюду, кроме низких заболоченных участков, но чем дальше от места сброса сточных вод, тем градиент мощности дозы был менее выражен.
На большей части территории улиц в населенных пунктах на р. Теча мощность дозы γ-излучения составляла в эти годы 0,01-0,04 мРч-1.
Менее четко была выражена корреляция мощности дозы на приусадебных участках с мощностью дозы у уреза воды. Там вариабельность γ-излучения отличалась еще большим разбросом, за которым маскировалась эта связь. Степень загрязнения территории населенных пунктов определялась многими факторами, связанными с хозяйственной деятельностью людей, а также природными факторами. Периодические заливы участков территории паводковыми водами, полив огородов речной водой, внесение в пахотные земли загрязненного навоза, перенос радионуклидов на колесах транспорта, на ногах животных и людей, наконец, ветровой перенос радиоактивных аэрозолей - все это обусловливало “пятнистость” в загрязнении территории и мозаичность уровней γ-излучения.
Наиболее низкие значения мощности дозы γ-излучения были характерны для жилых помещений, например, в с. Муслюмово даже в 50 60-х годах она не превосходила 0,02 мРч1. В с. Бродокалмак и нижележащих по течению населенных пунктах мощность дозы γ-излучения в жилищах мало отличалась от естественного фона.
Повышенные уровни излучения в пойме р. Теча сохранились до последнего времени. По данным замеров, проведенных в 1988 г., экспозиционная доза на участках поймы, прилегающих к территории населенных пунктов, составила: в с. Муслюмово - 0,06 мРчс. Нижнепетропавловское - 0,14 мРч-1, с. Лобаново - 0,06 мРч-1, с. Бисерово - 0,03 мРч-1, с. Першинское - 0,03 мРч-1. В то же время на территории этих населенных пунктов мощность экспозиционной дозы γ-излучения не превышала естественного фона.
В начале изучаемого периода индивидуальная дозиметрия по режимным соображениям была невозможна. Поэтому определение поглощенной дозы за счет внешнего γ-излучения производилось расчетным способом, основанном на измерениях мощности экспозиционной дозы.
Чтобы перейти от данных о мощности дозы на местности и в жилых помещениях к эквивалентной дозе облучения людей, необходимо было исследовать распорядок дня местных жителей и время их пребывания на различных участках прибрежной территории. Для этого использовались два подхода. Во- первых, опрос населения по специально разработанным анкетам для определения частоты использования водоема и прибрежной территории в различных целях. Было установлено, сколько раз в неделю, за сезон и за год производится стирка белья у реки, ловля рыбы, купание в реке. Учитывались дни пребывания в пойме в период сенокошения и других сельскохозяйственных работ. Определялось время пребывания в домах и вне загрязненной территории.
Во-вторых, одновременно с этим и для верификации данных опроса проводилось выборочное хронометрирование отдельных видов работ для определения продолжительности стирки белья на реке, лова рыбы и т.д. При этом было выделено несколько возрастных и социальных групп людей. Установлено, что наиболее продолжительное время в жилищах и на территориях населенных пунктов находятся лица старше 60-70 лет и дети раннего возраста. В пребывании на берегах реки выделяется группа детей среднего и старшего возраста, которые в летний период больше, чем остальное население, проводят время у реки. За пределами территории населенных пунктов более всего находятся работающие люди. В итоге был оценен вклад в дозу внешнего γ-излучения от пребывания жителей на берегу реки, на территории населенных пунктов и в жилищах (1952-1955 гг.). Примером этому могут быть данные, приведенные на рис. 1.9.

Рис. 1.9. Вклад в дозу внешнего облучения от пребывания жителей на берегу реки, на территориях населенных пунктов и в жилищах в 1952-1955 гт. [59, 63]:

  1. - берег реки;
  2. - территория населенного пункта;
  3. - жилища

На рис. 1.10 показано, как менялось по мере удаления от места сброса сточных вод среднее значение накопленной дозы внешнего γ-излучения [65].
Наряду с трудностями адекватной оценки дозы внешнего γ-излучения возникли значительные проблемы в установлении дозы облучения за счет инкорпорированных радионуклидов. Предстояло, используя весь имевшийся материал, все способы расчета и физические модели, определить дозу для различных возрастных групп и критических органов. 

Рис. 1.10. Изменение накопленной дозы внешнего облучения в зависимости от расстояния по р. Теча [65]

В разработку вошли накопленные в течение длительного времени результаты исследования патологоанатомического материала (в основном, кости скелета), данные прижизненных измерений содержания Sr в скелете по экстрагированным зубам и замерам от поверхности зубов по β-излучению с помощью установок РУС-4 и РУС-5 in vivo. Широко использовались расчетные способы при определении содержания Sr у детей и взрослых: по коэффициентам дискриминации, по коэффициентам накопления, с помощью экспоненциальной и степенной моделей накопления стронция. Большинство использованных способов было направлено на определение содержания в организме 90Sr и обусловливаемой им дозы. Дозы от других радионуклидов определялись по их поступлениям с пищевыми рационами и частично по выделениям из организма. При определении доз на различные отделы желудочно-кишечного тракта и мочевыводящие органы учитывалось не только накопление радионуклидов в паренхиме этих органов, но и облучение за счет транзита радионуклидов по этим системам. В качестве критических тканей и органов рассматривались поверхность кости, красный костный мозг, поверхностные слои головного мозга (оболочки и паренхима), желудочно-кишечный тракт (желудок, тонкая и толстая кишка), мочевой пузырь и почки, гонады.
Наиболее представительны данные по определению дозовых нагрузок в скелете и, следовательно, в красном костном мозге. Поверхность кости и красный костный мозг использовались как реперы при сопоставлении эффектов облучения с дозой. В соответствии с формой представления эпидемиологического материала в последующих Таблицах приведены средние значения дозы по группам населения и отдельным населенным пунктам.
Известно, что индивидуальные дозы в наблюдаемых когортах характеризуются выраженной вариабельностью. Об этом свидетельствовал разброс содержания Sr в зубах и костях здравствующих людей и умерших. Наиболее полные материалы были получены в бывшем филиале № 4 Института биофизики (ныне Уральский научно-практический центр радиационной медицины (УНПЦРМ) в г. Челябинске). На установке СИЧ было определено содержание Sr в организме большинства жителей прибрежного района р. Теча. Этими исследованиями было показано распределение облученного контингента в зависимости от содержания в организме Sr. Была подтверждена ранее полученная в Институте биофизики логнормальная зависимость распределения. Согласно выполненным оценкам по этим материалам у большинства людей в прибрежном районе р. Теча эффективная доза оказалась меньше 200 мЗв, у 12% населения дозы облучения были выше 500 мЗв и у 8% - более 1000 мЗв. В единичных случаях эффективная доза достигала 3000-4000 мЗв [65]. Было показано, что в начальном периоде загрязнения реки наибольшему воздействию подверглись младшие возрастные группы населения, в дальнейшем выяснилось, что максимум дозовых нагрузок от Sr приходится на когорту, находившуюся в 1950-1951 гг. в подростковом возрасте, что обусловлено периодом наиболее интенсивного развития скелета и, следовательно, повышенной инкорпорацией остеотропных (”*Sr) нуклидов (рис. 1.11). Разумеется, это обстоятельство не распространяется на другие органы. Как и следовало ожидать, детское население оказались наиболее чувствительным к облучению, о чем будет сказано при описании детерминированных эффектов.

Год рождения
Рис. 1.11. Содержание 90Sr в организме жителей с. Муслюмово в зависимости от возраста [65] (1 нКи = 37 Бк)

Авторы работы [65] показали, что накопление дозы внутреннего облучения к концу 80-х годов практически завершилось, поскольку прибавка к дозе, сформированной за первые 25 лет после начала облучения, не превышает 2-3%. Данные о накопленных дозах приведены в табл. 1.22.
Таблица 1.22
Средние накопленные дозы облучения жителей некоторых населенных пунктов в бассейне р. Теча [65]


Населенный пункт

Эквивалентная доза, сЗв

Эффек- тивная доза, сЗв

ККМ

Поверхность кости

Стенки толстой кишки

Прочие органы и ткани

с. Метлино*

164

226

140

127

140

дер. Теча-Брод*

127

148

119

115

119

с. Асаново*

127

190

104

90

100

дер. Надырово*

95

180

62

44

56

с. Муслюмово

61

143

29

12

24

с. Бродокалмак

14

31

7

з,з

5,8

с. Русская Теча

22

53

10

3,7

8,2

с. Нижнепетропавловское

28

68

13

4,3

10,0

с. Шутиха

8

18

2,6

2,2

3,6

с. Затеченское

17

40

8,4

3,2

6,6

* Жители отселены

На рис. 1.12 показана динамика годовой дозы суммарного (внешнего и внутреннего) облучения красного костного мозга (ККМ) и нижнего отдела толстого кишечника (НТК), рассчитанных в Государственном научном центре - Институт биофизики (ГНЦ - ИБФ). Как видно из рисунка, формирование дозы происходило, главным образом, в первые годы загрязнения реки, особенно в 1950-1951 гг. Благодаря реализации защитных мер после 1950-1951 гг. новые поступления радионуклидов сократились, снизился и прирост дозовых нагрузок.

Рис. 1.12. Динамика суммарного внешнего и внутреннего облучения ККМ [63, 64]:
● - I группа населения (с. Муслюмово); ▲ — II группа населения (с. Бродокалмак — с. Затеченское); ■ — III группа населения (с. Красноисетское — с. Мехонское)
Примечание. В III группе населения к середине 70-х годов накопленная доза на ККМ достигла 130 мЗв
При изложении эпидемиологического материала и характеристик радиационных рисков будут привлечены данные по дозе у лиц различного возраста, дозе на другие органы, кроме указанной в приведенных выше таблицах.