В 2007 году исполняется 50 лет со дня аварии на ПО "Маяк", а в 2008 году исполнится 50 лет со дня образования организации, созданной для ликвидации ее последствий, Опытной научно-исследовательской станции (ОНИС). Вклад ОНИС в ликвидацию последствий этой, одной из самых крупных техногенных катастроф современности, значителен и его трудно переоценить.

       Просуществовав в качестве самостоятельной научной организации 40 лет, ОНИС в 1998 г. вошла в состав Центральной заводской лаборатории (ЦЗЛ) ФГУП "ПО "Маяк".

       Интенсивное радиоактивное загрязнение части территории Челябинской, Свердловской и Тюменской областей в результате взрыва емкости с жидкими радиоактивными отходами на производственном объединении "Маяк" 29 сентября 1957 г. послужило непосредственным поводом для создания ОНИС.

       Было принято решение о создании Опытной научно-исследовательской биогеоценологической станции при предприятии почтовый ящик 21 (приказ по Министерству среднего машиностроения СССР №0261 от 28 апреля 1958 г.). Датой рождения ОНИС следует считать 27 мая 1958 г., когда появился соответствующий приказ №150 по предприятию п/я 21 об организации ОНИС.

       Опытная станция была размещена в пос. Метлино в 15 км от г. Озерска, на территориально-производственной базе совхоза № 2, ликвидированного к 1958 г. вследствие радиоактивного загрязнения его земель и повышенной радиационной опасности для населения поселка.

       В соответствии со штатным расписанием ОНИС в 1958 г. была представлена 5 лабораториями (агрономической, гидробиологической, почвенно-биоценологической, физико-дозиметрической, химической) и большой полевой сельскохозяйственной группой; численность ОНИС была утверждена в количестве 2 1 1 человек.

       Начальником ОНИС был назначен (по совместительству) Глеб Аркадьевич Середа, начальник Центральной заводской лаборатории п/я 21, доктор химических наук.

       До конца 1958 г. было в основном закончено формирование штата ОНИС. Научное ядро станции составили преимущественно молодые выпускники сельскохозяйственных вузов, биолого-почвенного факультета МГУ, физтеха УПИ, а также специалисты, перешедшие на работу в ОНИС с предприятия.

       Большую роль в научном становлении станции сыграли исследовательские организации других ведомств: экспедиции Института прикладной геофизики, биофизической лаборатории Тимирязевской академии, биолого-почвенного факультета МГУ, специалисты Центральной заводской лаборатории предприятия.

       Научное руководство деятельностью ОНИС осуществлял академик Клечковский Всеволод Маврикиевич, выдающийся ученый с исключительно широкими научными интересами.

       При подготовке решения об организации ОНИС им еще в феврале 1958 г. были сформулированы основные научные задачи станции: изучение миграции радиоактивных веществ в условиях радиоактивного загрязнения территории; изучение накопления радиоактивных веществ в сельскохозяйственных продуктах; агротехнические приемы снижения накопления радиоактивных веществ в растениях; разработка рекомендаций по сельскохозяйственному использованию загрязненной территории; изучение генетических последствий воздействия повышенного фона радиации на животных и растения в условиях радиоактивного загрязнения территории.

       Это на долгие годы предопределило научное развитие ОНИС и стало основой для выполнения целого ряда уникальных исследований, не имеющих аналогов в мировой научной практике.

       В 1959 г. начальником ОНИС стал Корнеев Николай Андреевич, кандидат сельскохозяйственных наук впоследствии академик ВАСХНИЛ, директор Всесоюзного научно-исследовательского института сельскохозяйственной радиологии (ВНИИСХР), г. Обнинск.

       Его заместителем и научным руководителем ОНИС был назначен ученик академика Клечковского В.М., выпускник Тимирязевской академии, агрохимик по образованию и призванию, кандидат биологических наук Федоров Евгений Алексеевич (с 1969 г. по 1987 г. - начальник ОНИС), лауреат Государственной премии СССР, деятельность которого благодаря большой эрудиции, знаниям и инициативе, во многом определяла научный и практический курс станции, ее успехи и достижения.

       В 1987 г. начальником ОНИС был назначен Романов Геннадий Николаевич, кандидат технических наук, лауреат Государственной премии СССР, видный отечественный радиоэколог, ранее работавший заместителем начальника ОНИС.

       В результате научной и научно-практической деятельности в 60-70 годах было осуществлено научное обоснование возможностей ведения сельскохозяйственного производства в условиях радиоактивного загрязнения окружающей среды ⁹⁰Sr, направленное прежде всего на восстановление хозяйственного использования отчужденной части территории Восточно-Уральского радиоактивного следа.

       Поиски путей снижения уровней загрязнения продукции ⁹⁰Sr осуществлялись в направлениях:

• дезактивация и обработка почвы;

• выбор сельскохозяйственных культур и видов, характеризующихся пониженным накоплением ⁹⁰Sr;

• выбор эффективных агротехнических и агромелиоративных приемов;

• организация землепользования и ведение отдельных отраслей растениеводства;

• организация кормопроизводства;

• выбор эффективных способов организации животноводства, содержания и кормления животных;

• способы первичной обработки сельскохозяйственной продукции.

       Дезактивация почвы. Снижение уровня содержания радионуклидов в зоне корнеобитания растений приводит к пропорциональному снижению уровня содержания этих радионуклидов в урожае. Одним из таких приемов является непосредственная дезактивация почвенного покрова, связанная с удалением верхнего загрязненного слоя почвы. Испытаны, рекомендованы и внедрены два нижеследующих основных способа дезактивации пахотных почв.

       Дезактивация методом снятия поверхностного слоя с последующим удалением за пределы участка, включающая использование механизированных технических средств (бульдозеров, скреперов, автогрейдеров, экскаваторов, автомобильного и прицепного транспорта) на угодьях большой площади, либо производящаяся ручным инструментом на приусадебных участках. Метод характеризуется относительно низкой производительностью (при использовании механизированных средств - до 0,1 га/ч) и максимальным снижением поступления ⁹⁰Sr в урожай (при надлежащем контроле за качеством работ) в 50-90 раз (1-2%) по отношению к исходному уровню. Метод рекомендован для овощных участков небольшой площади и внедрен в практику в экспериментальном сельскохозяйственном производстве Опытной научно-исследовательской станции на площади 50 га. Овощная продукция с этого участка, имевшего начальную среднюю плотность загрязнения 74 кБк/м² по ⁹⁰Sr, в течение 30 лет поставлялась в г. Озерск как удовлетворяющая требованиям радиационно-санитарного контроля.

       Метод дезактивации путем захоронения загрязненного верхнего слоя в подпахотные горизонты специально разработан специалистами Опытной научно-исследовательской станции для применения на пахотных угодьях большой площади. Метод включает использование усовершенствованных серийных плантажных плугов, 40 предназначенных для мелиоративных работ, а также, позднее, так называемых переместителей почвенных горизонтов, созданных на основе специально разработанной конструкции. (Усовершенствованные плантажные плуги размещали захораниваемый слой преимущественно под малым углом к вертикальной плоскости, что приводило к снижению эффективности дезактивации вследствие недостаточной глубины размещения верхней части (гребней) оборачиваемых пластов по отношению к зоне корнеобитания растений; при работе переместителей горизонтов захораниваемый слой располагается глубже, преимущественно горизонтально, что повышает эффективность дезактивации). Эти орудия позволяли снимать верхний слой толщиной до 20 см, даже если почва подвергалась ранее обычной вспашке, и захоранивать его на максимальную глубину до 0,5-0,7 м (плуг плантажный) и 0,8-1м (переместитель горизонтов).

       В реальных производственных условиях уровни поступления ⁹⁰Sr в урожай при использовании плантажных плугов снижались в среднем в 2 раза (максимально в 7 раз). Эффективность такой обработки увеличивалась при одновременном использовании минеральных удобрений еще до нескольких десятков процентов за счет повышения урожайности. Метод пригоден для достаточно тяжелых по механическому составу (глинистых и суглинистых) почв и, как показали испытания метода в Чернобыле, не пригоден для легких песчаных и супесчаных почв. Недостатками метода являются большая энергоемкость операции обработки, требующая применения тяжелых гусеничных тракторов, низкая производительность (до 0,2 га/ч) и фактическая ликвидация гумусированного слоя, исходная толщина которого близка к толщине пахотного слоя; это потребует после дезактивации обязательного применения больших доз минеральных удобрений.

       В течение 1960-1961 гг. глубокая вспашка была произведена на площади около 550 га в селитебной зоне и выпасных угодьях с. Багаряк, около 6000 га - на селитебной территории пос. Метлино, и угодьях экспериментального сельскохозяйственного производства Опытной научно-исследовательской станции.

       Обработка почвы естественных угодий. Целью приема, включающего культивацию или перепашку выпасов и сенокосов общепринятыми сельскохозяйственными почвообрабатывающими орудиями, является снижение уровня содержания ⁹⁰Sr в слое корнеобитания растений и устранение дернины с повышенным содержанием биогенных форм ⁹⁰Sr. (По сути дела, этот способ приводит к ликвидации существовавшего естественного сложения почвы. В результате подобной обработки почвы естественные угодья переводятся либо в пахотные угодья с возделыванием различных сельскохозяйственных культур, либо в культурные пастбища и сенокосы с преимущественным возделыванием многолетних трав. Последний прием получил при ликвидации последствий Чернобыльской аварии наименование "коренное улучшение пастбищ и сенокосов").

       Культивация и перепашка естественных угодий, "разбавляющие" удельную активность почвы в слое корнеобитания растений, за которыми должны следовать применение минеральных удобрений и залужение угодий с посевом многолетних трав, снижают уровень содержания ⁹⁰Sr в урожае возделываемых кормовых трав в 3-4 раза при обычной вспашке и в 2-3 раза при фрезеровании. Способ нашел достаточно широкое практическое применение.

       Выбор сельскохозяйственных культур и их сортов. При прямопропорциональной зависимости уровней накопления ⁹⁰Sr в продукции в условиях корневого поступления от уровней содержания ⁹⁰Sr в почве накопление ⁹⁰Sr различно для разных видов продукции, получаемых на угодьях с одинаковыми агрохимическими свойствами и равной плотностью загрязнения территории. Эти отличия объясняются различной потребностью разных товарных органов в стабильном кальции как неизотопном носителе ⁹⁰Sr, изменяющейся в свою очередь от видов растений. Среди основных видов растительной продукции продовольственного назначения (в расчете на товарную влажность) наименьшее накопление ⁹⁰Sr характерно для картофеля, наибольшее - для овощей, представленных вегетативными органами и плодами. Наиболее значительны различия в накоплении ⁹⁰Sr в продукции фуражного назначения. Если не рассматривать продукцию с естественных угодий, для которой характерно максимальное накопление ⁹⁰Sr в урожае вследствие относительного обогащения ⁹⁰Sr тонкого поверхностного слоя корнеобитания растений, по сравнению с пашней, то вегетативная надземная масса, используемая в качестве кормов, в 2-3 раза более загрязнена, по сравнению с зерном, картофелем и корнеплодами. Именно эти последние виды продукции предпочтительны для их производства и в продовольственных, и в фуражных целях.

       Особенно неблагоприятно использование естественных угодий в качестве кормовой базы. Замена естественных угодий на пахотные в производстве зеленых кормов и сена дает снижение уровней содержания ⁹⁰Sr в этой продукции до 10-15 раз.

       Организация землепользования и ведение отдельных отраслей растениеводства. При обосновании возможностей восстановления сельскохозяйственного производства на загрязненной территории были сформулированы следующие основные принципы организации землепользования:

       1. Сельскохозяйственные культуры продовольственного назначения должны размещаться на землях с относительно меньшими плотностями загрязнения, а при одинаковой плотности загрязнения - на плодородных почвах с наибольшим содержанием обменного кальция. При этом под овощные культуры (за исключением корнеплодов) должны отводиться наименее загрязненные участки.

       2. Фуражные культуры можно размещать на пахотных угодьях с плотностью загрязнения до 5-10 раз большей, чем это возможно при производстве продовольственных культур.

       3. Использование естественных угодий следует всемерно ограничивать; допускается использование естественных угодий при минимальных уровнях загрязнения территории, обеспечивающих содержание ⁹⁰Sr в кормах на уровне, одинаковом с уровнем загрязнения продукции при использовании пашни.

       4. На участках с высокими уровнями загрязнения, препятствующими получению растительной продукции продовольственного и фуражного назначения вследствие превышения допустимых уровней содержания радионуклидов в продукции, может быть размещено производство семян зерновых и бобовых, а также технических культур, например, в целях получения спирта, крахмала, масла растительного и т.д. Сочетание этих принципов определяет в целом требования к организации землепользования территории, характеризующейся наличием ощутимых или значительных градиентов плотности загрязнения территории.

       Выбор эффективных способов организации животноводства, содержания и кормления животных. Экспериментально, в том числе на практике существовавшего сельскохозяйственного производства, была доказана не только возможность получения менее загрязненной продукции животноводства, но и возможность производства ее как наименее загрязненной продукции среди всех видов продукции сельского хозяйства, входящих в типичный ассортимент продукции сельскохозяйственных предприятий. Этому послужили установленные закономерности перехода ⁹⁰Sr в продукцию животноводства из загрязненных кормов.

       Способы ведения животноводства в регионе ВУРСа включали преимущественное использование естественных угодий в личных хозяйствах при содержании в них крупного рогатого скота и овец и использование всего набора кормов для поголовья животных в сельскохозяйственных предприятиях, однако то же со значительным вкладом кормов с естественных угодий, особенно при содержании крупного рогатого скота.

       В зависимости от структуры кормовых рационов, прежде всего от соотношения вклада компонентов с наименьшими (зерно, картофель, корнеплоды) и наибольшими (продукция с естественных угодий) уровнями содержания ⁹⁰Sr при одинаковой плотности загрязнения территории, суточное поступление активности является различным для разных видов животных. Результирующее содержание ⁹⁰Sr в организме разных видов животных и уровни загрязнения получаемой от них продукции зависят еще и от метаболических характеристик этих животных, при этом в значительной мере - от дискриминации ⁹⁰Sr относительно кальция в системе корм - животное-продукция.

       При среднем типичном для региона составе кормовых рационов с включением в них кормов с естественных угодий складываются средние уровни содержания ⁹⁰Sr в рационе и продукции животноводства, которые показывают, что при использовании территории с одинаковой плотностью загрязнения более высокие уровни содержания ⁹⁰Sr в продукции наблюдаются при использовании кормов, полученных с естественных угодий (баранина, говядина и молоко коровье). Поэтому наиболее целесообразным является производство свинины и мяса цыплят, как наименее загрязненной продукции. Кормовые рационы, основанные на максимальном или полном исключении кормов с естественных угодий, обеспечивают максимальное снижение поступления ⁹⁰Sr и в молоко, и в мясо.

       На основе этих исследований были сформулированы следующие принципы организации кормовой базы животноводства в условиях радиоактивного загрязнения территории ⁹⁰Sr:

• для получения продукции животноводства с минимально возможными уровнями радиоактивного загрязнения, необходимы кормовые рационы сельскохозяйственных животных и птицы с минимальным содержанием в них ⁹⁰Sr;
  

• в условиях одинаковой плотности радиоактивного загрязнения территории минимальные уровни содержания ⁹⁰Sr в кормовых рационах можно достигнуть при значительном сокращении или полном исключении из состава кормовых рационов кормов с естественных угодий, при увеличении доли кормов с минимальными уровнями загрязнения (зерно, картофель, корнеплоды);
  

• в этих же условиях и при использовании общепринятой типичной структуры кормовых рационов наиболее предпочтительным является производство мяса (цыплята, свинина, говядина), как менее загрязненной продукции по сравнению с молоком;
  

• в условиях существования значительных различий в уровнях радиоактивного загрязнения территории кормовая база для молочного скота должна характеризоваться наименьшими уровнями загрязнения по сравнению с кормовой базой для животных мясного направления при этом под кормовую базу свиней могут быть отведены земли с наиболее высоким уровнем загрязнения.

       Среди множества испытанных способов и приемов первичной (и кулинарной) обработки сельскохозяйственной продукции, позволяющих снизить уровни содержания ⁹⁰Sr в продукции по сравнению с исходными, были рекомендованы некоторые приемлемые способы, полезные при восстановлении сельскохозяйственного производства. Приемы основаны на применении механических и физико-химических процессов очистки продукции от радиоактивного загрязнения. Обязательна тщательная отмывка водой корнеплодов и картофеля перед скармливанием их животным, так как товарная масса их содержит значительное количество почвы. В частности, замачивание, промывка и последующая сушка зерна перед размолом позволяют снизить содержание почвы в массе зерна до 4 раз.

       Общепринятая промышленная технология переработки зерна на муку и крупы позволяет получать продукцию с меньшими до 2-3 раз, по сравнению с исходным зерном, уровнями содержания ⁹⁰Sr, однако при этом до 3-3,5 раз возрастает содержание ⁹⁰Sr в отрубях как фракции зерна, обогащенной ⁹⁰Sr.

       Исследования по изучению возможностей очистки молока от ⁹⁰Sr с помощью физико-химических процессов, в частности, ионного обмена, не привели к успешным результатам вследствие сложностей, вызванных возникающими изменениями в макро- и микрокатионном и биохимическом составе продуктов, а также экономически не оправданных затрат в случае их практического применения.

       Среди обычных практических приемов обработки молока были рекомендованы получение сливочного и топленого масла, уровень удельной активности ⁹⁰Sr в котором в 10-20 раз ниже по сравнению с исходным молоком. Однако в твердых и мягких сырах происходит концентрирование ⁹⁰Sr до 5-7 раз по сравнению с молоком. В цельномолочных продуктах сохраняется исходный уровень содержания ⁹⁰Sr.

       Обоснование возможностей практического восстановления сельского хозяйства было сформулировано в виде следующих принципов:

       1. Восстановление сельскохозяйственного производства должно осуществляться путем организации специальных сельскохозяйственных предприятий на базе прежних с обязательным перепрофилированием хозяйственной деятельности на производство мяса.

       2. Организуемые специальные хозяйства должны оптимизировать землепользование и иметь в своем землепользовании как отчужденные площади в составе санитарной зоны, так и неотчужденные за пределами границ санитарной зоны.

       3. Оптимизация землепользования должна быть основана на учете уровней загрязнения территории и внедрении специальных "грязных" и "чистых" севооборотов.

       4. Наиболее оптимальным вариантом использования загрязненных ⁹⁰Sr угодий является производство мяса свиней и крупного рогатого скота как наименее загрязненной продукции.

       5. Из всей продукции растениеводства, включая корма, наименьшей удельной активностью ⁹⁰Sr характеризуется зерно злаковых, картофель, наибольшей - естественные травы. Использование последних является наиболее неблагоприятным вариантом.

       6. Сельскохозяйственные животные должны содержаться на кормовых рационах, обогащенных картофелем, корнеплодами и зерном при максимальном исключении продукции с естественных угодий.

       Эти принципы, доказанные экспериментально, позволяли использовать угодья, загрязненные до уровня 370 кБк/м² (10 Ки/км²) при производстве говядины и до 3700 кБк/м² (100 Ки/км²) при производстве свинины.

       Научно-практические разработки ОНИС и других организаций явились основанием для принятия решения о восстановлении сельскохозяйственного и лесохозяйственного производства на отчужденной территории Восточно-Уральского радиоактивного следа (ВУРСа) с учетом необходимости обеспечения мер радиационной защиты населения. Научно-практический опыт хозяйственной реабилитации больших территорий, подвергшихся радиоактивному загрязнению, послужил основой для разработки соответствующих рекомендаций, которые могли бы быть использованы в случае радиационных аварий на ядерных предприятиях или при радиоактивном загрязнении территорий в результате применения ядерного оружия. Коллективом специалистов ОНИС было подготовлено 3 издания таких рекомендаций - в 1963, 1968 и 1973 гг. В 1974 г. группа ученых ОНИС была удостоена Государственной премии СССР за цикл работ в области охраны окружающей среды.

Источник: Бакуров, А. Вклад опытной научно-исследовательской станции (ОНИС) в ликвидацию последствий аварии 1957 года на ПО "Маяк" / А. Бакуров, С. Ровный // Охрана природы Южного Урала: областной экологический альманах. 2007. - Челябинск, 2007. - С. 38-43.