Содержание радионуклидов в питьевой воде и продуктах питания промышленных регионов Казахстана

В статье приведены результаты радиоэкологических исследований продуктов питания и питьевой воды в промышленных регионах Казахстана. Выявлено, что основной вклад в уровень активности продуктов питания вносит K-40. Удельная активность радионуклидов в пробах воды в 2-110 раз меньше уровней вмешательства. Удельная суммарная альфа-активность в пробах воды п. Чкалово, п. Боровое превышает допустимый уровень в 2,5 и в 3,9 раза соответственно. Радиационная характеристика продуктов питания на исследуемых территориях отвечает требованиям санитарно-законодательных документов.

Введение. Качество питьевой воды и пищевой продукции - особая категория государственной политики, так как здоровье населения является важнейшим фактором развития любой страны и зависит, главным образом, от полноценного рационального питания.

Радиоактивное загрязнение питьевой воды и пищевых продуктов наряду с внешним облучением является одним из факторов радиационной опасности.На долю облучения от инкорпорированной радиоактивности приходится в среднем примерно 2/3 эффективной эквивалентной дозы облучения, которую человек получает от естественных источников радиации *1+.

Попавшие внутрь организма радиоактивные элементы, особенно опасны по причине резкого увеличения действия высокоионизирующих альфа- и бета- излучателей. Во-вторых, многократно возрастает длительность облучения, поскольку для выведения радионуклидов требуется значительное время. Кроме того, некоторые изотопы избирательно распределяются в организме, предпочитая аккумулироваться в отдельных органах, создавая там значительные концентрации *1+.

Цель исследования - осуществить экологическую оценку содержания радиоактивных веществ в продукции растительного и животного происхождения местного производства, а также в питьевой воде в индустриально развитых районах Казахстана.

Материалы и методы.Для решения поставленной цели были исследованы основные продукты рациона питания (молоко, мясо, овощи) местного производства и питьевая вода в 13 населенных пунктах, расположенных в зоне влияния промышленных предприятий Казахстана: г. Темиртау, п. Чкалово Карагандинской области (металлургическая промышленность); г. Щучинск, п. Боровое Акмолинской области (контрольная зона); г. Усть-Каменогорск, п. Глубокое Восточно-Казахстанской области (горнодобывающая и металлургическая промышленности);г. ТаразЖамбылской области (химическая промышленность); п. Созак и п. Шолаккорган Южно-Казахстанской области (уранодобывающая промышленность); г. Актау, г. ЖанаозенМангыстауской области (нефтедобывающая промышленность); г. Экибастуз, п. Солнечный Павлодарской области (угледобывающая промышленность).

Определение количественного и качественного содержания радионуклидов в изучаемых объектах окружающей среды выполнено Испытательным центром «ЭкоЭксперт» (Аттестат аккредитации № КŹ.И.10.0716 от 03.03.2010 г. Лицензия Комитета по атомной энергетике ГЛА №0001676). При проведении радиоэкологических исследований продуктов питания местного производства и воды, из более 40 определяемых аппаратурой гамма излучающих радионуклидов обнаружены: К-40, Ra-226, Th-232, Cs-137, U-238. Методика бета-, гамма спектрометрии была выполнена на соответствующем спектрометре с использованием программного обеспечения «LSRM».

Результаты и обсуждение. В таблице 1 представлены значения удельной активности радионуклидов, содержащихся в пробах воды (в среднем по населенному пункту) и уровни вмешательства (УВ) при поступлении с водой радионуклидов для населения, установленные гигиеническими нормативами (ГН) *2+. Удельная активность радионуклидов в пробах воды в 2 (Ra-226) - 110 (Cs-137) раз меньше уровней вмешательства при поступлении с водой радионуклидов для населения, установленных ГН.

Удельная суммарная бета активность в пробах воды исследуемых населенных пунктов ниже предварительнооценочного значения в 3,6 (п. Боровое) - 16 (г. Темиртау, г. Экибастуз) раз. Удельная суммарная альфа-активность в пробах воды п. Глубокое находится на уровне предварительно-оценочного значения (с учетом погрешности измерений). Удельная суммарная альфа- активность в пробах воды п. Чкалово, п. Боровое превышает предварительно-оценочный уровень в 2,5 и в 3,9 раза соответственно.

В этой связинеобходима корректная оценка технического состояния водозаборных сооружений в исследуемых городах и поселках. При этом можно ожидать двоякого развития событий:

  1. более современные технические сооружения водозаборов городов являются препятствием повышенного содержания альфа-активности в воде;
  2. наличие в почвах водных горизонтов централизованных колонок и частных колодцев изучаемых поселков альфа-активных радионуклидов является причиной поступления их в воду, что и повышает удельную суммарную альфа-активность воды. В этом случае необходимы соответствующие санитарнопредупредительные мероприятия (организация централизованного водоснабжения, доставка воды из источников с нормальным уровнем альфа-активности).

Таблица 1 – Удельная активность радионуклидов, содержащихся в пробах воды и уровни вмешательства при поступлении с водой радионуклидов для населения

Населенный пункт

Удельная активность радионуклида, Бк/кг

К-40

Ra-226

Th-232

Cs-137

U-238

альфа актив.

бета актив.

УВ

22

0,5

0,6

11

3,1

0,2 ¯¯

1,0 ¯¯

Темиртау

2,3±0,13

0,08±0,01

0,11±0,01

<0,1

0,1

0,15±0,06

0,06±0,01

Чкалово

3,74±2,13

0,11±0,02

0,16±0,04

<0,1

0,2±0,04

0,5±0,08

0,07±0,01

Усть-Каменогорск

2,0±1,26

0,085±0,006

0,085±0,006

<0,1

0,105±0,006

0,1±0,09

0,15±0,08

Глубокое

2,5±0,63

0,10±0,01

0,10±0,01

<0,1

0,11±0,01

0,2±0,03

0,09±0,01

Щучинск

1,45±0,69

0,09±0,02

0,08±0,03

<0,1

0,25±0,19

0,15±0,11

0,17±0,01

Боровое

1,73±0,38

0,25±0,03

0,18±0,02

<0,1

0,18±0,12

0,78±0,28

0,28±0,07

Тараз

3,29±0,57

0,17±0,02

0,21±0,02

<0,1

0,15±0,02

0,09±0,01

0,23±0,06

Созак

2,67±0,16

0,12±0,03

0,24±0,02

<0,1

0,13±0,02

0,11±0,006

0,11±0,02

2,0±0,88

0,22±0,03

0,20±0,08

<0,1

0,29±0,14

0,13±0,05

0,12±0,03

 

2

0,16±0,02

0,19±0,03

<0,1

0,10±0,004

0,09±0,002

0,09±0,02

Шолаккорган

2,33±0,68

0,16±0,04

0,20±0,03

<0,1

0,09±0,006

0,09±0,02

0,12±0,05

Актау

1,60±0,19

0,15±0,03

0,17±0,02

<0,1

0,10±0,004

0,13±0,04

0,09±0,02

Жанаозен

<2

0,14±0,03

0,23±0,03

<0,1

0,10±0,002

0,10±0,01

0,10±0,02

1,67±0,32

0,10±0,24

0,20±0,01

<0,1

0,10±0,003

0,09±0,006

0,19±0,04

Экибастуз

1

1,5±0,71

0,10±0,03

0,19±0,13

0,17±0,017

0,15±0,014

<0,1

<0,1

<0,1

<0,1

0,04±0,014

0,12±0,16

0,06±0,007

0,045±0,007

Солнечный

1,60±0,21

0,16±0,01

0,18±0,01

<0,1

<0,1

0,03±0,01

0,14±0,01

Примечание: в числителе – центральное водоснабжение, в знаменателе – родники и колонки

Содержание удельной активности радионуклидов, а также содержание удельной суммарной альфа- и бета- активности в пробах продуктов питания не определяются нормирующими документами. Полученные значения согласуются с данными, приводимыми в научнотехнической и справочной литературе.В таблицах 2–5 представлены средние значения удельной активности радионуклидов в пробах продуктов питания.

Таблица 2– Содержание радионуклидов в молочных продуктах

Населенный пункт

Удельная активность радионуклида, Бк/кг

К-40

Ra-226

Th-232

Cs-137

U-238

альфа актив.

бета актив.

Темиртау

61,83±3,39

<0,1

<0,1

<0,1

<0,1

0,004±0,0005

17±2,1 ¯¯

Чкалово

54,66±3,41

<0,1

<0,3

<0,1

<0,1

0,005±0,0006

11,6±3,96

Усть-Каменогорск

32,25±2,67

<0,1

0,13±0,02

0,09±0,01

<0,1

0,05±0,01

34,5±3,88

Глубокое

60,33±4,79

<0,1

<0,1

<0,1

<0,1

0,06±0,02

52,67±1,71

Щучинск

37,33±2,74

<0,1

<0,3

<0,1

<0,1

0,005±0,0007

28,33±2,05

Боровое

35,5±6,9

<0,1

<0,1

<0,1

<0,1

0,01±0,0006

32±7,53

Тараз

28,40±1,72

0,16±0,05

0,15±0,04

<0,05

<0,4

0,08±0,011

28,80±3,06

Созак

28,50±4,37

0,08±0,01

0,09±0,008

<0,1

<0,1

0,09±0,012

41,75±5,09

Шолаккорган

41,80±3,26

0,23±0,06

0,10±0,006

0,08±0,01

0,18±0,02

0,11±0,02

63,6±7,28

Актау

28,30±2,05

0,11±0,01

0,13±0,02

<0,10

<0,40

0,09±0,01

30,0±0,58

Жанаозен

37,25±8,49

0,18±0,01

0,18±0,05

0,13±0,02

<0,1

0,15±0,06

43,50±9,94

Экибастуз

31,0±1,95

0,37±0,24

0,33±0,19

<0,1

0,33±0,07

0,40±0,26

47,50±4,37

Солнечный

35,25±0,73

0,13±0,07

0,15±0,01

<0,1

<0,4

0,16±0,01

52,0±2,18

Таблица 3– Содержание радионуклидов в мясе

Населенный пункт

Удельная активность радионуклида, Бк/кг

К-40

Ra-226

Th-232

Cs-137

U-238

альфа актив.

бета актив.

Темиртау

91±8,39

<0,1

<0,2

<0,5

<0,4

0,002±0,0002

53,17±3,07~

Чкалово

85±3,07

0,11±0,01

< 0,2

< 0,5

<0,4

0,002±0,0003

28,67±2,39

Усть- Каменогорск

51±13,68

0,08±0,02

0,15±0,05

0,07±0,02

0,13±0,03

0,07±0,03

47,33±10,26

Глубокое

41±7,38

<0,1 ¯¯

< 0,2 ¯¯

< 0,1 ¯

<0,1 ¯

<0,001

49±13,23 ¯¯

Щучинск

79,33±13,68

0,11±0,01

<0,2

<0,1

0,2±0,1

<0,002

62,33±16,42

Боровое

52,5±14,44

<0,1

< 0,2

0,2±0,13

<0,1

0,002±0,0006

52±3,77

Тараз

65,33±4,37

0,33±0,11

0,27±0,04

<0,1

<0,4

0,09±0,004

75,50±5,53

Созак

69,40±6,34

0,09±0,004

0,09±0,009

<0,1

<0,1

0,07±0,004

76,20±8,6

Шолаккорган

77,25±3,16

0,09±0,005

0,19±0,09

0,08±0,01

0,25±0,07

0,08±0,002

97,0±3,16

Актау

63,40±10,64

0,23±0,03

0,15±0,03

< 0,10

0,14±0,04

0,14±0,02

66,90±6,58

Жанаозен

101,37±14,88

0,34±0,05

0,18±0,03

< 0,1

<0,1

0,17±0,03

114,87±16,24

Экибастуз

61,80±9,36

0,22±0,06

0,30±0,06

< 0,1

0,15±0,05

0,29±0,06

87,50±8,55

Солнечный

70,71±13,02

0,20±0,05

0,37±0,097

< 0,1

0,14±0,04

0,31±0,05

111,6±26,32

В результате исследований выявлено, что диапазон значений удельной активности радионуклидов в питьевой воде относительно равномерен по величине;

отличается по регионам не более чем в 2-5 раз. Уровень альфа-активности отличается по регионам в питьевой воде в 26 раз (таблица 6).

Таблица 4- Содержание радионуклидов в овощах

Населенный пункт

Удельная активность радионуклида, Бк/кг

К-40

Ra-226

Th-232

Cs-137

U-238

альфа актив.

бета актив.

Темиртау

105,5±12,26

0,05±0,01

0,09±0,03

0,1±0,06

0,2±0,16

0,02±0,01

59,5±10,97

Чкалово

213,3±74,2

2,84±2,09

2,28±1,5

0,07±0,03

0,2±0,068

0,03±0,02

57,33±17,42

Усть-

Каменогорск

108,25±20,87

0,11±0,04

0,14±0,04

0,16±0,11

0,11±0,07

0,07±0,01

89,5±15,53

Глубокое

130,5±27,18

0,03±0,01

0,025±0,005

0,03±0,005

0,05±0,02

0,035±0,01

94,75±10,44

Щучинск

102,4±18,01

0,19±0,11

0,14±0,07

0,28±0,08

0,22±0,06

0,005±0,002

68±9,2

Боровое

79,33±28,73

0,05±0,03

0,09±0,06

0,15±0,13

0,34±0,26

0,02±0,02

48,67±13,34

Тараз

100,30±14,29

0,14±0,01

0,095±0,014

0,005±0,0001

<0,1

0,08±0,007

105,40±14,7

Созак

91,20±11,71

0,09±0,005

0,08±0,005

0,06±0,006

<0,1

0,07±0,006

123,10±3,32

Шолаккоган

91,40±23,12

0,12±0,03

0,19±0,06

<0,05

<0,1

0,09±0,004

121,2±21,88

Актау

58,11±9,09

0,16±0,02

0,12±0,03

0,06±0,01

<0,10

0,07±0,01

70,44±8,75

Жанаозен

74,27±12,54

0,16±0,03

0,14±0,01

0,03±0,01

<0,1

0,09±0,001

82,18±10,93

Экибастуз

71,56±12,57

0,16±0,02

0,15±0,03

0,06±0,01

<0,1

0,20±0,03

102,67±21,5

Солнечный

71,56±12,57

0,16±0,02

0,15±0,03

0,06±0,1

<0,1

0,20±0,03

102,67±21,5

C

Таблица 5- Содержание радионуклидов в зерновых продуктах

Населенный пункт

Удельная активность радионуклида, Бк/кг

К-40

Ra-226

Th-232

Cs-137

U-238

альфа актив.

бета актив.

Усть-Каменогорск

90,25±19,66

0,87±0,76

0,13±0,02

0,06±0,01

<0,1

0,16±0,07

43,75±10,19

Глубокое

53,5±25,73

<0,1

0,15±0,06

<0,1

<0,1

<0,02

46,5±19,46

Щучинск

27,67±2,05

<01

<02

<01

0,2±0,1

<0,002

27±1,03

Боровое

24,5±1,88

<0,1

<0,2

<0,1

<0,1

<0,002

22±1,26

Тараз

46,70±4,0

0,80±0,29

0,20±0,05

<0,01

<0,1

0,09±0,006

49,75±2,64

Созак

50,73±2,57

0,22±0,06

0,12±0,036

<0,05

<0,1

0,09±0,03

71,73±3,13

Шолаккорган

43,40±3,39

0,19±0,02

0,09±0,007

<0,05

<0,1

0,11±0,007

67,0±5,55

Актау

35,93±7,36

0,54±0,18

0,27±0,06

0,09±0,01

<0,10

0,17±0,02

57,50±6,26

Жанаозен

46,29±3,91

0,21±0,04

0,23±0,04

<0,01

< 0,1

0,16±0,01

57,43±2,24

Экибастуз

55,90±7,29

0,43±0,10

0,59±0,15

0,09±0,03

<0,1

0,42±0,29

70,50±18,51

Солнечный

55,9±7,29

0,4±0,10

0,57±0,15

0,09±0,01

<0,1

0,42±0,09

70,5±5,85

Таблица 6 – Разброс значений активности радионуклидов впитьевой воде и продуктах питания по исследованным
населенным пунктам

Продукт

Удельная активность радионуклидов, Бк/кг

K-40

Ra-226

Th-232

Cs-137

U-238

α активность

ß активность

вода

208

014

017

01

0,14

0,17

0,12

1-3,74

0,08-0,25

0,08-0,24

0,1-0,1

0,09-0,29

0,03-0,78

0,045-0,28

молочные

39,41

0,14

0,17

0,10

0,19

0,09

37,17

продукты

28,3-61,8

0,08-0,37

0,09-0,33

0,05-0,13

0,1-0,4

0,004-0,4

11,6-63,6

мясо

69,93

0,16

0,2

0,17

0,18

0,09

70,93

41,0-101,4

0,08-0,34

0,09-0,37

0,07-0,5

0,1-0,4

0,001-0,31

28,67-114,9

овощи

99,83

0,33

0,28

0,09

0,14

0,08

86,59

58,1-213,3

0,03-2,84

0,03-2,28

0,01-0,28

0,05-0,34

0,005-0,076

48,7-86,6

зерновые

48,3

0,36

0,25

0,07

0,11

0,15

53,06

24,5-90,25

0,1-0,87

0,09-0,59

0,01-0,1

0,1-0,2

0,002-0,42

22-71,73

Примечание: в числителе - среднее, в знаменателе - минимальное и максимальное значения

Значение удельной активности радионуклидов в молочных продуктах отличается по регионам не более чем в 2-6 раз. Уровень альфа-активности отличается по регионам в молочных продуктах в 100 раз.

Максимальное значение активности 0,4 Бк/кг (г. Экибастуз), минимальная активность - 0,004 Бк/кг (г. Темиртау).

Значение удельной активности радионуклидов в мясе также равномерно по величине; отличается по регионам не более чем в 2-7 раз. Уровень альфа- активностиотличается по регионам в мясе в 310 раз. Самое высокое значение альфа-активности получено в мясных продуктах п. Солнечный (0,31 Бк/кг), самое низкое значение - в п. Глубокое (0,001 Бк/кг).

Активности радионуклидов в овощах по областям отличаются в широком диапазоне.Активность K-40, U-238 и бета-активность различается по регионам в 3-7 раз; Ra- 226 - в 95 раз (максимальное в Чкалово 2,84 Бк/кг, минимальное в п. Глубокое 0,03 Бк/кг), Th-232 - в 76 раз (максимальное в Чкалово 2,28 Бк/кг, минимальное в п.

Глубокое 0,03), альфа-активность - в 40 раз (максимальное значение 0,2 Бк/кг - г. Темиртау, г. Экибастуз, г. Солнечный, минимальное - 0,005 Бк/кг г. Щучинск), Cs-137 - в 28 раз (максимальное -0,28 Бк/кг Щучинск, минимальное - 0,01 Тараз).

В результате анализа полученных данных, выявлено, что главными источниками поступления таких природных радионуклидов, как К-40, Ra-226, Th-232, а также бета- активных радионуклидов являются овощи (таблица 7). По уровню аккумуляции U-238 лидируют молочные продукты. Наиболее важным источником поступления альфа излучающих радионуклидов является вода. Наибольший вклад в поступление Cs-137 вносит мясо.Полученные убывающие ряды согласуются с литературными данными *3+

Таблица 7 - Убывающий ряд содержания радионуклидов в питьевой воде и продуктах питания

Радионуклид

Убывающий ряд

К-40, Ra-226, Th-232, бета активность

овощи > мясо > молоко > вода

U-238 ¯¯

молоко > мясо > овощи > вода

Альфа-активность

вода > молоко = мясо > овощи

Cs-137

мясо > вода > молоко > овощи

Четкой тенденции наибольшего и наименьшего содержание исследуемых радионуклидов в продуктах питания разных регионах не выявлено (рисунок 1).

Однако выявлено, что наибольшее содержания K-40, Cs- 137 и U-238 в продуктах питания п. Чкалово и г.

Темиртау, а Ra-226 и Th-232 в п. Чкалово и г. Экибастуз. Активность альфа-излучателей в продуктах питания Павлодарской и Мангыстауской областей в десятки раз превышают активность в продуктах питания Акмолинской и Карагандинской областей.

ГН устанавливает значения пределов годового поступления (ПГП) с продуктами питания радионуклидов для населения. Сравнительный анализ ПГП полученных и нормативных значений (таблица 8) показывает:

  • - что годовое поступление радионуклидов с продуктами питания для взрослого населения изучаемых населенных пунктов в 10 (для Ra-226) - 103 (для Cs-137) раз меньше нормативно установленных значений;
  • - годовое поступление К-40 с продуктами питания находится на уровне нормативно установленного значения (с учетом погрешности измерений).

Таблица 8 - Годовое поступление радионуклидов с продуктами питания местного производства (молочные продукты, мясо,
овощи) для взрослого населения

Населенный пункт

Годовое поступление, Бк/год

К-40

Ra-226

Th-232

Cs-137

U-238

ЪГп

2,4Е+4

6,7Е+2

2,2Е+3

7,7Е+4

8,4Е+3

Темиртау

2,7Е+4

2,4Е+1

3,7Е+1

6,4Е+1

6,8Е+1

Чкалово

4,0Е+4

3,9Е+1

3,4Е+1

6,2Е+1

7,0Е+1

Усть-Каменогорск

2,3Е+4

3,1Е+1

4,4 Е+1

3,7Е+1

3,6Е+1

 

Глубокое

3,1E+4

2,1E+1

2,9E+1

2,1E+1

2,5E+1

Щучинск

2,1E+4

3,8E+1

4,9E+1

4,8E+1

4,8E+1

Боровое

1,5E+4

1,9E+1

3,2E+1

3,9E+1

5,3E+1

Тараз

1,9E+4

5,8E+1

4,6E+1

1,3E+1

6,9E+1

Созак

1,4E+4

1,7E+1

1,7E+1

1,6E+1

2,0E+1

Шолаккорган

1,8E+4

3,1E+1

4,1E+1

1,6E+1

4,2E+1

Актау

1,2E+4

4,1E+1

3,8E+1

2,6E+1

8,1E+1

Жанаозен

1,6E+4

5,7+1

4,9E+1

2,8E+1

2,9E+1

Экибастуз

1,6E+4

5,6E+1

6,0E+1

2,1E+1

4,1E+1

Солнечный

1,6E+4

4,3E+1

5,8E+1

2,0E+1

4,1E+1

Выводы:

  1. Удельная активность радионуклидов в питьевой воде, меньше уровней вмешательства, установленных ГН, в 2 – 110 раз. Удельная суммарная альфа-активность в пробах воды п. Чкалово, п. Боровое превышает предварительнооценочный уровень в 2,5 и в 3,9 раза соответственно.
  2. Радиационная характеристика продуктов питания на исследуемых территориях отвечает требованиям санитарно-законодательных документов. В связи с этим эти территории пригодны для производства экологически безопасных продуктов питания для взрослого населения и детей.
  3. Четкой тенденции наибольшего и наименьшего содержание исследуемых радионуклидов в продуктах питания разных регионах не выявлено.Наибольшее содержания K-40, Cs-137 и U-238 в продуктах питания п. Чкалово и г. Темиртау, а Ra-226 и Th-232 в п. Чкалово и г. Экибастуз. Активность альфа-излучателей в продуктах питания Павлодарской и Мангыстауской областей в десятки раз превышают активность в продуктах питания Акмолинской и Карагандинской областей.
  4. Для обеспечения радиоэкологической безопасности питьевой воды и продуктов питания необходимо дальнейшее и более масштабное проведение исследований на данных территориях, особенно основных дозообразующих изотопов.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

  1. Старков В.Д., Мигунов В.И. Радиационная экология. - Тюмень.: ФГУ ИПП «Тюмень», 2003. – 304 с.
  2. Постановление Правительства Республики Казахстан Гигиенический норматив «Санитарно-эпидемиологические требования к обеспечению радиационной безопасности» от 3 февраля 2012 года N 201 *Электроный ресурс+ // URL: http://online.zakon.kz/Document/?doc_id=31129210 (дата обращения 10.03.2012).
  3. Радиоактивность и пища человека. Под общей ред. Р.Расселла. Перев.с англ. Под ред. акад. ВАСХНИЛ В.М. – Москва: Атомиздат, 1971. – 376 с.
Год: 2014
Город: Алматы
Категория: Медицина