Радионуклиды в сельскохозяйственной продукции

При получении продукции, уровень загрязнения которой превышает допустимые нормы, начинают мероприятия по снижению содержания радионуклидов до допустимых уровней, а также принимают меры по перепрофилированию производства сельхозпродукции. Выбор мероприятий определяется уровнем загрязнения территории и сельскохозяйственной продукции; величиной суммарной дозы облучения человека и структурой дозовых нагрузок; величиной ожидаемого результата от проведения мероприятия и экономическими возможностями конкретного хозяйства.

Мероприятия по снижению содержания радионуклидов в сельскохозяйственной продукции подразделяются на агрохимические (известкование кислых почв; внесение повышенных доз калийных удобрений, внесение органических удобрений; внесение повышенных доз фосфорнокалийный удобрений; использование природных минеральных сорбентов), агротехнические (проведение глубокой вспашки с оборотом пласта; увеличение доли площади под кущьтуры с низким уровнем накопления радионуклидов; предотвращение вторичного загрязнения растений путём сокращения количества междурядовых обработок, проведения работ по влажной почве; высев травосмесей с минимальным накоплением радионуклидов) и технологические (промывка плодоовощной продукции и т. п.).

В цепи почва-растение регулирование поступления радионуклидов осуществляется внесением минеральных удобрений, а в цепи растениеживотное — путём подбора кормов рациона и введения в рацион сорбентов радионуклидов.

Известкование кислых почв и внесение фосфатных удобрений фиксируют в почвах 9°Sr, повышенные дозы калийных удобрений уменьшают поступление ‘37Cs. В то же время азотные удобрения способствуют усвоению ряда радионуклидов. За счёт внесения калийных удобрений поступление ‘37Cs в сельскохозяйственные растения уменьшается в 2^-20 раз. Это объясняется антагонизмом К и^Cs при поступлении из почвенного раствора, а также «эффектом разбавления» в надземной биомассе растений. Эффект снижения накопления 9°Sr ₀т применения органических удобрений выражен более резко на супесчаных почвах и меньше на среднесуглинистых и тяжёлосуглинистых. Поэтому применение торфа, перегноя, прудового ила, сапропеля рекомендуется на супесчаных и суглинистых почвах. При внесении извести в почвенном растворе уменьшается концентрация ионов водорода, увеличивается содержание подвижного Са, который подавляет поступление 9°Sr в растение. Известкование дерново-подзолистых почв снижает поступление 9°Sr в разные виды растений в 34−7, а в отдельных случаях — до 20 раз. При совместном внесении в почву органических удобрений и извести на дерново-подзолистых почвах это приводит к снижению коэффициентов накопления радионуклидов в 3^-5 раз.

Табл. 25. Нормативные уровни содержания^Cs и 9Sr в продуктах питания.

Замечание. При использовании удобрений следует учитывать, что они сами могут содержать значительные количества радионуклидов, и применение таких удобрений может стать причиной вторичного загрязнения сельскохозяйственных угодий. Так, апатиты (Са₅[Р0₄]₃(Р, С1,0Н)) — исходное сырья для производства фосфатных удобрений — содержат изотопы U, Ra, Pb и Ро. Производство удобрения не предусматривает очистку от радионуклидов, поэтому с удобрением они попадают в почву и затем усваиваются растениями. Удельная активность (Бк/кг) ²³⁸U, ²²⁶Ra ²³²Th, например, польских апатитов ²²⁶Ra ²з²ТЬ, ⁴°К 390, 25, 430, соответственно. Если ежегодно в почву вносится 1200 т фосфорных удобрений, а удельная активность ²³⁸U 400 Бк/кг, то активность почвы увеличивается на 4,8-ю¹¹ Бк. Обычно удельная массовая активность калийных удобрений составляет 740*1500 Бк, кг, но активность ⁴°К в азотно-калиевых удобрениях европейского производства иногда достигает 5900 Бк/кг. Среднегодовое внесение калийных удобрений в почву — 1,3 млн. тонн при содержании в удобрении калия 40% приводит к ежегодному внесению в почву активности 1,6-ю¹³ Бк.

Фосфорные удобрения влияют на поступление радионуклидов в растения, уменьшая коэффициенты накопления. Особенно заметно это в отношении 9°Sr. При внесении удобрений происходит соосаждение микроколичеств 9"Sr с труднодоступными фосфатами Са, при этом прочность закрепления радионуклида в почве увеличивается. На почвах, богатых питательными веществами, гумусом, с нейтральной реакцией среды, с тяжёлым механическим составом применение минеральных удобрений менее эффективно, чем на лёгких, малоплодородных почвах. Применение минеральных удобрений — один из способов снижения содержания Sr и Cs в сельскохозяйственной продукции.

Снижение уровня загрязнения урожая продуктами деления с помощью удобрений обусловлено рядом причин:

• — увеличение урожая (разбавление содержания 9°Sr на единицу массы);
• — повышение в почве содержания Са и К, внесённых с удобрениями;
• — закрепление 9"Sr в почве путём соосаждения с фосфатами при систематическом внесении фосфорных удобрений.

Фосфорные и калийные удобрения следует вносить в дозах, несколько превышающих потребность растений в этих питательных элементах. На почвах, загрязненных *3?Cs и 9"Sr, минеральные удобрения применяют со значительным преобладанием фосфора и калия над азотом. Калийные удобрения снижают накопление wCs в урожае как при поступлении его в растения из почвы, так и через листья. Азотные удобрения, внесённые отдельно или в сочетании с фосфорными калийными, стимулируют развитие биомассы, увеличивают потребность растений в других элементах питания и приводят к увеличению поглощения wCs и 9°Sr.

Способом снижения уровня загрязнения радионуклидами продукции растениеводства является известкование кислых и слабокислых почв, применение органических и минеральных удобрений, особенно повышенных доз фосфорных и калийных удобрений. Существенное влияние на размеры поступления радионуклидов из почвы в растения оказывает их перераспределение по профилю почвы в момент механической обработки. После выбросов в атмосферу, осев на поверхность почвенного покрова, радионуклиды аккумулируются в верхних слоях почвы (0*5 см). Все способы обработки почвы, приводящие к перемещению радионуклидов из верхнего слоя в нижележащие горизонты, приводят к уменьшению их накопления в растениях. Обычная вспашка ведёт к снижению концентрации радионуклидов в корнеобитаемом слое почвы. Поскольку основная масса корней культурных растений сосредоточена в слое 0*20 см, применение двухъярусной вспашки даёт снижение содержания wCs в продукции растениеводства в 4*8 раз. В качестве защитной меры предложена система почвозащитных севооборотов и специальной обработки почв с периодическим глубоким (до 40 см) безотвальным рыхлением плужной подошвы. Это позволяет уменьшить потерю гумуса и масштабы вторичного загрязнения земель. Хорошие результаты даёт глубокая вспашка почвы, которая делает •37Cs в недоступным для мелких корней травы.

Снижения уровня загрязнения сельскохозяйственной продукции добиваются подбором культур. Способность отдельных видов растений накапливать в хозяйственно-ценной части урожая радионуклиды может различаться в 10-^20 раз. Например, чем выше содержание К и Са в растениях, тем больше накапливают они wCs и 9°Sr. Скороспелые сорта накапливают в 1,54−2 раза больше радионуклидов, чем позднеспелые, поэтому при составлении севооборотов следует изменять соотношение сортов в сторону уменьшения доли раннеспелых. Озимые зерновые культуры предпочтительнее яровых.

На почвах с низким содержанием 9"Sr целесообразно размещать кормовые культуры, которые накапливают 9"Sr в повышенных количествах, такие как клевер, люцерна, вика, горох. На землях с высокой концентрацией oosr — культуры с относительно низким накоплением 9*>Sr (зерновые культуры, картофель). Растворами кислот, щелочей, нейтральных солей или комплексонов вымывают радионуклиды из корней обитаемых горизонтов почвы.

Рациональным вскармливанием (введение в пищу кальция, замена сена силосом-концентратом и т. д.) достигается снижение поступления радионуклидов в организм сельскохозяйственных животных. В животноводстве важной контрмерой против wCs является введение животным берлинской лазури, которая снижает ТЬ цезия. Применение ферроцианидов совместно с комбикормом позволяет в ~5 раз снизить концентрацию ‘3?Cs в мышечной ткани животных при откорме на мясо.

При приготовлении пищи используют различные приёмы для снижения содержания в них радиоактивных веществ. Например, при переработке картофеля проводится тщательная отмывка клубней от почвенных частиц. Обязательно удаление кожуры. Непригодный для пищевого и кормового использования картофель может быть использован для получения крахмала, патоки или спирта. При засолке, мариновании,^Cs консервировании овощей часть радионуклидов переходит в рассол. При этом рассолы и маринады, в которые переходят^Cs и 9°Sr, использовать не рекомендуется. При получении подсолнечного масла методом прессования концентрация 9oSr в нём снижается до 5% (от содержания в семенах), а при использовании метода экстракции получают свободный от 9Sr продукт. Значительное количество радиоактивных веществ сосредоточены в верхней части зерна — оболочках. При получении высокосортной муки можно получить более чистую продукцию по сравнению с исходным зерном, используя операции удаления оболочки и зародыша. Высокая степень очистки достигается при переработке загрязненного картофеля на крахмал — получаемый продукт содержит в 404−50 раз меньше радионуклидов, чем клубни.