ТехнологІя вІд радІацІЇ

Забруднення грунтів та води радіонуклідами має серйозні наслідки для виробників продукції тваринництва й рослинництва. Саме на них покладається особлива місія: виробляти безпечну продукцію. Що ж потрібно робити, аби зменшити рівень забрудненості, який, до речі, на 22 році після чорнобильської трагедії нікуди не подівся.

Аварія на Чорнобильській АЕС стала безпрецедентною за ступенем впливу на сільськогосподарську галузь: тільки в Україні радіонуклідами забруднено 1,24 млн га сільськогосподарських угідь у 74 районах 11 областей, де проживає близько 3,2 млн людей, в тому числі понад 600 тисяч дітей.
Найбільше радіонуклідне забруднення зафіксовано на Поліссі, дещо менше — в зоні Лісостепу.
Згідно із законами ядерної фізики, радіонукліди з плином часу розпадаються. Якщо під час аварії їх було викинуто декілька сотень, то натепер залишилися одиниці. Так звані “коротиші” — радіонукліди з періодом напіврозпаду від секунд до кількох діб (а таких була більшість) — розпалися ще в 1986 р. Розпалися й “середньоживучі”, з періодами напіврозпаду, що вимірюються місяцями — кількома роками. Залишилися “довгоживучі”. Основні з них — 90Sr (стронцій-90), 137Cs (цезій-137) і 239Pu (плутоній-239) з періодами напіврозпаду, відповідно, — 29, 30 і 24000 років.
Так, радіаційний фон у країні значно знизився, якщо порівнювати з першими тижнями-місяцями післяаварійного періоду, за винятком регіонів, прилеглих до зони відчуження.
На сьогодні населення України від 70 до 95% дози опромінення наявною радіацією одержує за рахунок внутрішнього опромінення радіонуклідами, що надходять в організм із продуктами харчування, серед яких основними дозоутворювачами є молоко (40–60%), м’ясо (20–30%), картопля й овочі (близько 20%).

Міграція радіоактивних речовин у навколишньому середовищі й об’єктах сільського господарства
Основним приймальником радіоактивних опадів є грунт. Радіоактивні часточки, тобто такі, що містять радіоактивні речовини, потрапивши на поверхню грунту, з часом (під впливом води, кисню повітря, діяльності грунтової мікрофлори) руйнуються; речовини, що містяться в них, у тому числі й радіоактивні, занурюються вглиб, у зону розміщення кореневої системи рослин. Разом із грунтовим розчином вони через корені надходять у рослини, де й накопичуються.
Головне те, що рослини є основним переносником радіоактивних речовин з грунту в продукцію рослинництва, організми сільськогосподарських тварин і людини.
Певна частина радіоактивних речовин надходить в організм людини з водою — як коротким шляхом, безпосередньо з питною водою, так і довгими — з рослинними та тваринними продуктами.
З часом фізико-хімічний стан радіонуклідів у складі радіоактивних речовин, у які вони входять, змінюється. Так, 137Cs, як і взагалі елемент цезій, має здатність зв’язуватися в грунті, включаючись у кристалічну решітку мінералів — “старіти”, переходячи у важкорозчинний стан, і ставати менш доступним для рослин. Експериментальні дані свідчать про те, що накопичення 137Cs рослинами з часом зменшується, тоді як 90Sr — збільшується.
Отже, давно припинилися радіоактивні викиди із зруйнованого реактора, але запущене колесо міграції крутиться й досі. Як довго це триватиме? Безперечно, все залежить від рівня радіонуклідного забруднення. За деякими прогнозами, зону відчуження можна буде повернути для господарчого використання через вісім-десять періодів напіврозпаду 90Sr і 137Cs, тобто через 250–300 років. А як бути з іншими, періоди напіврозпаду яких сягають десятків тисяч років?
Якщо не можна прискорити розпад радіоактивних ізотопів, то, напевно, можна загальмувати їхню міграцію та зменшити перехід із грунту (грунтового розчину) до рослини?

Усе починається з землі
Радіоактивні речовини, що були викинуті з реактора, починають свій не дуже довгий шлях до людини по основним харчовим ланцюжком: атмосфера — грунт — рослини — тварини — людина.
На переході “грунт — рослина” можна досить істотно впливати на накопичення радіоактивних речовин сільськогосподарськими рослинами.
Радіонукліди надходять у рослини тоді, коли вони з частками опадів переходять у грунтовий розчин. Цей процес, як і взагалі рухомість речовин, прискорюється в кислому середовищі.
Отже, радіонуклідне забруднення продукції рослинництва, а, відповідно, кормовиробництва й тваринництва, залежить не тільки від ступеня забруднення грунту, а й від його здатності до зв’язування, утримання радіонуклідів. Ця здатність визначається фізико-хімічними та агрохімічними властивостями грунтів. На Поліссі вона найслабша в надзвичайно бідних на грунтовий вбирний комплекс та більшість елементів мінерального живлення рослин торфово-болотних та підзолистих грунтах і значно вища — у сірих лісових. Ще вища вона в чорноземі Лісостепу.
 Грунти Полісся належать до кислих і слабо кислих (рН 3,5-6). Кисла реакція — малопридатне середовище для росту й розвитку більшості рослин. І працівникам сільського господарства давно відомий спосіб нейтралізації таких грунтів. Це — вапнування, тобто внесення в грунт вапна або вапняних матеріалів, які мають лужну реакцію і нейтралізують середовище. В даній ситуації досягаються дві мети. По-перше, рослини перебувають у сприятливих для росту умовах, результатом чого є збільшення врожаю і, зазвичай, його якості. А по-друге, в кілька разів зменшується надходження в рослини радіоактивних речовин.
Але проводити вапнування треба грамотно, з урахуванням ступеня кислотності, специфіки грунтів, біологічних особливостей рослин. Бо перевищення норми вапна може призвести до зміщення реакції грунту на користь лугів. Надходження в рослини радіоактивних речовин у цьому разі може зменшитися ще більше, але в такому середовищі ріст рослин та їхній розвиток різко гальмуються.
Головною складовою вапна є кальцій. Це — хімічний аналог стронцію, радіоактивний ізотоп якого — 90Sr — є одним із основних “довгоживучих” радіоактивних забруднювачів навколишнього середовища. Так, що більше в грунті буде кальцію, то менше в рослину надійде стронцію, в тому числі і 90Sr.
Здатність зменшувати надходження в рослини радіоактивних речовин мають і деякі добрива. Зокрема, калій калійних добрив є хімічним аналогом і антагоністом другого радіоактивного забруднювача — 137Cs. І збільшення доз калійних добрив сприяє зменшенню надходження в рослини 137Сs.
Важлива роль у справі зменшення надходження в рослини 90Sr належить фосфорним добривам. Фосфор здатний утворювати зі стронцієм слаборозчинні сполуки, які не переходять у грунтовий розчин, а отже, і в рослини. Тому внесення у підвищених кількостях фосфорних добрив є також досить ефективним заходом зменшення нагромадження рослинами цього небезпечного радіонукліда.
Суттєво зменшити накопичення рослинами радіоактивних речовин можна за допомогою органічних добрив: гною, компостів, торфу; особливо — на бідних грунтах поліської зони. Ці добрива містять найрізноманітніші елементи живлення рослин, зокрема й ті, що зменшують надходження радіоактивних речовин, які здатні зв’язувати в грунті радіоактивні елементи й робити їх важкодоступними для рослин.
Дуже корисним є пташиний послід. Він у великих кількостях містить не тільки основні елементи живлення рослин, а й багато вапна.
Вносячи органічні добрива, треба враховувати, що вони здебільшого місцевого походження й, одержані в умовах забрудненого радіонуклідами грунту, самі можуть містити підвищену їхню кількість. Такі добрива не слід застосовувати під овочі, які часто-густо без будь-якої обробки чи переробки йдуть на стіл споживача. Краще їх використовувати під технічні культури, насінники, зрештою, під кормові культури.
Без обмежень у цьому плані можна використовувати торф із нижніх шарів, куди ще не проникло забруднення, пташиний послід, одержаний на птахофабриках.
Ефективність деяких агрохімічних заходів наведено в табл. 1.
Добре відомо, що види рослин і навіть сорти різняться за здатністю до накопичення 90Sr і 137Cs. Це пов’язане з їхньою схильністю до накопичення кальцію та калію, хімічними аналогами яких, відповідно, є ці радіонукліди. Крім того, треба пам’ятати, що за надходження радіонуклідів через корінь існує звичайна закономірність: у корені залишається більшість радіонуклідів. Тобто що вище піднімаються вони рослиною, то менше їх буде. Саме тому плоди, зерно накопичують значно менше радіонуклідів, аніж листя, стебло й коріння. Це треба враховувати під час використання рослин у харчуванні.
На рис. 1 наведено порівняльну здатність різних овочевих рослин до накопичення 137Cs. При цьому враховано, які саме частини рослин використовують у харчуванні людини.
Досить ефективно можна втручатися в процес переходу радіоактивних речовин і на подальшому етапі: рослини — (корми) тварини. Головне — контроль радіоактивного забруднення кормів і цілеспрямоване складання раціонів годівлі тварин. Найнесприятливіші умови ведення тваринництва на сільськогосподарських угіддях, забруднених радіонуклідами, створюються під час годівлі тварин кормами з природних пасовищ і луків. При цьому певна, часом значна, частка радіонуклідів може надходити в організм худоби з частками грунту, які осідають на рослинах під час вітру, дощу, попадають із кореневою системою. Тому стан пасовищ значною мірою впливає на рівень забруднення продукції тваринництва радіонуклідами. Під час випасання великої та дрібної рогатої худоби на бідних природних пасовищах, де слаборозвинений чи вибитий травостій, рівень радіонуклідного забруднення молока та м’яса може бути в кілька разів вищим, аніж на луках із добрим травостоєм. Це пов’язано з мимовільним захопленням і поїданням тваринами радіоактивних часток грунту та дернини. Корова на таких луках протягом пасовищного періоду може заковтнути до 300 кг грунту, а вівця — до 50 кг. Це, безперечно, стає суттєвим джерелом надходження радіонуклідів в організм тварин, особливо в дощові періоди, коли рослини легко вириваються з грунту.
Тому на природних пасовищах і луках рекомендується проводити заходи, які, з одного боку, сприяли б поліпшенню травостою, а з другого, — зменшували надходження в нього радіонуклідів. Насамперед, це поверхневе та докорінне поліпшення кормових угідь. Обидва заходи передбачають вапнування кислих грунтів, що створює кращі умови для росту й розвитку трав і знижує перехід радіонуклідів у травостій, та внесення азотних добрив зі збільшеною кількістю фосфорно-калійних, що разом із зростанням продуктивності луків і пасовищ у два-чотири рази зменшує перехід у рослини радіонуклідів. Докорінному поліпшенню сприяють також оранка або глибока культивація кормових угідь дисковими боронами, цілеспрямоване формування потрібного травостою.
Від редакції:  СОТ, членом якої наша країна прагне стати, працює за чітких стандартів. Вони доступно розкривають сутність якості товару. Традиційна думка: не бачу, значить, не існує — не переконає жодного з ваших майбутніх покупців у якості товару! Тому, розвиваючи власне господарство, варто подумати й про рівень радіонуклідів у грунтах. Тим паче, що схема, з допомогою якої можна убезпечити продукцію, — напрацьована.

Iгор Гудков
академік УААН,
завкафедри радіобіології
та радіоекологіі НАУ