10

Методическая разработка

Для Пз по Радиационной токсикологии

На тему: Контрмеры по снижению накопления радионуклидов в продуктах с/х

Мероприятия по снижению накопления радиостронция в урожае

Поступление в организм человека мигрирующих по биологическим и пищевым цепям радиоактивных продуктов деления может быть умень­шено путем определенного воздействия на переход от одного звена к другому. По-видимому, наибольшая возможность ограничить передви­жение радиоактивных веществ в последующие звенья заложена в зве­не пищевой цепи почва - растение.

Накопление радиоактивных продуктов деления, в частности строн­ция-90, в урожае можно снизить путем использования различных агро­химических, агротехнических и механических приемов,

Для почв нечерноземной полосы с высокой концентрацией водородных ионов и подвижного алюминия перспективно известкование почв. На дер­ново-подзолистых кислых почвах необходимо вносить повышенные дозы извести (1,5-2,0 дозы по гидролитической кислотности), что позволяет сни­жать содержание стронция-90 в растениях в 2-5 раз, Наибольший эффект на почвах, бедных магнием, будет при внесении доломитовой муки,

Уменьшить переход стронция-90 из почвы в растения можно внесе­нием в почву органических удобрений (торфа, перегноя). Эффект снижения накопления стронция-90 от применения органических удобрений будет выражен более резко на супесчаных почвах и меньше на среднесуглинистых и тяжелосуглинистых. Поэтому применение торфа, пере­гноя, прудового ила, сапропеля рекомендуется на супесчаных и легко суглинистых почвах.

Применение минеральных удобрений в определенной системе под раз­личные культуры может быть одним из способов снижения содержания радиоактивных изотопов стронция и цезия в сельскохозяйственной продук­ции. Снижение уровня загрязнения урожая продуктами деления с помо­щью удобрений может быть обусловлено рядом причин. К ним относятся:

- увеличение урожая и тем самым разбавление содержания стронция-90 на единицу массы, т. к. установлено, что накопление стронция-90 растениями находится в обратной зависимости от величины урожая;

- повышение в почве содержания кальция и калия, внесенных с удоб­рениями;

- закрепление стронция-90 в почве путем соосаждения с фосфата­ми при систематическом внесении фосфорных удобрений.

Однако при внесении физиологически кислых удобрений на некоторых почвах уве­личивается их кислотность, что может усилить накопление продуктов деления в растениях. Азотные удобрения надо применять в таких до­зах, которые могут обеспечить наиболее высокие прибавки урожая в данных почвенно-климатических условиях.

Фосфорные и калийные удобрения следует вносить в дозах, несколько превышающих потребность растений в этих питательных элементах. При таком соотношении питательных элементов минеральные удобрения мо­гут быть фактором, снижающим уровень загрязнения урожая сельскохо­зяйственных культур. Калийные удобрения снижают накопление цезия- 137 в урожае как при поступлении его в растения из почвы, так и через листья.

На дерново-подзолистых почвах под зерновые следует вносить по 20-30 т/га, под пропашные - 40-60 т/га органических удобрений (навоз, торф, компосты), не содержащих радиоактивных веществ. Торф на огра­ниченной площади под овощные, особенно на легких почвах, можно вно­сить до 100 т/га. Известь на супесчаных и легких почвах следует приме­нять в дозах 4-6 т/га, а на средних и тяжелых суглинках - до 10 т/га.

Существенное влияние на размеры поступления радионуклидов из почвы в растения, как уже отмечалось, может оказать их перераспре­деление по профилю почвы в момент механической обработки

В том случае, если площадь лугов в хозяйстве большая и они являют­ся основным поставщиком кормов для животных в пастбищный период и в зимнее время, для существенного снижения поступления 'радиоактивных веществ в корма вполне достаточными мероприятиями могут быть об­работка лугов фрезерными машинами или тяжелыми дисковыми оруди­ями, а также перепашка лугов отвальными плугами с последующим по­севом многолетних трав. При недостатке семян многолетних трав обработанные луга можно засевать однолетними кормовыми культурами.

Включение лугов, загрязненных радиоактивными веществами, в кормовые севообороты может быть вполне оправдано, т. к. система таких севооборотов предусматривает многократную обработку почвы, при которой радиоактивные вещества перемещаются с почвой и более проч­но сорбируются ее минеральными компонентами по сравнению с дер­ниной на лугах. Кроме того, в севообороте имеется возможность под­бирать для посева такие культуры, которые относительно в небольших размерах накапливают радиоактивные продукты деления.

С точки зрения дезактивации почв, загрязненных радиоактивными веществами, определенный интерес представляет своевременная убор­ка растений, на которую в первую очередь оседают радионуклиды при прохождении радиоактивного облака.

Агрономическое значение удобрений в условиях радиоактивного загрязнения не изменяется, но они приобретают новое, дополнительное качество. Установлено, что удобрения могут как способствовать умень­шению размеров поступления радиоактивных веществ из почвы в рас­тения, так и стимулировать поглощение отдельных нуклидов корнями растений.

Накопление радионуклидов в урожае сельскохозяйственных растений существенно изменяется в зависимости от комплекса условий, кото­рые могут складываться в природной обстановке. Известно, что при одинаковом уровне радиоактивного загрязнения на различных почвах поступление нуклидов в растения и накопление их в урожае будут нео­динаковыми. Это связано с многими факторами: механическим и минералогическим составом почв, наличием в поглощающем комплексе обменных катионов, кислотностью почвенного раствора, количеством органических веществ, а также биологическими особенностями рас­тений, произрастающих на загрязненной территории.

Опыты с внесением минеральных удобрений на естественных лу­гах, расположенных на черноземных почвах, показали, что они не мо­гут рассматриваться в качество средства, ограничивающего поступ­ления радиостронция из почвы в растения. Однако в случае перепашки луга на глубину 25 см и посева многолетних трав внесение су­перфосфата может оказать положительное влияние на уменьшение размеров поступления радиостронция из пахотного слоя почвы в ра­стения. Азот, очевидно, может стимулировать поступление стронция-90 в растения.

По имеющимся данным, из кислых почв радиостронций и радиоце­зий поступают в растения в больших количествах по сравнению с почва­ми нейтральными. В связи с этим широко известный в агрономической практике прием - известкование кислых почв - не только создает ус­ловия для лучшего роста растений, но и является одновременно сред­ством существенного ослабления поглощения радионуклидов растения­ми из почвы.

Существенное влияние на переход цезия-137 из почвы в растения оказывают соли калия.

Внесение в почву органических удобрений обычно уменьшает по­ступление в растения стронция-90, цезия-137, церия-144 и рутения-106, причем наибольший эффект можно ожидать на почвах легкого механи­ческого состава (Юдинцева, 1963; Гулякин, Юдинцева, 1973). Особен­но резко накопление радионуклидов снижается совместным внесением в дерново-подзолистые почвы органических и известковых удобрений, действие которых проявляются в течение ряда лет. Это мероприятие следует рассматривать как одно из наиболее действенных среди дру­гих агрономических приемов, направленных на снижение поступления радионуклидов из почвы в растения и одновременно на увеличение уро­жая сельскохозяйственных культур.

При ведении сельского хозяйства па землях, загрязненных ра­диоактивными веществами, следует соблюдать правила по использованию местных удобрений, которые могут стать источником радио­активного загрязнения почвы и растений. Навоз, компост и зола, полу­ченные с участков с высокой плотностью загрязнения, не должны использоваться на полях с низким уровнем радиоактивности. Эти удоб­рения следует вносить лишь на поля с более высоким уровнем загрязне­ния под посевы технических культур. При одинаковой плотности загряз­нения земель органические удобрения, полученные с естественных лугов, не должны вноситься в пахотные земли, т. к. это неизбежно приведет к повышению загрязненности радионуклидами пахотных земель, Не сле­дует вносить загрязненные радиоактивными веществами органические удобрения на поля овощекартофельных севооборотов, т. к. получаемая продукция идет непосредственно в пищу человека.

Среди других агрономических и культуротехнических мероприя­тий, направленных на уменьшение поступления радиоактивных ве­ществ в растения лугов и исключение возможности заглатывания ра­дионуклидов с поверхности почвы животными при выпасе, заслуживает внимания метод нанесения на поверхность лугов тонкого слоя торфа, глины или других материалов, не загрязненных радиоактивными ве­ществами.

Как уже отмечалось, радиоактивные продукты деления поглоща­ются различными видами растений с неодинаковой интенсивностью. При этом наблюдается прямая корреляция между поглощением растени­ями кальция и радиостронция, а также между калием и радиоцезием. Такие кальциефильные растения, как клевер, люцерна, вика, горох и другие бобовые культуры, обычно интенсивно поглощают радиострон­ций и в значительных количествах накапливают его в вегетативных органах. Злаковые же культуры, поглощающие кальций в сравнительно небольших количествах, мало накапливают радиостронция. Распреде­ление радиоактивных продуктов деления в хозяйственной части уро­жая различных культур в пересчете на единицу массы продукта может отличаться на порядок величин и больше (табл. 31).

Сравнительно невысокие размеры накопления стронция-90 харак­терны для зерна бобовых и злаковых культур, клубнеплодов и корне­плодов. Вегетативные же органы растений, особенно бобовых культур, отличаются высокой концентрацией радионуклида.

Таблица 1 - Накопление стронция-90 различными растениями по отношению к содержанию стронция-90 в тимофеевке луговой (в %)

Растение	Хозяйственная часть урожая	Содержание стронция-90
		мкКи/кг сухого вещества	с. е.
Тимофеевка луговая	зеленая масса	100	100
Люцерна посевная	зеленая масса	510	54
Клевер луговой	зеленая масса	470	54
Кукуруза	зеленая масса	227	46
Подсолнечник	зеленая масса	220	30
Бобы	зеленая масса	373	82
Картофель	клубни	12	82
Свекла	корнеплоды	64	100
	ботва	164	54
Овес	зерно	20	54
	солома	137	100
Горох	зерно	10	37
	солома	446	64

При расчете содержания стронция-90 в урожае на кальций (стронциевые единицы) имеет место существенное перераспреде­ление размеров загрязнения отдельных культур и хозяйственной части урожая. Вегетативные органы бобовых культур, например, оказываются в более выгодном положении, чем тимофеевки луго­вой, а клубни картофеля и корнеплоды свеклы находятся в равном положении с тимофеевкой луговой и лишь зерно овса и гороха по-прежнему отличалось наименьшим содержанием стронция-90 на I г кальция.

Материалы, приведенные в таблице 31, отражают некоторые зако­номерности накопления стронция-90 различными сельскохозяйственны­ми культурами.

Совершенно очевидно, что соответствующим подбором культур и их сортов, а также использованием определенной части урожая можно ограничить поступление радиоактивных веществ в рацион с/х животных и человека.

Система "зонального" ведения растениеводства на территории, загрязненной долгоживущими радиоактивными веществами

Радиоактивное загрязнение почвы долгоживущими радиоизотопами (стронцием-90 и цезием-137) потребует значительного изменения зем­лепользования в хозяйствах, расположенных на загрязненной террито­рии. Рекомендуется ввести так называемую зональную систему ис­пользования загрязненных земель. В основу этой системы положен принцип раздельных специализированных севооборотов на землях, име­ющих разную степень радиоактивного загрязнения,

В первую зону включаются земли хозяйств, на которых может быть выращен урожай с содержанием стронция-90 в продуктах не выше ус­тановленного для пищевого использования безопасного уровня. В этой зоне разрабатывается севооборот из культур (зерновые, зернобобовые, овощи, картофель), непосредственно идущих в пищу людям и в корм крупному рогатому скоту цельномолочного направления. Все меропри­ятия по снижению перехода радиоизотопов из почвы в растения, изло­женные выше, проводятся в данной зоне в первую очередь.

во второй зоне (уровни радиоактивного загрязнения в которой могут до 10 раз превышать уровни загрязнения первой зоны) вводится в севооборот из кормовых культур для мясного скота, для молочного скота, продукция которого перерабатывается на масло, а также для рабочего скота и птицы. Зерновые культуры в данной зоне можно вводить в севооборот с последующим использованием урожая только в корм скоту (в т. ч. для молочных коров) или на семенные цели и техническую пе­реработку на спирт, крахмал, сахар и растительное масло.

В третьей зоне, в которую могут быть включены все остальные загрязненные земли, севооборот должен предусматривать производ­ство технических и масличных культур (лен, подсолнечник, конопля сахарная свекла) и семеноводство любых видов сельскохозяйствен­ных культур. Солому и отходы от переработки всех продуктов, выра­щенных на этих землях, в корм сельскохозяйственным животным ис­пользовать запрещается.

Производство продуктов животноводства

Мероприятия, проводимые в животноводческих отраслях производства

В хозяйствах, расположенных на территории, загрязненной долгоживущими радионуклидами, размеры загрязнения продукции животно­водства будут зависеть от плотности загрязнения территории, состава рационов и способа содержания животных. Различия в накоплении ра­дионуклидов S⁹⁰r и ¹³⁷Cs в тканях животного одного и того же вида и переходе этих нуклидов в продукцию при использовании обычных спо­собов содержания и типов рационов животных несущественны. Ис­ключение составляет сенной тип рациона крупного рогатого скота и овец. Наиболее высокие уровни загрязнения продукции животновод­ства будут наблюдаться при экстенсивном типе кормления животных, когда используются корма с естественных или искусственных сеноко­сов, или при пастбищном содержании (табл. 2).

Таблица 2 - Концентрация ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs в основных видах продукции животноводства в зависимости от состава рационов животных при плотности загрязнения территории 1 кюри/км² по каждому радионуклиду

Состав рациона (воздушно-сухое вещество), кг	Вклад в рацион. Нкюри		Концентрация 90Sr в продукции, пКюри/кг					Концентрация 137Cs в продукции, пКюри/кг
	90Sr	137Cs		Мышцы	молоко		яйцо (съедобная часть)		мышцы			молоко	яйцо (съедобная часть)
Крупный рогатый скот Сеной рацион (пастбище)
Сено луговое - 15 Концентраты - 2,5	250	17		75	250	-					700	150	-
			Смешанный рацион
Сено луговое - 3 Сено бобовых сеяных трав - 2 Силос кукурузный - 4 Корне-, клубнеплоды - 2 Концентраты - 4	87	7,5		25	90		-				300	75	-
Сено бобовых сеяных трав- 3,1 Силос кукурузный - 10 Концентраты - 4	45	8,3		15	45		-				350	85	-

Овцы (стойловое содержание)
Сено луговое- 1,5 Силос кукурузный - 1,2 Концентраты - 0,4		8	2,4	55	-	—	250	-	-
Пастбищное содержание
Сено луговое - 3		51	3,3	100	-	-	350	-	-
Свиньи (концентрато-картофельный рацион)
Концентраты - 2 Картофель - 1,4		0,90	0,32	0,68	-	_	80	-	-
Зерново-корнеплодный рацион
Концентраты - 2 Корнеплоды - 1,6 Силос-0,8		3,1	0,78	2,3	-	—	200	-	-
Куры
Зерно-0,1 Молоко - 0,02 Сенная мука бобовых трав -0,01 Картофель - 0,008 Морковь - 0,004	0,091		0,016	2	-	1,5	70	-	0,4

Уменьшение уровня загрязнения отдельных кормов и рациона жи­вотных в целом, снижение перехода радионуклидов из рациона в про­дукцию может быть достигнуто внедрением интенсивной системы зем­леделия, стойлового содержания животных с организацией рациональной кормовой базы и изменением состава рационов, а также специальными мероприятиями, уменьшающими переход радионуклидов в продукцию животноводства.

Организация кормовой базы

Интенсивное животноводство должно основываться прежде всего на исключении из рациона животных кормов, полученных с естественных угодий, а также грубых кормов, характеризующихся повышенным со­держанием радионуклидов. Рациональная кормовая база должна стро­иться на преимущественном производстве кормов, получаемых с пахот­ных земель, и сведении к минимуму использования естественных выпасов и сенокосов. Перепашка или фрезерование с последующим искусствен­ным залужением снижает уровень загрязнения продукции животновод­ства в два раза. При разработке системы кормопроизводства следует пользоваться данными о размерах накопления Sr-90 в различных видах кормов при заданной плотности загрязнения территории (табл, 3).

Таблица 3 - Относительное содержание Sr-90 из расчета на одну кормовую единицу (за единицу принято содержание Sr-90 в 1 кг овса) в урожае растений, выращенных в одинаковых почвенных условиях и при одинаковой плотности загрязнения почвы

Культура	Зерно	Солома	Клубни, корнеплод	Ботва
Кукуруза (восковой спелости)	0,3	45	—	—
Рожь	0,4	35	-	-
Просо	0,4	40	-	-
Пшеница	0,7	35	-	-
Ячмень	0,8	30	-
Овес	1,0	30	-	-
Горох	1,0	100	-	-
Вика	2,0	100	-	-
Гречиха	1,5	200	-	-
Картофель	-	-	1,4	200
Морковь	-	-	6,5	200
Свекла сахарная	-		8,5	100
Свекла кормовая	-	-	8,5	200
Брюква	-	-	15,0	600
Турнепс	-	-	30,0	600

Значительный вклад концентратов и корнеклубнеплодов (особенно картофеля) в рацион обусловит такую структуру и размещение куль­тур, которые позволят обеспечить все поголовье животных. При неодинаковом загрязнении сельскохозяйственных угодий и разнообра­зии почв некоторые кормовые культуры (клевер, люцерна, вика и др.) с относительно высокими уровнями накопления Sr-90 могут дать повы­шенное содержание этого радионуклида во всем рационе. В этом слу­чае их следует возделывать на землях с наиболее низким уровнем загрязнения и высоким естественным плодородием, а зернофуражные культуры могут быть размещены на землях с более высокой плотнос­тью загрязнения и меньшим плодородием.