Авторами розроблена агрокліматичні модель оцінок транспорту радіонуклідів по харчових ланцюжках і формування доз внутрішнього опромінення населення при радіаційних аваріях. Модель враховує основні фактори, що впливають на формування доз внутрішнього опромінення населення: погодні умови в рік аварії, динаміку росту і розвитку рослин сільськогосподарських культур, структуру сільськогосподарського виробництва, особливості динаміки заготівлі та споживання продукції кормових культур великою рогатою худобою (ВРХ) і продовольчих культур населенням, склад раціонів годування великої рогатої худоби та харчування міського і сільського населення. Наведено основні положення і співвідношення розробленої моделі. Для агрокліматичних умов півдня Брянської області 1986 року оцінено вплив дати випадання продуктів аварії на інтегральне надходження радіонуклідів 131I і 137Cs в організм міських і сільських жителів. Показано суттєвий вплив структури виробництва продукції сільськогосподарських культур і раціонів годування ВРХ на величину інтегрального надходження 137Cs в організм людини. Для інтегрального надходження 131I модель дає відомий результат: при випаданнях в весняно-літній період основний внесок у забруднення молока дає пастбищная рослинність, а інтегральне надходження 131I в організм людини визначається споживанням молока. Результати розрахунків показують, що при випаданнях продуктів аварії в період квітня-травня місяців періоду інтенсивного росту пасовиську рослинності, величина дози внутрішнього опромінення населення в значній мірі визначається погодними умовами. Розроблений підхід крім можливості оцінки дози внутрішнього опромінення щитовидної залози (ЩЗ) 131I дає також можливість оцінки за результатами індивідуальної радіометрії ЩЗ середньої ефективної щільності забруднення ареалу населеного пункту 131I. Результати зіставлення динаміки накопичення 131I в ЩЗ конкретних жителів, оціненої по трьом різним моделям з використанням даних радіометрії їх ЩЗ, з одного боку, показують їх близьке відповідність, а з іншого істотна відмінність в реконструйованих за результатами радіометрії населення ефективної щільності забруднення 131I в населених пунктах.

Анотація наукової статті по сільському господарству, лісовому господарству, рибному господарству, автор наукової роботи - Власов О. К., Піткевіч В. А.


Agroclimatical model for estimation of radionuclides transport along food chains and internal doses of the population

The authors have developed an agroclimatical model for estimating radionuclides transport along food chains and internal doses for the population in case of a radiation accident. The model accounts for the key factors influencing formation of internal doses: weather conditions in the year of the accident, dynamics of growth and development of agricultural crops, agricultural practices, features of fodder storage and consumption by cattle, diet of city dwellers and rural population . The main principles and relations of the proposed model are presented. The effect of deposition date on integral intake of 131l and 137Cs by city and rural population have been estimated for the agroclimatical conditions of the south of Bryansk region in 1986. It is shown that the agricultural practice and cattle diet have a major effect on integral intake of 137Cs by humans. For integral intake of 131l the model gives the expected result: with depositions in the spring-summer period the major contribution to milk contamination is made by pasture vegetation and the integral intake of 131l by humans is determined by milk consumption. The calculation results suggest that for depositions in April-May, when the pasture vegetation was growing vigorously, the value of the internal dose is significantly dependent on weather conditions. In addition to estimation of 131l internal thyroid dose the developed approach makes possibly to estimate mean effective 131l contamination density around a population points based on results of individual thyroid radiometry. Comparison of the 131l intake by thyroid in residents estimated by three different models using data of direct thyroid radiometry shows that on the one hand, they are close and on the other, there is significant difference in 131l effective contamination density reconstructed from radiometric results.


Область наук:
  • Сільське господарство, лісове господарство, рибне господарство
  • Рік видавництва: тисяча дев'ятсот дев'яносто дев'ять
    Журнал: Радіація і ризик (Бюлетень Національного радіаційно-епідеміологічного регістру)

    Наукова стаття на тему 'агрокліматичні модель оцінки транспорту радіонуклідів по харчових ланцюжках і формування доз внутрішнього опромінення населення'

    Текст наукової роботи на тему «агрокліматичні модель оцінки транспорту радіонуклідів по харчових ланцюжках і формування доз внутрішнього опромінення населення»

    ?дозиметр

    Агрокліматичні модель оцінки транспорту радіонуклідів по харчових ланцюжках і формування доз внутрішнього опромінення населення

    Власов О.К., Піткевіч В.А.

    Медичний радіологічний науковий центр РАМН, Обнінськ

    Авторами розроблена агрокліматичні модель оцінок транспорту радіонуклідів по харчових ланцюжках і формування доз внутрішнього опромінення населення при радіаційних аваріях. Модель враховує основні фактори, що впливають на формування доз внутрішнього опромінення населення: погодні умови в рік аварії, динаміку росту і розвитку рослин сільськогосподарських культур, структуру сільськогосподарського виробництва, особливості динаміки заготівлі та споживання продукції кормових культур великою рогатою худобою (ВРХ) і продовольчих культур населенням, склад раціонів годування великої рогатої худоби та харчування міського і сільського населення. Наведено основні положення і співвідношення розробленої моделі. Для агрокліматичних умов півдня Брянської області 1986 року оцінено вплив дати випадання продуктів аварії на інтегральне надходження радіонуклідів 131I і 137Cs в організм міських і сільських жителів. Показано суттєвий вплив структури виробництва продукції сільськогосподарських культур і раціонів годування ВРХ на величину інтегрального надходження 137Cs в організм людини. Для інтегрального надходження 131I модель дає відомий результат: при випаданнях в весняно-літній період основний внесок у забруднення молока дає пастбищная рослинність, а інтегральне надходження 131I в організм людини визначається споживанням молока. Результати розрахунків показують, що при випаданнях продуктів аварії в період квітня-травня місяців - періоду інтенсивного росту пасовиську рослинності, величина дози внутрішнього опромінення населення в значній мірі визначається погодними умовами. Розроблений підхід крім можливості оцінки дози внутрішнього опромінення щитовидної залози (ЩЗ) 131I дає також можливість оцінки за результатами індивідуальної радіометрії ЩЗ середньої ефективної щільності забруднення ареалу населеного пункту 131I. Результати зіставлення динаміки накопичення 131I в ЩЗ конкретних жителів, оціненої по трьом різним моделям з використанням даних радіометрії їх ЩЗ, з одного боку, показують їх близьке відповідність, а з іншого - велика різниця в реконструйованих за результатами радіометрії населення ефективної щільності забруднення 131I в населених пунктах.

    Agroclimatical model for estimation of radionuclides transport along food chains and internal doses of the population

    Vlasov O.K., Pitkevich V.A.

    Medical Radiological Research Center of RAMS, Obninsk

    The authors have developed an agroclimatical model for estimating radionuclides transport along food chains and internal doses for the population in case of a radiation accident. The model accounts for the key factors influencing formation of internal doses: weather conditions in the year of the accident, dynamics of growth and development of agricultural crops, agricultural practices, features of fodder storage and consumption by cattle, diet of city dwellers and rural population . The main principles and relations of the proposed model are presented. The effect of deposition date on integral intake of 131I and 137Cs by city and rural population have been estimated for the agroclimatical conditions of the south of Bryansk region in 1986. It is shown that the agricultural practice and cattle diet have a major effect on integral intake of 137Cs by humans. For integral intake of 131I the model gives the expected result: with depositions in the spring-summer period the major contribution to milk contamination is made by pasture vegetation and the integral intake of 131I by humans is determined by milk consumption. The calculation results suggest that for depositions in April-May, when the pasture vegetation was growing vigorously, the value of the internal dose is significantly dependent on weather conditions. In addition to estimation of 131I internal thyroid dose the developed approach makes possibly to estimate mean effective 131I contamination density around a population points based on results of individual thyroid radiometry. Comparison of the 131I intake by thyroid in residents estimated by three different models using data of direct thyroid radiometry shows that on the one hand, they are close and on the other, there is significant difference in 131I effective contamination density reconstructed from radiometric results.

    В даний час для вивчення процесів міграції радіонуклідів в системі "зовнішнє середовище - людина" найбільшого поширення набули камерні моделі. Такі моделі засновані на представленні структури системи у вигляді окремих ланок (камер), пов'язаних між собою коефіцієнтами переходу (міграції) радіонуклідів. Моделювання цих процесів є досить складним завданням, рішення якої в залежності від ступеня її деталізації може проводитися одним з трьох методів [1].

    У найпростіших розрахунках міграції радіонуклідів використовується так званий метод питомої активності, заснований на припущенні рівноважного характеру процесів обміну між ланками зовнішнього середовища. Метод застосуємо тільки для довгоживучих радіонуклідів з періодами напіврозпаду кілька років і більше.

    У дослідженнях широко використовується також більш універсальний метод коефіцієнтів накопичення. Сутність цього методу полягає в тому, що переходи радіонуклідів між ланками міграційної ланцюга описуються коефіцієнтами накопичення, обумовленими через інтегральні концентрації радіонуклідів у взаємозалежних ланках. Повний коефіцієнт переходу радіонуклідів з початкової ланки в кінцеве при такому способі опису міграційних процесів представляється у вигляді добутку проміжних коефіцієнтів між окремими ланками, що утворюють транспортний ланцюжок.

    Найбільш сучасним методом моделювання процесів транспорту радіонуклідів по харчових ланцюжках є метод системного аналізу. Цей метод так само, як і метод коефіцієнтів накопичення, передбачає розбиття ланцюга подій і всієї системи "зовнішнє середовище - людина" на сукупність камер і встановлення істотних зв'язків між ними. Однак, використовуваний в методі системного аналізу математичний апарат істотно складніше, оскільки в системі враховується динаміка перенесення радіонуклідів в ланцюжках їх транспорту.

    Метод системного аналізу був реалізований нами при розробці моделі розрахунку динаміки транспорту радіонуклідів по харчовому ланцюжку: випадання продуктів ядерних аварій на місцевість - продукція сільськогосподарських (с / г) продовольчих і кормових культур - раціони харчування с / г тварин - продукти харчування рослинного і тваринного походження - раціон харчування населення - організм людини, і формування доз внутрішнього опромінення органів людини.

    Основу розробленої нами моделі, в подальшому - модель CLIMRAD, складають моделі PATHWAY [2], RADFOOD [3] і моделі транспорту радіонуклідів по харчових ланцюжках [1, 4, 5]. Головна відмінність моделі CLIMRAD від зазначених

    моделей полягає в обліку впливу погодних умов на агрокліматичні особливості динаміки росту рослин с / г культур і пов'язаної з цими факторами динаміки забруднення, термінів споживання продукції кормових с / г культур с / г тваринами і продовольчих с / г культур - населенням і також в обліку особливостей структури виробництва і заготівлі с / г продукції в приватному і громадському секторах виробництва.

    1. Основні положення моделі CLIMRAD

    1.1. Основні процеси транспорту радіонуклідів

    Під час радіоактивних випадінь відбувається первинне забруднення рослин радіонуклідами, залежне від концентрації радіоактивних продуктів в атмосфері, величини біомаси рослинності та коефіцієнта початкового затримання радіонуклідів рослинністю. Останній залежить від виду рослин і розміру випадають радіоактивних частинок. Подальше забруднення наземних частин рослин можливо як при попаданні на них частинок грунту з бризками дощу, так і за рахунок процесів вторинного пило-освіти. Основним джерелом вторинного забруднення служить приповерхневих шар грунту товщиною до 1 мм. Кореневе вбирання з поверхневого шару грунту товщиною 1 см утруднено. З часом активність з поверхневого шару ґрунту просочується в нижче лежачі горизонти і в міру накопичення активності в кореневій зоні рослин починає йти процес кореневого вбирання радіонуклідів, їх адсорбція на частинках грунту і поступовий винос радіонуклідів з кореневого шару грунту в глибші горизонти. Адсорбція і винос радіонуклідів з кореневого шару грунту обмежує кореневої шлях забруднення рослин.

    У моделі розглядаються два типи подій -діскретние і безперервні.

    До дискретним подій віднесені оранка грунту, збір врожаю окремих видів с / г культур і сезонні зміни в раціонах годівлі сільськогосподарських тварин і харчування населення. У моделі прийнято 2 типу раціонів годування с / г тварин: літній (весна - літо) - в пасовищний період утримання с / г тварин і зимовий (осінь-зима) - в стійловий період. Для населення - аналогічно, річний раціон (весна - літо - осінь) - в період збирання врожаю зелених овочів і зелені, і зимовий - в зимову пору року.

    До безперервним подій - випадання радіоактивних продуктів з атмосфери на місцевість, первинне забруднення поверхні рослин, ріст рослин, забруднення поверхні рослин частинками грунту за рахунок процесів вторинного пилоутворення і забризкування бризками дож-

    дя, видалення радіоактивних частинок з поверхні рослин під впливом вітрових потоків і опадів, конвективний перенос радіонуклідів через горизонти грунту разом з грунтовою вологою, адсорбція і десорбція радіонуклідів на частинках грунту, кореневе вбирання, абсорбція радіонуклідів рослинами з поверхні у внутрішні відділи, споживання сільськогосподарськими тваринами кормів і забрудненого грунту (разом з кормами), споживання продуктів харчування людиною, накопичення доз внутрішнього опромінення людиною.

    Принципова схема основних елементів транспорту радіонуклідів, покладена в основу моделі CLIMRAD, зображена на малюнку 1. Модель включає в себе наступні камери: поверхню і внутрішні органи наземної частини рослин, коріння рослин, поверхневий шар грунту глибиною до 1 мм, приповерхневих горизонт грунту 0.1-1 см, корнеобитаемой зона 1-30 см, представлена ​​лабільним і нелабільним пулами грунту, Підкореневий зона глибиною понад 30 см. Додатково модель містить камери, що відповідають концентраціям активності в кормах с / г тварин, м'ясі та молоці великої рогатої худоби, в продуктах харчування і в критичних органах людини.

    1.2. Агроклиматический блок

    1.2.1. кліматичний блок

    У кліматичному блоці моделі розраховується динаміка розвитку с / г культур. Для цього за даними про річному ході среднедекадного або середньодобових температурах повітря і географічних координатах місцевості, спочатку розраховуються накопичені суми ефективних біологічних температур, визначаються дати настання основних фаз розвитку с / г культур (табл. 1) від сівби (початку весняної вегетації для багаторічних с / г культур) до закінчення збору врожаю. Далі розраховуються параметри, необхідні для оцінки забруднення продукції рослинництва, дані про динаміку розвитку рослин с / г культур. Потім визначаються строки збирання врожаю, використання продукції кормових культур на корм великої рогатої худоби, і продовольчих культур - в раціоні населення, періоди харчування населення по весняно-літнього та осінньо-зимового раціону, а також терміни стійлового і пасовищного утримання ВРХ.

    У першому наближенні залежність параметра щільності біомаси рослин с / г культур від часу описується кусково-лінійною функцією:

    Б (1) =

    В "

    під,

    t < t

    91

    2-rrbc (t)

    1 -

    ^ Tbc (t) 2

    • (1 - У) + По, tg1 < t < t,

    92

    (1)

    B "

    tg 2 < t < th

    n

    де:

    Бо, Бтах - відповідно щільність біомаси рослин с / г культур на початок весняної вегетації і до моменту закінчення набору біомаси (для однорічних культур і ярих зернових Б0 = 0); f - поточний момент часу;

    1д1, 1д2, і - моменти часу, що відповідають датам настання фаз розвитку с / г культур: відповідно - початку і закінчення зростання біомаси, кінця збирання врожаю;

    ZTbc =

    про,

    ZTbJt)

    ^ Bc (tg2) | ^ Tbc (tg1)

    1,

    t < tg

    , tg1 < t < tg2

    tg2 < t

    (2)

    тут:

    ^ ГЬс (() - сума ефективних біологічних температур розвитку рослин даної с / г культури [6]

    ?rbc - сума відносних ефективних ЕTbc (t) = lTb (t) + C10 + Cl + Cm + Cc + Co

    біологічних температур розвитку рослин даної с / г культури,

    де:

    2 Tbc - сума відносних біокліматіче-ських температур;

    68

    Організм \ людини Г

    ҐЗімнійЧ 4 раціон]

    Хнаселенія ^

    Мал. 1. Схема транспорту радіонуклідів по трофічних ланцюгах.

    "Радіація і ризик", 1999, вип.11 Наукові статті

    2 Tb - сума ефективних біологічних

    температур;

    Cio - різниця між сумою температур в межах діапазону мінімальної і максимальної температур розвитку рослин за період з температурою вище 100 С;

    Ct - поправка на широту місцевості;

    враховуються фази

    Ст - поправка на мікрокліматичні особливості розташування місцевості;

    Сс - поправка на континентальність;

    С0 = (2000 С - 3000 С) - відхилення сум кліматичних температур, відповідні 90% забезпеченості рослин необхідною сумою біо-кліматичних температур.

    Таблиця 1

    розвитку с / г культур

    № Інтервал часу | Фази розвитку культури

    1 tg 0 Посів

    2 tgl Сходи, відновлення вегетації

    3 СЧ > 1 Зростання біомаси

    4 i1 - i1 g 2 g 3 Дозрівання

    5 i1 - i1 g 3 lh Прибирання 1-го врожаю

    6 t2 - t2 gi g 2 Зростання біомаси 2-го врожаю

    7 t2 - t2 g 2 g 3 Дозрівання 2-го врожаю

    8 12 - 12 g 3 lh Прибирання 2-го врожаю

    1.2.2. Характеристики с / г культур

    У моделі СИМЯАО все сільськогосподарські культури: кормові і продовольчі, характеризуються такими ознаками:

    • умови забруднення продукції - Рз,

    • умови збору врожаю - Ру,

    • терміни використання продукції - Рі,

    • призначення продукції - Рп.

    Умови забруднення продукції:

    Рз = 1, ..., 4;

    1 - первинне забруднення продукції (зернові ярі культури) визначається забрудненням біомаси наземної частини рослин на час закінчення її зростання;

    2 - первинне забруднення продукції (озимі зернові і багаторічні культури) визначається забрудненням біомаси наземної частини рослин на час закінчення її зростання;

    3 - первинне забруднення продукції (коренеплоди) визначається забрудненням ґрунту на момент збирання врожаю;

    4 - первинне забруднення продукції визначається забрудненням біомаси наземної частини рослин на час випадінь.

    Умови збору врожаю:

    Ру = 0, ..., 2;

    0 - збір врожаю протягом сезону;

    1 - одноразовий збір 1-го врожаю;

    2 - одноразовий збір 2-х урожаїв.

    Терміни використання продукції:

    Рі = 1, ..., 3;

    1 - продукція с / г культури використовується тільки в літній (пасовищний) сезон;

    2 - продукція с / г культури використовується круглий рік;

    3 - продукція с / г культури використовується тільки в стійловий період утримання ВРХ.

    При розрахунку забруднення продукції з ознакою Рі = 1, враховується продукція, отримана тільки після її радіоактивного забруднення.

    При розрахунку забруднення продукції з ознакою Рі = 2 в період її споживання в свіжому вигляді враховується продукція, отримана тільки після її радіоактивного забруднення, а в решту часу (в період її споживання в заготовленому вигляді) забруднення продукції розраховується за співвідношенням:

    д = Д1 • ЗУ1 8У'а + Д2 • ЗУ2 • 8У2,

    де:

    д - середній питомий забруднення продукції, використовуваної в осінньо-зимовий період;

    Я - середній питомий забруднення продукції / -го врожаю, зібраної після аварії;

    8УІ,

    Ґ - г

    тгтт ^ '? з <г < гл

    1л 'дз

    і, м< гд

    д з

    0, г > г;

    "Брудної" продукції 1-го врожаю;

    У '

    ЗУ '=

    | частка

    У1 + У2

    | Частка '-го врожаю в повному

    врожаї культури;

    У - величина / -го врожаю.

    При розрахунку забруднення продукції з ознакою Рі = 3 враховується вся отримана продукція.

    Призначення продукції:

    Рп = 1, 2;

    1 - продовольча продукція рослинної частини раціону населення;

    2 - кормова продукція раціону ВРХ.

    Перелік культур із зазначенням її ознак і структурою раціонів населення і ВРХ наведено в таблицях 2а і 2б.

    Види і ознаки с / г культур, що враховуються в моделі СИМРАй

    Таблиця 2а

    № п / п Сільськогосподарська культура Продукція Ознака с / г культури

    Рз II Ру II Рі II Рп

    1 Ячмінь Зерно 1 1 3 2

    2 Овес Зерно 1 1 3 2

    3 Жито Зерно 2 1 3 1

    4 Ярова пшениця Зерно 1 1 3 1

    5 Кукурудза Картопля 1 1 3 2

    6 Сіяні трави Силос 1 3 2

    7 Коренеплоди Силос 3 1 3 2

    8 Силосні Силос 1 1 3 2

    9 Багаторічні трави Сінаж 2 + 2 3 2

    10 Кукурудза Зелений корм 1 1 1 2

    11 Сіяні трави Зелений корм 1 2 1 2

    12 Трави пасовищ Зелений корм 4 0 1 2

    13 Багаторічні трави Сіно 2 + 2 3 2

    14 Трави сінокосів Сіно 2 + 2 3 2

    15 Листові овочі Зелень 4 0 2 1

    16 Овочі Плоди 4 0 2 1

    17 Картопля Бульби 3 0 2 1

    Таблиця 2б

    Склади раціонів годування великої рогатої худоби та харчування населення, що враховуються в моделі СИМРАй

    вид раціону

    рац. Раціон громадського ВРХ раціон приватного ВРХ раціон харчування

    Р II 2) (Рп = 2) населення (Рп = 1)

    1 Зерно Зерно Хліб

    2 Силос Трава пасовищ Овочі

    3 Сінаж Сіно сінокосів Картопля

    4 Зелений корм Листові овочі

    5 Сіно М'ясо

    6 Молоко

    Весь набір с / г культур умовно поділяється на 2 класи:

    1 - культури з тривалим періодом дозрівання і порівняно коротким часом збору врожаю (зернові культури і все кормові, крім трави пасовищ);

    2 - культури з малим часом зростання і дозрівання продуктивних частин і тривалим часом збору врожаю (овочі - без підрозділу їх за типами і сортам скороспелости), листові овочі і картопля.

    В принципі картопля і такі овочі, як капуста і помідори через малі строків збирання уро-

    жая кожного їх сорти окремо відносяться до першого класу. Однак в силу того, що в реальності вирощуються всі види сортів цих культур від скоростиглих до пізньостиглих, збір врожаю та використання його на харчові цілі в свіжому вигляді триває весь літній сезон, починаючи з моменту дозрівання скоростиглих сортів.

    У моделі враховується, що, якщо випадання радіонуклідів відбулося в період збору врожаю с / г культури, то для продукції, що заготовлюється на осінньо-зимовий сезон, (Рі = 2, 3), забруднена продукція, заготовлена ​​після випадінь, буде розбавлена ​​чистої, зібраної до випадінь. Для с / г культур з декількома врожаями (Ру = 2, кормові культури) враховується, що після збирання першого врожаю з угіддя забирається не вся вегетативна маса рослин - частина її залишається в полі і служить джерелом забруднення наступних врожаїв.

    У літній сезон після дозрівання використовуються в свіжому вигляді картопля, овочі і листові овочі. Ці ж продукти заготовлюються протягом усього періоду збору врожаю. заготовлені

    овочі і листові овочі вживаються тільки в засоленном вигляді, починаючи з моменту закінчення збору врожаю і аж до початку збору нового врожаю в наступному році.

    М'ясо ВРХ раціону сільських жителів заготовлюється одноразово в кінці осені - початку зими і споживається, як і молоко, круглий рік. М'ясо ВРХ раціону міських жителів заготовлюється протягом цілого року і використовується після певного терміну зберігання.

    1.3. Основна система диференціальних рівнянь

    1.3.1. Блок забруднення продукції рослинництва

    За результатами аналізу робіт [1-5] систему диференціальних рівнянь для питомої забруднення рослинності і поверхневої щільності забруднення ґрунту з урахуванням основних процесів перерозподілу активності, яка випала на місцевість, між грунтом і рослинністю можна записати в наступному вигляді:

    рову

    сн

    = Ср + У ^ нр) ^ + (Ув'р + а вг)

    дв

    В "

    В "

    (СБР

    ?Яруа =

    (Х ^ ва * 1 рову '

    ЛваЯр

    св

    р

    ССХ

    0,

    СЗР СТе1

    (СГе1 (СХ

    Х1 < Х < Х2, Х2 < Х < Х3

    о, Х > хз

    93 = [УСД (1 - Г Ср) + У шд (1 - ГщрЛ ^ Са - (У ^ р + а зг) • ОДЗ + (Гр +) • дрва - (^ п +) • ° дв

    СЗГ

    (СХ

    с (про

    Т ~ = (Лдв-Л ду 1 -Л п) про дв •

    ду 2

    сХ

    ду1

    0 д = 0 дв + 0 ду 1+ 0 ду 2;

    (3)

    (4)

    (5)

    (6)

    (7)

    (8)

    (9)

    (10)

    де:

    дрва, Друан і дра - відповідно питома об'ємна активність забруднення поверхні, внутрішніх органів рослинності і рослинності в цілому, кБк- кг-1;

    0дв, 0ду1 і 0ду2 - питома щільність забруднення поверхневого, корнеобитаемого і подкорного-вого шарів грунту, відповідно, кБк- м-2;

    Са - об'ємна активність повітря, кБк- м-3;

    Вр - поверхнева щільність сухої речовини біомаси рослинності на поле, (кг сухої речовини) м-2;

    УСД і ушд - швидкості "сухого" і "вологого" осадження радіоактивних частинок на місцевість, м • с-1;

    у * д = 103 тя, (11)

    де:

    Сг - питома активність крапель дощу, кБк кг-3;

    т - емпірична константа;

    ^ Р, fwP і ^ д, ^ д - частки радіоактивних частинок, перехоплених рослинами і випали на грунт при сухих і вологих випаданнях. тут:

    (Ін = ехр (-а зро Вр), 1 (д = 1 - Iдр, (12)

    де:

    аср0 - коефіцієнт початкового затримання активності на поверхні рослин при "сухих" випаданнях, що залежить від виду рослин і дисперсного складу випадінь, м2 • кг-1;

    Для кормових культур діапазон зміни асро для дрібнодисперсних аерозолів (діаметр менше 100 мкм) лежить в інтервалі від 2.3 до 3.3. В роботі [7] встановлено, що для "мокрих" випадінь (відносна вологість повітря більше 90%) ашро = 2.25-асРо;

    \ / В - константа швидкості дефляції активності з поверхні грунту, сек-1:

    вр

    Ув ^ р

    У (даСг0 (ВР0) •

    в

    ч14

    р0

    V вр

    е

    -до (Х-Х0)

    !0) (1 - е аСр0Вр)

    (13)

    де:

    СХ (р0 - коефіцієнт початкового затримування для частинок аеропод'емной фракції (тобто з З< 100 мкм);

    серпня - коефіцієнт вторинного забруднення рослин з бризками дощу, м2 / кг;

    ЛП - швидкість розпаду радіонукліда, сут-1;

    Лр = 0.02 сут-1 - швидкість самоочищення рослин;

    ЛТП (= кші - швидкість видалення активності, затриманої на поверхні рослинності, під впливом вітру, сут-1. Тут КШ = (1.2-5.9) 10 "5 м-1 (за даними роботи [7]);

    і - середньодобова швидкість приземного вітру;

    Л ^ = до • А - швидкість змивання активності,

    затриманої на поверхні рослинності, під час дощу, сут-1;

    к = (0.02-0.09) мм'1 (табл. 5.9 [4]);

    - інтенсивність опадів, мм-годину-1;

    Лва - швидкість адсорбції активності з поверхні у внутрішні органи рослин, сут-1 (5.5-10-3 - для Се, Ті і Мо; 1.0 • 10-3 для - БГ і Ва; 8.5 -10'3 - для I [4 ];

    Лдв, Л, у1 - швидкості переходу активності з поверхневого шару грунту в кореневмісному і під-кореневої шари грунту, відповідно, сут-1.

    Нами використані дані про залежність коефіцієнта АСР для сухого трав'яного покриву від розміру часток, отримані в ході експериментів в природних умовах [4].

    1.3.2. Блок продукції тваринництва У даній моделі використовується метод моделювання процесів забруднення м'яса і молока, викладений в роботах [1, 2]. Основні рівняння цього методу:

    Питомий вміст радіонукліда в м'ясі.

    З (ЯтХ • ТШХ)

    СХ

    = РУ-ктГль- ^ ь • д, 00 (/, + рб

    • к-Ч рг,)

    - (Л ь + Л п) • ЯтХ • ТШХ. (14)

    = 1

    Питомий вміст радіонукліда в молоці.

    dqmk n

    ґ Q л

    dt

    - FV • Kmk • Ab- ^ i fri • qf00d, i + FS • Kmk • *

    І-1

    V pi • xi J

    - (* B + * n) ^ mk | (15)

    Qmk - Kmk

    FV ^ fr ,, • Qfood ,, + FS

    i-1

    Ґ л Л

    Q

    v Pi xi J

    (16)

    У наведених виразах прийняті наступні позначення: г - час, діб;

    ЦМ - питома концентрація нукліда в м'ясі, кБк- кг-1;

    МСА) - середня маса тварин, які вживають в момент часу г забруднене корм, кг;

    mjt) -

    M

    ct

    2tJ '

    (17)

    де:

    Мс1 - маса дорослої тварини, кг; ти - час життя тварини, сут;

    ГУ, ГБ - добове споживання кормів і землі тваринам, відповідно, кг • добу-1;

    КТХ, Ктк - коефіцієнти переходу радіонукліда в м'ясо і молоко, відповідно, (кБк • кг-1) / (кБк -сут-1);

    Ль - швидкість біологічного виведення радіонукліда з організму, сут-1;

    ЛП - швидкість розпаду радіонукліда з організму, сут-1;

    Ред / - частка / -го продукту в раціоні тварини; д0оС, 1 - питомий забруднення / -го забезпечення, що є раціон с / г тварин, кБк • кг-1;

    XI - товщина поверхневого шару грунту (х < 1 мм), м;

    р - щільність поверхневого шару грунту, кг м-3;

    ОВВ - щільність забруднення поверхні грунту, кБк м-2.

    Забруднення продуктів харчування людини після переробки сільськогосподарської продукції.

    Залишковий забруднення продуктів харчування людини після кулінарної обробки прийнято оцінювати за допомогою коефіцієнтів переходу радіонуклідів в кінцевий продукт, а саме [8]:

    3-АпМв

    "st

    qSg - Яр fc fp

    e

    (18)

    де

    st

    дуед, ін - відповідно питомий вміст радіонукліда в продукті харчування на момент використання і в продукції с / г культури на момент збору врожаю, кБк- кг-1;

    і - частка активності, залишається в продукті харчування після переробки продукції с / г культури;

    1р - частка забруднених продуктів місцевого виробництва;

    - інтервал часу між збором врожаю продукції с / г культури і використанням виготовленого з нього продукту харчування, сут.

    1.3.3. Вміст радіонуклідів в органах людини

    Вміст радіонуклідів в органах людини оцінюється за простою однокамерною експоненційної моделі [5], яка враховує швидкості надходження і виведення радіонуклідів в орган і з органу, а також швидкість розпаду радіонукліда:

    dQ

    - = qa-Va-Kar Ka2 + (qml • Rml + qmk • Rmk + qv Rv + qg Rg) ^ K1 Kf 2 - (* bm - * n) • Q

    (19)

    де:

    Q - питома активність радіонукліда в органі людини, кБк • кг-1;

    Va - об'єм легеневої вентиляції, м3 • сут-1;

    Kai і Ka2 - частки активності радіонукліда, що переходить з легких в кров і даний орган, відповідно;

    Ять Ятк, Яу і Яд - добове споживання м'яса, молока, овочів і зелені, кг- добу-1;

    Кп і К2 - частки активності радіонукліда, що переходить зі шлунка в кров і даний орган, відповідно;

    Льт - швидкість виведення радіонукліда з даного органу, сут-1.

    1.3.4. Доза внутрішнього опромінення органів людини

    (20)

    де:

    й - доза внутрішнього опромінення, мГр;

    Кр - дозовий коефіцієнт,

    мГр • (сут • кг кБк) -1.

    На підставі співвідношень (3-20) нами були розроблені математичні алгоритми розрахунку на ПЕОМ питомої вмісту радіонуклідів у продукції кормових і продовольчих с / г культур, в кормах і раціоні с / г тварин, в продуктах харчування рослинного і тваринного походження, в раціоні харчування міського і сільського населення, а також динаміки інтегрального надходження біологічно значущих радіонуклідів в організм людини, їх змісту в органах людини і доз внутрішнього опромінення.

    1.4. Результати попередніх оцінок динаміки транспорту радіонуклідів по харчових ланцюжках

    В даний час програми розрахунку доз внутрішнього опромінення населення реалізовані в двох варіантах.

    Перший варіант (Симяо!), Реалізований у вигляді дослідницької програми для оцінок впливу різних механізмів забруднення с / г продукції біологічно значущими радіонуклідами: БГ, 2г, Яї, I, Се, Ва, Се і Рі на дози внутрішнього опромінення людини. Програма дозволяє проводити ці оцінки для випадку аерального забруднення с / г рослинності з урахуванням погодних умов, динаміки росту і розвитку рослин сільськогосподарських культур, даних про врожайність продовольчих і кормових с / г культур, структурі раціонів харчування міського і сільського населення в літній і зимовий час, а також раціонів годування ВРХ в стійловий і пасовищний періоди його змісту.

    Другий варіант (СИМЯЛОт) реалізований з урахуванням умов чорнобильської аварії, поки без урахування процесів вторинного забруднення поверхні рослин і також тільки для випадку аерального забруднення с / г рослинності. В даний час ця програма використовується для реконструкції доз внутрішнього опромінення ЩЗ на-

    131

    селища під час вступу I в організм людини. Програма налаштована на пряме використання бази даних, що містить результати радіометрії ЩЗ населення, проведеної в травні-червні 1986 року.

    У цій програмі, як і в роботі [5], враховуються всі основні шляхи надходження ізотопів йоду в організм людини: повітряний - в період проходження радіоактивної хмари продуктів аварії на ЧАЕС, і з продуктами харчування - зеленню і молоком.

    Наведемо деякі результати досліджень, проведених за допомогою розроблених програм.

    1.4.1. Вихідні дані для проведення

    оцінок впливу дати аварії на річне надходження радіонуклідів в організм людини

    Дослідження впливу дати аварії на річне надходження радіонуклідів в організм людини проводилося на прикладі погодних умов, структурі с / г виробництва, врожайність с / г культур, раціонів харчування населення і годування ВРХ, характерних для районів Брянської області, забрудненої при аварії на Чорнобильській АЕС.

    Річний хід среднедекадного температур, за яким проводилися всі тимчасові прив'язки дат фаз розвитку, динаміки набору біомаси рослин і періодів збору врожаїв с / г культур, дат зміни раціонів населення і режимів утримання ВРХ наведено на малюнку 2, а дати фаз розвитку рослин і прибирань врожаю - на малюнках 3, 4. Відзначимо деякі особливості агрокліматичної інформації, наведеної на цих малюнках. Так, період вегетації сільськогосподарських рослин, розрахований по перевищенню 0 0С середньодобової ефективної біологічної температури, починається з 20 квітня і завершується 13 жовтня (рис. 3Ь). Сходи сіяних однорічних культур (зернових і трав) припадають на 7-8 травня (рис. 3а і 3 с). Ріст рослин цих культур, коли їх первинне забруднення зменшується за рахунок розведення наростаючою чистої біомасою, відбувається в період з (7-8) травня по (16-18) червня (рис. 3а і 3 с). Для багаторічних сіяних трав на сіно і трав сінокосів зростання біомаси першого врожаю закінчується до (17-22) червня (рис. 3С1). Дозрівання врожаю сіяних однорічних культур закінчується до (1328) липня, а для багаторічних трав - до (3-6) липня. Збір врожаю листових овочів (зелені) відбувається в період з 14 червня по 13 жовтня (рис. 4а), картоплі з 6 серпня по 13 вересня (рис. 4Ь), а овочів з 17 серпня по 9 жовтня.

    Терміни споживання продукції с / г культур, розраховані відповідно до термінів збирання їх врожаїв і раціонами харчування ВРХ, наведені на малюнку 5 для громадського ВРХ, на малюнку 6а -для приватного ВРХ, а на малюнку 6б - для населення (на рис. 5 і 6 цифрами 00 по осі абсцис відзначений рік аварії, 01 - наступний рік). Відзначимо, що пасовищний період утримання ВРХ починається 4 травня і закінчується 13 жовтня, стійлового періоду починається 14 жовтня поточного року і закінчується 3 травня наступного року (рис. 5). Період літнього раціону харчування міського населення визначається строками збирання врожаю зелені: він починається з 19 травня і завершується 13 жовтня (рис. 6).

    0

    Мал. 2. Річний хід середньодобових температур півдня Брянської області в 1986 році.

    ячмінь, зерно сіяні трави, силос

    2-ий покіс трав про

    збирання врожаю Про дозрівання 2-го врожаю а

    1 п

    дозрівання врожаю 1 і 1-ий покіс трав а

    зростання біомаси г 0 дозрівання врожаю а

    зростання біомаси 1 0

    посів-сходи про посів-сходи а

    -1-1-1-ОООСП СЧ 1 СО СЧ 1 СО 1-

    а)

    трави пасовищ

    С)

    річний пасовищний період весняний пасовищний період весняний ростбіомасси

    &

    ю ю <про

    трави сінокосів

    2-ий покіс трав про

    дозрівання 2-го врожаю а

    зростання біомаси 2-го врожаю а

    1-ий покіс трав а

    дозрівання врожаю а

    зростання біомаси [II

    ; Ч * 10ю<ОГ ^ Г ^ сосл -т ^ т ^ т ^ ОООСЛСО М г І N г Про г

    Ь) ф)

    Мал. 3. Дати фаз розвитку с / г рослин і прибирань врожаю продукції кормових культур.

    листові овочі, зелень

    період збирання врожаю

    зростання біомаси

    посів-сходи

    про

    про

    картопля

    період збирання пана 0

    врожаю

    дозрівання врожаю Про

    зростання біомаси Г-0

    посів-сходи г 0

    Г1Л1Л<СГ- «З&®

    а) Ь)

    Мал. 4. Дати фаз розвитку с / г рослин і прибирань врожаю продукції продовольчих культур.

    громадський ВРХ

    пасовищний період наступного року 1 р

    пасовищний період року аварії Г II

    овес, зерно; ;

    трави пастб., зел. корм Г II

    1 = 11

    кукурудза, зелений корм 13

    8888оооо

    громадський ВРХ

    пасовищний період наступного року пастбіщнийперіод годааваріі багаторічні трави, сіно силосні, силос сіяні трави, силос

    а) Ь)

    Мал. 5. Дати споживання продукції кормових культур громадським ВРХ.

    приватний ВРХ

    стійлового періоду

    пасовищний період 1 ІІ

    трави сінокосів, сіно г і

    овес, зерно

    ячмінь, зерно 1 і

    трави пастб., зел. корм г 1

    1.3.00 30.4.00 29.6.00 28.8.00 27.10.00 26.12.00 24.2.01 25.4.01 24.6.01

    населення

    листові овочі, зелень 1 л

    овочі, плоди Г 11

    картопля, бульби Г 11

    ^ Ова пшениця, зерно Ґ І

    жито, зерно г і

    31.3 29.6 27.9 26.12 26.3 24.6 22.9

    а)

    Ь)

    Мал. 6. Дати споживання продукції кормових культур приватним ВРХ (а) і продовольчих культур населенням (б).

    1.4.2. Результати оцінок інтегрального надходження радіонуклідів +1311 і 137Cs в організм людини

    З використанням обчислювальної програми СИМЯАО! досліджувалися особливості інтегрального надходження радіонуклідів 1311 і 137Се з раціоном харчування в організм ВРХ приватного і громадського секторів тваринництва і з раціоном харчування в організм міського і сільського дорослого жителя в залежності від часу випадання радіоактивних продуктів при аерального шляху забруднення рослин с / г культур. структура

    розподілу відносних площ і врожайності с / г культур, яка використовується в розрахунках, наведена в таблиці 3.

    Аналізуючи отримані результати, наведені у вигляді розрахункових залежностей від дати випадінь 1311 і 137Се їх інтегрального надходження в організм людини з компонентами раціону (рис. 7), з раціоном в цілому (рис. 8), в організм громадського та приватного ВРХ з кормами (рис . 9) і продукцією кормових і продовольчих с / г культур (рис. 10), можна відзначити наступні їх особливості.

    Таблиця 3

    Структура розподілу відносних площ і врожайності с / г культур

    № п / п Культура Продукція Площа, отн. од. Урожайність, т / га

    1 Ячмінь Зерно 0.014 0.583

    2 Овес Зерно 0.058 0.41

    3 Жито Зерно 0.086 0.861

    4 Картопля Бульби 0.002 8

    5 Кукурудза Зелений корм 0.004 21.5

    6 Кукурудза Картопля 0.002 9.16

    7 Яра пшениця Зерно 0.384 0.73

    8 Сіяні трави Зелений корм 0.014 1.591

    9 Сіяні трави Силос 0.007 1.2

    10 Коренеплоди Силос 0.012 1.5

    11 Багаторічні трави Сіно 0.029 1.257

    12 Багаторічні трави Сінаж 0.061 2.461

    13 Овочі Плоди 0.001 10

    14 Листові овочі Зелень 0.001 4

    15 Силосні Силос 0.024 1.5

    16 Трави сінокосів Сіно 0.207 0.72

    17 Трави пасовищ Зелений корм 0.094 3.638

    Величини інтегральних надходжень радіонуклідів в організм людини з компонентами раціону як для 1311, так і для 137Се, істотно залежать від часу радіоактивних випадінь (рис. 7 і 8). Характер залежностей надходження

    1311

    радіонуклідів від часу їх випадання для I і 137Се істотно розрізняються. Це обумовлено тим, що основна активність 1311, внаслідок його відносно малого періоду напіврозпаду, надходить в організм ВРХ з продукцією кормових с / г культур і в організм людини з продуктами харчування протягом порівняно короткого терміну (двох-трьох тижнів) після випадання радіоактивних продуктів. Тривалість надходження 131Се в раціон суттєво вище, оскільки визначається тривалістю тимчасового інтервалу від моменту початку споживання забрудненої в рік випадінь с / г продукції аж до початку вживання продукції врожаю наступного року відповідно до термінів, наведеними на рисунках 3-6.

    Інтегральне надходження 137Се в організми людини і ВРХ визначається, в першу чергу, особливостями динаміки зростання с / г культур, і, в другу - термінами споживання продукції цих с / г культур.

    Особливості впливу періоду напіврозпаду радіонукліда і особливостей росту, строків збирання врожаю і періодів споживання продукції с / г культур на інтегральне надходження радіонуклідів в організм людини і ВРХ добре видно їх даних малюнка 10. Так, зіставлення даних для картоплі малюнка 10с - дані для 137Се, з даними малюнка 10с1 - дані для 1311 (строки збирання врожаю з 6 серпня по 13 вересня, забруднення врожаю відбувається тільки при збиранні) показує, що для 137Се інтегральне надходження постійно при випаданнях до початку збирання і потім убуває відповідно до частки забрудненого врожаю - в розрахунках передбачалося, що врожай збирається рівномірно протягом усього періоду. У той же час надходження 137Се з хлібом

    відображає загальну закономірність залежності інтегрального надходження при аерального забрудненні продукції с / г культури від тривалості тимчасового інтервалу між випаданнями радіонукліда і початком збирання врожаю: чим менше тривалість цього інтервалу, тим менше самоочищення рослинності і розведення забруднення наростаючою біомасою, а при випаданнях в період збирання: чим ближче випадання до кінця збирання, тим більша частина заготовленого врожаю залишається чистою. Двогорбий характер кривих надходження 137Се в громадський ВРХ з продукці-

    їй с / г культур на сіно (рис. 10а) відображають збір двох врожаїв багаторічних трав і трав сінокосів. Розбіжність у часі динаміки зростання і строків збирання врожаїв с / г культур призводить до складної многовершінной кривої інтегрального надходження 137Се в організм громадського ВРХ як з окремими кормами, так і з раціоном ВРХ в цілому (рис. 9), а в кінцевому підсумку і до ще складнішою многовершінной кривої надходження 137Се в організм людини з м'ясом і молоком (рис. 7С, 7е) і з раціоном в цілому (рис. 8Ь).

    а)

    Ь)

    с)

    Дагавьпаденій

    е)

    с) Про

    Мал. 7. Інтегральне надходження 1311 (а, Ь, с) і 137Се (С, е,!) В організм міського і сільського жителя з продуктами харчування в залежності від дати випадінь продуктів аварії.

    Датавипаденій

    Дата випадінь

    а) Ь)

    Мал. 8. Інтегральне надходження 1311 (а) і 137Се (Ь) в організм міського і сільського жителя з раціоном в залежності від дати випадінь продуктів аварії.

    Дата випадінь

    а)

    С)

    Ь) с)

    Мал. 9. Інтегральне надходження 1311 (а) і 137Се (Ь) в організм громадського та приватного ВРХ з кормами в залежності від дати випадінь продуктів аварії.

    а)

    с)

    Ь) с)

    Мал. 10. Інтегральне надходження 1311 (а, Ь) і 137Се (с, С) в організм громадського ВРХ з продукцією с / г культур (а, с - зелений корм; Ь, С - силос).

    Інтегральне надходження 1311 в тіло людини і ВРХ визначається, в першу чергу, дещицею

    1311

    періоду напіврозпаду самого I і лише потім особливостями динаміки зростання с / г культур і термінами їх споживання. Так, при випаданнях в період приблизно з 20 квітня до 1 червня спостерігається

    131 I

    різке збільшення значень надходження I з молоком (до 3 кБк / (кБк м-2), рис. 7Ь) в організм як міських, так і сільських жителів, і хоча і істотно менше (до 0.009 кБк / (кБкм-2), рис . 7с) з м'ясом в організм міських жителів. У розрахунок закладено наступний сценарій споживання м'яса: забій громадського ВРХ на м'ясо відбувається рівномірно протягом усього року, термін зберігання м'яса громадського ВРХ перед вживанням його міськими жителями 1 місяць, забій приватного ВРХ на м'ясо відбувається одноразово 1 жовтня.

    Відносно мала тривалість основного надходження 1311 в раціон ВРХ призводить до практично ідентичним оцінками його надходження в раціон з травами природних пасовищ. Для 137Се спостерігається зворотна картина. При цьому відмінності за величиною його надходження з кормами раціону

    найбільш виражені для періоду випадінь між строками збирання врожаїв с / г культур на сіно, сінаж і силос.

    Таким чином, виходячи з наведених результатів, можна зробити наступні висновки:

    - при випаданнях радіоактивних продуктів в весняний час до початку вегетаційного періоду основним джерелом забруднення молока буде первинне аерального забруднення пасовищної рослинності, зелені і овочів при випаданнях після їх сходів;

    - при випаданнях радіоактивних продуктів в весняний час в вегетаційний період основним джерелом забруднення зелені і овочів буде їх первинне аерального забруднення, основним джерелом забруднення молока - первинне аерального забруднення пасовищної рослинності.

    Таким чином, проведені за допомогою програми СИМЯАО! розрахунки підтвердили відомі з практики досліджень радіологічних наслідків аварії на ЧАЕС результати, що, з огляду на провесни, в період випадінь продук-

    тов аварійного викиду ЧАЕС основним джерелом забруднення раціону ВРХ радіонуклідами 1311 в регіонах Росії, а, отже, і молока, є пастбищная рослинність, а раціону людини - молоко і зелень.

    1.4.3. Результати оцінок впливу клімату на динаміку забруднення продуктів харчування, надходження 1311 в ЩЗ людини і дози внутрішнього опромінення населення

    З використанням обчислювальної програми СІМЯАОт досліджувалися особливості впливу клімату в травні-червні 1986 р Брянської та Калузької областях на особливості забруднення 1311 продуктів харчування, ЩЗ людини і дозу її внутрішнього опромінення. Відзначимо, що в даний час ми по ряду об'єктивних причин не враховуємо процеси вторинного забруднення с / г рослинності за рахунок забризкування краплями дощу забрудненими частинками грунту. Також в кліматичному блоці використовувалися дані за річним ходу среднедекадного температур, усереднити-ні по території найзабрудненіших районів: сім південних районів в Брянській області (надалі ЮБО) і три південних району в Калузькій (надалі ЮКО).

    Розрахунки проводилися з використанням трьох моделей:

    - забруднення зелені і молока - СІМЯАОт і модель роботи [5];

    - зміст 1311 в ЩЗ людини -СіМЯАОт і моделі, описані в роботах [5] і [9].

    У всіх трьох моделях залежності полуперіо-да виведення йоду і споживання молока від віку бралися за даними роботи [5], а маса ЩЗ -по даними роботи [9].

    Відзначимо, що в моделі [5], на відміну від моделі СІМЯАОт, не враховується вплив зростання рослинності на коефіцієнт її забруднення. При розрахунках по моделі [9] приймалося, що надходження 1 311 в ЩЗ починалося з часу початку випадінь продуктів аварії на ЧАЕС, усереднити-ного по території області: 3 доби після аварії

    для Брянської області і 4 доби - для Калузької. У моделі [5] час початку випасання великої рогатої худоби, а також коефіцієнт первинного аерального забруднення пасовищної рослинності і зелені розраховувалися з використанням кліматичного блоку моделі СіМЯАОт, оскільки в моделі [5] ці параметри не розраховуються, а задаються.

    Згідно з даними розрахунку кліматичного блоку випас ВРХ в забруднених районах ЮБО почався ще до випадінь там продуктів аварії, а споживання зелені з присадибних ділянок -спустя тільки 25 діб після аварії. У забруднених районах Калузької області випас ВРХ почався після випадінь радіоактивних продуктів на 8 добу після аварії, а забруднення присадибної зелені в період випадінь радіоактивних продуктів в цій місцевості взагалі не було через те, що зелень ще не зійшла після посадки.

    Розрахункові залежності питомої активності 1311 в зелених овочах, молоці і в ЩЗ дорослої людини при щільності випадінь 1311 1 кБк • м-2, наведеної до дати аварії, наведені на малюнках 11-15. Відразу ж можна відзначити, що, як і слід було очікувати, для однієї і тієї ж області на всіх малюнках все розрахункові значення моделі [5], через неврахування в ній динаміки зростання рослинності, вище відповідних залежностей моделі СИМЯАОт (в 1.5-2 рази для клімату Брянської області і в 4-5 разів - для Калузької області).

    З зіставлення даних малюнка 12 з малюнком 14 і малюнка 13 з малюнком 15 (клімат півдня Брянської та Калузької областей) слід, що при однакових раціонах годівлі великої рогатої худоби та харчування людини розрахункові дані про забруднення молока і змісті 1311 в ЩЗ дорослої людини, на одне і теж час для Брянської області в 3 рази більше, ніж для Калузької. Це пояснюється, по-перше, більш раннім початком випасу ВРХ в Брянській області та, по-друге, більшою в цій області біомасою пасовиську рослинності на момент випадінь продуктів аварії і як наслідок - великим первинним її забрудненням.

    Інтервал часу після аварії на ЧАЕС, сут.

    Мал. 11. Залежність питомої активності 1311 в зелених овочах від часу після аварії для кліматичних умов півдня Брянської області і умов випадінь продуктів аварії

    на ЧАЕС в Калузькій області.

    Щільність випадінь 1311, дорівнює 1 кБкм-2 на дату аварії.

    Інтервал часу після аварії на ЧАЕС, сут.

    Мал. 12. Залежність питомої активності 1311 в молоці від часу після аварії для кліматичних умов півдня Брянської області і умов випадінь продуктів аварії

    на ЧАЕС в Калузькій області.

    Щільність випадінь 1311, дорівнює 1 кБк м-2 на дату аварії.

    Інтервал часу після аварії на ЧАЕС, сут.

    Мал. 13. Залежність питомої активності 1311 в ЩЗ дорослої людини за рахунок споживання молока від часу після аварії для кліматичних умов півдня Брянської області і умов випадінь продуктів аварії на ЧАЕС в Калузькій області.

    Щільність випадінь 1311, дорівнює 1 кБк м-2 на дату аварії.

    Мал. 14. Залежність питомої активності 1311 в молоці від часу після аварії для кліматичних умов півдня Калузької області та умов випадінь продуктів аварії на ЧАЕС в Калузькій області.

    Щільність випадінь 1311, дорівнює 1 кБк м-2 на дату аварії.

    Мал. 15. Залежність питомої активності 1311 в ЩЗ дорослої людини за рахунок споживання молока від часу після аварії для кліматичних умов

    півдня Калузької області.

    Щільність випадінь 1311, дорівнює 1 кБк м-2 на дату аварії.

    Нами було проведено розрахунок вмісту 1311 в ЩЗ конкретних жителів Калузької і Брянської областей, для яких є дані радіометрії ЩЗ. У розрахунках по моделі [5] час початку споживання молока задавалося відповідно до розрахунків по агроклиматическому блоку моделі СіМЯАОт (4 травня), а моделі [9] - з моменту випадання продуктів аварії в Калузькій області (30 квітня). Порівняльні розрахункові дані по всім трьом моделям тимчасової залежності активності 1311 в ЩЗ жителя п. Заріччя Ульяновського району віком 30 років, нормовані на величину вимірюваної активності, що дорівнює 10.6 кБк на 27 травня 1986 року, наведені на малюнку 16.

    Відзначимо, що початкові ділянки часових залежностей за моделями [5] і СІМЯАОт обу-

    1311

    словлени інгаляційним шляхом потрапляння I в організм людини, а другі максимуми - споживанням молока.

    У розрахунках по моделі [5] внесок змісту 1311 в ЩЗ за рахунок вживання забрудненої молока дещо більше, ніж в розрахунках по моделі СіМЯАОт через неврахування в моделі [5] зменшення питомої активності пасовиську рослинності наростаючій "чистої" біомасою. Оскільки в розрахунках по обом цим моделям використовувалися

    прості однокамерні моделі людини і корови з ідентичними значеннями визначальних параметрів, то і загальний хід залежностей активності в ЩЗ у конкретної людини від часу в обох розрахунках, за винятком величини максимуму, повністю збігається. Відповідно розрахункові величини доз опромінення ЩЗ даної особи складають 66.5 мГр за моделлю [5], 68.5 мГр - по моделі [9] і 65.2 мГр за моделлю СІМЯАОт, а реконструйовані за результатами радіометрії ЩЗ жителя п. Заріччя щільності випадінь 1311, приведені до 20 травня 1986 року, дорівнюють 135 кБк м-2 за моделлю [9], 141,6 кБк • м-2 за моделлю [5] і 419.5 кБк м-2 по нашій моделі, при щільності випадінь 1311 на цю ж дату в п. Заріччя, рівній 293.4 кБк м-2.

    На закінчення цього розділу наведемо на малюнку 17 порівняльні дані про відносні питомих активностях 1311 в молоці від часу після аварії за експериментальними даними [10] (результати радіометрії молока в господарствах Тульської і Орловської областей) і за результатами розрахунку (модель СІМЯАОт - для півдня Брянської області ). Як можна бачити з даних цього малюнка розрахункова залежність цілком задовільно відтворює основні особливості результатів прямих вимірювань.

    1_0

    про

    0

    1

    т

    Інтервал часу після аварії на ЧАЕС, сут.

    Мал. 16. Порівняння результатів розрахунків за різними моделями залежності активності 1311 в ЩЗ жителя п. Заріччя Ульяновського району Калузької області

    від часу після аварії.

    Вік на час вимірювання - 30 років, дата вимірювання - 27 травня 1986 року, активність ЩЗ на час вимірювання - 10.6 кБк (0.287 мкКі).

    Інтервал Бремені! після аварії на ЧАЕС, сут.

    Мал. 17. Відносна питома активність 1311 в молоці від часу після аварії за експериментальними даними [10] (точки) і за результатами розрахунку (модель СІМЯАОт - для півдня Брянської області).

    Темні гуртки - проби молока на молочних фермах господарств в сільських населених пунктах; світлі гуртки - проби молока, який надійшов в торгівлю в міських населених пунктах, щільність випадінь 1311 в населених пунктах наводилася до дати аварії з урахуванням періоду напіврозпаду 131 |, проби молока вимірювалися радіохімічного методом;

    суцільна крива - молоко приватних господарств; пунктирна крива - молоко громадських господарств. Питома активність молока розраховувалася на величину щільності випадінь 1311 на дату аварії, рівну 1 кБк / м2.

    За підсумками виконаної роботи, результати якої викладені в даному розділі, можна зробити наступні основні висновки:

    - розроблені агрокліматичні моделі дозволяють відтворювати всі основні закономірності динаміки як транспорту радіоактивних продуктів по харчових ланцюжках, так і формування доз внутрішнього опромінення населення;

    - для умов аварії на ЧАЕС облік кліматичних особливостей транспорту основних біологічно значущих радіонуклідів 131I і 137Cs по харчових ланцюжках дозволить отримати більш достовірні оцінки доз внутрішнього опромінення населення.

    література

    1. Гусєв Н.Г., Бєляєв В.А. Радіоактивні викиди в біосфері. Довідник. - М .: Вища школа, 1991.

    2. Whicker F.W. and Kirchner T.B. PATHWAY: a dynamic food-chain model to predict radionuclide ingestion after fallout Deposition // Health Physics. - 1987. -V. 52, N 6. - P. 717-737.

    3. Koch J. and Tadmor J. RADFOOD: a dynamic model for radioactivity transfer through the human food chain // Health Physics. - 1986. - V. 50. - P. 721-737.

    4. Till J.E. and Meyer H.R. Radiological assessment. A textbook on environmental dose analysis. - Washington: Nuclear Regulatory Commission, 1983.

    5. Ареф'єва З.С., Бадьин В.І., Гаврилін Ю.І. і ін. Керівництво по оцінці доз опромінення щитовидної залози при надходженні радіоактивних ізотопів йоду в організм людини. - М .: Енергоатоміз-дат, 1988. - 80 с.

    6. Шашко Д.І. Агрокліматичні ресурси СРСР. -Л .: Гидрометеоиздат, 1985.

    7. Miller C.W. Retention by foliage of silicate particle ejected from the Volcano Irazu in Costa Rica // Proc. of an International Symposium held in Stockholm, Sweden, 25-29 April 1966. - Oxford: Pergamon Press, 1967.

    8. Романов Г.Н. Ліквідація наслідків радіаційних аварій. Довідкове керівництво. - М., 1993.

    9. Zvonova I.A., Balonov M.I. Radioiodine dosimetry and prediction of consequences of thyroid exposure of the Russian population following the Chernobyl accident // The Chernobyl papers, Vol. 1 - Doses to the Soviet population and early health effects studies / Eds. S.E.Merwin and M.Balonov. - Washington: REPS, 1993. - P. 71-126.

    10. Панченко С. В. Реконструкція рівнів забруднення молока 131I і іншими радіонуклідами на території Брянської області в травні 1986 р Звіт ІБРАЕ: Препринт 1 IBRAE-99-04. - Москва, 1999.


    Завантажити оригінал статті:

    Завантажити