Файл: Марей, А. Н. Глобальные выпадения цезия-137 и человек.pdf

изменение отношения Cs137/Sr90 не соответствует темпам убыва­ ния плотности выпадений, что можно было бы ожидать, если считать, что Cs137 поступает в молоко в основном воздушным путем.

В условиях, когда основным путем загрязнения продуктов питания становится почвенный путь, характер изменения отно­ шения изотопов свидетельствует о том, что поступление в про­ дукты Cs137 превосходит поступление Sr90. Подобное утвержде­

ние нельзя относить ко всем типам почв. Очевидно, что на поч­ вах, прочно фиксирующих Cs137, соотношение будет иным. Од­ нако тот факт, что на обширных территориях содержание Cs137 в пищевых продуктах стабильно остается выше содержания Sr90, требует более тщательной оценки почвенного фактора.

За последние годы на фоне общего снижения уровней содер­ жания Cs137 в растениях и в пищевых продуктах существенно возрастало значение Cs137, мигрирующего из почвы. Это явление обусловлено уменьшением плотности глобальных выпадений и соответственно вклада воздушного пути загрязнения растений Cs137. Наряду с этим в отдельных местах нашей страны и не­ которых зарубежных стран за последние годы отмечалось уве­ личение уровней содержания Cs137 в растениях, молоке и мясе. В частности, подобное явление, обнаруженное в эксперименте с красноземными почвами Боливии [72], в естественных усло-;

2* 19

виях наблюдалось на Фарерских островах 1.73], в Швеции — в местах с почвенным покровом, богатым органическими вещест­ вами [74], и на территории отдельных штатов США [75, 76]. В Советском Союзе повышенная миграция Cs137 из почвы в ра­ стения впервые установлена на территории Прмпятьско-Деснин- ского полесья [77, 78]. В последующем подобные явления, но с меньшей скоростью миграции были обнаружены в отдельных пунктах Мещеры, Верхне-Волжской низины и Камско-Вятской низины [79].

Загрязнение открытых водоемов Cs137, содержащимся в стра­ тосферных осадках,, происходит путем непосредственного осаж­ дения радиоактивных аэрозолей из атмосферного воздуха на зеркало водоема и в результате смыва их талыми и ливневыми водами с территории бассейна питания данного водоема.

Попавший в водоем Cs137 распределяется между его компо­ нентами неравномерно. Из результатов исследований, получен­ ных в условиях лабораторного эксперимента на модельном во­ доеме, следует, что основное количество (до 90%) Cs137,’ по­ павшего в водоем, кумулируется в грунтах дна, около 4% погло­ щается биомассой и только около 6% остается в воде [80].

Миграция Cs137 из водоема в организм человека происходит различными путями. Наиболее простым является непосредствен­ ное использование воды для питья и приготовления пищи. В ус­ ловиях, создающихся в результате глобальных выпадений, по­ ступление Cs137 в организм человека с питьевой водой, взятой из открытых водоемов, при децентрализованном водоснабжении со­ ставляет около 3% поступления его с пищевым рационом, а при централизованном водоснабжении — лишь доли процента. Что же касается грунтовых и тем более подземных вод, то в них этот изотоп практически отсутствует.

Миграция Cs137 из водоема может происходить и по цепи вода — рыба — человек. В этой цепи накопление изотопа, по­ ступающего в организм рыбы с кормом, играет подчиненную роль [81].

Согласно данным натурных наблюдений и лабораторных ис­ следований накопление Cs'37 в тканях рыб отличается большой

обитающих в тех же водоемах планктоноядных и бентосоядных рыб значение этих коэффициентов составляет 200—500 [82—84]. Столь большое различие коэффициентов накопления зависит от ряда факторов. Среди них существенную роль играет солевой состав воды и, в частности, концентрация в ней калия, между со­ держанием которого в воде и содержанием Cs137 в тканях рыбы имеется обратная зависимость, установленная как в лаборатор­

* Под коэффициентом накопления понимают отношение удельной актив­ ности тканей рыбы к удельной активности воды.

20

ном эксперименте, так и в натурных условиях в некоторых круп­ ных водоемах [83, 85, 86].

Наглядной иллюстрацией этого положения может служить табл. 1.1. Наиболее бедные по солевому составу воды характер­ ны для северо-западной части европейской территории Совет­ ского Союза и, в частности, для озер Карелии. В воде озер, рас­ положенных к юго-востоку и югу, концентрации калия и других солей возрастают. Соответственно уменьшаются уровни содер­ жания Cs137 в рыбе.

Высокие коэффициенты накопления Cs137 в рыбе, обитающей в озерах со слабоминерализованной водой, делают этот путь миграции Cs137 из водоема в организм человека существенным при постоянном употреблении рыбы в большом количестве. По­ добное явление, например, наблюдается в некоторых селах, рас­ положенных на берегах озер Карелии, где рыба местного улова является одним из основных компонентов рациона [82].

Кроме непосредственного поступления Cs137 в организм че­ ловека с рыбой существуют и более сложные пути миграции. К ним относится поступление Cs137 из водоема в организм сель­ скохозяйственных животных во время водопоя, в результате чего молоко и мясо могут загрязняться изотопом. Однако прак­ тическая значимость этого пути весьма относительна, так как в период глобальных выпадений вклад Cs137, поступающего с водой (из водоема), в суммарное содержание его в рационе ко­ ровы составляет доли процента.

Большую роль может играть миграция Cs137 из водоема по цепи вода — почва — растение— животное — человек. Основное значение в этой цепи имеют первые два звена. Поступление из водоема загрязненной Cs137 воды (и особенно ила) в земельные угодья возможно при ирригации, вследствие затопления поймен­ ной территории в период паводка и при других условиях. Как

21

Г Л А В А 2

БИОГЕОХИМИЧЕСКИЕ ПРОВИНЦИИ С ПОВЫШЕННОЙ БИОГЕННОЙ МИГРАЦИЕЙ ЦЕЗИЯ-137 ИЗ ПОЧВЫ

ЗОНАЛЬНЫЕ ОСОБЕННОСТИ ПРИРОДНЫХ УСЛОВИИ, СПОСОБСТВУЮЩИЕ МИГРАЦИИ ЦЕЗИЯ-137

Миграция химических веществ из почвы в организм человека по существу представляет собой только часть цепи, по которой происходит круговорот их в природе. Миграция Cs137, хотя ом и имеет искусственное происхождение, не является исключением.

ние. Скорость перехода Cs137, равно как и других химических элементов, из почвы в растения зависит от комплекса факто­ ров, вызванных в основном природными условиями. В раз­ ных географических зонах эти условия различны, что связано главным образом с особенностью формирования и составом почв.

Почвы образуются в результате совокупного действия ряда факторов, которые можно разбить на пять групп: климат мест­ ности, материнские горные породы, растительные и животные организмы (биологический фактор), рельеф и возраст страны [90, 91]. Немаловажное значение в почвообразовании имеет так­ же деятельность человека. Ведущим в почвообразовательном процессе является биологический фактор. В зависимости от со­ четания названных факторов почвы обладают различным соста­ вом и свойствами. Поэтому основные типы почв в географиче­ ском распределении подчиняются закону зональности [90, 92] и распределяются на поверхности материков в виде поясов или зон приблизительно в широтном направлении [93, 94].

Разнообразие основных географических зон согласно суще­ ствующей классификации можно схематически представить в виде краткого перечня, включающего в себя зоны: тундровую, таежную нечерноземную, лесостепную и степную черноземные, горную, зону полупустынь, а также азональные территории.

Исходя из задач настоящего исследования, целесообразно коснуться преимущественно таежной нечерноземной зоны.

Любую зону нельзя рассматривать как однородную. Все они имеют мозаичный характер и могут быть разделены на отдель-

23

ные биогеохимические провинции *. В основе учения о бногеохимических провинциях, выдвинутого А. П. Виноградовым, лежит представление о миграции макро- и микроэлементов в системе почва— растение — животный организм. Эта триада является единой, в которой понимание одной части невозможно без пони­ мания остальных звеньев [96]. В пределах каждой биогеохимической провинции комбинируются признаки зон по концентра­ циям химических элементов и их соотношениям. Как правило, указанные провинции переходят одна в другую, но иногда име­ ют довольно выраженные границы.

В связи с особенностями формирования почвенного покрова характер почв на территории упомянутых зон различен. Напри­ мер, тундровой и таежной зонам свойственны нечерноземные (кислые) почвы, тогда как в лесостепной и степной зонах пре­ обладают черноземы (имеющие обычно нейтральную реакцию). В зоне полупустынь основное место занимают сероземные, бу­ рые почвы и солончаки (со щелочной и сильнощелочной реак­ цией). Почвы горных зон отличаются значительным разнообра­ зием, что связано с особенностями почвообразующих пород (преимущественно изверженных и метаморфизированных) и, как правило, небольшой мощностью.

Из данных, характеризующих химический, минералогический, механический состав черноземов [97, 98], а также из общеиз­ вестных закономерностей поведения Cs137 в почве и его мигра­ ции в растения следует, что в пределах лесостепной и степной зон, где преобладающим типом почв являются черноземы, ожи­ дать интенсивной миграции этого изотопа из почвы в растения трудно. В условиях сухих степей и полупустынь с их своеобраз­ ным климатом, где для почв характерно соленакопление [96, 99] при выраженной щелочной реакции, подвижность Cs137 в почвах ограничена, равно как и возможность его миграции в растения по корневой системе. Таким образом, в пределах чер­ ноземных лесостепной и степной зон, а также в зоне полупу­ стынь из-за своеобразия их природных условий вероятность повышенного перехода Cs137 из почвы в растения весьма огра­

ничена.

Такое положение подтверждают фактические данные наших многолетних наблюдений на территории Советского Союза за содержанием Cs137 в пищевых продуктах, согласно которым концентрации этого изотопа в пищевых продуктах растительно­ го и животного происхождения, производимых в пределах ука­ занных зон, всегда были минимальными.

Иная обстановка складывалась на территории нечерноземной зоны. За последние годы в разных провинциях этой зоны наблю-

* Под биогеохимическимн провинциями понимают области, различаю­ щиесяпо содержанию в почвах, водах химических элементов или соедине­ ний, с которыми связаны определенные биологические реакции местной фло­ ры и фауны [95].

24