Забруднення радіоактивними речовинами продуктів, кормів і води

Радіоактивні речовини забруднюють сільськогосподарські рослини і урожай, які через це можуть стати непридатними для використання в їжу людям і на корм тваринам.

Забруднення радіоактивними речовинами продуктів, кормів і води може бути значним. Ступінь забруднення окремих продуктів і кормів залежить від періоду року, характеру сільського і лісогосподарського виробництва, умов зберігання, інтенсивності випадання радіоактивних речовин, їх фізико-хімічних властивостей. Радіоактивні речовини забруднюють корми, урожай і продукти харчування при випаданні з радіоактивної хмари, при вторинному пилоутворенні й надходженні радіонуклідів із поживними речовинами.

Вміст радіоактивних речовин у продуктах та кормах переважно залежить від вмісту їх в атмосфері. Найбільше надходження цезію-137 у зернові продукти, м'ясо, молоко, фрукти, а найменше — в овочі. У суху погоду радіоактивний пил осідає на відкриті корми і продукти, а також може проникати крізь нещільну тару і нещільні й незакриті комори, сховища. У шпаруваті продукти — хліб) макаронні вироби, сухарі — радіонукліди проникають на глибину шпаринок. У дощову погоду радіоактивні речовини випадають разом з дощем, проникають через тару в продукти на таку глибину, як і вода. Вода і вітер сприяють більш глибокому проникненню радіоактивних речовий у незахищені продукти і корми.

Залежно від виду продуктів і кормів, способу їх зберігання, метеорологічних умов радіонукліди можуть проникати в борошно на глибину до 1 см, цукор-пісок — до 2 см, зерно — до 3 см, кукурудзу — до 11 см, горох — до 30 см, комбікорми, висівки — до 0,7 см, сіно і солому в скиртах — до 20 см, сіно в тюках — до 7 см. На овочі, фрукти, м'ясо, сало радіоактивні речовини випадають і прилипають до них.

Після ядерної аварії на Південному Уралі (1957 р.) основним джерелом надходження радіонуклідів в організм людини в перший період після аварії був хліб. Пізніше, коли головним ланцюгом стала система ґрунт — рослина, основними джерелами надходження стронцію-90 були молоко, хліб і вода (табл. 25).

Таблиця 25. Вміст стронцію-90 в окремих продуктах при щільності забруднення ґрунту цим радіонуклідом 1 Кі/км² (3,7 · 10/БК/м²)

Продукти	Коефіцієнт пропорційності, Бк/кг (Бк/м2)	Маса продукту, кг/доба	Добовий вміст у продуктах, Кі/Бк	Вміст стронцію-90 у продукті відносно всього раціону. %
Хліб	75	0,65	4,9 Ю"11(1,81)	22
Молоко	180	0,45	8,1 · 10"11(3,0)	36
М'ясо	45	0,08	4,0 · 10"12(0,15)	7
Картопля	26	0,35	9,0 · 10"12(0,33)	4
Огірки	130	0,05	6,0 · 10~12(0,22)	3
Капуста	240	0,05	1,2 · 10-11(0,44)	5
Цибуля	400	0,01	4,0 10"12(0,15)	2
Вода з відкритих водойм	40	0,50	6 · 10-11(2,22)	26
Раціон	-	3,14	2,25 · 10-1° (8,23)	100

У перший період після аварії на Чорнобильській АЕС (травень — червень 1986 р.) основним елементом забруднення сільськогосподарської продукції був йод-131, який надходив в організм людини головним чином з молоком, у меншій кількості — з овочами.

У деяких районах концентрація йоду-13 у молоці досягла 1,1 · 10^-6 — 1,1 · 10^-5 Кі/л (4·10⁴ — 4 · 10⁵Бк/л), що суттєво перевищувало тимчасовий допустимий рівень йоду-131 в молоці для цього періоду — 1 10^-7 Кі/л (3,7 · 10^-3 Бк/л).

Після аварії на ЧАЕС у перші 30—40 діб щодо зараження РР критичним було молоко, заражене радіоактивним цезієм і йодом. У 1986 р. у середньому по Україні рівень забруднення молочних продуктів був вищим від доаварійного 1985 р. у 1440 разів.

Заходи, спрямовані на зменшення споживання молока, яке містить йод-131, дали можливість знизити дози індивідуального опромінення у 5—20 разів. У 1990 р. вміст цезію в молоці в 33 рази перевищував доаварійний. Вміст РР у м'ясі до кінця 1986 р. перевищував рівень 1985 р. у 1000 разів, а в 1990 р. він був більшим у 22 рази. В Україні всі продукти були заражені РР на тривалий строк. У 1990 р. вміст РР перевищував доаварійний (1985 р.) рівень у хлібопродуктах — у 6 разів, у овочах — 12 разів, у картоплі — 11,6 раза, у рибі — у 164 рази.

Найбільше накопичують РР цибуля, ячмінь, помідори, капуста, цукрові буряки; гриби — маслюки, моховики; із тваринного світу — їжаки, качки; риби — соми, в'юни і лини.

Забруднення радіоактивними речовинами озер, ставків, річок і ґрунтових вод відбувається при безпосередньому осіданні з атмосфери або з опадами, а також за рахунок поверхневого стікання та інфільтрації в ґрунт з наступним перенесенням через водоносний горизонт у водойми. Деякі радіоізотопи осідають на дно, інші переходять у розчин.

Коефіцієнт пропорційності — знаходження зв'язку між щільністю забруднення сільськогосподарських угідь (Бк/км²) і концентрацією радіонуклідів у харчових продуктах (Бк/кг).

Основним механізмом біологічного нагромадження стають адсорбція і абсорбція радіонуклідів водяними рослинами і наступне поїдання водяними тваринами.

Захват радіонуклідів відбувається так само, як і засвоєння їх хімічних аналогів. Коефіцієнт нагромадження (КН) — це співвідношення концентрації даного елемента або радіоізотопи в організмі (мкКі/г сирої речовини) і у воді (мкКі/л).

Високий вміст у воді мінеральних речовин знижує КН рутенію, радію, урану і плутонію у 2—3 рази. При надходженні стронцію-90 і цезію-137 КН в організмі риб може значно коливатися, оскільки для стронцію-90 КН обернено залежить від вмісту у воді кальцію, тоді як для цезію-137 — від вмісту в ній калію. Стронцій-90 легко акумулюється водяними організмами. КН для нього варіює від 0,7 у всеїдних риб до більше 700 у безхребетних. Концентрація стронцію-90 у скелеті риб може бути в 100 разів вищою, ніж у м'яких тканинах. Цезій-137 присутній у прісній воді у вигляді одновалентного катіона. КН для цезію у прісній воді становить від 100 до 10 000.

Середня летальна поглинута доза для дорослої риби від 1000 до 2000 рад, для ракоподібних — 800—100 000 рад, молюсків — 2000— 20 000 рад.

У великих водоймах, особливо річках, швидко зменшується вміст радіонуклідів, але це не стосується дна. У невеликих водоймах із стоячою водою забруднення залишається тривалий час.

Води Дніпровського каскаду водосховищ забруднені в основному радіонуклідами стронцію-90, цезію-137 і цезію-134.

Через 10 років після аварії в донних відкладеннях водосховищ Дніпра сумарний вміст цезію-137 становив 4,5—5,2 тис. Кі, а стронцію-90 — близько 1,5 Кі. У колодязях радіоактивного забруднення в травні—червні 1986 р. практично не було. В окремих випадках виявлені йод-131 та інші радіонукліди.