книги из ГПНТБ / Марей, А. Н. Глобальные выпадения цезия-137 и человек

Все сказанное выше подтверждает то обстоятельство, что ответственной за поступление Cs137 в растения изучавшегося района является минеральная часть почвы и, в частности, нали­ чие и качественный состав глинистых минералов. Качественный состав органического вещества играет определенную роль в фиксации катионов почвами.

При изучении вопросов фиксации почвами калия и поступ­ ления его в растения отмечалось влияние гуминовых кислот на образование органо-минеральных соединений, особенно алюмо- и железо-гумусовых комплексов [175, 189]. Так, при длитель­ ном взаимодействии минералов с органическими веществами типа гуминовых кислот на поверхности минералов в виде пле­ нок образуются органо-минеральные соединения, которые спо­ собны защитить минералы от десорбции катионов. Таким об­ разом, органические вещества типа гуминовых кислот в сочета­ нии с минеральной частью почвы оказывают существенное влия­ ние на фиксацию катионов.

Анализ качественного состава органического вещества почв Белорусско-Украинского полесья и Мещерской низменности показал, что основную часть его составляют гумины, количество которых колеблется в пределах 51—85% общего содержания органического вещества в почве; 15—49% приходится на долю гуминовых кислот и фульвокислот, причем отмечается преиму­ щественное содержание фульвокислот по сравнению с гуминовыми кислотами. Отношение количества гуминовых кислот к количеству фульвокислот колеблется в пределах 0,4—0,8. Это вызвано тем, что гумусообразование происходит при кислой ре­ акции среды и недостатке оснований-—условиях, характерных для хорошо дренируемых и значительно увлажненных почв ука­ занных районов. В отличие от гуминовых кислот фульвокис-

70

71

Другим важным фактором, влияющим на поступление Cs137 в растения, яңляется содержание калия в почве, особенно его подвижных форм. Известно, что для почв Белорусско-Украин­ ского полесья и Мещерской низменности характерно невысокое содержание калия. Так, в почвах Полесья содержание калия колеблется от 0,97% в дерново-подзолистых суглинистых поч­ вах до 0,22% в торфяно-болотных [4], в то время как среднее содержание калия в дерново-подзолистых суглинистых почвах составляет 1,5% [115, 190]. Содержание калия в почвах Мещер­ ской низменности несколько выше, что связано с большим''со­ держанием полевых шпатов, являющихся потенциальными по­ ставщиками калия растениям. Имеет существенное значение также и меньшая степень промытости почв.

Наибольший интерес представляют подвижные, или доступ­ ные растению, формы калия, включающие в себя обменную и кислоторастворимую формы. Последняя по мере использования обменного калия может также поступать в растения. Содер­ жание обменного и кислоторастворимого калия в почвах Бело­ русско-Украинского полесья и Мещерской низменности пред­ ставлено в табл. 4.12*. Как видно из таблицы, содержание по­ движного калия в торфяно-болотных, дерново-глеевых песчаных почвах ниже, чем в почвах более тяжелого механического, со­ става. В почвах Полесья основная часть подвижного калия на­ ходится в обменной форме. В почвах Мещерской низменности большая часть калия находится в кислоторастворимой форме (около 70%). Кислоторастворнмый (или, как его называют, остаточный) калий так же, как обменный, оказывает существен­ ное влияние на поступление Cs137 из почвы в растения. С увели­ чением содержания подвижного калия накопление Cs137 расте­ ниями уменьшается, что вызвано конкуренцией ионов калия и цезия [43, 44].

Кроме указанных выше факторов большое влияние на уве­ личение миграции Cs137 в растения оказывает избыточное увлажнение почвы в зоне активных корней (табл. 4.13).

Как видно из таблицы, в траве, произрастающей на осу­ шенных почвах, содержание Cs137 значительно ниже, чем в тра­ ве, произрастающей на однотипных неосушенных почвах. Это вызвано тем, что в условиях избыточного увлажнения при про­ чих равных условиях фиксация Cs137 уменьшается, так как изменяется состав почвенного раствора в сторону увеличения одновалентных катионов, увеличивается скорость миграции ка­ тионов [59, 115].

Совокупность всех названных факторов— минералогического и механического состава почв, количества в них подвижного калия, качественного состава органического вещества, водона­ сыщенности почв — обусловливает высокое поступление Cs137 из почвы в растения полесских низменностей.

* Определение содержания калия было выполнено В. М. Ежовой.

Г Л А В А 5

ЦЕЗИЙ-137 В ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТАХ И РАЦИОНАХ

ХАРАКТЕРИСТИКА УРОВНЕЙ ЗАГРЯЗНЕНИЯ ЦЕЗИЕМ-Ш ПИЩЕВЫХ ПРОДУКТОВ МЕСТНОГО ПРОИЗВОДСТВА

Поступление цезия-137 в продукты растительного происхождения

73

матическое внесение в почвы калийных удобрений, а также на­ воза (особенно на огороды приусадебных участков). Роль и значение этого фактора с достаточной убедительностью осве­ щены в литературе [43, 192].

Комплекс указанных факторов в основном и определяет по­ ниженную степень перехода Cs137 из пахотных почв в сельско­ хозяйственные культуры по сравнению с переходом Cs137 из пастбищных почв в траву. Не исключено также, что здесь иг­ рает некоторую роль различный видовой состав диких (на це­ лине) и окультуренных (на пашне) растений [106, 193].

Придерживаясь принятой выше классификации почв, можно на основании результатов исследований дать краткую сравни­ тельную характеристику уровней загрязнения основных видов сельскохозяйственных культур, используемых местным населе­ нием в качестве пищевых продуктов, а также корма для до­

Из числа зерновых исследовали рожь, пшеницу, ячмень. По­ скольку видовые различия у них невелики, результаты объеди­ нены по типам почв. Овощи представлены преимущественно капустой. Все пробы клубней картофеля, равно как и пробы свеклы и овощей, отбирали непосредственно на колхозных ого­ родах одновременно с пробами почвы, что позволяет привести значения коэффициентов накопления.

Как видно из табл. 5.1, во все виды изучающихся культур

II группы. Подобная зависимость известна также из данных отечественной и зарубежной литературы [43, 116, 194]. Заслу­ живает внимания то обстоятельство, что даже при самом

74

высоком уровне поступления Cs137 в сельскохозяйственные куль­ туры (зерно) Кн составляет 0,56, т. е. остается меньше единицы. У всех остальных культур, выращенных на почвах I группы, коэффициенты накопления существенно меньше, на суглини­ стых почвах еще ниже. Следует напомнить, что при миграции Cs137 из этих же типов целинных почв в траву Кц для I группы почв составлял 4,5, а для II группы — 0,5 (см. табл. 4.10). Все это свидетельствует о значительно меньшей миграции Cs137 из пахотных почв в сельскохозяйственные культуры по сравнению с его переходом в траву из целинных почв.

Вопрос о влиянии вида растения на накопление Cs137 не является новым [43, 193, 195]. Вместе с тем небезынтересно от­ метить, что из числа исследованных овощных культур, в карто­ феле содержалось наибольшее количество изотопа, а в свекле минимальное. Содержание Cs137 в свекле примерно в 2—3 раза меньше содержания его в картофеле (см. табл. 5.1). Это явле­ ние, по-видимому, связано с особенностями химического со­ става свеклы как более «калиелюбивого» растения.

Следует отметить, что в условиях Белорусско-Украинского полесья происходит преимущественное поступление в растения Cs137 (по сравнению с поступлением Sr90) не только из целин­ ных, но и из пахотных почв. Об этом свидетельствует соотно­

Как и следовало ожидать, наибольшее поступление Cs137 в сельскохозяйственные культуры происходит на почвах I груп­ пы, причем более интенсивно он переходит в клубни картофеля и зерно злаковых. Из супесчаных и суглинистых почв этот изотоп мигрирует не столь интенсивно.

Из дикорастущих съедобных растений определенный интерес с точки зрения поступления Cs137 в организм представляют грибы и ягоды. Однако, поскольку они не относятся к числу основных компонентов рациона, исследование их носило эпизо­ дический характер. Установлено, что в свежих грибах «весь лес», произрастающих на дерново-подзолистых песчаных поч­ вах, концентрации Cs137 достигают 5000 пкюри/кг сырого веще-

75

ства. Содержание Cs137 в белых грибах, произрастающих на супесчаных почвах, составляет около 1000 пкюри/кг сырого ве­

от вида грибов. Этот вопрос нуждается в дальнейшем изучении. Что касается ягод, то в чернике, например, произрастающей в этой местности, согласно данным анализа единичных проб со­ держание Cs137 составляло 400 пкюри/кг. Вопрос об изучении уровней перехода Cs137 в дикорастущие ягоды, по-видимому, для отдельных районов также может представлять известный интерес.

Поступление цезия-137 из почвы в пищевые продукты животного происхождения

В условиях сельской местности иа территории БелорусскоУкраинского полесья основное практическое значение как по­

значительно ниже, чем в дикорастущих пастбищных травах. Это обусловлено тем, что указанные кормовые культуры выра­ щиваются на осушенных пахотных окультуренных почвах, из которых поступление Cs137 происходит в значительно меньшей степени, чем из целинных в дикорастущие травы (табл. 5.3).

При существующей в настоящее время на территории Бело­ русско-Украинского полесья пастбищной системе содержания скота уровни загрязнения Cs137 молока и мяса обусловлены в основном поступлением его с пастбищной растительностью. Не­ которые данные, характеризующие содержание Cs137 и Sr90 в молоке, представлены в табл. 5.4.

76

Т а б л и ц а 5.4

Содержание цезия-137 и стронция-90 в молоке на территории Белорусско-Украинского полесья

Как видно из табл. 5.4, наибольшие концентрации Cs137 в молоке отмечались в районах, где пастбища находились на почвах I группы, наименьшие — в молоке районов с суглини­ стыми почвами. Соответственно уменьшался показатель, харак­ теризующий соотношение между Cs137 и Sr90. Изменения этого показателя обусловлены исключительно различным поступле­ нием в молоко Cs137 при низких стабильных уровнях поступ­ ления Sr90.

Коэффициент накопления Cs137 в молоке, представляющий

районов и составляет 0,34—0,39. Исключением является только район с суглинистыми почвами, где значения Кн несколько ни­ же, чем во всех других местах Полесья, и составляют 0,26. Причина этого явления, по-видимому, заключается в том, что из-за бедной растительности естественных пастбищ существен­ ное место в рационе молочного скота занимают фуражные культуры, поступающие с пахотных участков. Иными словами, действительное содержание Cs137 в рационе этих животных, по-видимому, меньше, чем принималось при расчете.

Определенный интерес представляет сопоставление показа­ телей, характеризующих содержание Cs137 и Sr90 в молоке на территории Белорусско-Украинского полесья и Мещерской низ-

77

менности. Меньшее содержание Cs137 в молоке на территории Мещеры обусловлено низкими уровнями загрязнения пастбищ­ ной растительности изотопом. Причем здесь так же, как и в Полесье, наблюдается выраженное снижение концентрации Cs137 в молоке по мере перехода от песчаных почв к супесча­ ным и суглинистым (табл. 5.5).

В единичных пробах молока, взятых из других районов таежной зоны (Поветлужье, Лесное Поволжье и др.), где почва пастбищ относится ко II группе, концентрации Cs137 аналогич­ ны (от 80 до 330 пкюри/л).

Мы не рассматриваем вопросы, касающиеся повышенных уровней содержания Cs137 в молоке, обусловленных большим количеством атмосферных осадков в период проведения ис­ следований пастбищ, бедных растительностью, так как значение этого фактора слишком мало по сравнению с миграцией изо­ топа из соответствующих почв.

Как известно, между содержанием Cs137 в мясе и молоке существует определенное соотношение, значение которого, по данным некоторых авторов, близко к четырем [196]. Если это

согласуются с указанными значениями: они находятся в диа­ пазоне 8300—-700 пкюри/кг. Хотя ограниченное число исследо­ ванных проб мяса, что обусловлено отсутствием планового за­ боя скота в летний период, не позволяет вывести соответствую­ щие статистические закономерности, установить величину раз­ броса значений концентраций Cs137 и т. д., полученные резуль­ таты подтверждают наличие выраженной зависимости между поступлением Cs137 с пастбищной растительностью и содер­ жанием его в мясе. Заслуживает также внимания то обстоя­ тельство, что наибольшие концентрации этого изотопа

78

(9300 пкюри/кг) обнаружены в мясе телят. Кроме говядины исследовалась только свинина. Концентрации Cs137 в ней были в 2—3 раза меньше, чем в говядине, что, по-видимому, обуслов­ лено различным составом рациона этих животных. Вопрос о со­ держании Cs137 в мясе различных сельскохозяйственных живот­ ных Полесья представляет самостоятельный интерес и нуж­ дается в дальнейших исследованиях.

Цезий-137 в рыбе, обитающей в пресноводных водоемах

Cs’37 глобальных выпадений поступает в водоемы в резуль­ тате непосредственного осаждения аэрозолей на поверхности воды и смыва их с поверхности территории бассейна питания. В силу высокой растворимости соединений Cs137, содержащихся в глобальных выпадениях, при поступлении в водоем изотоп практически полностью переходит в раствор. Однако основное количество изотопа (91%) сорбируется дном, часть поглощается биомассой (3%) и лишь небольшая доля (6%) остается в во­ де [197, 198]. По данным других авторов, в воде остается не более 1% поступающего в нее Cs137 [190]. В зависимости от солевого состава воды, характера грунтов, слагающих дно, ко­ личества биомассы, находящейся в водоеме, приведенные зна­ чения могут несколько варьировать, но основной характер рас­ пределения по компонентам водоема сохраняется. Между твер­ дой II жидкой фазами устанавливается динамическое равнове­ сие, благодаря чему концентрации изотопа в воде на протя­ жении ряда лет носят относительно стабильный характер. В воде пресных водоемов средних широт за последние 5—7 лет

Cs137, поступающего с питьевой водой из водоемов непосредст­ венно в организм человека, ничтожно мал. Более существенной может быть миграция Cs137 по цепи вода — рыба — человек. Значимость этого пути в известной мере определяется степенью кумуляции Cs137 в тканях рыбы. Согласно данным многочис­ ленных наблюдений и исследований, проведенных в лаборатор­ ных и главным образом в натурных условиях, значения ука­ занных Ки Cs137 в мышечной и костной тканях рыб колеблются в пределах трех порядков [82, 85, 201—203]. Столь большой диа­ пазон колебаний зависит от ряда факторов. Основными из них являются солевой состав воды и биологические особенности различных видов рыб. Из минеральных солей, содержащихся в воде водоема, доминирующее влияние на уровень накопления Cs137 в тканях рыб оказывает калий. Наиболее высокие уровни накопления Cs137 обнаружены у хищных рыб — Кн=14 000, тог­ да как у обитающих в тех же водоемах планктоно- и бентосо-

ядных рыб Кн= 200—500 [82, 83, 89, 204, 205].

79