Stroncio kaupimasis dirvožemyje veda prie.Kur stroncis kaupiasi žmogaus organizme? Išorinės apšvitos ir absorbuotų radionuklidų poveikis

05.03.2020

Kaip pasiekti subalansuotą augalų maistinių medžiagų tiekimą ir sumažinti išlaidas?

Branduolinio ginklo bandymai, įprastinės ir avarinės emisijos iš branduolinės energijos ciklo įmonių lėmė radionuklidų kiekio padidėjimą žemės ūkio naudmenų dirvožemyje. Kai kuriose vietose žemės paviršiaus užterštumo stronciu-90 ir ceziu-137 lygiai pasiekia tokias vertes, kad be specialių priemonių neįmanoma pagaminti normatyvinio grynumo žemės ūkio produktų.

Didelė dalis antropogeninės kilmės radionuklidų yra susitelkę viršutiniame dirvožemio sluoksnyje. Cezio-137 ir stroncio-90 migracijos į gylį greitis retai viršija 0,5 cm per metus. Dirbamose dirvose iki 90% viso cezio-137 ir 75% stroncio-90 atsargų yra sutelkta ariamajame horizonte. Radionuklidų kiekis dirvožemyje sumažėja dėl natūralaus jų irimo, pašalinimo su pasėliais ir migracijos procesų. Vėjas ir nuotėkis daro didelę įtaką horizontaliai radionuklidų migracijai. paviršiniai vandenys, potvynių ir lietaus srautai, gaisrai. Horizontali migracija su vandens nuotėkiu lemia pastebimą radionuklidų persiskirstymą vietovėse su netolygiu reljefu. Vidurinėje ir apatinėje šlaitų dalyse dirvožemio užterštumo tankis gali būti 20-25%, o po eiliniais augalais - 75% didesnis, lyginant su viršutiniais reljefo elementais. Antrinį radionuklidų persiskirstymą galima sumažinti naudojant dirvožemį apsaugančias sėjomainas ir sistemingai giliai, be pelėsio purenant plūgo pagrindą.

Radionuklidų kaupimuisi augaluose įtakos turi bendras jų kiekis dirvožemyje, taip pat fizikinės ir cheminės formos, kuriomis jie randami. Specialistai išskiria keturias pagrindines formas: vandenyje tirpią, keičiamąją (tirpsta amonio acetato tirpale), mobiliąją (tirpsta silpname druskos rūgšties tirpale) ir nejudrią (surištą arba fiksuotą). Į augalus gali patekti tik tie radionuklidai, kurie yra pirmųjų trijų formų. Iškritus ceziui-137, augalai jį lengvai pasisavina. Tačiau jis palaipsniui jungiasi, prasiskverbdamas į molio mineralų kristalinę gardelę. Per 10 metų, kaip taisyklė, 5-15% bendro šio radionuklido kiekio lieka biologiškai prieinamomis formomis. Stroncis-90 pirmiausia patenka kaip kuro dalelės, kurios laikui bėgant suyra. Todėl, priešingai, šio radionuklido biologinis prieinamumas laikui bėgant didėja.

Radionuklidų pernešimo į augalus koeficientai taip pat priklauso nuo dirvožemio granulometrinės sudėties. Įjungta priemolio dirvožemiai jie kaupiasi dvigubai silpniau nei ant smėlio. Natūralu, kad radionuklidų kaupimuisi įtakos turi ir augalų biologinės savybės. Jei, priklausomai nuo tipo, perėjimo koeficientai gali skirtis nuo vienos iki dviejų dydžių eilės, tada tarp skirtingų veislių skirtumai nėra tokie dideli.

Normaliai švariam pagal radiologinius parametrus derliui gauti taikomos specialiai sukurtos apsaugos priemonės, kurios taikomos be įprastų agrotechninių metodų auginant tam tikrą kultūrą.

Pigiausias būdas yra pasėlių ir veislių parinkimas auginami augalai, mažiausiai kaupiantys radionuklidus. Cezio-137 pereinamojo koeficiento mažėjimo tvarka grūdinius augalus galima išdėstyti tokioje eilėje: lubinai, žirniai, vikiai, rapsai, avižos, soros, miežiai, kviečiai, žieminiai rugiai. Paprastai bulvėse ir burokėliuose cezis kaupiasi mažesniais kiekiais. Dėl stiprios pereinamojo laikotarpio koeficientų priklausomybės nuo veislės savybių beveik neįmanoma sudaryti aiškios mažėjančios cezio kaupimosi daržovėse eilės.

Pasėlių pasiskirstymo pobūdis pagal stroncio-90 kaupimosi laipsnį labai skiriasi nuo cezio-137. Daugiausia šį radionuklidą kaupia vasariniai rapsai, po jų seka lubinai, žirniai, vikiai, miežiai, vasariniai kviečiai, avižos, žieminiai kviečiai ir žieminiai rugiai. Tiek cezis, tiek stroncis stipriau kaupiasi javų šiauduose, daug mažiau jo persikelia į grūdus. Bulvių gumbai sukaupia stroncio-90 mažesniais kiekiais, palyginti su burokėlių šaknimis.

Remiantis pereinamojo laikotarpio koeficientais, ūkininkaujant žemėse, kuriose paviršiaus užterštumo ceziu-137 tankis didesnis nei 15 Ci/km 2 , reikėtų imtis griežtų priemonių radionuklidų kiekiui augalininkystės produktuose kontroliuoti. 15-40 Ci/km 2 ribose, kaip taisyklė, galima gauti normatyvų švarų grūdų ir bulvių derlių.

Veiksmingas būdas apriboti stroncio-90 patekimą į augalus yra dirvožemio kalkinimas. Kalkių ar dolomito miltų dozės priklauso nuo dirvožemio rūgštingumo, dalelių pasiskirstymo pagal dydį, dirvožemio tipo ir radionuklidų užterštumo tankio. Mažiausi pereinamojo laikotarpio koeficientai stebimi, kai pH pakeliamas iki tokio lygio, kuris užtikrina didžiausią derlių, arba nežymų nukrypimą į šarminę pusę. Jei skaičiavimai rodo, kad kalkių reikia išberti daugiau nei 8 t/ha, tuomet dedama dviem dozėmis. Pirmieji 50 % yra naudojami arimui, o likusi dalis – įdirbimui.

Dėl kalkinimo stroncio-90 susikaupimą pasėlyje galima sumažinti 1,5-3 kartus. Kalkinimas leidžia pašalinti pereinamųjų koeficientų padidėjimą po azoto trąšų įterpimo. Tai ypač svarbu auginant javus, kurių derlius labai priklauso nuo judrių azoto formų dirvožemyje.

Dirvose, kuriose yra pakankamai gilus humuso horizontas, rekomenduojamas gilus melioracijos arimas. Jei atliekama ši technika, tolesnis žemės dirbimas negali būti atliekamas tokiu pačiu gyliu.

Organinių trąšų naudojimas padidina humuso kiekį dirvožemyje, pagerina jo struktūrą ir sumažina radionuklidų pernešimo į augalus greitį. Taip yra dėl daugelio reiškinių. Pirma, daugelis radionuklidų yra veiksmingai surišti organiniais mineraliniais kompleksais. Antra, labai svarbu didinti dirvožemio mainų pajėgumus ir radionuklidų analogų elementų prieinamumą. Trečia, optimalus organinių medžiagų kiekis dirvožemyje padeda gauti daugiau didelis derlius, šiuo atveju atsiranda radionucido „biologinio praskiedimo“ efektas. Organinėms trąšoms tinka bet kokie šaltiniai – mėšlas, durpės, kompostai, žaliosios trąšos, neutralizuotas ligninas ir jo perdirbimo produktai. Pagrindinis reikalavimas trąšoms yra minimalus radionuklidų kiekis jų sudėtyje. Nustatyta, kad radioaktyviai užterštose žemėse dirbančių ūkių kraiko mėšlo įterpimas nesukelia pastebimo radionuklidų kiekio dirvožemyje padidėjimo. Sapropelis yra veiksmingos kaip organinės trąšos ir radioizotopų kaupimosi augaluose mažinimo priemonė. Organinių trąšų dozės turi būti tokios pat kaip ir radionuklidais neužterštose žemėse.

Azoto trąšos atlieka dvejopą vaidmenį. Viena vertus, dėl jų trūkumo sumažėja derlius. Kita vertus, padidintos dozės padidina daugelio radionuklidų pernešimą į augalus. Azoto trąšų dozės turi būti griežtai skaičiuojamos pagal planuojamą derlių. Būtina atsižvelgti į trąšų poveikį ir atlikti išsamią agrocheminę dirvožemio analizę. Idealus variantas – naudoti lėtai atpalaiduojančias azoto trąšas.

Fosforo trąšų naudojimas gali sumažinti radionuklidų patekimą į augalus. Be to, judrios stroncio-90 formos nusėda sąveikaudamos su fosfatais.

Stipriausiai cezio-137 kaupimąsi augalininkystės produktuose mažina kalio trąšos. Tai lemia ir antagonistinis kalio poveikis cezio įsisavinimui iš šaknų, ir derliaus padidėjimas bei „atskiedimo efektas“. Jei yra subalansuota azoto ir fosforo mityba, kalio pridėjimas taip pat padeda sumažinti stroncio-90 tiekimą pasėliams. Veiksmingiausias kalio trąšų panaudojimas, kai judrių kalio formų kiekis dirvožemyje yra iki 100 mg/kg. Dirvožemyje, kuriame mažai ir vidutiniškai aprūpinamas kaliu, 160-240 kg K 2 O vienam hektarui derlius padidėja 1,5-1,7 karto, cezio-137 kaupimasis sumažėja 1,5-2,7 karto ir 1,3 karto. - stroncio-90 kaupimosi sumažinimas kelis kartus. Dirvožemiuose, kuriuose yra didesnis judrių kalio formų kiekis, rekomenduojama tręšti tik tokiais kiekiais, kurie papildytų elementų pašalinimą iš pasėlių.

Naudojant kompleksines trąšas, praturtintas mikroelementais ir biologiškai aktyviomis medžiagomis, galima pasiekti subalansuotą augalų aprūpinimą maisto medžiagomis ir sumažinti išlaidas. Esant poreikiui, rekomenduojamas augalų lapų šėrimas mikroelementais. Technologiškai jis gali būti derinamas su augalų apsaugos produktų, augimo reguliatorių, azoto trąšų priedais. Mikroelementų dozės nesiskiria nuo rekomenduojamų neužterštoms žemėms.

Taigi, pritaikius tradicinę žemės ūkio technologiją pasėlių auginimui su specialiomis apsaugos priemonėmis, galima žymiai sumažinti žmogaus sukeltų radionuklidų kiekį pasėliuose.

Aleksandras Nikitinas,
Ph.D. s-x. mokslai

Panašus modelis buvo gautas atliekant eksperimentus su bulvėmis. Apšvitinus augalus gumbavimosi laikotarpiu, stiebagumbių derlius apšvitinus 7–10 kR dozėmis praktiškai nesumažėja. Jei augalai apšvitinami ankstesniame vystymosi etape, gumbų derlius sumažėja vidutiniškai 30–50%. Be to, gumbai nėra gyvybingi dėl akių sterilumo.

Vegetatyvinių augalų švitinimas ne tik sumažina jų produktyvumą, bet ir pablogina besiformuojančių sėklų sėjos savybes. Taigi, vegetatyvinių augalų apšvitinimas ne tik sumažina jų produktyvumą, bet ir pablogina besiformuojančių sėklų sėjos savybes. Taigi, apšvitinus grūdinius augalus jautriausiose vystymosi fazėse (dygimo, sodinimo), derlius labai sumažėja, tačiau labai sumažėja susidariusių sėklų daigumas, todėl jų galima nenaudoti sėjai. Jei augalai pieninės brandos pradžioje (kai susidaro jungtis) švitinami net ir gana didelėmis dozėmis, grūdų derlius išsaugomas beveik visiškai, tačiau tokių sėklų negalima naudoti sėjai dėl itin mažo daigumo.

Taigi radioaktyvieji izotopai nepadaro pastebimos žalos augalų organizmams, tačiau kaupiasi žemės ūkio pasėliuose. reikšmingus kiekius.

Didelė dalis radionuklidų randama dirvožemyje – tiek paviršiuje, tiek apatiniuose sluoksniuose, o jų migracija labai priklauso nuo dirvožemio tipo, jo granulometrinės sudėties, vandens-fizinių ir agrocheminių savybių.

Pagrindiniai radionuklidai, lemiantys taršos pobūdį mūsų regione, yra cezis – 137 ir stroncis – 90, kurie pagal dirvožemį rūšiuojami skirtingai. Pagrindinis stroncio fiksavimo dirvožemyje mechanizmas yra jonų mainai, cezis - mainų pavidalu arba pagal jonų mainų sorbcijos tipą vidiniame dirvožemio dalelių paviršiuje.

Stroncio absorbcija dirvožemyje yra 90 mažiau nei cezio - 137, todėl tai yra mobilesnis radionuklidas.

Cezio-137 išleidimo į aplinką momentu radionuklidas iš pradžių yra labai tirpios būsenos (garų-dujų fazė, smulkios dalelės ir kt.)

Tokiais atvejais cezis-137 patenka į dirvą ir yra lengvai prieinamas augalams. Vėliau radionuklidas gali būti įtrauktas į įvairias reakcijas dirvožemyje ir mažėja jo mobilumas, didėja fiksacijos stiprumas, radionuklidas „sensta“, o toks „senėjimas“ yra dirvožemio kristalinių-cheminių reakcijų kompleksas su galimu radionuklidas patenka į antrinių molio mineralų kristalinę struktūrą.

Turi radioaktyviųjų izotopų fiksavimo dirvožemyje mechanizmą, jų sorbciją didelę reikšmę, kadangi sorbcija lemia radioizotopų migracijos savybes, jų absorbcijos dirvožemyje intensyvumą, taigi ir gebėjimą prasiskverbti į augalų šaknis. Radioizotopų sorbcija priklauso nuo daugelio veiksnių, o vienas iš pagrindinių yra mechaninė ir mineraloginė dirvožemio sudėtis; sunkūs granulometrinės sudėties dirvožemiai sugeria radionuklidus, ypač cezį - 137, fiksuojami stipriau nei lengvieji ir mažėjant dydžiui. mechaninių dirvožemio frakcijų, didėja jų stroncio - 90 ir cezio - 137 fiksacijos stiprumas. Radionuklidus tvirčiausiai fiksuoja dirvožemio molio frakcija.

Didesnį radioizotopų sulaikymą dirvožemyje palengvina joje esantys cheminiai elementai, panašūs į cheminės savybės prie šių izotopų. Taigi kalcis yra cheminis elementas, savo savybėmis panašus į stroncį-90, o pridėjus kalkių, ypač didelio rūgštingumo dirvose, padidėja stroncio-90 absorbcijos gebėjimas ir sumažėja jo migracija. Kalis savo cheminėmis savybėmis panašus į cezį – 137. Kalis, kaip neizotopinis cezio analogas, dirvožemyje randamas makro kiekiais, o cezis – itin mikro koncentracijomis. Dėl to cezio-137 mikrokiekius dirvožemio tirpale stipriai atskiedžia kalio jonai, o juos absorbuojant augalų šaknų sistemoms, atsiranda konkurencija dėl sorbcijos vietos šaknies paviršiuje. Todėl šiems elementams patekus iš dirvožemio, augaluose pastebimas cezio ir kalio jonų antagonizmas.

Be to, radionuklidų migracijos poveikis priklauso nuo meteorologinių sąlygų (kritulių kiekio).

Nustatyta, kad ant dirvos paviršiaus iškritęs stroncis-90 lietaus išplaunamas į žemiausius sluoksnius. Pažymėtina, kad radionuklidų migracija dirvožemyje vyksta lėtai, o pagrindinė jų dalis yra 0–5 cm sluoksnyje.

Žemės ūkio augalų radionuklidų kaupimasis (pašalinimas) labai priklauso nuo dirvožemio savybių ir augalų biologinių savybių. Į rūgščią dirvą radionuklidai į augalus patenka daug didesniais kiekiais nei iš silpnai rūgščių. Dirvožemio rūgštingumo sumažėjimas, kaip taisyklė, padeda sumažinti radionuklidų pernešimo į augalus dydį. Taigi, priklausomai nuo dirvožemio savybių, stroncio - 90 ir cezio - 137 kiekis augaluose gali skirtis vidutiniškai 10 - 15 kartų.

O tarprūšiniai žemės ūkio kultūrų skirtumai šių radionuklidų kaupime pastebimi ankštiniuose augaluose. Pavyzdžiui, stroncis – 90 ir cezis – 137, ankštiniai augalai pasisavinami 2–6 kartus intensyviau nei javai.

Stroncio-90 ir cezio-137 patekimą į žolę pievose ir ganyklose lemia pasiskirstymo dirvožemio profilyje pobūdis.

Užterštoje zonoje Riazanės regiono pievos yra užterštos 73 491 hektaro plote, įskaitant 1,5 Ci/km 2 - 67 886 (36 % bendro ploto), taršos tankis 5,15 hektaro. Ci/km 2 - 5 605 ha ( 3%).

Neapdorotose vietovėse ir natūraliose pievose cezis randamas 0-5 cm sluoksniu, per pastaruosius metus po avarijos reikšmingos vertikalios migracijos išilgai dirvožemio profilio nepastebėta. Ariamose žemėse cezio-137 randama ariamajame sluoksnyje.

Salpos augalija sukaupia cezio-137 daugiau nei aukštumų augalija. Taigi užterštos salpos žolėje rasta 2,4 Ci/km 2

Ki/kg sausos masės, o sausoje žemėje su užterštumu 3,8 Ci/km 2 žolės buvo Ki/kg.

Radionuklidų kaupimasis žoliniai augalai priklauso nuo velėnos struktūrinių ypatybių. Javų pievoje su stora, tankia velėna cezio-137 kiekis fitomasėje yra 3–4 kartus didesnis nei forbinėje pievoje su puria, plona velėna.

Mažai kalio turintys pasėliai sukaupia mažiau cezio. Grūdinės žolės, palyginti su ankštinėmis, sukaupia mažiau cezio. Augalai yra gana atsparūs radioaktyviam poveikiui, tačiau gali sukaupti tokius radionuklidų kiekius, kad tampa netinkami žmonių maistui ir gyvulių pašarui.

Cezio-137 patekimas į augalus priklauso nuo dirvožemio tipo. Atsižvelgiant į cezio kaupimosi augalų pasėliuose sumažėjimo laipsnį, dirvožemiai gali būti išdėstyti tokia seka: velėninis-podzolinis priemolis, velėninis-podzolinis priemolio dirvožemis, pilkasis miško dirvožemis, chernozemas ir kt. Radionuklidų kaupimasis pasėliuose priklauso ne tik nuo dirvožemio tipo, bet ir nuo augalų biologinių savybių.

Pastebima, kad kalcio mėgstantys augalai dažniausiai pasisavina daugiau stroncio – 90 – nei kalcio neturtingi augalai. Daugiausia stroncio sukaupia ankštiniai augalai – 90%, mažiau – šakniavaisiai ir gumbai, dar mažiau javai.

Radionuklidų kaupimasis augale priklauso nuo maistinių medžiagų kiekio dirvožemyje. Nustatyta, kad mineralinės trąšos N 90, P 90 dozėmis padidina cezio - 137 koncentraciją daržovių pasėliuose 3 - 4 kartus, o panašios kalio - sumažina jo kiekį 2 - 3 kartus. Kalcio turinčių medžiagų kiekis teigiamai veikia stroncio-90 suvartojimo mažinimą ankštinių augalų pasėliuose. Pavyzdžiui, į išplautą chernozemą įpylus kalkių tokiomis dozėmis, kurios atitinka hidrolizinį rūgštingumą, stroncio-90 tiekimas grūdiniams augalams sumažėja 1,5–3,5 karto.

Didžiausias efektas mažinant stroncio-90 suvartojimą augalų derliui pasiekiamas tręšiant visavertėmis mineralinėmis trąšomis dolomito fone. Radionuklidų kaupimosi augalų pasėliuose efektyvumui įtakos turi organinių trąšų ir meteorologines sąlygas, taip pat jų buvimo dirvožemyje laiką. Nustatyta, kad stroncio - 90, cezio - 137, praėjus penkeriems metams nuo jų patekimo į dirvą, susikaupimas sumažėja 3-4 kartus.

Taigi radionuklidų migracija labai priklauso nuo dirvožemio tipo, jo mechaninės sudėties, vandens-fizinių ir agrocheminių savybių. Taigi radioizotopų sorbcijai įtakos turi daug veiksnių, o vienas iš pagrindinių yra mechaninė ir mineraloginė dirvožemio sudėtis. Absorbuoti radionuklidai, ypač cezis-137, stipriau fiksuojasi sunkios mechaninės sudėties dirvose nei lengvose. Be to, radionuklidų migracijos poveikis priklauso nuo meteorologinių sąlygų (kritulių kiekio).

Žemės ūkio augalų radionuklidų kaupimasis (pašalinimas) labai priklauso nuo dirvožemio savybių ir augalų biologinių galimybių.

Į atmosferą patekusios radioaktyviosios medžiagos galiausiai susikaupia dirvožemyje. Praėjus keleriems metams po radioaktyvių kritulių žemės paviršiuje, radionuklidų patekimas į augalus iš dirvožemio tampa pagrindiniu keliu, kuriuo jie patenka į žmonių maistą ir gyvūnų pašarus. Avarinėse situacijose, kaip parodė avarija val Černobylio atominė elektrinė, jau antraisiais metais po iškritimo pagrindinis radioaktyviųjų medžiagų patekimo į maisto grandinę kelias yra radionuklidų patekimas iš dirvožemio į augalus.

Įvadas

1. Literatūros apžvalga

1.1 Radionuklido stroncio-90 savybės

2. Semipalatinsko branduolinių bandymų poligono, esančio Pavlodaro srities teritorijoje, charakteristikos

3. Tyrimo objektas ir metodai

4. Tyrimo rezultatai

4.1 Radiacinės atmosferos branduolinių bandymų pasekmės Semipalatinsko branduolinių bandymų poligono teritorijoje, esančioje Pavlodaro srities žemėse

4.2 Atmosferos branduolinių sprogimų, sukeltų eksperimentinio lauko bandymų aikštelėje, charakteristikos

Išvada

Naudotos literatūros sąrašas

Įvadas

Pagrindinis realus dirvožemio ir augalų komplekso radioaktyviosios taršos šaltinis yra visuotiniai radioaktyvūs nuosėdos iš atmosferos ilgaamžių radionuklidų po branduolinių bandymų, taip pat žmogaus sukeltų radionuklidų emisijos, susijusios su branduolinio kuro ciklo įmonių veikla.

Pagrindinis radionuklidų, patenkančių į sausumos maisto grandines, šaltinis yra dirvožemis. Dėl kritulių radionuklidai patenka į žemės paviršių, kaupiasi dirvožemyje, patenka į biogeocheminius migracijos ciklus ir tampa naujais dirvožemio komponentais. Dirvožemis yra svarbiausia inercinė grandis, o jų plitimo grandinėje greitis labai priklauso nuo radionuklidų migracijos dirvožemyje greičio. Dėl judėjimo dirvožemyje ir vėlesnio šaknų įsisavinimo radioaktyviosios medžiagos patenka į maistinių ar pašarinių augalų dalis.

Sr-90 yra pirmaujantis nuklidas pagal radiacijos pavojų zonose, kuriose yra radioaktyvioji tarša, jo pusinės eliminacijos laikas yra 28,6 metų.

Yra duomenų, kad Sr-90 migracijos savybės dirvožemio ir augalų kompleksuose labai skiriasi priklausomai nuo dirvožemio tipo, mechaninės sudėties ir augalų rūšies. Atsižvelgiant į tai, Sr-90 radionuklidų migracijos modelių nustatymas stepių zonos biogeocenozėse, taip pat įtakos tyrimas. fizinės ir cheminės savybės dirvožemiai, kai Sr-90 patenka į augalus

Šiuo metu ir ateityje ypač aktuali aplinkosauginio aplinkos saugos ir aplinkai saugaus gamtos išteklių naudojimo esant didėjančioms antropogeninėms apkrovoms problema.

Sistemos dirvožemis-augalas-vanduo tarša įvairiomis chemikalai, o daugiausia kietos, skystos ir dujinės pramoninės atliekos, kuro produktai ir kt. lemia dirvožemio cheminės sudėties pokyčius.

Technogeniniai radionuklidų išmetimai į natūralią aplinką daugelyje sričių gaublysžymiai viršija natūralias normas.

Dar visai neseniai dulkės, anglies monoksidas ir anglies dioksidas, sieros ir azoto oksidai, angliavandeniliai. Radionuklidai buvo laikomi mažesniu mastu. Šiuo metu susidomėjimas radioaktyvia tarša išaugo dėl stroncio ir cezio taršos sukeliamo ūmaus toksinio poveikio.

Radionuklidai patenka į žmogaus organizmą per grandinę „dirvožemis – augalas – gyvūnas“, kaupiasi ir daro neigiamą poveikį sveikatai. Todėl vienas iš mūsų laikų iššūkių yra ekologiškų produktų gamyba.

Svarbiausia žemdirbystės problema dirvožemio užterštumo radioaktyviaisiais elementais sąlygomis yra maksimaliai sumažinti šių medžiagų patekimą į augalininkystės produktus ir užkirsti kelią jų kaupimuisi ūkinių gyvūnų organizmuose. Šios problemos sprendimas yra susijęs su priemonių rinkiniu, kurį reikia atlikti žemės ūkyje. Šios veiklos vykdymo pagrindas – sergamumo ir mirtingumo, įgimtų deformacijų ir gyventojų, gyvenančių užterštose teritorijose, padidėjimas.

Kiekvienoje turi būti išspręstas žemės ūkio praktikos keitimo klausimas konkretus atvejis atsižvelgiant į visas aplinkybes, pagrįstas tikslia ir patikima informacija, priklausomai nuo dirvožemio tipo, jo mechaninės sudėties, vandens-fizinių ir agrocheminių savybių bei teritorijos užterštumo laipsnio.

Šiaurinė buvusio Semipalatinsko poligono teritorijos dalis aktyviai naudojama žemės ūkio veiklai: gyvulių ganymui, šieno nuėmimui, grūdų gamybai ir kt. Šalia šios teritorijos buvo atlikti karinių radioaktyviųjų medžiagų bandymai, kurių poveikis aplinkai ir žmonėms, dirbantiems šioje ir gretimose teritorijose, mažai ištirtas.

Tyrimo objektas – stepių zonos dirvožemio ir augalų kompleksai, veikiami visuotinio radionuklidų iškritimo. Tirta stroncio-90 radionuklidų migracija įvairaus tipo dirvose ir stepių zonos augalų radionuklidų kaupimasis.

Darbo tikslas – ištirti stroncio-90 perėjimo iš dirvožemio į augalą koeficientą Semipalatinsko bandymų aikštelės teritorijoje, esančioje Pavlodaro srities žemėse.

Išanalizuoti stroncio-90 radionuklido kaupimosi dirvožemyje ir augaluose ypatumus

Ištirti stroncio-90 migracijos į augalus ypatumus

Nustatykite stroncio-90 perdavimo koeficientą iš dirvožemio į augalus

1 Literatūros apžvalga

1.1 Radionuklido Stroncis-90 savybės

Stroncis 90 Sr yra sidabrinis į kalcį panašus metalas, padengtas oksido apvalkalu ir blogai reaguoja, įtraukiamas į ekosistemos metabolizmą, nes susidaro kompleksiniai Ca - Fe - Al - Sr - kompleksai. Natūralus stabilaus izotopo kiekis dirvožemyje, kauliniame audinyje ir aplinkoje siekia 3,7 x 10 -2%, jūros vandenyje, raumenų audinyje 7,6 x 10 -4%. Biologinės funkcijos nenustatytos; netoksiškas, gali pakeisti kalcį. Natūralioje aplinkoje radioaktyvaus izotopo nėra.

Stromnium yra antrosios grupės penktojo laikotarpio pagrindinio pogrupio elementas Periodinė elementų lentelė D.I.Mendelejevo cheminiai elementai, kurių atominis skaičius 38. Žymi simboliu Sr (lot. Stroncis). Paprastoji medžiaga stroncis (CAS numeris: 7440-24-6) yra minkštas, lankstus ir plastiškas sidabro baltumo šarminių žemių metalas. Jis pasižymi dideliu cheminiu aktyvumu, ore greitai reaguoja su drėgme ir deguonimi, pasidengdamas geltona oksido plėvele.

Naujasis elementas buvo aptiktas mineraliniame strontianite, kuris rastas 1764 metais švino kasykloje netoli Škotijos kaimo Stronshian, kuris vėliau ir davė savo pavadinimą naujajam elementui. Naujo metalo oksido buvimą šiame minerale beveik po 30 metų atrado Williamas Cruickshankas ir Aderis Crawfordas. Gryna forma jį išskyrė seras Humphry Davy 1808 m.

Stroncio yra jūros vandenyje (0,1 mg/l), dirvožemyje (0,035 mas.%).

Gamtoje stroncis randamas kaip 4 stabilių izotopų 84 Sr (0,56 %), 86 Sr (9,86 %), 87 Sr (7,02 %), 88 Sr (82,56 %) mišinys.

Yra 3 būdai gauti stroncio metalą:

Kai kurių junginių terminis skilimas

Elektrolizė

Oksido arba chlorido redukcija

Pagrindinis pramoninis stroncio metalo gamybos būdas yra jo oksido terminis redukcija aliuminiu. Tada gautas stroncis išvalomas sublimacijos būdu.

Elektrolitinė stroncio gamyba elektrolizės būdu išlydytą SrCl 2 ir NaCl mišinį nėra plačiai paplitusi dėl mažo srovės efektyvumo ir stroncio užterštumo priemaišomis.

Dėl terminio stroncio hidrido arba nitrido skilimo susidaro smulkiai dispersinis stroncis, kuris lengvai užsidega.

Stroncis yra minkštas, sidabriškai baltas metalas, lankstus ir plastiškas, lengvai pjaustomas peiliu.

Polimorfinis – žinomos trys jo modifikacijos. Iki 215 o C kubinė į veidą orientuota modifikacija (b-Sr) yra stabili, tarp 215 ir 605 o C - šešiakampė (b-Sr), virš 605 o C - kubinė kūno centro modifikacija (g-Sr).

Lydymosi temperatūra - 768 o C, Virimo temperatūra - 1390 o C.

Stroncio junginiuose visada yra +2 valentingumas. Stroncio savybės yra artimos kalciui ir bariui, užimančios tarpinę padėtį tarp jų.

Elektrocheminėje įtampų serijoje stroncis yra vienas iš aktyviausių metalų (jo normalus elektrodo potencialas lygus? 2,89 V. Jis energingai reaguoja su vandeniu, sudarydamas hidroksidą: Sr + 2H 2 O = Sr(OH) 2 + H 2 ^ .

Sąveikauja su rūgštimis, išstumia iš jų druskų sunkiuosius metalus. Jis silpnai reaguoja su koncentruotomis rūgštimis (H 2 SO 4, HNO 3).

Stroncio metalas greitai oksiduojasi ore, sudarydamas gelsvą plėvelę, kurioje, be SrO oksido, visada yra SrO 2 peroksido ir Sr 3 N 2 nitrido. Kaitinamas ore, jis užsidega; ore esantis stroncio milteliai yra linkę savaime užsidegti.

Energingai reaguoja su nemetalais – siera, fosforu, halogenais. Sąveikauja su vandeniliu (virš 200 o C), azotu (virš 400 o C). Praktiškai nereaguoja su šarmais.

Esant aukštai temperatūrai, jis reaguoja su CO 2, sudarydamas karbidą:

5Sr + 2CO 2 = SrC 2 + 4SrO (1)

Stroncio druskos su anijonais Cl - , I - , NO 3 - lengvai tirpsta. Druskos su anijonais F -, SO 4 2-, CO 3 2-, PO 4 3- mažai tirpsta.

Pagrindinės stroncio ir jo taikymo sritys cheminiai junginiai-- tai radioelektronikos pramonė, pirotechnika, metalurgija, maisto pramonė.

Stroncis naudojamas variui ir kai kuriems jo lydiniams legiruoti, įterpti į akumuliatorių švino lydinius, ketaus, vario ir plieno sieros pašalinimui.

99,99–99,999 % grynumo stroncis naudojamas uranui redukuoti.

Kietieji magnetiniai stroncio feritai plačiai naudojami kaip medžiagos nuolatiniams magnetams gaminti.

Pirotechnikoje stroncio karbonatas, nitratas ir perchloratas naudojamas liepsnai nudažyti karmino raudonumu. Magnio ir stroncio lydinys pasižymi stipriomis piroforinėmis savybėmis ir yra naudojamas pirotechnikoje padegamoms ir signalinėms kompozicijoms.

Radioaktyvusis 90 Sr (pusėjimo laikas 28,9 metų) naudojamas gaminant radioizotopinius srovės šaltinius stroncio titanito pavidalu (tankis 4,8 g/cm³, o energijos išsiskyrimas apie 0,54 W/cm³).

Stroncio uranatas vaidina svarbų vaidmenį gaminant vandenilį (stroncio-uranato ciklas, Los Alamosas, JAV) termocheminiu metodu (atominė-vandenilio energija), o ypač kuriami metodai, skirti tiesioginiam urano branduolių dalijimui kompozicijoje. stroncio uranato, kad gamintų šilumą, kai vanduo skildamas į vandenilį ir deguonį.

Stroncio oksidas naudojamas kaip superlaidžios keramikos komponentas.

Stroncio fluoridas naudojamas kaip kietojo kūno fluoro baterijų, turinčių didžiulę energijos talpą ir energijos tankį, komponentas.

Akumuliatoriaus srovės laidams lieti naudojami stroncio lydiniai su alavu ir švinu. Stroncio-kadmio lydiniai galvaninių elementų anodams.

Radiacinės charakteristikos pateiktos 1 lentelėje.

1 lentelė. Stroncio 90 spinduliuotės charakteristikos

Tais atvejais, kai izotopas patenka į aplinką, stroncio patekimas į organizmą priklauso nuo metabolito įsiskverbimo į dirvožemio organines struktūras, maistą laipsnio ir pobūdžio ir svyruoja nuo 5 iki 30 proc. vaikų kūnas. Nepriklausomai nuo patekimo maršruto, emiteris kaupiasi skelete (in minkštieji audiniai yra ne daugiau kaip 1%). Jis išsiskiria iš organizmo itin prastai, todėl nuolat kaupiasi dozė dėl nuolatinio stroncio patekimo į organizmą. Skirtingai nuo natūralių β-aktyvių analogų (urano, torio ir kt.), stroncis yra veiksmingas β skleidėjas, kuris keičia spinduliuotės spektrą, įskaitant lytinių liaukų, endokrininių liaukų, raudonųjų kaulų čiulpų ir smegenų. Sukauptos dozės (fonas) svyruoja intervale (iki 0,2 x 10 -6 µCi/g kauluose, kai dozės yra 4,5 x 10 -2 mSv/metus).

Nereikėtų painioti natūralių (neradioaktyvių, mažai toksiškų ir, be to, plačiai naudojamų osteoporozei gydyti) ir radioaktyvių stroncio izotopų poveikio žmogaus organizmui. Stroncio izotopas 90 Sr yra radioaktyvus, jo pusinės eliminacijos laikas yra 28,9 metų. 90 Sr suyra, virsta radioaktyviuoju 90 Y (pusėjimo laikas 64 val.) Visiškas į aplinką patekęs stroncio-90 skilimas įvyks tik po kelių šimtų metų. 90 Sr susidaro branduolinių sprogimų ir atominių elektrinių emisijų metu.

Autorius cheminės reakcijos Radioaktyvieji ir neradioaktyvūs stroncio izotopai yra praktiškai vienodi. Natūralus stroncis yra mikroorganizmų, augalų ir gyvūnų sudedamoji dalis. Nepriklausomai nuo patekimo į organizmą kelio ir ritmo, skelete kaupiasi tirpūs stroncio junginiai. Mažiau nei 1% lieka minkštuose audiniuose. Patekimo būdas turi įtakos stroncio nusėdimo skelete kiekiui.

Stroncio elgesiui organizme įtakos turi rūšis, lytis, amžius, taip pat nėštumas ir kiti veiksniai. Pavyzdžiui, patinų skeletuose yra daugiau nuosėdų nei moterų. Stroncis yra kalcio analogas. Vaikų iki ketverių metų kūne stroncis kaupiasi dideliu greičiu, kai aktyviai formuojasi kaulinis audinys. Stroncio apykaitos pokyčiai sergant tam tikromis virškinimo sistemos ir širdies ir kraujagyslių sistemos ligomis. Įvažiavimo maršrutai:

Vanduo (didžiausia leistina stroncio koncentracija vandenyje Rusijos Federacijoje yra 8 mg/l, o JAV - 4 mg/l)

Maistas (pomidorai, burokėliai, krapai, petražolės, ridikai, ridikai, svogūnai, kopūstai, miežiai, rugiai, kviečiai)

Intrachėjinis gimdymas

Per odą (odą)

Įkvėpimas (per orą)

Iš augalų arba per gyvūnus stroncis-90 gali patekti tiesiai į žmogaus organizmą.

Žmonės, kurių darbas susijęs su stronciu (medicinoje radioaktyvusis stroncis naudojamas kaip aplikatorius gydant odos ir akių ligas. Pagrindinės natūralaus stroncio panaudojimo sritys yra radioelektronikos pramonė, pirotechnika, metalurgija, metalotermija, maisto pramonė, magnetinės medžiagos, radioaktyvios – atominės gamybos elektros baterijos. atominė-vandenilio energija, radioizotopiniai termoelektriniai generatoriai ir kt.).

Neradioaktyvaus stroncio įtaka pasireiškia itin retai ir tik veikiant kitiems veiksniams (kalcio ir vitamino D trūkumas, netinkama mityba, mikroelementų, tokių kaip baris, molibdenas, selenas ir kt., santykio disbalansas). Tada vaikams tai gali sukelti „stroncio rachitą“ ir „urologinę ligą“ – sąnarių pažeidimus ir deformacijas, augimo sulėtėjimą ir kitus sutrikimus. Priešingai, radioaktyvusis stroncis beveik visada turi neigiamą poveikį žmogaus organizmui:

Jis nusėda į skeletą (kaulus), pažeidžia kaulinį audinį ir kaulų čiulpus, todėl išsivysto spindulinė liga, kraujodaros audinio ir kaulų navikai.

Sukelia leukemiją ir piktybinius kaulų navikus (vėžį), taip pat kepenų ir smegenų pažeidimus

Stroncio izotopas 90 Sr yra radioaktyvus, jo pusinės eliminacijos laikas yra 28,79 metų. 90 Sr patiria β-skilimą, virsdamas radioaktyviuoju itriu 90 Y (pusėjimo laikas 64 val.). 90 Sr susidaro branduolinių sprogimų ir atominių elektrinių emisijų metu.

Stroncis yra kalcio analogas ir gali tvirtai kauptis kauluose. Ilgalaikis 90 Sr ir 90 Y spinduliuotės poveikis paveikia kaulinį audinį ir kaulų čiulpus, todėl išsivysto spindulinė liga, kraujodaros audinio ir kaulų navikai.

Patekęs į dirvą, stroncis-90 kartu su tirpiais kalcio junginiais patenka į augalus, iš kurių tiesiogiai arba per gyvūnus gali patekti į žmogaus organizmą. Taip sukuriama radioaktyvaus stroncio perdavimo grandinė: dirvožemis – augalai – gyvūnai – žmonės. Įsiskverbęs į žmogaus organizmą, stroncis daugiausia kaupiasi kauluose ir taip organizmą veikia ilgalaikį vidinį radioaktyvų poveikį. Tokio poveikio rezultatas, kaip rodo mokslininkų atlikti tyrimai su gyvūnais (šunimis, žiurkėmis ir kt.), yra rimta organizmo liga. Išryškėja kraujodaros organų pažeidimai ir navikų vystymasis kauluose. Normaliomis sąlygomis radioaktyvaus stroncio „tiekėjas“ yra eksperimentiniai branduolinių ir branduolinių sprogimų termobranduoliniai ginklai. Amerikiečių mokslininkų atliktais tyrimais nustatyta, kad net ir nedidelis spinduliuotės kiekis tikrai kenkia sveikam žmogui. Jei atsižvelgsime į tai, kad net esant itin mažoms šio poveikio dozėms, staigūs pokyčiai vyksta tose kūno ląstelėse, nuo kurių priklauso palikuonių dauginimasis, tai visiškai aišku, kad branduoliniai sprogimai kelia mirtiną pavojų tiems, kurie dar nėra gimęs! Stroncis gavo savo pavadinimą iš mineralinio strontianito (stroncio anglies dioksido druskos), rasto 1787 metais Škotijoje netoli Strontiano kaimo. Anglų tyrinėtojas A. Crawfordas, tyrinėdamas strontianitą, pasiūlė jame buvimą naujos, dar nežinomos „žemės“. Individualus bruožas Klaprothas taip pat sukūrė strontianitą. Anglų chemikas T. Hope'as 1792 m. įrodė naujo metalo buvimą strontianite, kurį 1808 m. G. Davy išskyrė laisvoje formoje.

Tačiau, nepaisant Vakarų mokslininkų, rusų chemikas T.E. Lovitzas 1792 m., tyrinėdamas mineralinį baritą, priėjo prie išvados, kad be bario oksido jame taip pat yra „strontianinės žemės“ kaip priemaišų. Itin atsargus savo išvadose, Lovitzas neišdrįso jų paskelbti iki antrinės eksperimentų, kuriems reikėjo kaupti, patikros pabaigos. didelis kiekis„Strontinė žemė“ Todėl Lovitzo tyrimas „Apie strontinę žemę sunkiajame sparne“, nors ir paskelbtas po Klaprotho tyrimų, iš tikrųjų buvo atliktas prieš jį. Jie rodo stroncio atradimą naujame minerale – stroncio sulfate, dabar vadinamame celestinu. Iš šio mineralo patys paprasčiausi jūrų organizmai – radiolariai, akantarijos – stato savo skeleto stuburus. Iš mirštančių bestuburių spyglių susidarė pačios celestinos sankaupos

1.2. Stroncio-90 radionuklido kaupimasis dirvožemyje ir augaluose

Maistas ir techninė kokybė produktai – grūdai, gumbai, aliejiniai augalai, šakniavaisiai, gauti iš apšvitintų augalų, labai nesugenda net ir derliui sumažinus iki 30-40 proc.

Aliejaus kiekis saulėgrąžų ir lotoso sėklose priklauso nuo augalų gaunamos spinduliuotės dozės ir jų vystymosi fazės švitinimo pradžioje. Panaši priklausomybė stebima ir cukraus derliui nuimant šakniavaisius iš apšvitintų runkelių augalų. Vitamino C kiekis pomidorų vaisiuose, surinktuose iš apšvitintų augalų, priklauso nuo augalo vystymosi fazės švitinimo pradžioje ir apšvitinimo dozės. Pavyzdžiui, augalą apšvitinus masinio žydėjimo ir derėjimo pradžioje 3 - 15 kR dozėmis, vitamino C kiekis pomidorų vaisiuose, palyginti su kontroliniu, padidėjo 3 - 25%. Augalų švitinimas masinio žydėjimo laikotarpiu ir derėjimo pradžioje doze iki 10 kR stabdo sėklų vystymąsi besivystančiose vaisiuose, kurie dažniausiai tampa besėkliai.

Panašus modelis buvo gautas atliekant eksperimentus su bulvėmis. Apšvitinus augalus gumbų formavimosi laikotarpiu, stiebagumbių derlius apšvitinus 7 - 10 kR dozėmis praktiškai nesumažėja. Jei augalai apšvitinami ankstesniame vystymosi etape, gumbų derlius sumažėja vidutiniškai 30 - 50%. Be to, gumbai nėra gyvybingi dėl akių sterilumo.

Taigi radioaktyvieji izotopai nepadaro pastebimos žalos augalų organizmams, tačiau dideliais kiekiais susikaupia žemės ūkio pasėliuose.

Pagrindiniai radionuklidai, lemiantys taršos pobūdį mūsų regione, yra cezis – 137 ir stroncis – 90, kurie pagal dirvožemį rūšiuojami skirtingai. Pagrindinis stroncio fiksavimo dirvožemyje mechanizmas yra jonų mainai, cezis - 137 mainų pavidalu arba pagal jonų mainų sorbcijos tipą vidiniame dirvožemio dalelių paviršiuje.

Stroncio absorbcija dirvožemyje yra 90 mažiau nei cezio - 137, todėl tai yra mobilesnis radionuklidas.

Cezio-137 išleidimo į aplinką momentu radionuklidas iš pradžių yra labai tirpios būsenos (garų-dujų fazė, smulkios dalelės ir kt.)

Didelę reikšmę turi radioaktyviųjų izotopų fiksavimo dirvožemyje mechanizmas, jų sorbcija, nes nuo sorbcijos priklauso radioaktyviųjų izotopų migracijos savybės, jų absorbcijos dirvožemiuose intensyvumas, taigi ir jų gebėjimas prasiskverbti į augalų šaknis. Radioizotopų sorbcija priklauso nuo daugelio veiksnių, o vienas iš pagrindinių yra mechaninė ir mineraloginė dirvožemio sudėtis; sunkūs granulometrinės sudėties dirvožemiai sugeria radionuklidus, ypač cezį - 137, fiksuojami stipriau nei lengvieji ir mažėjant dydžiui. mechaninių dirvožemio frakcijų, didėja jų stroncio - 90 ir cezio - 137 fiksacijos stiprumas. Radionuklidus tvirčiausiai fiksuoja dirvožemio molio frakcija.

Didesnį radioaktyviųjų izotopų susilaikymą dirvožemyje palengvina joje esantys cheminiai elementai, savo cheminėmis savybėmis panašūs į šiuos izotopus. Taigi kalcis yra cheminis elementas, savo savybėmis panašus į stroncį-90, o pridėjus kalkių, ypač didelio rūgštingumo dirvose, padidėja stroncio-90 absorbcijos gebėjimas ir sumažėja jo migracija. Kalis savo cheminėmis savybėmis panašus į cezį – 137. Kalis, kaip neizotopinis cezio analogas, dirvožemyje randamas makro kiekiais, o cezis – itin mikro koncentracijomis. Dėl to cezio-137 mikrokiekius dirvožemio tirpale stipriai atskiedžia kalio jonai, o juos įsisavinus augalų šaknų sistemoms, stebima konkurencija dėl sorbcijos vietos šaknies paviršiuje. Todėl šiems elementams patekus iš dirvožemio, augaluose pastebimas cezio ir kalio jonų antagonizmas.

Be to, radionuklidų migracijos poveikis priklauso nuo meteorologinių sąlygų (kritulių kiekio).

Stroncio-90 ir cezio-137 patekimą į žolę pievose ir ganyklose lemia pasiskirstymo dirvožemio profilyje pobūdis.

Užterštoje zonoje Riazanės regiono pievos yra užterštos 73 491 hektaro plote, įskaitant 1,5 Ci/km 2 - 67 886 (36 % bendro ploto), taršos tankis 5,15 hektaro. Ci/km 2 - 5 605 ha ( 3%).

Salpos augalija sukaupia cezio-137 daugiau nei aukštumų augalija. Taigi, kai salpoje buvo užteršta 2,4 Ci/km 2 , žolėje rasta Ki/kg sausos masės, o aukštumoje, kai tarša buvo 3,8 Ci/km 2 , žolėje buvo Ki/kg.

Žolinių augalų radionuklidų kaupimasis priklauso nuo velėnos struktūrinių ypatybių. Javų pievoje su stora, tankia velėna cezio-137 kiekis fitomasėje yra 3-4 kartus didesnis nei forbinėje pievoje su puria, plona velėna.

Radionuklidų kaupimasis augale priklauso nuo maistinių medžiagų kiekio dirvožemyje. Nustatyta, kad mineralinės trąšos N 90, P 90 dozėmis padidina cezio-137 koncentraciją daržovių pasėliuose 3-4 kartus, o panašiai patręšus kalį jo kiekį sumažina 2-3 kartus. Kalcio turinčių medžiagų kiekis teigiamai veikia stroncio-90 suvartojimo mažinimą ankštinių augalų pasėliuose. Pavyzdžiui, į išplautą chernozemą įpylus kalkių tokiomis dozėmis, kurios atitinka hidrolizinį rūgštingumą, stroncio-90 tiekimas grūdiniams augalams sumažėja 1,5–3,5 karto.

Didžiausias efektas mažinant stroncio-90 suvartojimą augalų derliui pasiekiamas tręšiant visavertėmis mineralinėmis trąšomis dolomito fone. Radionuklidų kaupimosi augalų pasėliuose efektyvumui įtakos turi organinės trąšos ir meteorologinės sąlygos bei jų buvimo dirvoje laikas. Nustatyta, kad stroncio - 90, cezio - 137, praėjus penkeriems metams nuo jų patekimo į dirvą, susikaupimas sumažėja 3-4 kartus.

Žemės ūkio augalų radionuklidų kaupimasis (pašalinimas) labai priklauso nuo dirvožemio savybių ir augalų biologinių galimybių.

Į atmosferą patekusios radioaktyviosios medžiagos galiausiai susikaupia dirvožemyje. Praėjus keleriems metams po radioaktyvių kritulių žemės paviršiuje, radionuklidų patekimas į augalus iš dirvožemio tampa pagrindiniu keliu, kuriuo jie patenka į žmonių maistą ir gyvūnų pašarus. Avarinėse situacijose, kaip parodė avarija Černobylio atominėje elektrinėje, jau antraisiais metais po kritulių pagrindinis radioaktyviųjų medžiagų patekimo į maisto grandines kelias yra radionuklidų patekimas iš dirvožemio į augalus.

Į dirvožemį patekusios radioaktyviosios medžiagos gali iš dalies iš jos išsiplauti ir patekti į gruntinius vandenis. Tačiau dirvožemyje išlaikomos gana tvirtai į ją patenkančios radioaktyviosios medžiagos. Dėl radionuklidų absorbcijos labai ilgai (dešimtmečius) jie būna dirvožemio dangoje ir nuolat patenka į žemės ūkio produktus. Dirvožemis, kaip pagrindinis agrocenozės komponentas, turi lemiamos įtakos radioaktyviųjų medžiagų įtraukimo į pašarų ir maisto grandines intensyvumui.

Radionuklidų absorbcija dirvožemyje neleidžia jiems judėti išilgai dirvožemio profilio, prasiskverbti į gruntinius vandenis ir galiausiai lemia jų kaupimąsi viršutiniuose dirvožemio horizontuose.

Radionuklidų įsisavinimo augalų šaknimis mechanizmas panašus į pagrindinių maisto medžiagų – makro ir mikroelementų – įsisavinimą. Tam tikras panašumas pastebimas augalų ir jų cheminių analogų - kalcio ir kalio - absorbcijoje ir judėjime stroncio - 90 ir cezio - 137, todėl šių radionuklidų kiekis biologiniuose objektuose kartais išreiškiamas atsižvelgiant į jų cheminius analogus. vadinamieji stroncio ir cezio vienetai.

Radionuklidai Ru-106, Ce-144, Co-60 daugiausia susitelkę šaknų sistemoje ir nedideliais kiekiais juda į antžeminius augalų organus. Priešingai, stroncis-90 ir cezis-137 santykinai dideliais kiekiais kaupiasi antžeminėse augalų dalyse.

Radionuklidai, patenkantys į požeminę augalų dalį, daugiausia koncentruojasi šiauduose (lapuose ir stiebuose), mažiau – minkštuosiuose (auselėse, šerdelėse be grūdų. Kai kurios šio modelio išimtys yra cezis, kurio santykinis kiekis sėklose gali siekti 10% ir daugiau). nei bendras kiekis antžeminėje dalyje.Cezis intensyviai juda po visą augalą ir santykinai dideliais kiekiais kaupiasi jaunuose organuose, dėl to akivaizdžiai padidėja jo koncentracija grūduose.

Apskritai radionuklidų kaupimasis ir jų kiekis sausosios medžiagos masės vienete augalų augimo metu stebimas taip pat, kaip ir biologiškai svarbių elementų: su augalų amžiumi jų antžeminiuose organuose didėja absoliutus radionuklidų kiekis ir didėja. mažėja kiekis sausosios medžiagos masės vienete. Didėjant derliui, radionuklidų kiekis masės vienete paprastai mažėja.

Iš rūgščių dirvožemių radionuklidai į augalus patenka daug didesniais kiekiais nei iš silpnai rūgščios, neutralios ir silpnai šarminės dirvos. Rūgščiose dirvose padidėja stroncio – 90 ir cezio – 137 judrumas, mažėja jų augalų stiprumas. Kalcio ir kalio arba natrio karbonatų pridėjimas į rūgščią velėno-podzolinę dirvą hidrolitinį rūgštingumą atitinkančiais kiekiais sumažina ilgaamžių stroncio ir cezio radionuklidų kaupimąsi pasėliuose.

Yra glaudus atvirkštinis ryšys tarp stroncio-90 kaupimosi augaluose ir keičiamo kalcio kiekio dirvožemyje (stroncio pasiūla mažėja padidėjus keičiamo kalcio kiekiui dirvožemyje).

Vadinasi, stroncio-90 ir cezio-137 pasiūlos iš dirvožemio į augalus priklausomybė yra gana sudėtinga ir ne visada gali būti nustatoma pagal vieną iš savybių, skirtinguose dirvožemiuose būtina atsižvelgti į rodiklių kompleksą. .

Radionuklidų migracijos keliai į žmogaus organizmą yra skirtingi. Nemaža dalis jų į žmogaus organizmą patenka per maisto grandinę: dirva – augalai – ūkio gyvūnai – gyvulininkystės produktai – žmonės. Iš esmės radionuklidai gali patekti į gyvūnų organizmą per kvėpavimo sistemą, virškinimo trakto ir odos paviršių. Jei per

galvijų radioaktyviųjų kritulių yra ganykloje, tada radionuklidų patekimas gali būti (santykiniais vienetais): per virškinimo kanalą 1000, kvėpavimo organus 1, odą 0,0001. Vadinasi, radioaktyviųjų kritulių sąlygomis didžiausias dėmesys turėtų būti skiriamas maksimaliam galimam radionuklidų patekimo į ūkinių gyvūnų organizmą per virškinamąjį traktą sumažinimui.

Kadangi radionuklidai, patekę į gyvūnų ir žmonių organizmus, gali kauptis ir, darydami neigiamą poveikį žmonių sveikatai ir genofondui, būtina imtis priemonių, kad būtų sumažintas radionuklidų patekimas į žemės ūkio augalus ir radioaktyviųjų medžiagų kaupimasis. ūkinių gyvūnų kūnai.

1.3 Stroncio-90 migracijos į aplinką ypatumai

Radionuklidas 90 Sr pasižymi didesniu mobilumu dirvožemyje, palyginti su 137 Cs. 90 Sr absorbcija dirvožemyje vyksta daugiausia dėl jonų mainų. Didžioji jo dalis slypi viršutiniuose horizontuose. Jo migracijos pagal dirvožemio profilį greitis priklauso nuo fizikinių, cheminių ir mineraloginių dirvožemio savybių.

Jei dirvožemio profilyje yra humuso horizontas, esantis po kraiko ar velėnos sluoksniu, šiame horizonte koncentruojasi 90 Sr. Dirvožemiuose, tokiuose kaip velėninis-podzolinis smėlingas dirvožemis, humusinis-durpinis-glėjinis priemolio dirvožemis ant smėlio, chernozem-pievų podzolizuotas dirvožemis ir išplautas chernozemas, viršutinėje iliuvialinio horizonto dalyje stebimas nedidelis radionuklidų kiekio padidėjimas.

Druskinguose dirvožemiuose atsiranda antrasis maksimumas, susijęs su mažesniu stroncio sulfato tirpumu ir jo mobilumu. Viršutiniame horizonte jis sulaikomas druskos plutoje. Koncentracija humuso horizonte paaiškinama dideliu humuso kiekiu, didele katijonų sugėrimo galia ir mažai judrių junginių su dirvožemio organinėmis medžiagomis susidarymu.

Atliekant modeliinius eksperimentus, kai 90 Sr įpilama į skirtingus augalijos induose esančius dirvožemius, nustatyta, kad jo migracijos greitis eksperimentinėmis sąlygomis didėja didėjant keičiamo kalcio kiekiui. Taip pat buvo pastebėtas 90 Sr migracijos gebėjimo padidėjimas dirvožemio profilyje kartu su kalcio kiekio padidėjimu. lauko sąlygomis. Stroncio-90 migracija taip pat didėja didėjant rūgštingumui ir organinių medžiagų kiekiui.

Miško augmenija vaidina svarbų vaidmenį 90Sr migracijoje. Intensyvių radioaktyvių kritulių laikotarpiais medžiai veikia kaip ekranas, ant kurio nusėda radioaktyvieji aerozoliai. Radionuklidai, sulaikyti lapų ir spyglių paviršiuje, patenka į dirvos paviršių su nukritusiais lapais ir spygliais. Miško paklotės ypatybės turi reikšmingą įtaką dėl stroncio-90 kiekio ir pasiskirstymo. Lapuočių vadose 90 Sr kiekis palaipsniui mažėja nuo viršutinio sluoksnio iki apačios, spygliuočių vadose reikšmingas radionuklido susikaupimas vyksta apatinėje humifikuotoje vados dalyje.

2 lentelė. Stroncio 90 susidarymas

Kai reaktoriuje šiluminiai neutronai dalijasi 235 U ir 239 Pu, susidaro 90 Sr, kurių išeiga yra 5,77 ir 2,25%. 1945-1980 metais branduolinio ginklo bandymų metu į atmosferą buvo išleisti nemaži 90 Sr (7,4 10 17 Bq) kiekiai. .

Išsiskyrę dauguma radionuklidų patenka į stratosferą (atmosferos sluoksnį, esantį 10-50 km aukštyje) ir ten išlieka daug mėnesių, lėtai nusileisdami ir pasklisdami po visą Žemės rutulio paviršių. 89 Sr pusinės eliminacijos laikas yra 50,5 dienos, o patekęs į stratosferą branduolinių sprogimų metu jis ten daugiausia suyra, nesukeldamas žemiečiams tokio didelio radiacinio pavojaus kaip 90 Sr ir 137 Cs, kurie iškritę teršia. Žemės paviršiuje daugelį metų.

Kita vertus, įvykus avarijoms branduoliniuose reaktoriuose, pavyzdžiui, Černobylio atominėje elektrinėje, kai sukauptas pusiausvyrinis aktyvumas 89 Sr yra 10 kartų didesnis nei 90 Sr aktyvumas, kuris dėl savo ilgo pusėjimo trukmės. , nespėja sukaupti per 2-3 reaktoriaus veikimo metus, situacija keičiasi. Iškart po Černobylio avarijos išsiskyrusių trumpaamžių radionuklidų 89 Sr aktyvumas buvo daug kartų didesnis nei 90 Sr arba 137 Cs.

Po branduolinių ginklų bandymų radioaktyviuosius nuosėdas daugiausia sudaro vandenyje tirpios ir jonais keičiamos 90 Sr formos, o po Černobylio avarijos 90 Sr dažnai nusėdo stabilių junginių pavidalu.

Atominės elektrinės veikimo metu į aplinką patekę 90 Sr, kaip ir 137 Cs, galiausiai susikaupia arba viršutiniai sluoksniai dirvožemiai antžeminėse sistemose arba natūralių vandens telkinių dugno nuosėdose. Šiuo atveju stroncis migruoja labai nedideliais atstumais, pavyzdžiui, 1 cm per kelerius metus.

Atliktas devintojo dešimtmečio pabaigoje. 1957 metais 90 Sr ir kitais atliekų sprogimo radionuklidais užterštų Kyštymų nesuartų vietovių tyrimai parodė, kad 90 Sr per šį laikotarpį pasiekė 15 cm gylį, vadinasi, jo migracijos greitis buvo 0,5 cm/g. Iš dirvožemio per šaknų sistema 90 Sr patenka į augalus ir yra grūduose, pupelėse, morkose ir kituose produktuose. Šis pašalinimas nustatomas pagal perdavimo koeficientą (TC), kuris priklauso nuo dirvožemio tipo ir aplinkos pH.

Siekiant sumažinti 90 Sr pašalinimą iš dirvos į augalus, naudojamas dirvos arimas ir tręšimas.

Veiksmingiausias yra gilus arimas, dėl kurio veikla užkasama žemiau sluoksniu, kuriame yra augalų šaknys. Pietų Uralo vietovėse, užterštose 90 Sr po avarijos Kyshtym mieste, geri rezultatai gauti ariant iki 50 cm gylio. Iš lentelės duomenų matyti, kad veiksminga priemonė, kartu su N, P ir K taikymu trąšų, kalkina dirvą.

3 lentelė. Kai kurios būdingos 90 Sr CP vertės nuo dirvožemio iki augalo (Bq kg-1 sausas pasėlis / Bq kg-1 sausas dirvožemis) (Paaiškinimas: CP nurodyta viršutiniam 20 cm gylio sluoksniui, o vertės Žolėms skiriamas viršutinio sluoksnio dirvožemio gylis 10 cm)

4 lentelė. Žemės ūkio atsakomųjų priemonių įtaka 90 Sr įsisavinimui pievų augalai netoli Gomelio (Baltarusija)

Radioaktyvusis stroncis į žmogaus organizmą patenka per virškinamąjį traktą, plaučius ir odą. Tirpieji stroncio junginiai gerai absorbuojami iš virškinamojo trakto, rezorbcijos reikšmė yra 0,1-0,6, o blogai tirpių junginių rezorbcija yra mažesnė nei 0,01. Stroncis greitai absorbuojamas iš plaučių. Praėjus 5 min. po 1,48 · 10 4 Bq/g intratrachėjos suleidimo plaučiuose lieka 33,3 % suleisto kiekio, po 24 valandų – 0,39 %. Kai stroncio izotopų užtepama ant odos 2,4 · 10 5 Bq/cm 2 kiekiu, aktyvumas nustatomas iškart po odos paviršiaus užteršimo.

Stroncio rezorbcijos metu iš virškinamojo trakto svarbi mityba, radionuklido cheminis junginys ir fiziologiniai veiksniai (amžius, laktacija ir nėštumas, mineralų apykaitos būklė, nervų ir endokrininės sistemos). Radionuklidų absorbcijos iš virškinamojo trakto kiekis mažėja senstant, didėjant kalcio ir fosforo kiekiui maiste bei vartojant dideles tiroksino dozes. Vartojant natrio alginatą 20 minučių prieš stroncio vartojimą, jo kiekis kraujyje sumažėja 8-10 kartų, o laktozės, lizino ir arginino, priešingai, stroncio absorbcijos iš virškinimo trakto kiekis padvigubėja.

Nepriklausomai nuo radioaktyvaus stroncio tirpių junginių patekimo į organizmą kelio ir dažnio, jis selektyviai kaupiasi skelete, o minkštuosiuose audiniuose pasilieka mažiau nei 1 proc. Į žmogaus organizmą į veną suleidus radioaktyvaus stroncio, po 100 dienų jame liks 20 % suleisto kiekio, beždžionėms – 47 %, triušiams – 7,5 %. Stroncio nuosėdų dalis skelete priklauso nuo jo patekimo kelio. Patekus į trachėją, nusėda 76%, įkvėpus - 31,6%, į pilvo ertmę - 81,2%, o per odą - tik 7? .

Eksperimentų su gyvūnais metu nustatyta, kad patelėms sušvirkštus į raumenis arba per burną radioaktyvaus stroncio. skirtingi terminai nėštumo, daugiausia (50-70) jo nusėdo vaisiuose paskutinėmis nėštumo dienomis. Radioaktyvaus stroncio pasiskirstymas skirtingose to paties kaulo dalyse ir skirtinguose kauluose yra netolygus. Stroncis nusėda tose kaulų vietose, kuriose yra didžiausia augimo zona, kur vyksta stipresnis kaulų formavimasis.

Atsižvelgdami į 90 Sr sulaikymo ir išskyrimo per inkstus funkciją, Abramovas ir Golutvina apskaičiavo šių radionuklidų dozę kaulų paviršiuje, vienkartiniu ir lėtiniu radionuklidų skyrimu 37 kBq per parą. Lentelėje matyti, kad vieną kartą vartojant stroncio radionuklidus, bendra dozė nuo 89 Sr po kelių šio nuklido pusėjimo trukmės praktiškai nepadidėja, o dozė nuo 90 Sr dėl mažų skilimo konstantų ir biologinio pašalinimo sumos, nuolat didėja.

5 lentelė. Apskaičiuota dozė kaulo paviršiuje vienkartinio ir lėtinio radionuklidų 89 Sr ir 90 Sr įvedimo į organizmą metu 37 kBq/d.

Laikas po vartojimo, dienos.	Dozė nuo 89 Sr, mSv	Dozė nuo 90 Sr, mSv
Viena administracija





Lėtinis administravimas

Buvo pasiūlytas su amžiumi susijęs stroncio ir kitų šarminių žemių elementų nusėdimo žmogaus kauluose modelis visame amžiaus intervale, pradedant nuo gimimo. Įrodyta, kad numatomos lygiavertės dozės kaulų čiulpai kai 90 Sr patenka į organizmą pirmaisiais mėnesiais po gimimo, tai yra eilės tvarka didesnis nei tada, kai patenka į suaugusio žmogaus organizmą.

Stroncis iš žmonių ir gyvūnų organizmo išsiskiria tiek su išmatomis, tiek su šlapimu. Vartojant per burną, didžioji dalis stroncio pašalinama su išmatomis. Per 8 dienas bendras 89 Sr išsiskiria 77,9%, iš kurių 5% yra su šlapimu.

Nustatyta keletas 90 Sr pusėjimo iš organizmo. Trumpas pusinės eliminacijos laikas (2,5–8,5 dienos) apibūdina stroncio pašalinimą iš minkštųjų audinių, ilgas laikotarpis (90–154 dienos) - daugiausia iš kaulų. Ilgai vartojant per burną arba parenteraliniu būdu į organizmą 90 Sr, pusinės eliminacijos laikas iš skeleto žymiai pailgėja, o pradinio trumpo pusinės eliminacijos periodo nėra arba jis labai trumpas. Žmonėms ir gyvūnams žindymo laikotarpiu vieną kartą išgėrus stroncio radionuklidų, esančių piene, iš suleisto radionuklido išsiskiria nuo 0,04 iki 4% 1 litre pieno; nuolat vartojant 90 Sr į organizmą su pienu, 1 litre išsiskiria 0,05–6,3%, palyginti su paros norma.

Paskyrus ūmiai veiksmingus 90 Sr kiekius, išsivysto tipinė ūminė radiacinė patologija. Yra ryškūs periferinio kraujo pokyčiai: leukopenija, limfopenija, neutropenija, retikulopenija. Pastebimi raudonojo kraujo pokyčiai, eritrocitų nusėdimo reakcijos pagreitėjimas, kraujo krešėjimo sulėtėjimas ir plazmos tūrio padidėjimas.

Šunims, kurie 3-3,5 metų ėdalu kasdien gavo 0,74 kBq/kg 90 Sr, buvo nustatyti angliavandenių apykaitos sutrikimai, kepenų ir inkstų sekrecinių ir šalinimo funkcijų pokyčiai. Mažesni 90 Sr (0,675 kBq/kg) kiekiai reikšmingų funkcinių pokyčių jų organizme nesukėlė, tačiau per 9-13 metų eksperimentinės grupės šunų nugaišo 80 proc., kontrolinės – 11 proc.

Ilgalaikis 90 Sr davimas šunims su maistu (0,74-0,074 kBq/kg) ir visos absorbuotos dozės susikaupimas skelete iki 3,6-9,0 Gy padidina gerybinių ir piktybinių minkštųjų audinių navikų atsiradimą. (3-5 kartus dažniau nei kontroliniai gyvūnai). Lėtinis 90 Sr skyrimas šiems gyvūnams (0,74 kBq/kg per dieną 3 metus), sukuriant audinių dozės galią skelete iki 1,5 Gy/g, gali sukelti leukemijos ir osteosarkomos išsivystymą. Ilgai vartojant 10 kartų mažesnius šio radionuklido kiekius (sugerta dozė skelete iki 0,5 Gy/g), pastebimi palikuonių vystymosi sutrikimai ir jų gyvybingumo mažėjimas.

90 Sr radioaktyvumą lemia jo dukra 90 Y, kuri nusėda oksalatų pavidalu. 90 Y išskiriamas iš maisto produktų ekstrahuojant metilfosfono rūgšties monoizooktilo esteriu. 90 Y ekstrahuojamas iš kaulinio audinio pelenų tributilo fosfatu. Aktyvumas matuojamas naudojant žemo fono sąranką. 89 Sr nustatymas maiste, augmenijoje ir kauliniame audinyje pagrįstas stroncio nusodinimu rūkstančia azoto rūgštimi, o po to matuojant aktyvumą. Jei radioaktyvieji stroncio izotopai liečiasi su atviromis odos vietomis, nukenksminimas atliekamas 5% pentacino tirpalu, 5% Na 2 (EDTA) tirpalu arba 2% druskos rūgšties tirpalu, taip pat ploviklio milteliais. . Jei stroncio radionuklidai patenka į virškinimo traktą, gerkite vaistą "Adsorbar" arba bario sulfatą (25 g su 200 ml vandens), natrio arba kalcio alginatą (15 g su 200 ml vandens) arba vaistą "Polysurmin" (4 g). su 200 ml vandens). Vartojami vėmimą mažinantys vaistai, atliekamas platus skrandžio plovimas. Išvalius skrandį, vėl įvedami adsorbentai su druskos vidurius laisvinančiais vaistais. Pažeidus dulkių produktus, gausiai plaunama nosiaryklė ir burnos ertmė, vartojami atsikosėjimą lengvinantys ir diuretikai.

Pagal NRB-99 leistina 90 Sr koncentracija darbo patalpų ore yra maždaug 24 kartus mažesnė nei 89 Sr, o tai rodo išskirtinį jo radiacinį pavojų. Gyventojams leistina 90 Sr koncentracija atmosferos ore yra reguliuojama (NRB-99) dydžiu, lygia 2,7 Bq/m 3, o tai viršija daugelio šio radionuklido išskyrimo ir radioaktyvumo matavimo metodų jautrumą.

6 lentelė - GWP, e, DOA darbo patalpų ore, priklausomai nuo šių izotopų 89 Sr ir 90 Sr, MSUA ir MZA cheminių junginių ir branduolinių fizikinių savybių darbo vietoje

7 lentelė. DOA ore, e, GWP su oru, vandeniu ir maistu radionuklidų 89 Sr ir 90 Sr bei angliavandenilių, aprūpinant gyventojus vandeniu

Tyrimais nustatyta, kad 80-90 % radionuklidų yra susitelkę aktyviojoje zonoje, kur yra didžioji dalis žemės ūkio augalų šaknų. Po Černobylio katastrofos nedirbamose žemėse beveik visi radionuklidai yra viršutinėje (iki 10-15 cm) humusingo horizonto dalyje, o ariamose dirvose radionuklidai pasiskirstę gana tolygiai per visą dirbamo sluoksnio gylį. Skaičiavimai rodo, kad artimiausiu metu savaiminis užterštų dirvožemių šaknų sluoksnio apsivalymas dėl vertikalios radionuklidų migracijos bus nežymus.

Tuo pačiu metu stebimi vietinės antrinės žemės ūkio paskirties dirvožemių užterštumo procesai dėl horizontalios radionuklidų migracijos dėl vėjo ir vandens erozijos. Cezio-137 kiekis ariamajame horizonte įvairių elementųŠlaitų žemių reljefas dėl vandens erozijos vienmečių pasėlių pasėliuose per devynerius metus buvo perskirstytas iki 1,5-3,0 karto.

Dirvožemio užterštumo ceziu-137 tankio padidėjimas akumuliacinėje zonoje (žemesnėse šlaitų ir įdubų dalyse), palyginti su išplovimo zona, vidutiniškai nuo 13 %, kai per metus išplaunama mažiau nei 5 t/ha, iki 75 % su išplovimu. 12-20 t/ha. Daugiamečių žolių pasėliuose kieto nuotėkio nepastebėta, reikšmingų dirvožemio užterštumo tankio skirtumų tarp šlaitų elementų nenustatyta. Dėl vėjo erozijos nusausintuose durpynuose ir smėlinguose dirvožemiuose, naudojamuose vienmečiams javams sėti, vietiniai ariamo horizonto užterštumo radioceziu tankio skirtumai siekė 1,5-2,0 karto. Tai pabrėžia būtinybę apsaugoti dirvožemį nuo vandens ir vėjo erozijos, o tai taip pat sumažina humuso sluoksnio praradimą ir sumažina produktų užteršimo tikimybę vietinėse žemės plotuose.

Panašūs dokumentai

Radionuklidų kaupimosi per augaliją ypatumai. Radionuklidų migracijos keliai į aplinką. Miško fitocenozių augalų radionuklidų kaupimasis. Išorinės apšvitos ir absorbuotų radionuklidų įtaka augalų gyvenimui.

kursinis darbas, pridėtas 2008-08-22

kursinis darbas, pridėtas 2011-11-03

Natūralios ekosistemos yra užterštos žmogaus sukurtais radionuklidais iš įvairių šaltinių: iš atmosferos – branduolinio ginklo bandymų rezultatas, nemažas kiekis radionuklidų į aplinką pateko dėl branduolinių įmonių veiklos.

santrauka, pridėta 2004-12-17

Radioaktyviosios taršos šaltiniai. Černobylio katastrofa ir jos pasekmės Baltarusijos Respublikos teritorijoje. Grybų radionuklidų kaupimosi ypatumai, jų klasifikacija pagal talpą. Radionuklidų kiekio grybuose mažinimas.

kursinis darbas, pridėtas 2008-08-22

Radiacinė sauga kaip svarbiausias medžiagos aplinkos saugos higienos kriterijus. Radionuklidų samprata, jų kiekis statybinėse medžiagose. Statybinių medžiagų charakteristikos pagal radionuklidų kiekį ir ekologiškumą.

santrauka, pridėta 2011-02-03

Radionuklidai yra nestabilūs elementai, kurių branduolinis skilimas vyksta gana dideliu intensyvumu. Radionuklidų koncentracija aplinkoje. Žemės ūkio veikla užterštose teritorijose. Radionuklidų įtaka organizmui.

pristatymas, pridėtas 2013-11-17

Sunkiųjų metalų samprata, jų biogeocheminės savybės ir atsiradimo aplinkoje formos. Sunkiųjų metalų mobilumas dirvožemyje. Sunkiųjų metalų reguliavimo rūšys dirvožemyje ir augaluose. Aerogeniniai ir vandeniliniai miestų dirvožemio taršos metodai.

kursinis darbas, pridėtas 2015-10-07

Urano-235 branduolio dalijimosi, veikiant šiluminiams neutronams, atradimo istorija. Radionuklidų susidarymo gamtoje charakteristikos ir priežastys. Natūralių branduolinių reaktorių samprata. Gręžimo gręžinių išdėstymo Bogombo lauke (Gabonas) analizė.

pristatymas, pridėtas 2014-10-02

Pavojingiausių aplinkos teršalų: sunkiųjų metalų, vaistai, mineralinės trąšos ir radionuklidai. Įvairių veiksnių įtakos žmogaus sveikatai ypatumai. Taršos kaupimosi ekosistemoje pavojus.

santrauka, pridėta 2015-04-17

Mikroelementų pasiskirstymo įvairaus tipo teritorijos kraštovaizdžiuose modelių aprašymas. Jų vyravimo arba trūkumo dirvožemyje ir augaluose nustatymas. Biologinio augalų tam tikrų cheminių elementų pasisavinimo iš dirvožemio charakteristikų analizė.

Planuoti teisingas naudojimas dirvose, užterštose stronciu-90, t.y., norint gauti tinkamą vartojimui derlių, reikėtų naudoti vieną iš esamų metodų, leidžiančių prognozuoti galimą stroncio-90 kiekį žemės ūkio augalų derliaus, kai jie auginami užterštose dirvose. Taikant toliau pateiktus metodus, reikia atsiminti, kad apskaičiuojant stroncio-90 kiekį dirvožemyje, atsižvelgiama ne į visą stroncio-90, bet | tik jo keičiama dalis, t.y. tirpus kiekis.

1. Skaičiavimas naudojant kaupimo koeficientą

Kaupimo koeficientas (AC) yra stroncio-90 kiekio augalinių produktų masės vienete ir izotopų kiekio dirvožemio masės vienete santykis:

KN = turinys stroncis-90 1 kg produkto / turinio. stroncio-90 1 kg dirvožemio

7 lentelė

Vidutinis pagrindinių kultūrų kaupimo koeficientas

Pastaba: daržovių kaupimo koeficientas yra pagrįstas šviežios masės svoriu; grūdams ir šienui – esant standartinei drėgmei.

Prognozuojant galimą stroncio-90 kiekį žemės ūkio produktuose, naudojant kaupimosi koeficientą, reikia nustatyti arba apskaičiuoti jo kiekį 1 kg ariamo dirvožemio sluoksnyje, o vėliau šią reikšmę padauginus iš kaupimosi koeficiento (7 lentelė). galimas izotopų kiekis 1 kg augalinių produktų .

Lentelėje 8 paveiksle pateikti skaičiavimo duomenys, naudojant galimo stroncio-90 kiekio (pikokurijais 1 kg produkto) pagrindiniuose žemės ūkio augaluose, kai dirvožemio užterštumo tankis yra 1 kiuri/km2 su keičiamu (tirpiu) stronciu-90, kaupimosi koeficientą. Esant didesniam ar mažesniam užterštumo tankiui, šioje lentelėje nurodytos reikšmės sumažėja arba padidėja atitinkamu skaičiumi.

8 lentelė

Kultūra	Velėniniai-podzoliniai dirvožemiai	Išplautas chernozemas
Smėlio priemolis	Lengva Priemolis	Vidutinis Priemolis	Sunkus Priemolis
Kviečiai (grūdai)	2310	1090	690	390	200
Bulvės (stiebagumbiai)	1150	560	330	190	100
Stalo runkeliai
(šakninė daržovė)	3960	1910	1120	660	330
Kopūstas (galva)	2970	1650	730	530	230
Agurkai (vaisiai)	1150	560	330	200	100
Pomidorai (vaisiai)	460	230	130	80	30
Dobilas (šienas)	66000	36300	36300	19800	6600
Timofejevka (šienas)	23100	11550	6600	3960	1980

Pastaba. Stroncio-90 kiekis daržovėse nurodomas šlapio svorio pagrindu

2. Skaičiavimas naudojant diskriminacijos koeficientą

Stroncis-90 patenka iš dirvožemio kartu su kalciu, o tarp jų augale gaunamas tam tikras santykis, kuris daugeliu atvejų yra mažesnis nei jų santykis dirvožemyje, t. y. stroncis, kaip taisyklė, į augalus patenka šiek tiek mažiau nei kalcio. Stroncio ir kalcio santykis bet kuriuose objektuose paprastai išreiškiamas vadinamaisiais stroncio vienetais (s.u.). Vieni. e. lygus stroncio-90 pikokuriams 1 g kalcio bet kuriame produkte ( 1 p. e. = 1 picocurie stroncio 90 / 1 g kalcio).

Priimamas stroncio vienetų augaluose ir stroncio vienetų dirvožemyje santykis| vadinamas diskriminacijos koeficientu (CD):

CD = s. e. gamykloje/-ėse. e. dirvožemyje

Vidutiniškai pagrindinių dirvožemių tipų centrinėje Europos Rusijos Federacijos zonoje diskriminacijos koeficientas gali būti lygus 0,9 vegetatyviniams organams ir 0,5 grūdams (9 lentelė).

9 lentelė

Vidutinis diskriminacijos koeficientas (CD)

Vidutiniškai pagrindinių dirvožemių tipų centrinėje Rusijos Europos teritorijos zonoje vegetatyvinių organų diskriminacijos koeficientas gali būti lygus 0,9, o grūdams - 0,5 (9 lentelė).

Stroncio-90 kiekis per s. e. dirvožemyje apskaičiuojamas taip: pagal radiometrinius matavimus dirvožemio radioaktyviosios taršos tankis ir atsižvelgiant į radioaktyviųjų nuosėdų tirpumo procentą, stroncio-90 kiekis kiuriuose 1 kg ariamos žemės. apskaičiuojamas dirvožemio sluoksnis. Tada nustatoma c reikšmė. e. dirvožemyje padalijus keičiamo stroncio-90 kiekį pCi 1 kg dirvožemio iš keičiamo kalcio kiekio gramais.

Lentelėje 10 lentelėje pateikti galimo stroncio kiekio (c.e.) pagrindiniuose žemės ūkio augaluose apskaičiavimai skirtingų tipų dirvožemiuose, kai dirvožemio užterštumo tankis stronciu-90 (keičiama forma) yra I curie/km2. Esant didesniam ar mažesniam dirvožemio užterštumo tankiui, lentelėje nurodytos vertės sumažinamos arba padidinamos atitinkamu skaičiumi.

10 lentelė

3. Skaičiavimas naudojant daigų metodą

Galimas stroncio-90 kaupimosi mastas galutiniame derliaus nuėmimo metu gali būti nustatytas tiesiogiai laboratorinėmis sąlygomis užterštoje dirvoje auginant 20 dienų amžiaus daigus, o vėliau išanalizavus juos stroncio kiekiui nustatyti. Radiostroncio kiekis daiguose dauginamas iš tam tikro koeficiento (11 lentelė) ir gaunamas galimas radiostroncio kiekis pasėlyje ant užterštos dirvos. Šis metodas reikalauja iš anksto nustatyti keičiamo stroncio-90 kiekį dirvožemyje.

11 lentelė

Stroncio-90 kaupimosi pasėlyje skaičiavimo koeficientai, atsižvelgiant į jo kiekį 20 dienų amžiaus sodinukuose

Dirva daigams auginti paimama mėgintuvu ariamo sluoksnio gylyje, gerai išmaišoma, paimama apie 200 g ir ant jos paruošiamos tiriamosios sėklos sėjai. Sėklų turi būti 1,5-2 g.Sulaukę 20 dienų daigai kruopščiai nupjaunami dirvos lygyje, lengvai nuplaunami parūgštintame vandenyje ir esamais metodais ištiriamas stroncio-90 kiekis.

6. Radiostroncio kaupimosi pasėlyje mažinimo priemonės

Radioaktyviųjų skilimo produktų, migruojančių biologinėmis mitybos grandinėmis, patekimą į žmogaus organizmą gali sumažinti tam tikras poveikis perėjimui iš vienos grandies į kitą. Matyt, didžiausia galimybė apriboti radioaktyviųjų medžiagų judėjimą į vėlesnes grandis slypi maisto grandinės dirvožemio-augalo grandyje.

Radioaktyviųjų skilimo produktų, ypač stroncio-90, kaupimąsi pasėliuose galima sumažinti naudojant įvairius agrocheminius, agrotechninius ir mechaninius metodus.

Ne černozemo zonos dirvožemiams, kuriuose yra didelė vandenilio jonų ir judriojo aliuminio koncentracija, dirvožemio kalkinimas yra perspektyvus. Rūgštinguose velėniniuose-podzoliniuose dirvožemiuose reikia naudoti padidintas kalkių dozes (1,5–2,0 hidrolizinio rūgštingumo dozės), todėl stroncio-90 kiekį augaluose galima sumažinti 2–5 kartus. Magnio skurdžiam dirvožemiui didžiausią poveikį turės dolomito miltai.

Stroncio-90 patekimą iš dirvožemio į augalus galima sumažinti į dirvą įmaišius organinių trąšų (durpių, humuso). Stroncio-90 kaupimosi mažinimo efektas naudojant organines trąšas bus ryškesnis priesmėlio dirvose, o silpnesnis vidutinio priemolio ir sunkaus priemolio dirvose. Todėl priesmėlio ir priemolio dirvose rekomenduojama naudoti durpes, humusą, tvenkinių dumblą, sapropelį.

Mineralinių trąšų naudojimas konkrečioje sistemoje įvairiems augalams gali būti vienas iš būdų sumažinti radioaktyviųjų stroncio ir cezio izotopų kiekį žemės ūkio produktuose. Pasėlių užterštumo dalijimosi produktais lygis naudojant trąšas gali būti sumažintas dėl daugelio priežasčių. Jie apima:

1) didinant derlių ir taip atskiedžiant stroncio-90 kiekį masės vienete, nes nustatyta, kad stroncio kaupimasis augaluose vyksta atvirkštinis ryšys dėl derliaus dydžio;

2) kalcio ir kalio kiekio padidėjimas dirvožemyje, pridedamas su trąšomis;

3) stroncio-90 fiksavimas dirvožemyje kartu nusodinant su fosfatais sistemingai tręšiant fosforo trąšomis. Tačiau kai kuriose dirvose tręšiant fiziologiškai rūgščiomis trąšomis, padidėja jų rūgštingumas, o tai gali padidinti skilimo produktų kaupimąsi augaluose. Azoto trąšos turėtų būti naudojamos tokiomis dozėmis, kurios gali užtikrinti didžiausią derliaus padidėjimą tam tikromis dirvožemio ir klimato sąlygomis.

Fosforo ir kalio trąšų reikėtų tręšti kiek didesnėmis dozėmis, nei augalams reikia šių maistinių medžiagų. Esant tokiam maistinių medžiagų santykiui, mineralinės trąšos gali būti veiksnys, mažinantis žemės ūkio pasėlių užterštumą. Kalio trąšos sumažina cezio-137 kaupimąsi pasėliuose tiek jam patekus į augalus iš dirvos, tiek per lapus.

Velėninėse-podzolinėse dirvose grūdinius augalus reikia išberti po 20-30 t/ha, o eilučių pasėlių dirvas organinių trąšų (mėšlo, durpių, komposto), kuriose nėra radioaktyviųjų medžiagų, tręšti po 40-60 t/ha. Durpės ant ribotas plotas daržovėms, ypač lengvose dirvose, galima išberti iki 100 t/ha. Kalkes ant priesmėlio ir lengvų dirvožemių reikia įberti 4-6 t/ha, o vidutinio ir sunkaus priemolio - iki 10 t/ha.

Lentelėje 12 lentelėje pateiktos rekomenduojamos kalkių, organinių ir mineralinių trąšų dozės, kurių įterpimas į stronciu-90 užterštą dirvą sumažins jo kiekį pasėlių derliaus apytiksliai 5 kartus, o lengvose priesmėlio ir priemolio dirvose - iki 10 kartų. .

Kultūros	Trąšos	Vienetas	Velėniniai-podzoliniai dirvožemiai	Miško stepių chernozemas
Smėlio priemolis	Plaučiai Loams	Vidutiniai ir sunkūs priemoliai
Grūdai	Kalkės Ekologiškas	T/ha Aktyvus ingredientas	6	6	10	—
Ankštiniai augalai	Kalkės Ekologiškas	T/ha Vaidyba Medžiagos	6	6	10	—
Bulvė	Kalkės Ekologiškas	T/ha Vaidyba Medžiagos	6	6	10	—
Kopūstai	Kalkės Ekologiškas	T/ha Vaidyba Medžiagos	6	6	10	—
Stalo runkeliai	Kalkės Ekologiškas	T/ha Vaidyba Medžiagos	6	6	10	—

Kaip jau minėta, jų persiskirstymas išilgai dirvožemio profilio mechaninio apdorojimo metu gali turėti didelės įtakos radionuklidų, patenkančių iš dirvožemio į augalus, kiekiui.

Tuo atveju, kai ūkyje yra didelis pievų plotas ir jos yra pagrindinis pašarų tiekėjas gyvuliams ganiavos laikotarpiu ir žiemą, siekiant žymiai sumažinti radioaktyviųjų medžiagų patekimą į pašarus, pievų apdorojimas. frezavimo staklėmis ar sunkiais diskiniais padargais, taip pat pievų arimas forminiais plūgais, po kurių sėjamos daugiametės žolės. Jei pritrūksta daugiamečių žolių sėklų, apdorotas pievas galima užsėti vienmečiais pašariniais augalais.

Radioaktyviosiomis medžiagomis užterštų pievų įtraukimas į pašarų sėjomainas gali būti visiškai pateisinamas, nes tokių sėjomainų sistemoje numatytas pakartotinis dirvos įdirbimas, kai radioaktyviosios medžiagos juda su dirvožemiu ir yra tvirčiau, palyginti su velėna, absorbuojamos jos mineraliniais komponentais. pievose. Be to, sėjomainoje galima atrinkti pasėlius sėjai, kurie yra santykinai maži dydžiai kaupia radioaktyvius skilimo produktus.

Radioaktyviosiomis medžiagomis užteršto dirvožemio nukenksminimo požiūriu ypač svarbu laiku nuimti augalus, ant kurių radionuklidai pirmiausia nusėda prasiskverbdami per radioaktyvųjį debesį.

Agronominė trąšų reikšmė radioaktyviomis sąlygomis

tarša nesikeičia, tačiau jie įgyja naujų, papildomų

kokybės. Nustatyta, kad trąšos gali padėti sumažinti radioaktyviųjų medžiagų kiekį iš dirvožemio į augalus ir paskatinti atskirų nuklidų įsisavinimą augalų šaknimis.

Radionuklidų kaupimasis žemės ūkio augalų pasėliuose labai skiriasi priklausomai nuo sąlygų, kurios gali susidaryti natūralioje aplinkoje. Yra žinoma, kad esant vienodam radioaktyviosios taršos lygiui skirtinguose dirvožemiuose, nuklidų patekimas į augalus ir jų kaupimasis pasėlyje skirsis. Taip yra dėl daugelio veiksnių: mechaninės ir mineraloginės dirvožemio sudėties, keičiamų katijonų buvimo sugeriančiame komplekse, dirvožemio tirpalo rūgštingumo, organinių medžiagų kiekio ir biologinės savybės augalai, augantys užterštose vietose.

Mineralinių trąšų įterpimo į natūralias pievas, esančias ant chernozem dirvožemiai, parodė, kad jie negali būti laikomi priemone, ribojančia radiostroncio patekimą iš dirvožemio į augalus. Tačiau ariant 25 cm gyliu ir sėjant daugiametes žoles, superfosfato pridėjimas gali turėti teigiamos įtakos radiostroncio patekimui iš ariamos dirvos sluoksnio į augalus sumažinti. Akivaizdu, kad azotas gali paskatinti stroncio-90 patekimą į augalus.

Turimais duomenimis, iš rūgščių dirvožemių radiostroncio ir radiocezio patenka į augalus didesniais kiekiais, palyginti su neutraliais dirvožemiais. Šiuo atžvilgiu agronominėje praktikoje plačiai žinomas metodas – rūgščių dirvožemių kalkinimas – ne tik sukuria sąlygas geresnis augimas augalai, bet taip pat yra priemonė žymiai sumažinti augalų radionuklidų absorbciją iš dirvožemio.

Kalio druskos turi didelę įtaką cezio-137 perkėlimui iš dirvožemio į augalus.

Organinių trąšų įterpimas į dirvą dažniausiai sumažina stroncio-90, cezio-137, cerio-144 ir rutenio-106 pasiūlą augalams, o didžiausio poveikio galima tikėtis lengvos mechaninės sudėties dirvose. Radionuklidų kaupimąsi ypač smarkiai sumažina velėniniuose-podzoliniuose dirvožemiuose kartu tręšiant organines ir kalkingas trąšas, kurios atsiranda per eilę metų. Šis įvykis turėtų būti laikomas vienu efektyviausių tarp kitų agrotechnikų, kuriomis siekiama sumažinti radionuklidų srautą iš dirvožemio į augalus ir tuo pačiu padidinti žemės ūkio augalų derlių.

Ūkininkaujant radioaktyviosiomis medžiagomis užterštose žemėse, reikia laikytis vietinių trąšų naudojimo taisyklių, kurios pačios gali tapti aktyvios dirvos ir augalų taršos šaltiniu. Mėšlas, kompostas ir pelenai, gauti iš vietovių, kuriose yra didelis užterštumo tankis, neturėtų būti naudojami laukuose, kuriuose yra mažas radioaktyvumas. Šios trąšos turėtų būti tręšiamos tik didesnio užterštumo laukuose pramoniniams augalams. Esant vienodam žemės užterštumo tankiui, natūraliose pievose gautomis organinėmis trąšomis ariamoji žemė neturėtų būti tręšiama, nes tai neišvengiamai padidins ariamųjų žemių taršą radionuklidais. Radioaktyviosiomis medžiagomis užterštos organinės trąšos neturėtų būti tręšiamos daržovių ir bulvių sėjomainų laukuose, nes gaunami produktai patenka tiesiai į žmonių maistą.

Be kitų agronominių ir kultūrinių priemonių, kuriomis siekiama sumažinti radioaktyviųjų medžiagų patekimą į pievų augalus ir išvengti radionuklidų iš dirvos paviršiaus patekimo į gyvulius ganymo metu, plonu durpių, molio ar kitų neužterštos medžiagos sluoksniu būdas. su radioaktyviosiomis medžiagomis į pievų paviršių nusipelno dėmesio.

Kaip jau minėta, radioaktyvieji skilimo produktai yra absorbuojami įvairių tipų nevienodo intensyvumo augalai. Šiuo atveju stebima tiesioginė koreliacija tarp kalcio ir radiostroncio absorbcijos augaluose, taip pat tarp kalio ir radiocezio. Kalcifiliniai augalai, tokie kaip dobilai, liucerna, vikiai, žirniai ir kiti ankštiniai augalai, dažniausiai intensyviai pasisavina radiostroncį ir didelius kiekius kaupia vegetatyviniuose organuose. Javų pasėliuose, kurie kalcį pasisavina palyginti mažais kiekiais, radiostroncio kaupiasi mažai. Radioaktyviųjų dalijimosi produktų pasiskirstymas įvairių kultūrų derliaus ekonominėje dalyje pagal produkto masės vienetą skiriasi dydžiu ir daugiau (13 lentelė).

13 lentelė

Įvairių augalų stroncio-90 kaupimasis, palyginti su stroncio-90 kiekiu motiejukų žolėje (%)

Santykinai mažas stroncio-90 kaupimasis būdingas ankštinių ir javų grūdams, gumbams ir šakniavaisiams. Augalų, ypač ankštinių, vegetatyviniai organai išsiskiria didele radionuklidų koncentracija.

Skaičiuojant stroncio-90 kiekį pasėlyje pagal kalcį (stroncio vienetus), pastebimas reikšmingas atskirų pasėlių užterštumo kiekis ir ūkinė pasėlių dalis. Pavyzdžiui, ankštinių augalų vegetatyviniai organai atsiduria palankesnėje padėtyje nei pievinių motiejukų, o bulvių gumbai ir burokėliai yra lygioje padėtyje su pieviniais motiejukais, o skyrėsi tik avižų ir žirnių grūdai. mažiausias turinys stroncio-90 1 g kalcio.

13 lentelėje pateiktos medžiagos atspindi kai kuriuos stroncio-90 kaupimosi įvairiose žemės ūkio kultūrose modelius.

Visiškai akivaizdu, kad tinkamai parinkus pasėlius ir jų veisles, taip pat naudojant tam tikrą pasėlių dalį, galima apriboti radioaktyviųjų medžiagų patekimą į ūkinių gyvūnų ir žmonių mitybą.

7. Radionuklidų elgsena aplinkoje

7.1. Radionuklidų migracija biosferoje ir sferoje

Žemės ūkio gamyba

7.2. Radionuklidų elgsena dirvožemyje

7.3. Radionuklidų patekimas į augalus

7.4. Radionuklidų kaupimasis dėl miško fitocenozių augmenijos

7.5. Radionuklidų patekimo į gyvūnų ir paukščių organizmą keliai ir pasiskirstymo ypatumai

7.6. Radionuklidų perkėlimas iš pašarų į pieną ir mėsą

Galvijai, Bq/kg

Dieta gyvulininkystės produktams (% 1 kg produkto)

8. Agropramoninė gamyba radioaktyviosios taršos sąlygomis

8.1. Bendrieji agropramoninės gamybos organizavimo principai

8.2. Priemonės radionuklidų kiekiui augalininkystės produktuose mažinti

8.2.1. Žemės ūkio paskirties žemės inventorizacija

Pagal radionuklidų užterštumo tankį

8.2.2. Radionuklidų kiekio pasėliuose prognozė

8.2.3. Dirvožemio užterštumo tankio apribojimai auginant įvairius augalus

Dirvožemių aprūpinimas keičiamu kaliu, Ci/km2

8.2.4. Dirvožemio apdorojimo sistema radioaktyviosios taršos sąlygomis

8.2.5. Pasėlių ir veislių atrankos principai

8.2.6. Trąšų įterpimas, rūgščių dirvų kalkinimas

Radionuklidai žemėje

Augalai su mikroelementais

Radionuklidai žemėje

8.2.7. Apsaugos priemonių naudojimo radioaktyviosios taršos sąlygomis ypatumai

8.2.8. Augalininkystės produktų perdirbimo technologiniai metodai, kuriais siekiama sumažinti juose esančių radionuklidų kiekį

Užterštos radioaktyviosiomis medžiagomis

8.2.9. Šieno ir ganyklų naudojimo ypatumai

8.3. Radionuklidų kiekio gyvulininkystės produktuose mažinimo priemonės

8.4. Gamtinės aplinkos ir žemės ūkio produktų radiacinė stebėsena

8.5. Radiacinė sauga atliekant žemės ūkio darbus

Išvada

Respublikonams priimtini lygiai

Radionuklidų Cs-137 ir Sr-90 kiekis in

Maisto produktai ir geriamasis vanduo (rdu-99)

Standartizuotos vertės: Cs-137

Respublikiniai leistini cezio-137 ir stroncio-90 radionuklidų kiekiai žemės ūkio žaliavose ir pašaruose (rdu-99)

Perkelkite Cs-137 koeficientus (nCi/kg:Ci/km2 arba Bq/kg:kBq/m2) į augalininkystę, priklausomai nuo keičiamo kalio kiekio velėniniuose-podzoliniuose dirvožemiuose

Perkelkite Cs-137 koeficientus (nCi/kg:Ci/km2 arba Bq/kg:kBq/m2) į augalininkystę, priklausomai nuo keičiamo kalio kiekio durpynų dirvose.

Perkelkite Sr-90 Ci/kg:Ci/km2 arba Bq/kg:kBq/m2) koeficientus į augalininkystę, priklausomai nuo velėninių-podzolinių dirvožemių rūgštingumo laipsnio.

Perkelkite Sr-90 koeficientus (nCi/kg:Ci/km2 arba Bq/kg:kBq/m2) į augalininkystę priklausomai nuo durpynų dirvožemių rūgštingumo laipsnio.

7 priedas Rekomenduojamos augalų apsaugos sistemos radioaktyviosios taršos zonose

Literatūra

7.3. Radionuklidų patekimas į augalus

Yra žinoma, kad tokie radionuklidų kiekiai gali kauptis augaluose, jų nepažeisdami ir nesumažindami produktyvumo, todėl augalininkystės produktai tampa netinkami naudoti. Radionuklidai į augalus gali patekti per vegetatyvinius organus – oro patekimo keliu ir per šaknų sistemą – šaknų patekimo keliu. Iš oro patekimas yra svarbiausias radioaktyviosios taršos metu oro aplinka iš karto po radiacijos incidento. Kai radionuklidai patenka į dirvą, vyrauja šaknų patekimo kelias.

Oro užteršimo metu radioaktyvūs aerozoliai, išsilydusios silikatinės ir karbonatinės dirvožemio dalelės, kuro dalelės ir labai radioaktyvios „karštos“ dalelės, kurios yra „sauso“ ir „šlapio“ nuosėdų dalis, nusėda ant augalų antžeminių organų. Ant augalų nusėdę radioaktyvieji iškritimai žeminiuose organuose fiksuojami silpnai, nes kartu su nusėdimu atsiranda radioaktyvumo nuostoliai lauke. Radioaktyviųjų iškritų sulaikymo augmenijoje laipsnis vertinamas pirminio sulaikymo verte, kuri išreiškiama ant augalų nusėdusių radioaktyviųjų dalelių skaičiaus ir bendro radioaktyviųjų dalelių, nusėdusių tam tikrame plote, skaičiaus santykiu.

Pirminis sulaikymas ir vėlesnis radioaktyvumo praradimas priklauso nuo daugelio veiksnių, įskaitant dalelių dydį ir kritulių tipą, sulaikymo paviršiaus plotą ir augmenijos tankį, augalų morfologiją ir žolės tipą, žemės masės derlių, oro sąlygas radioaktyvaus iškritimo metu ir po jo ir kt.

Didžiausi radioaktyvumo nuostoliai vėjuotu ir lietingu oru. Mažos dalelės ir vandenyje tirpios formos fiksuojamos 4-7 kartus tvirčiau nei didelės ir kietos netirpios dalelės. Augalų radioaktyvumo nuostoliai dėl visų veiksnių, išskyrus radioaktyvųjį skilimą, vadinami radioaktyvumo nuostoliais lauke. Radioaktyviųjų medžiagų pasišalinimo iš augmenijos greitis apibūdina pusės nuostolių laikotarpį, t.y. laikas, per kurį 50% veiklos nuplauna lietus ir nupučia vėjas. Didžiausias radioaktyvumo praradimas atsiranda per pirmąsias 2–3 dienas, o vos per 7 dienas sumažėja 70–90%. Fiksuotų radionuklidų nuostoliai mažai priklauso nuo oro sąlygų ir yra nulemti radionuklidų savybių bei augalų biologinių savybių. Silpnai fiksuotos jodo-131 frakcijos pusinės praradimo laikotarpis yra 14 dienų, cezio-137 - 14 dienų, stroncio-90 - 5 dienos, o tvirtai fiksuotos šių radionuklidų frakcijos - 27, 90 ir 70 dienų. , atitinkamai.

Lapų paviršiuje radionuklidai gali būti laisvi arba sorbuoti. Sorbcija priklauso nuo oro ir lapų temperatūros ir drėgmės, lapų morfologijos, druskų sudėties ir kritulių rūgštingumo, radionuklido tipo ir formos.

Pagrindiniai radionuklidų patekimo iš oro mechanizmai yra jonų mainų reakcijos ir difuzija. Vandenyje tirpios formos su vandeniu per citoplazmą patenka į pagrindinio audinio ląsteles, per ląstelių sieneles ir tarpląstelinius tarpus, per ląsteles, esančias virš venų paviršiaus, per stomatas. Kuo storesnė odelė, tuo silpnesnės difuzijos ir jonų mainų reakcijos. Įėjimas per stomas padidėja šviesoje, kai jie atsidaro kvėpavimo metu. Natūralių pievų cenozių augalijoje radionuklidai susilaiko apatinėje augalų dalyje ir viršutiniame velėnos sluoksnyje. Čia per stiebo pagrindą ir per paviršines šaknis patenka papildomi radionuklidai, todėl natūralių pievų augalija radionuklidais yra labiau užteršta nei dirbamų pašarų žemių augalija.

Įsiskverbę į lapus, dalis radionuklidų lieka lapuose, o dalis pernešama visame augale ir susitelkia kituose organuose. Radionuklidų judėjimas per gamyklą priklauso nuo radionuklidų fizikinių ir cheminių savybių ir, kiek mažiau, nuo augalų biologinių savybių. Aktyviausiai per augalą juda radiocezis, kuris yra kalio analogas, o lapuose nedideliais kiekiais koncentruojasi stroncis, rutenis ir ceris. Šių radionuklidų pernešimas iš lapų į generatyvinius organus yra dešimtis kartų mažesnis nei cezio.

Radionuklidai, nusėdę ant dirvožemio kaip įvairių nuosėdų dalis, gali būti pakelti vėjo ar lietaus ir nusodinti ant augmenijos. Šis reiškinys vadinamas antrine radioaktyviąja augalų tarša, kurios intensyvumas apskaičiuojamas pagal vėjo keliamo koeficiento vertę, apibrėžiamą kaip radionuklido koncentracijos ore 1 m aukštyje ir paviršiaus užterštumo tankio santykį. dirvožemis. Jo vertė daugiausia priklauso nuo atmosferos savybių (tankio, turbulencijos, temperatūros, slėgio, drėgmės, oro judėjimo virš dirvos paviršiaus greičio), nuo dirvožemio savybių (dalelių dydžio ir mineraloginės sudėties, drėgmės, tankio, struktūros). ), apie žmogaus ūkinę veiklą (žemės dirbimą, gyvulių ganymą, automobilių eismą), taip pat dėl topografijos ir augalijos tipo. Antrinė augalijos tarša atsiranda dulkių audrų metu, deginant durpynus, miškus ir deginant likučius po kirtimo.

Be vėjo pernešimo, antrinės taršos priežastis gali būti purvo aptaškymas ant apatinių augalų dalių smarkių liūčių metu. Maksimalus aukštis Dalelių pakilimas nuo žemės siekia apie 40 cm, todėl tokia tarša didžiausia žemaūgių augalų rūšims. Antrinės taršos indėlis į bendrą taršą gali būti 30% ir daugiau. Reikšmingas antrinis komercinės daržovių ir lapinių augalų dalies užterštumas radionuklidais atsiranda vaisių ir lapų formavimosi ir augimo laikotarpiu, javų pasėliuose – skilimo, žydėjimo ir pieninės brandos fazėse. Ankštinių ir kryžmažiedžių augalų grūdai, kukurūzai, praktiškai nėra užteršti, nes juos saugo pupelių lapai, ankštys ir lapai, taip pat dirvožemio saugomi gumbai ir šakniavaisiai.

Radionuklidų įsisavinimo augalų šaknimis mechanizmas yra panašus į pagrindinių maistinių medžiagų įsisavinimą. Pagrindiniai radionuklidų asimiliacijos mechanizmai yra jonų mainų reakcijos ir difuzija. Pagrindinis skirtumas yra tas, kad radionuklidai dirvožemyje randami itin mažomis koncentracijomis, o maisto medžiagų – didesnėmis. Pagrindinį radionuklidų kiekį šaknys ištraukia iš dirvožemio tirpalo, taip pat iš dirvožemį sugeriančio komplekso, su kurio dalelėmis glaudžiai liečiasi šaknų plaukeliai, arba šaknų sugerties zona. Jonų įsisavinimas iš šaknų ir jų judėjimas aukštyn augalu vyksta trimis etapais. Pirmajame etape jonus adsorbuoja sugeriančių šaknų ląstelių membranos. Adsorbcija yra keičiama ir nekeičiama. Keičiamieji augalų jonai yra H + ir CO 3 2-, kurie susidaro disociuojant kvėpuojant išsiskiriančiam anglies dioksidui. H+ jonas iš citoplazmos praeina per membraną su šaknų išskyromis ir dažniausiai keičiasi su vienavalenčiais dirvožemio tirpalo jonais ir dalelėmis, kuriose gali būti radionuklidų. Dėl šio mainų radionuklidų jonai patenka į šaknų plaukų ląstelių citoplazmą. Cezio-137 ir stroncio-90 patekimo į augalų šaknų sistemą mechanizmas iki galo neištirtas. Pirmajame radionuklidų asimiliacijos etape svarbų vaidmenį vaidina šaknų katijonų mainų pajėgumas, t.y. keičiamų katijonų kiekis, kuris priklauso nuo pektino ir baltyminių medžiagų kiekio šaknies ląstelės membranoje. Augalų rūšys, turinčios didelę šaknų katijonų mainų galią, sugeria daugiau kalcio katijonų iš dirvožemio tirpalo nei kitų vienavalenčių elementų katijonai. Javų pasėliuose šaknų katijonų apykaitos pajėgumas yra 10–23 mekv/100 g sausų šaknų, ankštiniuose - 40–60 mEq/100 g sausų šaknų. Tai gali paaiškinti padidėjusį ankštinių augalų gebėjimą kaupti kalcį ir jo cheminį analogą stroncį. Yra tiesioginis ryšys tarp cezio-137 suvartojimo greičio ir šaknų katijonų mainų vertės. Pavyzdžiui, į tiriamąjį tirpalą įdėjus kalio ir kalcio jonų, dėl jos prisotinimo šiais katijonais gali padidėti ląstelių sienelių katijonų mainų talpa, todėl cezio ir stroncio jonų adsorbcija ant ląstelių sienelių praktiškai nevyksta. Esant didelei kalio koncentracijai tirpale, kalio jonai daugiausia patenka kalio kanalais, todėl cezio srautas gerokai sumažėja, t.y. cezis skiriasi nuo kalio. Visuose pasėliuose dėl keičiamo kalio trūkumo dirvožemyje cezio kaupimosi koeficientas padidėja miežiuose iki 20 kartų, rugiuose – iki 30, o kviečiuose – iki 40 kartų. Kai tiekiamas stroncis, kalcis praktiškai nėra diskriminuojamas. Yra žinoma, kad kalio jonų trūkumas tirpale taip pat padidina stroncio patekimą į šaknis. Į augalų šaknis patenka daugiau cezio nei stroncio. Nustatyta, kad stabilių ir radioaktyvių elementų jonai gali reaguoti su membranos komponentais, sudarydami įvairius junginius. Surištoje būsenoje, kaip dalis šių junginių, vadinamų nešančiomis medžiagomis, jonai patenka į citoplazmą, kur kompleksas suyra, sudarydamas joną ir nešiklį. Jonas toliau migruoja visame augale ir yra įtrauktas į medžiagų apykaitą. Nešančioji medžiaga grįžta į membraną ir prijungia naują joną. Antrajame etape jonai prasiskverbia į laidžius audinius, t.y. tracheidų ir ksilemų kraujagyslės. Trečiajame etape jonai juda aukštyn per ksilemo indus su ksilemo sultimis į žemės organų ląsteles ir audinius. Ksilemo sulos sudėtis apima vandenį, organines ir neorganines medžiagas, maistines medžiagas ir kitus junginius. Ksilemo sultys juda visame augale per šaknų spaudimą ir transpiraciją. Transpiracijos metu vanduo išgaruoja, o visos medžiagos, įskaitant radionuklidus, lieka sausumos organų ląstelėse ir audiniuose. Radionuklidų judėjimo per gamyklą greitis priklauso nuo transpiracijos intensyvumo. Karštu ir sausu oru padidėja transpiracija, todėl antžeminėse augalų dalyse gali padidėti radionuklidų kiekis. Jonų mainai tarp šaknų plaukų ląstelių membranos ir dirvožemio dalelių yra sunkesni nei jonų mainai iš dirvožemio tirpalo. Kai radionuklidų koncentracija dirvožemyje maža, jie patenka į augalus dėl jonų mainų reakcijų. Esant didelei radionuklidų koncentracijai dirvožemyje, pagrindinis patekimo mechanizmas yra difuzija, todėl radionuklidų patekimas gali gerokai padidėti.

Cezis, kaip monovalentinis elementas, pašalinamas iš šaknų greičiau nei stroncis, kuris šaknyse gali susijungti į sunkiai judančias formas. Taigi radionuklidai augalų organuose pasiskirsto netolygiai. Pagrindinis radionuklidų kiekis telkiasi šaknyse. Pasiskirstymas sausumos augalų organuose yra netolygus. Pavyzdžiui, brandžiuose pupiniuose augaluose Sr-90 pasiskirsto taip: lapuose 53-68%, stiebuose 15-28%, pupelių vožtuvuose 12-25% ir grūduose 7-14%.

Radionuklidų patekimui iš dirvožemio į augalus įvertinti naudojami įvairūs rodikliai. Dažniausiai naudojami pereinamieji koeficientai (Kp), taip pat kaupimo koeficientai arba koncentracijos koeficientai (Kn). Perskaičiavimo kursas– radionuklidų kiekio augalo masėje ir dirvožemio paviršiaus aktyvumo santykis, kaupimosi koeficientas – radionuklidų kiekio augalo masėje ir radionuklidų kiekio dirvožemyje santykis. Sr-90 kaupimosi koeficientas įvairiuose pasėliuose svyruoja nuo 0,02 iki 12, Cs-137 - nuo 0,02 iki 1,1.

Kartais naudojamas biologinis sugerties koeficientas, kuris parodo radionuklidų koncentracijos augalų pelenuose ir radionuklidų koncentracijos dirvožemyje santykį. Radionuklidų migracijos greitis dirvožemio–augalo grandinėje priklauso nuo jų izotopinių ir neizotopinių nešėjų kiekio. Neizotopinių nešėjų koncentracija dirvožemyje yra daug didesnė nei izotopinių nešėjų. Norint įvertinti radioaktyvaus elemento pernešimą, palyginti su jo stabiliu nešikliu radioekologinėse grandinėse, naudojamas diskriminacijos koeficientas, parodantis radionuklido ir jo cheminio analogo santykio pokytį migruojant per biologines grandines, kuris nustatomas pagal formulę:

kur C yra cezio-137 arba kalio koncentracija dirvožemyje ir augale.

Cezio ir kalio atskyrimas reikšmingiausias dirvožemio-augalo grandinėje, stroncio ir kalcio atžvilgiu – maisto-gyvūnų grandinėje.

Radionuklidų susikaupimo kiekis priklauso nuo šių pagrindinių rodiklių: 1) radionuklidų savybių ir jų formų dirvožemyje; 2) fizikinius ir cheminius dirvožemio parametrus; 3) augalų biologinės savybės; 4) žemės ūkio auginimo technika; 5) oro ir klimato sąlygos.

Radionuklidų įsisavinimą ir pasiskirstymą visame augale lemia jų savybės ir dalyvavimas medžiagų apykaitos procesuose. Iš vandeninio tirpalo vienvalenčių radionuklidų jonai absorbuojami intensyviau nei dvivalenčių ir trivalenčių radionuklidų jonai. Yra žinoma, kad 60 Co, 106 Ru ir 144 Ce absorbuojami 10 kartų mažiau nei cezis ir stroncis. Iš dirvožemio dalelių monovalenčiai jonai yra šiek tiek absorbuojami, nes jie yra tvirčiau pritvirtinti. Kai gaunamas iš vandeninio tirpalo, Cs-137 kaupimosi koeficientas yra žymiai didesnis nei Sr-90. Atvykus iš dirvožemį sugeriančio komplekso, cezio-137 kaupimosi koeficientas yra daug mažesnis nei stroncio-90. Taip yra dėl stipresnės cezio-137 sorbcijos dirvožemį sugeriančio komplekso mineralinės dalies. Žemo valentingumo jonai į antžeminę augalų dalį pernešami aktyviau ir didesniais kiekiais nei didelio valentingumo jonai, kurių šaknyse susikaupę iki 90-99%. Iš cezio-137 ir stroncio-90, patekusių į šaknis, 20-40% lieka šaknyse, o 60-80% pereina į žemės organus, kur pasiskirsto netolygiai. Buvo rasta panašumų, susijusių su cezio-137 ir kalio, stroncio-90 ir kalcio, taip pat radiocezio ir stabiliojo cezio, radiostroncio ir stabiliojo stroncio absorbcija ir judėjimu per augalą. Skirtumas atsiranda dėl skirtingų radionuklidų atsiradimo dirvožemyje formų. Dauguma sukelto aktyvumo radionuklidų yra biologiškai svarbūs mikroelementai, kurie daugiausia kaupiasi šaknyse, išskyrus 65 Zn ir 54 Mn, kurie kaupiasi antžeminėse dalyse ir reprodukciniai organai, kur Kn pagal pasėlius skiriasi iki 10 kartų. Transurano radionuklidai turi labai mažus kaupimosi koeficientus (n · 10 -2 – 10 -10), nes jie turi ribotą patekimą į šaknis ir perneša iš jų į vegetatyvinius organus. Kaupimas mažėja eilėje: neptūnas > americis > kurijus > plutonis.

Radionuklidų įsisavinimas priklauso nuo buvimo dirvoje laiko ir formų, nuo turimų formų koncentracijos šaknies sluoksnyje. Po Černobylio avarijos intensyviausias cezio tiekimas įvyko per pirmuosius 2 metus. Iki 5 metų pabaigos keičiamo cezio kiekis dirvožemyje sumažėjo 3 ir daugiau kartų ir pasiekė stacionarų lygį. Taigi laikui bėgant mažėja augalams prieinamų cezio-137 formų kiekis ir mažėja jo patekimas į augalus. Stroncio-90 mobilumas ir prieinamumas laikui bėgant praktiškai nekinta, todėl jis yra vandenyje tirpių ir keičiamų formų, kurios yra lengvai prieinamos šaknims.

Iš dirvožemio savybių didžiausią įtaką daro granulometrinė ir mineraloginė sudėtis, agrocheminiai dirvožemio parametrai ir dirvožemio drėgmės režimas. Dalelių dydžio pasiskirstymas turi įtakos radionuklidų sorbcijai, kuri priklauso nuo dalelių sklaidos laipsnio. Kuo daugiau molio dalelių dirvožemyje, tuo stipresnė radionuklidų sorbcija ir mažesni augalų radionuklidų kaupimosi koeficientai. Sunkios granuliometrinės sudėties dirvožemiuose, kuriuose yra daug molio, radionuklidai kaupiasi augaluose mažesniais kiekiais nei lengvuose dirvožemiuose. Didžiausią įtaką radionuklidų kaupimuisi daro dumblinė frakcija, kurioje yra montmorilonito grupės molio mineralai, hidromikai ir žėručiai. Priklausomai nuo grunto tipo, esant vienodam užterštumo Cs-137 ir Sr-90 tankiui, šių radionuklidų proporcingumo koeficientai gali skirtis iki 2 ir daugiau kartų. Pavyzdžiui, bulvių cezio-137 koeficientas velėninėje-podzolinėje priesmėlio dirvoje yra 0,08, o velėniniame-podzoliniame priemolio dirvožemyje - 0,03. Stroncio-90 proporcingumo koeficientai šiuose dirvožemiuose yra atitinkamai 0,33 ir 0,17. Radionuklidų kaupimosi koeficientai skirtingų tipų dirvožemiuose, kurių paviršiaus užterštumas yra vienodas, gali skirtis 10–20 kartų, o kartais ir iki 100 kartų. Cezis-137 yra mažiau prieinamas augalams, o tai siejama su jo nekeičiama sorbcija molio mineralų kristalinėse gardelėse. Černozemo dirvožemiuose cezio-137 ir stroncio-90 kaupimosi koeficientai yra atitinkamai 20 ir 10 kartų mažesni nei velėniniuose-podzoliniuose dirvožemiuose. Taip yra dėl to, kad chernozemai turi turtingą dirvožemį sugeriantį kompleksą, prisotintą fizinio molio, dumblo, humuso ir keičiamų katijonų, o tai užtikrina aukštą šio dirvožemio sugeriamumą, taigi ir mažesnį radionuklidų patekimą į augalus. Sunkesnėse dirvose Sr-90 kaupiasi augaluose 5–10 kartų intensyviau nei Cs-137. Polesėje vyrauja lengvi priesmėlio velėniniai-podzoliniai ir durpyniniai dirvožemiai. Čia cezio-137 pernešimo į augalus greičiai yra 4–5 kartus didesni nei kituose Baltarusijos regionuose. Cs-137 ir Sr-90 kaupimasis tų pačių pasėlių augaluose čia praktiškai nesiskiria, t.y. Cezio-137 CP yra maždaug lygus stroncio-90 CP, nes esant molio mineralų trūkumui, šiuose dirvožemiuose Cs-137 randama vandenyje tirpaus ir keičiamo pavidalo Radionuklidų kaupimasis durpyne dirvožemiai priklauso nuo dirvožemio įdirbimo, dirvožemio pelenų mineralizacijos ir sudėties bei durpių sluoksnio storio., durpes formuojančių augalų botaninės sudėties, dirvožemio tirpalo rūgštingumo ir keičiamų katijonų buvimo, dirvožemio drėgmės, požeminio vandens gylis ir mineralizacija. Ištirti radionuklidų kaupimosi durpyniniuose Bragino ir Khoiniki masyvų dirvožemiuose dėsniai. Didesnis pelenų kiekis dirvožemyje, padidėjęs karbonatų, dumblo frakcijos mineralų kiekis, taip pat mažesnė Bragino masyvo dirvožemio drėgmė prisideda prie mažiau radionuklidų kaupimosi augaluose nei Khoiniki masyvo dirvožemiuose. Didėjant durpių sluoksnio storiui, didėja cezio ir stroncio aprūpinimas augalijai, nes Pelenų kiekis dirvožemyje mažėja.

Gaminant žemės ūkio produkciją reikia atsižvelgti į radionuklidų kaupimosi augaluose ypatumus skirtingų tipų dirvožemyje.

Įrodyta, kad visi agrocheminiai dirvožemio rodikliai, didinantys radionuklidų sorbciją dirvožemyje, mažina jų patekimą į augalus. Dauguma agrocheminių dirvožemio rodiklių yra glaudžiai susiję vienas su kitu, todėl kiekvienos atskiros savybės veikimo laipsnis priklauso nuo viso komplekso įtakos. Didžiausią įtaką augalų aprūpinimui Cs-137 velėniniuose-podzoliniuose dirvožemiuose turi keičiamų katijonų K +, Mg 2+, Ca 2+ ir humuso kiekis, lemiantis katijonų mainų pajėgumą ir dirvožemio rūgštingumą. . Nustatytas neigiamas ryšys tarp Cs-137 pernešimo į augalus koeficiento ir keičiamo kalio (K 2 O) kiekio dirvožemyje. Keičiamasis kalis turi konkurencinį poveikį cezio-137 tiekimui, t.y. kuo daugiau keičiamo kalio dirvožemyje, tuo mažesnė cezio-137 atsarga. Yra žinoma, kad kuo daugiau keičiamo kalio PPC, tuo greičiau cezis-137 fiksuojamas PPC ir sumažėja jo perdavimo koeficientas augalams. Cezio pernešimo į augalus koeficientas esant mažam keičiamo kalio kiekiui (K 2 O = 40-80 mg/kg dirvožemio) gali sumažėti tik 20-60%, o esant dideliam K 2 O kiekiui – gali sumažėti. iki 70 proc. Velėno-podzolinio dirvožemio prisotinimas keičiamo kalio kiekiu, viršijančiu optimalų lygį (300 mg/kg dirvožemio), nesumažėja augalų aprūpinimas ceziu-137. Durpynų dirvožemiuose optimalus keičiamo kalio kiekis dirvožemyje neturi viršyti 1000 mg/kg dirvožemio. Kuo daugiau keičiamo kalio dirvožemyje, tuo mažesnis stroncio-90 kaupimosi koeficientas. Tačiau ši priklausomybė yra mažiau ryški nei cezio-137 kaupimosi koeficiento.

Nustatytas neigiamas ryšys tarp keičiamo kalcio kiekio, dirvožemio tirpalo rūgštingumo lygio ir augalų aprūpinimo stronciu-90. Kuo dirvožemyje daugiau keičiamo kalcio ir kuo mažesnis dirvožemio tirpalo rūgštingumas, tuo mažesni stroncio-90 perdavimo į augalus koeficientai. Šis modelis taip pat atsiranda, kai cezis-137 patenka į augalus, tačiau ryšys nėra toks stiprus. Keičiamo kalcio kiekiui padidėjus nuo 550 iki 2000 mg CaO 1 kg dirvožemio, Cs-137 ir Sr-90 Kp sumažėja 1,5-2 kartus. Dirvožemio tirpalo rūgštingumą pakeitus iš rūgštinio intervalo (pH = 4,5–5,0) į neutralų (pH = 6,5–7,0), stroncio-90 pernešimas į augalus sumažėja 2–3 kartus. Tolesnis dirvožemio prisotinimas laisvaisiais kalcio karbonatais perkelia pH į šarminę ribą, tačiau tai nėra lydima perėjimo koeficiento sumažėjimo. Karbonatiniuose dirvožemiuose stroncio-90 akumuliacijos koeficientas sumažėja iki 3 kartų, nes susidaro nekeičiama Sr-90 fiksacija, kai susidaro karbonatinės druskos. Šiuose dirvožemiuose Cs-137 Kp padidėja iki 4 kartų, nes čia Cs-137 jungiasi vandenyje tirpių organinių junginių, kurie lengvai išskiria jį prieinamų jonų pavidalu. Nustatyta, kad kuo didesnis dirvožemio prisotinimas keičiamomis bazėmis, tuo mažesnis Cs-137 ir Sr-90 perdavimo į augalus koeficientas.

Durpynų dirvožemiuose stinga kalio, kalcio ir magnio. Paprastai tai yra rūgštūs dirvožemiai, todėl Cs-137 ir Sr-90 Kp šiuose dirvožemiuose yra 5–20 kartų didesnis nei velėniniuose-podzoliniuose dirvožemiuose.

Cezio ir stroncio patekimui į augalus įtakos turi dirvožemio organinės medžiagos. Humino rūgštys, ypač humino rūgštis, sudaro kompleksinius kompleksus su radionuklidais arba humatais, todėl iš organinių kompleksų stroncio prieinamumas sumažėja 2–4 kartus, o cezio – 1,5 karto. Padidėjęs radionuklidų biologinis prieinamumas durpyniniuose dirvožemiuose yra susijęs su organinių medžiagų gebėjimu fiksuoti radionuklidų jonus organinių koloidų paviršiuje, todėl neužtikrinama stipri radionuklidų sorbcija ir didėja augalų prieinamumas. Be to, durpyniniuose dirvožemiuose padidėja dirvožemio tirpalo rūgštingumas, o tai užtikrina gerą radionuklidinių druskų tirpumą ir jų prieinamumą augalams.

Taigi dirvožemio derlingumo rodikliai gali turėti didelės įtakos visų žemės ūkio kultūrų radionuklidų kaupimuisi. Nustatyta, kad minimalus Cs-137 ir Sr-90 perėjimas į augalus stebimas optimaliais agrocheminių savybių parametrais pasižyminčiose dirvose.

Didelę įtaką augalų radionuklidų kaupimuisi turi dirvožemio drėgmės režimas. Informacija apie dirvožemio drėgmės įtaką radionuklidų patekimui į augalus yra dviprasmiška. Yra žinoma, kad cezio ir stroncio katijonų, išstumtų iš dirvožemio į tirpalą, kiekis didėja didėjant drėgmei. Tai yra dėl to sudėtingas charakteris abipusė drėgmės, dirvožemio savybių ir augalų biologinių savybių įtaka radionuklidų migracijos procesams dirvožemio-augalo grandinėje. Didėjant dirvožemio drėgmei, didėja vandenyje tirpaus ir keičiamo Sr-90 bei keičiamojo Cs-137 dalis, todėl didėja pereinamieji koeficientai ir šių radionuklidų kiekis augalijoje. Nustatyta, kad radiocezio pernešimas daugiametėms žolėms padidėja 10-27 kartus hidromorfiniuose velėniniuose ir velėniniuose-podzoliniuose dirvožemiuose, palyginti su automorfinėmis ir laikinai perdrėkintomis šių dirvožemių atmainomis.

Radionuklidų kaupimuisi augalams įtakos turi įvairios augalų biologinės savybės, tarp kurių yra augalų evoliucinė kilmė ar filogenezė. Ankstyvos kilmės augalai sukaupia daugiau radionuklidų nei augalai, kurie atsirado vėlesni laikotarpiai. Pagal radionuklidų kaupimąsi floros skyriai yra išdėstyti tokia mažėjimo tvarka: kerpės > samanos > paparčiai > gimnasėkliai > gaubtasėkliai. Nustatyti radionuklidų kaupimosi skirtumai pagal klases, šeimas ir rūšis. Tarprūšiniai skirtumai gali siekti iki 5–100 ar daugiau kartų. Cezio-137 kiekis atskirų pasėlių sausojoje medžiagoje gali svyruoti iki 50 kartų, o stroncio-90 sankaupa gali skirtis iki 30 kartų esant tokiam pačiam dirvožemio užterštumo tankiui. Veislių radionuklidų kaupimosi skirtumai yra daug mažesni (iki 1,5–3 kartų), tačiau į juos reikia atsižvelgti ir renkantis pasėlius, skirtus auginti radioaktyviosios taršos sąlygomis. Remiantis radionuklidų kaupimu prekinėje dalyje, pasėliai išdėstomi tokia mažėjimo tvarka: šakniavaisiai, ankštiniai augalai, bulvės, javai, grūdai ir daržovės. Remiantis stroncio-90 kaupimu, išskiriami labai kaupiantys pasėliai (ankštiniai augalai), vidutiniškai kaupiantys pasėliai (javai) ir mažai kaupiantys pasėliai (javai). Ankštiniai augalai radionuklidų sukaupia 2-10 kartų daugiau nei grūdai. Žinoma, kad intensyvioms veislėms derliui suformuoti reikia daug kalio. Jei dirvožemyje trūksta kalio, jo trūkumą galima kompensuoti ceziu. Nustatyta, kad žieminiai ir anksti nokę vasariniai javai sukaupia mažiau radionuklidų, nes suformuoja didelį augalų masės derlių, ant kurio pasiskirsto į augalą patekę radionuklidai, t.y. atsiranda biologinis radionuklidų praskiedimas.

Dideli radionuklidų kaupimosi koeficientai daugiametėse natūralių fitocenozių žolėse, kurių rūšinė sudėtis priklauso nuo dirvožemio tipo ir drėgmės, o rūšių skirtumai vienoje ekosistemoje siekia 15-30 kartų. Nuolat užmirkusiose dirvose augančiose viksvų ir javų cenozėse cezio-137 sukaupiama 100 ir daugiau kartų nei javų cenozėse. Dideli akumuliacijos koeficientai būdingi visų fitocenozių forbams.

Radionuklidų kaupimasis priklauso nuo mineralinės mitybos tipo, t.y. apie pasėlių poreikį kaliui, kalciui ir kitoms maistinėms medžiagoms. Kalio mėgėjai (burokėliai, bulvės, avižos, kopūstai) sukaupia daugiau cezio, o kalcį mėgstantys augalai (lubinai, liucerna, dobilai, žirniai) – stroncio.

Didelę įtaką radionuklidų kaupimuisi turi ontogenezė arba augalų vystymosi fazė. Didžiausias kaupimasis stebimas ankstyvosiose vystymosi fazėse, kai vyksta intensyvus augimas, kartu su aktyviu maistinių medžiagų, radionuklidų įsisavinimu ir jų pernešimu į sausumos organus. Pavyzdžiui, grūdinėse kultūrose didžiausias žemės masės susikaupimas vyksta dygimo fazėje ir sodinimo fazėje. Pieninio ir vaškinio brandumo fazėse iš lapų į grūdus nuteka maisto medžiagos ir radionuklidai, kur cezio kiekis gali padidėti iki 4 kartų.

Radionuklidai augalų organuose pasiskirsto netolygiai. Yra žinoma, kad 90–99% rutenio, cerio ir kobalto yra susitelkę šaknyse. Cezio ir stroncio koncentracija šaknyse gali siekti 20–40%, o 60–80% šių radionuklidų patenka į žemės organus, kur pasiskirsto netolygiai. Apie 80% radionuklidų nusėda lapuose ir stiebuose. Mažiausia radionuklidų koncentracija stebima generatyviniuose organuose, t.y. sėklose, maksimaliai susikaupus kevaluose, dengiančiose žvynuose, pupelių ir ankščių vožtuvuose. Šakniavaisių galvoje, odoje ir šerdyje daug radionuklidų susikaupia. Bulvių gumbuose didžiausias kaupimasis yra odoje. Reikėtų pažymėti, kad esant tokiam pačiam dirvožemio užterštumo tankiui bulvėse, cezio-137 ir stroncio-90 kiekis yra žymiai mažesnis nei šakniavaisiuose. Taip yra dėl to, kad gumbas yra modifikuotas ūglis, į kurį maistinės medžiagos ir radionuklidai patenka iš žemės organų. Šakninė daržovė – tai modifikuota šaknis, kuri aktyviai sugeria ir kaupia radionuklidus.

Radionuklidų kaupimasis priklauso nuo šaknų sistemos vietos, tipo ir storio. Augalai, turintys pluoštinę ir šakniastiebinę šaknų sistemą, išsidėstę viršutiniuose dirvožemio sluoksniuose, sukaupia daugiau radionuklidų nei augalai su lazdelėmis, kurie prasiskverbia į gilesnius ir „švaresnius“ dirvožemio horizontus.

Iš klimato sąlygų didžiausią įtaką radionuklidų tiekimui turi metinis kiekis kritulių kiekis, jų pasiskirstymas pagal mėnesius ir teigiamų temperatūrų suma. Didžiausias radionuklidų suvartojimas stebimas optimali temperatūra ir optimalią drėgmę, užtikrinančią intensyvų augalų augimą ir vystymąsi.

Be radionuklidų savybių, dirvožemio savybių ir augalų biologinių savybių, radionuklidų kaupimuisi didelę įtaką daro pasėlių auginimo technologija, t.y. dirvos įdirbimo sistema, kalkių, mineralinių ir organinių trąšų įterpimas.

« Aleksandro vienuolynas - Suzdalis - istorija - straipsnių katalogas - meilė be sąlygų

Kaip pasigaminti migdolinius sausainius: receptai, nuotraukos »

2024 cavk.ru – Apie remontą. Apdaila. Dažų rūšys. Gipsas. Įranga. Dizainas ir dekoras

Atsiliepimas

Žvaigždžių naujienos

Stroncio kaupimasis dirvožemyje veda prie.Kur stroncis kaupiasi žmogaus organizme? Išorinės apšvitos ir absorbuotų radionuklidų poveikis

Panašūs dokumentai

7.3. Radionuklidų patekimas į augalus

Svetainės paieška

Geriausias svetainėje

Naujiena svetainėje