Радиоактивное загрязнение молока в мае 1986г в Брянской области

Другим примером оценки рассматриваемого параметра является анализ данных по загрязнению молока и пастбищный травы в мае 1986 г. в Гомельской областиÄ. Пробы травы и молока отбирались одновременно в последней декаде мая. Разделив концентрацию нуклидов в молоке на концентрацию в пастбищной траве и предполагаемое суточное потребление травы (50 кг/сут), получим искомое значение переходного коэффициента. Таких парных проб было 42. Для изотопов цезия получены следующие результаты, табл. 6.

Табл. 6. Оценка коэффициентов перехода радионуклидов в коровье молоко для начального периода, сут/л.

нуклид	Мин. значение	Макс. значение	Средневыборочное	Среднегеометрическое
134Cs	0.0012	0.035	0.0087	0.0062
137Cs	0.0014	0.033	0.0094	0.0064

Изучению коэффициентов перехода долгоживущих радионуклидов из корма в молоко большое внимание уделялось в последнее десятилетие в Белоруссии. В табл. 5 приведены последние публикации по данной теме. Отметим только, что в работе Кенигсберга для 137Cs, видимо, допущена опечатка и верхний предел коэффициента перехода равен - 0.0065.

Наблюдаемый разброс значений коэффициентов перехода для долгоживущих радионуклидов, также как и в случае с 131I, во многом определяется особенностями организма коровы и составом их рациона и с этим необходимо смириться как с фактом, хотя в каждом конкретном случае можно отыскать и другие элементы влияния на неопределенность значения рассматриваемого коэффициента. Можно также предположить, что более низкая удойность российских коров (по сравнению с европейскими) влияет на коэффициент перехода в сторону его увеличения. Кроме того, выпадение радионуклидов на Росийской территории в основном связано с конденсационной составляющей, из которой нуклиды лучше переходит в молоко, чем из топливных частиц.

Значения динамических параметров усвоения и выведения рассматриваемых долгоживущих радионуклидов более “устойчивы” в различных экспериментах и их влияние не столь существенно на конечный результат моделирования.

Нами использована модель, учитывающая изменение во времени концентрации радионуклида в молоке в результате одноразового поступления с кормом56. Для оценки эффектов хронического поступления радионуклидов предполагается аддитивность отдельных порций. В модели коэффициент динамического перехода в продукт (молоко) Ftml,an (t) представлен в виде:

 (12)

где aj - доля активности, которая переходит в молоко; Тj - эффективный период выведения, сут;  j - индекс метаболической стадии.

Для различных элементов рассматривают различное число стадий, что в какой-то мере отражает как собственно характер метаболизма, так и степень его изученности.

Значения коэффициентов aj и Tj для рассматриваемых нуклидов приводятся в табл. 7.

Табл. 7. Параметры метаболизма радионуклидов в организме животных

Элемент	Продукт	a1	T1	a2	T2
I		0,95	0,9	0,05	7
Sr	коровье молоко	0,9	1,1	0,1	100
Cs		0,9	1,5	0,1	13

Характер метаболизма химических элементов в организме коровы таков, что поступление радионуклидов более чем за 5 суток до доения фактически не сказываются на загрязненности молока. Концентрация радионуклида в молоке Сml (t1) рассчитывается из уравнения:

   (13)

где FT - коэффициент, числено равный концентрации радионуклидов в 1 л молока при достижении равновесного состояния, сут·л-1; t1- время, прошедшее с момента начала потребления загрязненных кормов, сут;  Aq(t) - расчетная величина суточного поступления радионуклида, Бк/сут.

Анализ экспериментального массива данных и измерение проб молока на установке ДП-100

Стационарным радиометром ДП-100/М были оснащены все областные и некоторые районные СЭС. Основу прибора составляет газоразрядный торцевой счетчик (например, МСТ-17), помещенный в свинцовый домик ДС-000. Счетная характеристика счетчика должна удовлетворять следующим условиям: ширина плато не менее 100 в при его наклоне не более 0,02-0,1%57). К сожалению, мы пока не знаем насколько конкретная установка соответствовала этим требованиям, однако известно, что прибор проходил ежегодную поверку и персонал, эксплуатирующий установку был уверен в его исправности. Измерения проб проводились в соответствии с действующей инструкцией58. Анализ основных моментов этой инструкции, условий ее выполнения в мае 1986 г. и непосредственно лабораторных журналов, позволил сделать предположения по чувствительности метода. По 131I для наиболее характерного времени измерения проб (20 минут) чувствительность составит 2 кБк/кг; для 10 минутных измерений чувствительность по йоду составит 3.2 кБк/кг, а для 30 минутных - 1.6 кБк/кг. К концу мая, когда вклад йода в активность сравнялась с вкладом изотопов цезия чувствительность измерения несколько возросла. По суммарной b-активности для 20-минутного измерения пробы молока чувствительность составляет примерно 1,5 имп/мин или, переводя в условную активность (записываемую в журналы СЭС), получим 720 Бк/л.

Результаты калибровки установки ДП-100, выполненные в мае 1986 г. сотрудниками ЛИРГ’a (по 131I), а позднее сотрудниками ИБФ для всех основных нуклидов в геометрии применяемой в Брянской области в виде коэффициентов пересчета представлены в табл. 8.

Табл. 8. Коэффициенты перехода от скорости счета к удельной  активности для различных радионуклидов, Ki 59

Радионуклид	Ki, (Бк/г)/(имп./мин)
стронций-89 *)	0.257
стронций-90	0.205
рутений-106	0.116
йод-131	1.30
цезий-134	0.848
цезий-137	0.646
церий-144	0.0846

*) для  стронция-89 значения  получены путем экстраполяции данных по другим нуклидам.

Выше уже отмечалось, что в 1986 г. обследование продуктов питания Брянской областной СЭС велось достаточно равномерно по территории области и, по всей видимости, безотносительно к уровням загрязнения почвы 137Cs. Процент охвата НП области составил в 1986 г. 18%, табл. 10. При этом в числе лидеров далеко не самые грязные по 137Cs Севский и Суземский районы и только на третьем месте один из сильно загрязненных Красногорский район. И, наоборот, в числе аутсайдеров числятся Гордеевский и Стародубский районы. Более чем в половине из обследованных НП, пробы молока были отобраны в первые 50 дней после аварии. Всего в 336 НП было измерено 923 проб молока, из них 891 проба на установке ДП-100 и в 32 пробах проводилось радиохимическое выделение 131I. В табл. 10 приводится также число проб молока по каждому району, в которых достоверно зарегистрирована активность выше уровня чувствительности установки (>3 имп/мин, т.е. в 2 раза превышает оцененную выше чувствительность). Следует сказать, что в процентном отношении число таких проб достаточно велико - 69%, но еще более важной чертой является их широкая география - нет ни одного района, где в первые дни не было бы зарегистрировано “грязное” молоко. Так в самом чистом по загрязнению почвы 137Cs Дубровском районе из 15 исследованных проб в 11 (>70%) достоверно определено наличие чернобыльских радионуклидов по крайне мере в несколько кБк/л.

Подчеркнем главное - широкая география “грязных” проб молока дает определенные надежды на возможность зонирования территории Брянской области по йодному фактору.

Расчет концентрации отдельных радионуклидов в молоке коров

Разработанная имитационная модель формирования радиоактивного загрязнения территорий и оценки концентрации отдельных радионуклидов в сельскохозяйственной продукции была аппробирована в ряде проектов60.

На первом этапе, используя соотношения (8-10), выполняется расчет биомассы пастбищной травы (В) на момент первичного загрязнения и последующие 50 дней. При этом оценивается математическое ожидание биомассы, которое затем случайным образом варьируется для каждой пробы в соответствии с законом нормального распределения, для которого:

 (14)

Все населенные пункты Брянской области, для которых в мае- начале июня 1986 г. проводилось измерение проб молока на содержание радионуклидов разбивались на 4 группы:

1 группа - НП, расположенные на территориях, для которых единственным путем загрязнения растительности явились сухие выпадения радионуклидов;

2 группа - НП, расположенные на территориях, для которых отмечены наряду с сухими выпадениями слабые осадки (от 1 до 4 мм);

3 группа - НП, расположенные на территориях, для которых отмечены наряду с сухими выпадениями умеренные осадки (от 4 до 10 мм);

4 группа - НП, расположенные на территориях, для которых загрязнение почвы и растительности преимущественно сформировано за счет сильных дождей (осадки более 10 мм).

Характерные плотности загрязнения территории по 137Cs для вышеупомянутых групп на май 1986 г. и соотношения между радионуклидами на момент выпадения, дающими наибольший вклад в суммарную b-активность молока, приведены в табл. 9.

Табл. 9. Плотность и состав радиоактивных выпадений на различных территориях Брянской области

Группа НП	137Cs, кБк/м2 (Ки/км2)	131I/137Cs	89Sr/137Cs	134Cs/137Cs
1	4¸37 (0.1¸1.0)	14	1.4	0.54
2	37¸150 (1.0¸4.0)	11	0.5	0.54
3	150¸500 (4.0¸11)	9	0.22	0.54
4	> 500 (> 11)	7	0.15	0.54

 

Табл. 10. Краткая характеристика экспериментального массива данных

РАЙОН	Число локализаций (НП)	Число НП, в которых обследованы продукты в 1986 г.	число НП с пробами молока за первые 50 дней	Число проб радиометрии молока	Число проб> 3 имп/мин над фоном	Число проб радиохимии молока на содержание 131I
БРАСОВСКИЙ	86	11	8	28	14
БРЯНСКИЙ	97	18	6	78	31	4
ВЫГОНИЧСКИЙ	85	17	9	27	9
ГОРДЕЕВСКИЙ	91	10	5	9	9
ДУБРОВСКИЙ	123	17	9	15	11
ДЯТЬКОВСКИЙ	52	15	11	28	14	2
ЖИРЯТИНСКИЙ	77	5	2	2	1	2
ЖУКОВСКИЙ	89	17	11	23	15
ЗЛЫНКОВСКИЙ	63	15	10	13	13
КАРАЧЕВСКИЙ	145	29	14	41	29	8
КЛЕТНЯНСКИЙ	101	16	11	26	9	2
КЛИМОВСКИЙ	151	29	21	73	65	2
КЛИНЦОВСКИЙ	147	29	25	69	67	1
КОМАРИЧСКИЙ	107	10	4	13	7
КРАСНОГОРСКИЙ	107	35	20	60	57	2
МГЛИНСКИЙ	136	27	18	34	13
НАВЛИНСКИЙ	96	19	12	33	24
НОВОЗЫБКОВСКИЙ	122	28	15	38	36	4
ПОГАРСКИЙ	133	25	12	29	26
ПОЧЕПСКИЙ	251	18	12	24	10
РОГНЕДИНСКИЙ	117	25	16	19	11
СЕВСКИЙ	89	32	25	61	45
СТАРОДУБСКИЙ	178	20	13	25	14
СУЗЕМСКИЙ	59	20	8	22	11	2
СУРАЖСКИЙ	131	15	7	17	12
ТРУБЧЕВСКИЙ	142	20	12	26	17	5
УНЕЧСКИЙ	115	28	20	58	45
ВСЕГО:	3090	550	336	891	615	34