Актуальность. Поступление в окружающую среду техногенных радионуклидов при эксплуатации АЭС может привести к их аккумуляции в отдельных звеньях трофической цепи, что повлияет на формирование дозовых нагрузок на население. Сельскохозяйственная продукция и местные продукты питания, производящиеся вблизи АЭС, являются одним из основных источников поступления радионуклидов в организм человека, проживающего в районе размещения атомной электростанции. Цель: оценка современной радиационной обстановки в районе Белоярской АЭС и АО «Институт реакторных материалов» на основе созданной системы радиационно-экологического мониторинга аграрных экосистем. Объекты. Мониторинговые исследования аграрных экосистем проведены в 2013 и 2019 гг. в 30-км зоне вокруг радиационно-опасных объектов. На различном расстоянии и направлениях от них заложены контрольные участки на пашне – 15, лугопастбищных угодьях – 13 и огородах населенных пунктов – 13. На контрольных участках измеряли мощность дозы, отбирали пробы почв, продукции растениеводства, кормопроизводства и продуктов питания. Методы. Всего исследовано в 2013 г. – 137, в 2019 г. – 94 образца. В компонентах агроэкосистем оценивали содержание 40К, 226Ra, 232Th, 90Sr, 137Cs и 239,240Pu. В сельскохозяйственной и пищевой продукции дополнительно определяли 3H и 14C. Результаты. Показано, что содержание 90Sr в почве агроэкосистем в районе радиационно-опасных объектов составляет 4,3…7,2 Бк/кг, 137Cs варьирует в пределах 7,5…18,9 Бк/кг. Диапазон вариации содержания естественных радионуклидов составляет: для 40K 286…432 Бк/кг, для 226Ra 16,1…21,7 Бк/кг, для 232Th 20,1…25,5 Бк/кг. Среднее содержание 239,240Pu в почве агроэкосистем составило 0,13 Бк/кг при вариации 0,07…0,25 Бк/кг. Мощность дозы находилась в диапазоне 0,08…0,13 мкЗв/ч, при среднем 0,10 мкЗв/ч. Уровни загрязнения 137Cs пашни варьировали в пределах: 1,1…3,9 кБк/м2 в 2013 г. и 1,3…2,5 кБк/м2 в 2019 г. Диапазон данных по плотностям загрязнения 137Cs лугопастбищных угодий оказался шире: 1,5…4,5 кБк/м2 в 2013 г. и 1,6…5,2 кБк/м2 в 2019 г. Плотности загрязнения 137Cs почв огородов находились в пределах 0,9…7,7 кБк/м2. Содержание 40K в продукции растениеводства района АЭС варьировало в пределах от 48 до 526 Бк/кг, что определяется видовыми особенностями растений и характеристиками почв, где выращиваются культуры. В продукции кормопроизводства накопление 40K отмечено в диапазоне 260…543 Бк/кг, в продукции животноводства в пределах 18…97 Бк/кг. Удельная активность радионуклидов в зерне отмечена в диапазонах: для 90Sr 1,03…2,8 Бк/кг, для 137Cs 0,15…0,94 Бк/кг. Максимальные уровни накопления 137Cs зафиксированы в ячмене (0,94 Бк/кг) и были ниже норматива СанПиН в 64 раза. Среди овощей, картофеля и бахчевых максимальные уровни удельной активности как 90Sr (0,84 Бк/кг), так и 137Cs (0,26 Бк/кг) отмечались в свекле в 2013 г., однако они были ниже нормативов СанПиН в 45 и 300 раз, соответственно. В соломе зерновых среднее содержание 90Sr варьировало в пределах 2,3…3,6 Бк/кг, 137Cs 0,7…2,1 Бк/кг. В травостое этот диапазон составлял 1,2…3,5 Бк/кг для 90Sr и 0,5…1,8 Бк/кг для 137Cs, соответственно. Максимальные уровни удельной активности 90Sr в соломе (3,6 Бк/кг) оказались в 50 раз ниже норматива по содержанию этого радионуклида в кормах, по 137Cs (2,1 Бк/кг) эта разница составила 190 раз. Максимальные уровни содержания 90Sr в траве (3,5 Бк/кг) были в 14 раз ниже норматива, по 137Cs (1,76 Бк/кг) почти в 56 раз. В 2013 и 2019 гг. динамика содержания техногенных радионуклидов в молоке была разнонаправленной: по 90Sr оно несколько возросло, по 137Cs уменьшилось. Однако даже максимальные значения объемной активности 90Sr (0,41 Бк/л) и 137Cs (0,11 Бк/л) в молоке оказались ниже граничных уровней, установленных нормативами СанПиН в 60 раз по радиостронцию и в 900 раз по радиоцезию. Нормируемое содержание 137Cs в говядине (0,12 Бк/кг) в 2019 г. оказалось более чем в 1,5 тыс. раз ниже требований СанПиН. Показано, что 3H и 14C в сельскохозяйственных и пищевых продуктах в большей степени накапливаются в кормах сельскохозяйственных животных (82…255 Бк/кг), чуть меньше в продовольственном зерне (40…82 Бк/кг). Далее по степени накопления 3H и 14C следуют молоко и картофель (10…95 Бк/кг) и в наименьшей степени данные радионуклиды аккумулируются в овощах (3…8 Бк/кг). Результаты радиационно-экологического мониторинга агроэкосистем показали, что многолетние нормализованные выбросы Белоярской АЭС и АО «Институт реакторных материалов» не привели к регистрируемому увеличению содержания техногенных радионуклидов в почве, сельскохозяйственной продукции и продуктах питания по сравнению с региональным фоном. Отмечена необходимость дальнейшего изучения закономерностей накопления 3H и 14C в сельскохозяйственной и пищевой продукции района размещения АЭС.

No abstract

No abstract

Актуальность. Загрязнение экосистем тяжелыми металлами и мышьяком является значимым антропогенным фактором, негативно влияющим на человека и биоту. В Свердловской области, где ведется добыча и переработка минерального сырья, отмечены высокие уровни выбросов в атмосферу поллютантов от стационарных источников, включая тяжелые металлы. Регион также характеризуется многокомпонентным загрязнением территорий техногенными радионуклидами. С 1964 г. в Свердловской области эксплуатируется Белоярская АЭС. Длительная работа промышленных предприятий и радиационно-опасных объектов увеличивает техногенную нагрузку на экосистемы Урала. Цель: оценка содержания тяжелых металлов и мышьяка в почвах наземных экосистем района размещения промышленных предприятий и Белоярской АЭС на основе экологического мониторинга. Объекты. В 2013 и 2019 гг. исследованы почвы природных (луговых) и аграрных (пашня, лугопастбищные угодья) экосистем 30-км зоны влияния Белоярской АЭС. В почвенном покрове изучено содержание 17 элементов, относящихся к I (Pb, Zn, Cd, As, Hg), II (Mo, Cu, Ni, Co, Cr, Sb), III (Sr, Mn, V, W, Ba) классам опасности, а также железо. Методы. Оценку валового содержания тяжелых металлов и мышьяка в почве проводили в испытательной лаборатории агроэкологии ФГБНУ ВНИИРАЭ (аттестат аккредитации RA.RU.513078). Для подготовки почвенных проб к измерениям использовали методы «холодного пара» и «мокрого» озоления с помощью микроволновой системы MARS-5 (CEM, США). Элементы в образцах определяли атомно-абсорбционным и плазменно-эмиссионным методами анализа. Для измерений использовали аксиальный атомно-эмиссионный (оптический) спектрометр с атомизацией проб в индуктивно-связанной плазме (ИСП–ОЭС) Liberty II (Varian, Австралия-США) и спектрометр КВАНТ. Zэта-1 с приставкой ГРГ-3. Результаты. Показано, что за 2013–2019 гг. соотношение элементов в почвенном покрове наземных экосистем района расположения Белоярской АЭС было достаточно стабильным. По снижению валового содержания в почве тяжелые металлы и мышьяк в 2019 г. располагались в ряд: Fe (среднее − 16700 мг/кг) >Mn (879)>Ba (134)>Zn (51)>Ni (35)≥Cr (32)≥V (30)≥Sr (28)>Cu (21)>Pb (12,4)≥Co (11,9)>W (6,7)>Sb (2,4)>As(1,7)≥Mo (1,5)>Cd (0,2)>Hg (0,01 мг/кг). По общему накоплению элементов в почве наземные экосистемы находятся в соотношении: пашня (18,7 г/кг почвы)>луга (14,9 г/кг)>целина (12,6 г/кг). В основном такая разница обусловлена отличиями по содержанию в почве железа, вклад которого в региональный фон составляет 90…95 %. Слабая корреляция между содержанием в почве элементов и расстоянием от Белоярской АЭС (–0,44…0,29 в 2013 г. и –0,29…0,38 в 2019 г.) показала отсутствие значимых выбросов токсикантов в окружающую среду от атомной станции как вследствие ее многолетней работы, так и после начала эксплуатации реактора БН-800. Среди поллютантов I класса опасности, накопленных в почве, доминирует цинк (вклад 76…78 %), на втором месте идет свинец (18…21 %). Во II классе опасности основными почвенными загрязнителями являются никель (45…34 %) и хром (28…30 %). В III классе опасности преобладают марганец (68…81 %) и барий (14…27 %). Показано, что в 25…63 % почвенных проб в районе Белоярской АЭС валовое содержание никеля не отвечает ориентировочно допустимым концентрациям, установленным в СанПиН 1.2.3685−21. Также на всех контрольных участках луговых экосистем превышена предельно-допустимая концентрация по содержанию сурьмы. В 2019 г. в 4…25 % проб почв пашни и лугов отмечено несоответствие предельно-допустимой концентрации по марганцу и в 4…11 % проб почв пашни превышены ориентировочно допустимые концентрации по мышьяку. Уровни накопления в почве ряда тяжелых металлов превышают также региональный фон Свердловской области: по никелю в 25…63 % почвенных образцов природных и аграрных экосистем, по марганцу в 10…50 % проб почв пашни и лугов. Наибольшее количество элементов (в среднем 42 %) аккумулировано в 0−5 см слое почвы. Максимальное накопление в верхнем почвенном горизонте отмечено у кадмия (62 %), мышьяка (49 %) и свинца (48 %), а минимальное у сурьмы (29 %) и марганца (28 %). По общему запасу токсикантов в 0−5 см слое почвы они располагаются в ряд: Cd>As>Pb>Zn>Cu>Mo>Hg>Sr>Ni>Cr>V>W>Co>Ba>Sb>Mn. В более глубоких горизонтах (5−10, 10−15 и 15−20 см) элементы распределены достаточно равномерно. По сравнению с другими техногенно загрязненными регионами России, результаты мониторинга содержания тяжелых металлов и мышьяка в почве района Белоярской АЭС показывают стабильную экологическую обстановку. При планировании дальнейших мониторинговых исследований необходимо обратить внимание на поведение в почве мышьяка, никеля, сурьмы, марганца, кадмия и свинца. Повышенное содержание данных токсикантов в почве может привести к их накоплению в сельскохозяйственной и природной пищевой продукции.

No abstract