Спосіб контролю рівня радіонуклідів у зелених кормах при пасовищному утриманні корів у забруднених радіонуклідами регіонах

Галузь застосування: винахід відноситься до сільського господарства, галузі тваринництва та молочної промисловості і являється швидким, оперативним способом радіологічного контролю за вмістом радіоцезію в зеленій масі природних кормових угідь з метою одержання екологічно чистої молочної продукції (молока) у відповідності з вимогами ДР-97 при пасовищному утриманні корів. Внаслідок аварії на Чорнобильській АЕС значна територія України забруднена радіонуклідами Cs137 і Сr90, радіоактивність яких за 15 років (період напіврозпаду) зменшилась лише на 20-30%. Дозові навантаження працівників сільського господарства та жителів сіл забруднених територій, що постраждали внаслідок аварії на ЧАЕС, в структурі загальної дози, внутрішнього опромінення становить 80%. Тому радіаційний стан визначається насамперед інтенсивністю включення радіонуклідів у харчовий ланцюг грунт - рослини - тварини - продукція тваринництва, який значно відрізняється залежно від типу ґрунту, технологічних та екологічних умов виробництва. Одним із основних дозоутворювачів харчових продуктів є продукт тваринництва - молоко (молокопродукти), м'ясо (м'ясопродукти), які формують 80-90% дози внутрішнього опромінення, хліб і хлібопродукти, картопля, овочі і фрукти формують 8-16% дози внутрішнього опромінення. Отже, першочерговим завданням при веденні сільськогосподарського виробництва на забруднених радіонуклідами територіях є одержання продукції тваринництва (молока ), що відповідає діючим нині нормативам згідно ДР-97 [1], тобто допустимий вміст радіоцезію в молоці не повинен перевищувати 100Бк/кг. Оскільки, в 1кг молока переходить із кормів 1% кількості радіоцезію, в добовому раціоні молочної худоби вміст радіоцезію не повинен перевищувати 10000Бк. Використання земель забруднених територій слід розглядати як кормову базу для пасовищного утримання худоби. В зв'язку з тим, що на природних кормових угіддях радіонукліди сконцентровані в основному у верхньому (0-5см) шарі ґрунту, а також у дернині та в рослинних рештках, перехід радіонуклідів із ґрунту в лучні кормові рослини майже на один порядок перевищує цей показник в порівнянні з вирощуванням кормових культур на ріллі. У лісовій екосистемі ґрунтовий покрив став накопичувачем радіонуклідів і основною ланкою у ланцюгу міграції радіоактивних елементів до людини через кормові рослини при випасанні худоби та ґрунтові води. Науково обґрунтовані технології утримання м'ясної худоби з урахуванням закономірностей метаболізму радіоцезію в організмі тварин дають змогу використовувати забруднені землі практично без обмежень. При цьому на останньому етапі відгодівлі, в залежності від рівня радіоактивного забруднення тварин, на протязі 30-60 діб згодовують корми на порядок "чистіші", що дає змогу за цей строк практично у 5-8 разів знизити рівень радіоцезію в організмі тварин. Такий маневр з кормовою базою неможливо реалізувати при веденні молочного скотарства. Найкритичнішим продуктом залишається, як і було раніше, молоко, одержане від корів, які випасались на угіддях, що не поліпшувались через складні умови або нестачу коштів. Населення користується для випасання худоби лісовими масивами, пасовищами та сінокосами з високими коефіцієнтами переходу Cs137 в траву, часто заболочені, які залишаються критичними ще тривалий час. Статистика зазначає, що майже у 500 населених пунктах України спостерігається перевищення ДР-97 щодо молока в 30% відібраних зразків. Отже, важливим фактором являється своєчасне виявлення ступеня забрудненості корму, особливо при пасовищному утриманні молочної худоби та застереження перевищення вимог ДР-97 в молоці. Ефективним способом зниження забруднення радіоцезієм продуктів тваринництва є використання в раціонах кормових добавок, що вибірково знижують радіонукліди в шлунково-кишковому тракті тварин, зокрема, фероціанідних препаратів, які в складі болюсів, солі-лизунця і комбікормів для лактуючих корів дає змогу знизити концентрацію цезію-13 7 в молоці від 3 до 10 разів. Але прогнозувати забруднення молока радіоцезієм-137 цим заходом не можливо, враховуючи безупинність його виробництва в організмі. На якість одержаного молока вказані препарати не можуть мати реального впливу, так як згодовуються не регулярно, а прогнозування профілактики забруднення молока шляхом застосування препаратів (щоденне їх згодовування) складає певну економічну трудність. Відомий найбільш удосконалений багатоканальний аналізатор молока СЕГ-001М вітчизняного (м. Київ) виробництва, який фіксує тільки фактичну забрудненість продукції. Відомий найбільш поширений і точний метод прогнозування вмісту радіоцезію в молоці на основі радіометрії проб пасовищної трави спектрометрами РУГ-016П, РУГ-91, "Адани" та інші [3] призначених для вимірювання радіоцезію у відібраних зразках корму та продуктах харчування. Незважаючи на велику точність цього способу при визначенні вмісту радіоцезію в зелених кормах з природних кормових угідь, недоліком його є значні затрати, які пов'язані з відбором великої кількості середніх зразків корму з різних ділянок угідь, транспортуванням відібраних зразків корму до районних (обласних) радіологічних лабораторій для визначення вмісту в них радіоцезію, перезабруднення нових територій зразками корму з радіоактивної зони та великі труднощі оперативно проводити ідентифікацію рівня забруднення зразків корму з відповідними ділянками пасовищ. Цей спосіб приймається за прототип нашого винаходу. В основу винаходу поставлено задачу розробити спосіб контролю рівня радіонуклідів в зелених кормах при пасовищному утриманні корів в забруднених радіонуклідами регіонах України з метою виробництва екологічно чистого молока у відповідності до вимог ДР-97. Поставлена задача вирішується шляхом виміру гама-фону пасовищних угідь переносним геологорозвідувальним радіометром типу СРП - 68-01 чи СРП - 88Н в мкр/год з наступним визначенням вмісту радіоцезію в пасовищній траві в Бк/кг за допомогою спеціальних таблиць, розроблених на основі встановленої корелятивної залежності. Відомо, що концентрація радіоцезію в зелених кормах залежить в першу чергу від рівня радіоактивного забруднення пасовищ, типів ґрунтів, режиму їх зволоження та інших агромеліоративних властивостей, а також від рослинного складу корму. В свою чергу рівень гама-фону залежить від рівня радіоактивного забруднення сільськогосподарських угідь і їх травостою [5]. Залежність між гама-фоном пасовищ і вміст радіоцезію в зеленій масі визначали для основних типів ґрунтів поліської зони України при однаковому режимі їх зволоження та подібному рослинному складі травостою, зокрема, для дерново-підзолистих суглинистих грунтів; дерново-підзолистих супіщаних грунтів та для торф'яно-болотних грунтів. Гама-фон пасовищ визначали приладом СРП-68-01мкр/год з перерахунком в кБк/м2 та Кі/км2, а вміст радіоцезію в пасовищній траві - в лабораторних умовах на стаціонарних приладах РУБ-01-П6; РКГ-0,5П; РУГ-9 їв Бк/кг. Відбір проб (зразків) пасовищної трави для лабораторних досліджень проводили згідно існуючої методики [4]. Дослідження по вивченню залежності між гама-фоном пасовищ і вмістом радіоцезію в зеленій масі проводили в господарствах забрудненої радіонуклідами поліської зони Київської області. Результати проведених досліджень по вивченню залежності між гама-фоном пасовищ і вмістом радіоцезію в пасовищній траві та їх біометрична обробка наведена в таблиці 1. Проведеними дослідженнями встановлена пряма корелятивна залежність між гама-фоном пасовищ і вмістом радіоцезію в пасовищній траві для основних типів грунтів забрудненої радіонуклідами поліської зони: для дерново-підзолистих суглинистих грунтів коефіцієнт кореляції становить 0,94; для дерновопідзолистих супіщаних - 0,95; для торф'яно-болотних - 0,97. На основі встановленої прямої корелятивної залежності між гама-фоном пасовищ і вмістом радіоцезію в пасовищній траві нами розроблено оперативний спосіб обмеження надходження радіонуклідів в молоко при пасовищному утриманні худоби в забруднених радіонуклідами регіонах для основних типів ґрунтів зони Полісся з метою виробництва молока у відповідності з вимогами ДР-97. Математична залежність між гама-фоном пасовищ і вмістом радіоцезію в пасовищній траві для різних типів зони Полісся та граничнодопустимі межі її використання з метою одержання молока у відповідності з вимогами ДР-97 наведено в таблиці 2. Для більш повної інформації фон пасовищ приводиться не тільки в мкр/год, а і в Кі/км2 та Бк/м2, а вміст радіоцезію в пасовищній траві - в Бк/кг. В цій таблиці на основі встановленої математичної залежності для певних значень гама-фону пасовищ на різних типах ґрунтів приводиться відповідний вміст радіоцезію в 1кг пасовищного корму. Найнижчий вміст радіоцезію в пасовищній траві встановлено на дерново-підзолистих супіщаних ґрунтах. При аналогічному гама-фоні вміст радіоцезію в траві на дерново-підзолистих супіщаних і торф'яно-болотних ґрунтах більший в порівнянні з його вмістом в траві дерново-підзолистих суглинистих ґрунтах відповідно в 1,7 і 2,9 рази. Для визначення вмісту радіоцезію в траві та придатності пасовища для виробництва екологічно чистого молока згідно вимог ДР-97 на основі одержаних за допомогою приладу СРП-68-01 (СРП-88Н) гама-фону пасовищ у мкр/год находять в таблиці 2 вміст радіоцезію в 1кг пасовищного корму для різних типів ґрунтів та визначають сумарний вміст радіоцезію в добовому раціоні в Бк (вміст радіоцезію в 1кг пасовищного корму х кількість спожитого корму в добовому раціоні в кг). Для гарантованого одержання екологічно чистого молока із вмістом радіоцезію не вище 100Бк/кг при добовому споживанні тваринами пасовищного корму в кількості 60кг, гама-фон пасовищ не повинен перевищувати: для торф'яно-болотних ґрунтів 40мкр/год (154Бк/кгх60кг=9240Бк (раціон); для дерновопідзолистих супіщаних - 70мкр/год (159Бк/кгх60кг=9540Бк (раціон); для дерново-підзолистих суглинистих 125мкр/год (165Бк/кгх60кг=9900Бк (раціон), оскільки для одержання молока з вмістом радіоцезію не вище 100Бк/кг, його вміст в добовому раціоні не повинен перевищувати 10000Бк. При такому гама-фоні вказані пасовища можуть використовуватись без обмежень для випасання молочної худоби (корів), а одержане молоко споживати без обмеження на здоров'я людей, не згодовуючи лактуючим коровам ніяких препаратів та кормових добавок. Таблиця 1. Результати статистичної обробки даних одержаних в дослідженнях по вивченню залежності між гамафоном пасовищ і вмістом радіоцезію в травостої для різних типів грунтів зони Полісся Статистичні показники Кількість зразків, n Типи грунтів Дерново-підзолисті Дерново-підзолисті Торф'яно-болотні суглинисті супіщані Вміст Вміст Вміст радіоцезію радіоцезію радіоцезію Гама-фон, Гама-фон, Гама-фон, в в в мкр/год мкр/год мкр/год травостої, травостої, травостої, Бк/кг Бк/кг Бк/кг 18 18 10 10 12 12 Середнє арифметичне, MX, My Коефіцієнт регресії, Ryx, Rxy Коефіцієнт кореляції, r Похибка коефіцієнта кореляції, mr Коефіцієнт вірогідності, tr 136,7 1,29 181,8 0,69 0,94 0,08 10,97 151,2 2,05 343,2 0,48 0,95 0,05 21,22 81,7 3,17 314,7 0,29 0,97 0,07 13,80 Таблиця 2. Залежність між гама-фоном пасовищ і вмістом радіоцезію в пасовищній траві на різних типах грунтів зони Полісся та їх допустимі межі при виробництві молока згідно нормативів ДР-97 Фон пасовища № п/п мкр/год 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 Кі/км2 кБк/м2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 105 110 115 120 125 130 135 140 145 150 155 160 165 170 175 0,20 0,40 0,60 0,85 1,10 1,35 1,60 1,80 2,00 2,25 2,50 2,70 2,90 3,15 3,40 3,60 3,80 4,05 4,30 4,50 4,70 4,95 5,20 5,40 5,60 5,85 6,10 6,30 6,50 6,75 7,00 7,25 8,0 15,5 23,0 32,5 42,0 50,0 58,0 66,5 75,0 83,5 92,0 100,0 108,0 116,5 125,0 133,5 142,0 150,0 158,0 166,5 175,0 183,0 191,0 199,5 208,0 216,5 225,0 233,0 241,0 249,5 258,0 266,5 Вміст радіоцезію в зеленій масі пасовищ на різних типах ґрунтів зони Полісся, Бк/кг Дерново-підзолисті Дерново-підзолисті Торф'яно-болотні суглинисті супіщані 7 11 19 13 23 38 20 34 58 26 45 77 33 57 96 40 68 115 46 79 135 53 91 154 60 102 173 66 113 192 73 125 211 79 136 231 86 147 250 93 159 269 99 170 288 106 181 308 113 193 327 119 204 346 126 215 365 132 227 385 139 238 404 146 249 423 152 261 442 159 272 462 165 283 481 172 295 500 179 306 519 185 318 538 192 329 558 199 340 577 206 351 597 213 363 616 219 374 635 226 386 655 233 398 675 Література 1. Допустимі рівні вмісту радіонуклідів Cs-137 і Sr-90 у продуктах харчування та питній воді (ДР-97). - К. 1997. - 6с. 2. Пристер Б.С., Куринный В.Д., Семенютин A.M. и др. Производство чистой сельськохозяйственной продукции в условиях радиоактивного загрязнения територии в 1990 году. - К. :Госагропром УССР. - 1990. 1 усл. печати. л. 3. Токарев М.Ф., Заводенко Ю.П., Пристер Б.С., Іванов Ю.О. Сільськогосподарське виробництво на територіях, забруднених радіоактивними елементами. - К.: Київська філія AT «Слов'янський діалог», 1 др. л. 4. Прістер Б.С. та ін. Ведення сільськогосподарського виробництва на територіях, забруднених радіонуклідами //Збірник документів. Спецвипуск 3.-К., 1991. - 112с. 5. Прістер Б.С., Кашпаров В.О., Надточій П.П. та ін. Ведення сільського господарства в умовах радіоактивного забруднення території України внаслідок аварії на Чорнобильській АЕС на період 19992002pp. Методичні рекомендації, К., 1998, - 105с.