Диплом: Влияние радиоактивного загрязнения на сельское хозяйство

сорбцию радиоизотопов влияют многие факторы, и одним из основных являются

механический и минералогический сосав почвы. Тяжёлыми по механическому

составу почвами поглощённые радионуклиды, особенно цезий – 137, закрепляются

сильнее, чем лёгкими. Кроме того эффект миграции радионуклидов зависит от

метеорологических условий (количества осадков).

Накопление (вынос) радионуклидов сельскохозяйственными растениями во многом

зависит от свойства почвы и биологической способности растений.

1.4. Пути миграции радионуклидов в окружающей среде

Радиоактивные вещества попадающие в атмосферу, в конечном счёте

концентрируются в почве. Через несколько лет после радиоактивных выпадений на

земную поверхность поступления радионуклидов в растения из почвы становится

основным путём попадания их в пищу человека и корм животным. При аварийных

ситуациях, как показала авария на Чернобыльской АЭС, уже на второй год после

выпадений основной путь попадания радиоактивных веществ в пищевые цепи -

поступление радионуклидов из почвы в растения.

Радиоактивные вещества, попадающие в почву, могут из неё частично вымываться

и попадать в грунтовые воды. Однако почва довольно прочно уде-рживает

попадающие в неё радиоактивные вещества. Поглощение радионуклидов

обуславливает очень длительное (в течение десятилетий) их нахождение в

почвенном покрове и непрекращающееся поступления в сельскохозяйственную

продукцию. Почва как основной компонент агроценоза оказывает определяющее

влияние на интенсивность включения радиоактивных веществ в кормовые и пищевые

цепи.

Поглощение почвами радионуклидов препятствует их передвижению по профилю

почв, проникновению в грунтовые воды и в конечном счёте определят их

аккумуляцию в верхних почвенных горизонтах.

Механизм усвоения радионуклидов корнями растений сходен с поглощением

основных питательных веществ – макро и микроэлементов. Определённое сходство

наблюдается в поглощении растениями и передвижения по ним стронция – 90 и

цезия – 137 и их химических аналогов – кальция и калия поэтому содержание

данных радионуклидов в биологических объектах иногда выражают по отношению к

их химическим аналогам, в так называемых стронциевых и цезиевых единицах.

Радионуклиды Ru – 106, Ce – 144, Co – 60 концентрируются преимущественно в

корневой системе и в незначительных количествах передвигаются в назёмные

органы растений. В отличие от них стронций – 90 и цезий – 137 в относительно

больших количествах накапливаются в наземной части растений.

Радионуклиды, поступившие в подземную часть растений, в основном

концентрируются в соломе (листья и стебли), меньше – в мягкие (колосья,

метёлки без зерна. Некоторые исключения из этой из этой закономерности

составляет цезий, относительное содержание которого в семенах может достигать

10 % и выше общего количества его в надземной части. Цезий интенсивно

передвигается по растению и относительно в больших количествах накапливается

в молодых органах, чем очевидно вызвана повышенная концентрация его в зерне.

В общем накопление радионуклидов и их содержание на единицу массы сухого

вещества в процессе роста растений наблюдается такая же закономерность, как и

для биологически важных элементов: с возрастом растений в их надземных

органах увеличивается абсолютное количество радионуклидов и снижается

содержание на единицу массы сухого вещества. По мере увеличения урожая, как

правило, уменьшается содержание радионуклидов на единицу массы.

Из кислых почв радионуклиды поступают в растения в значительно больших

количествах, чем из почв слабокислых, нейтральных и слабо щелочных. В кислых

почвах повышается подвижность стронция – 90 и цезия – 137 снижается прочность

их растениями. Внесение карбонатов кальция и калия или натрия в кислую

дерново-подзолистую почву в количествах, эквивалентных гидролической

кислотности, снижает размеры накопления долгоживущих радионуклидов стронция и

цезия в урожае.

Существует тесная обратная зависимость накопления стронция – 90 в растениях

от содержания в почве обменного кальция (поступление стронция уменьшается с

увеличением содержания обменного кальция в почве).

Следовательно, зависимость поступления стронция – 90 и цезия –137 из почвы в

растения довольно сложная, и не всегда её можно установить по какому-либо

одному из свойств, в разных почвах необходимо учитывать комплекс показателей.

Пути миграции радионуклидов в организм человека различны. Значительная их

доля поступает в организм человека по пищевой цепи: почва – растения –

сельскохозяйственные животные – продукция животноводства – человек. В

принципе радионуклиды могут поступать в организм животных через органы

дыхания, желудочно-кишечный тракт и поверхность кожи. Если в период

радиоактивных выпадений крупных рогатый скот находится на пастбище, то

поступление радионуклидов может составить (в относительных единицах): через

пищеварительный канал 1000, органы дыхания 1, кожу 0,0001. Следовательно, в

условиях радиоактивных выпадений основное внимание должно быть обращено на

максимально возможное снижение поступления радионуклидов в организм

сельскохозяйственных животных через желудочно-кишечный тракт.

Так как радионуклиды поступая в организм животных и человека могут

накапливаться и оказывая неблагоприятное воздействие на здоровье и генофонд

человека необходимо проводить мероприятия, снижающие поступление

радионуклидов в сельскохозяйственные растения, снижение накопления

радиоактивных веществ в организмах сельскохозяйственных животных.

2. ХАРАКТЕРИСТИКА ХОЗЯЙСИВА

2.1. Почвенно-климатические, погодные условия и экологическая

ситуация в хозяйстве

СПК им. Кирова расположено в юго-восточной части Михайловского района,

объединяет 20 хозяйств, расположенных в 4-х населенных пунктах

Административным и хозяйственным центром является населённый пункт Красное,

расположенное в 19 км от районного центра города Михайлова.

Общая площадь колхоза 3598 га. Основную территорию этих земель 3318 га

занимают сельскохозяйственные угодья, которые составляют 92,2 % от общей

площади хозяйства.

В составе сельскохозяйственных угодий пашня занимает 2699 га или 81,3%,

пастбища619 га или 18,7 %. Природно – климатические данные района

расположения СПК им. Кирова характеризуются следующими данными: теплым летом,

умеренно-холодной зимой с устойчивым снежным покровом и хорошо выраженными

переходными сезонами.

Средняя годовая температура воздуха +4 0С. Продолжительность периода

с температурой выше +10 0С – 140-114 дня.

Средние суммы осадков за год 450-565 мм за вегетационный период 140-150 дней.

Природно-климатические условия зоны расположения хозяйства благоприятна для

возделывания основных сельскохозяйственных культур; зерновых, сахарной

свеклы, картофеля, кукурузы на силос. Территория хозяйства входит в

лесостепную зону. Расположена на водоразделе реки Прони и Нердь, поэтому вся

территория рассечена многочисленными оврагами и балками с уклоном во всех

направлениях. Большая часть территории характеризуется преобладанием широких

платообразных массивов с пологими склонами к долинам рек, оврагам и балкам.

Почвенный покров хозяйства отличается пестротой, довольно большим

разнообразием разновидностей. В основном распространены чернозёмы

выщелочнные, оподзоленные и отдельными участками темносерые, серые лесные

разной степени смытости.

По механическому составу все почвы относятся к тяжёлосуглинистым.

В результате аварии на ЧАЭС, площадь поверхностного

загрязнения почвы цезием –137 Михайловского района составляет 807 км2

44 % территории. Средняя плотность поверхностного загрязнения – 1,4 /км2

. Территория СПК им. Кирова подверглась загрязнению Сs – 137 51 % - пашни, 12 %

лугов, с плотностью 1,07 Ки/км2 и дозой 13 мР/ ч т.е на территории

хозяйства удовлетворительная ситуация СПК им. Кирова находится в зоне

проживания с льготным социально – экономическим статусом (плотность загрязнения

Сs – 137 от1 до 5 Ки/км2).

3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

3.1. Постановка цели и задачи исследований

Земля – это национальное богатство России, от эффективности использования и

охраны которой во многом зависит экономическая, социальная и экологическая

ситуация в стране, благополучие каждого человека.

В последние годы антропогенная нагрузка на природные комплексы в мире

значительно возросла. В России давление на окружающую среду ниже

среднемирового. Однако в последние годы вызывает беспокойство загрязнение

земель, водных ресурсов и атмосферного воздуха радионуклидами. Система

“человек – окружающая среда” стала на столько сложной, что внутреннее и

внешнее влияние на эту систему может привести к самым неожиданным

последствиям.

Радиоактивное загрязнение представляет собой опасность для человека и среды

его обитания. Отрицательное воздействие ионизирующей радиации на живые

организмы стало известно с момента открытия радиоактивности.

В результате аварии на Чернобыльской АЭС были загрязнены пятнадцать

административных территорий Российской Федерации, в том числе и часть районов

Рязанской области. Почва и растения являются одним из важнейших звеньев,

определяющих исходные масштабы включения радионуклидов в пищевые цепи.

Поэтому изучение данной проблемы, выработка рекомендации по устранению

негативного воздействия радионуклидов на почву и растения является весьма

актуальной задачей.

Целью наших исследований являются: оценка сложившейся радиационной обстановки

на территории СПК им. Кирова, и производство экологически чистой продукции.

Для изучения методов ведения сельского хозяйства на загрязнённых

радионуклидами территориях, необходимо решить следующие задачи:

1) Определить степень загрязнения почвы на территории СПК им. Кирова

2) Определить степень поступления радионуклидов в продукцию выращенную

на этих почвах

3) Провести оценку загрязнения почвы и продукции

4) Составить рекомендации по ведению сельского хозяйства на загрязнённых

территориях СПК им. Кирова.

3.2. Методы проведения и результаты исследований

Для проведения исследований, нами совместно с запольной агрохимической

Станцией Подвязья были проведены анализы в 2000 году по изучению радиационной

обстановки в СПК им. Кирова.

Определяли стронции – 90 радиохимическим методом по дочернему продукту

иттрий – 90. Содержание цезия – 137 сурьмянонодидным методом. Измерения

активности конечных продуктов химического анализа проводим на молофоновой

устанофке УМФ – 1500 со счётчиком СБТ – 13.

Для сравнения были взяты данные по хозяйству за 1985 год, до аварии на ЧАЭС,

и за 1992год через шесть лет после аварии.

Таблица 1

Загрязнение почвы цезием – 137 в СПК им. Кирова

Методы взятия пробы № участка, год		Сs – 137 Бк/кг
		слой, см
		0 - 20	20 - 40
1 поле 3 севооборота 1985г	1	3,2	2,4
	2	3,4	2,2
	3	3,9	2,9
	ср	3,7	2,7
1 поле 3 севооборота 1992г	1	208,3	107,2
	2	204,4	116,8
	3	210,3	112,4
	ср	207,2	109,2
1 поле 3 севооборота 2000г	1	138,5	93,5
	2	140,2	98,7
	3	144,3	96,8
	ср	141,6	95,2

Анализируя таблицу 1 видно что анализы 1985 года показывают следующею степень

загрязнения и распределение радиоактивного цезия – 137 в почве, естественного

содержания в слое 0 –20 см загрязнение составляет 3,7 Бк/кг, а слой 20 – 40

см - 2.7 Бк/кг. С глубиной концентрация цезия – 137 уменьшается в 1,4 раза.

Значительное повышение содержания радиоактивного цезия в почве оказали

последствия аварии на ЧАЭС увеличив содержание его в 70 раз.

Увеличение концентрации цезия – 137 в подпаханном горизонте в 50 раз, это

показывает на хорошую его миграцию в почве, которая произошла в течении 6 лет

после выбросов радионуклидов и осаждения их на данной территории.

В последующие 8 лет концентрация радиоактивного цезия в слое 0 – 20 см

уменьшился в1,5 раза, что можно взять с миграцией его в более глубокие

горизонты и вынос его с продукцией, а также почвы хозяйства подвержены эрозии

и не исключён вынос радиоактивного цезия в водные источники с поверхностными

водами. Уменьшение соединения цезия – 137 произошли и в подпаханном горизонте

и составило 15 %.

Таблица 2

Загрязнение почвы Sr – 90 в СПК им. Кирова

Методы взятия пробы № участка, год		Sr – 90 Бк/кг
		слой, см
		0 - 20	20 – 40
1 поле 3 севооборота 1985г	1	2.5	2.1
	2	2.7	2.3
	3	2.8	2.0
	ср	2.6	2.2
1 поле 3 севооборота 1992г	1	5.3	3.0
	2	5.7	3.1
	3	5.9	3.5
	ср	5.5	3.3
1 поле 3 севооборота 2000г	1	4.6	3.1
	2	4.9	2.9
	3	5.1	2.5
	ср	4.5	2.8

Анализируя таблицу 2 видно что анализы 1985 года показывают загрязнение и

распределение радиоактивного стронция – 90 в почве незначительное и

составляет в слое 0 – 20 см 2,6 Бк/кг, а в слое 20 – 40 см 2,2 Бк/кг. С

глубиной концентрация стронция – 90 незначительно уменьшилась. После аварии

на

ЧАЭС содержание Sr – 90 увеличилась в слое 0 – 20 см в 2 раза, а в слое 20 –

40 см в 1,5 раза. В последующие 8 лет концентрация радиоактивного стронция в

слое 0 – 20 см и слое 20 – 40 см снизилась в 1,2 раза. Это связано с

миграцией его в более глубокие горизонты и вынос с продукцией. Не исключён

вынос радиоактивного стронция с поверхностными водами.

Таблица 3

Загрязнение Сs – 137 растениеводческой продукции в СПК им. Кирова

Культура, № участка, год		Сs – 137 Бк/кг
		основная	побочная
Подсолнечник на силос 1985г	1	1,3
	2	1,2
	3	1,5
	ср	1,3
Озимая пшеница 1992г		солома
	1	19,4		27,8
	2	19,7		26,9
	3	19,2		27,3
	ср	19,5		27,5
Озимая пшеница 2000г		солома
	1	18,6		26,4
	2	18,3	26,1
	3	18,1		25,9
	ср	18,4		26,2

Таблица 4

Загрязнение Sr – 90 растениеводческой продукции в СПК им. Кирова

Культура, № участка, год		Sr – 137 Бк/кг
		основная	побочная
Подсолнечник на силос 1985г	1	0,3
	2	0,2
	3	0,5
	ср	0,3
Озимая пшеница 1992г		солома
	1	0,7		1,3
	2	0,6		1,2
	3	0,9		1,1
	ср	0,8		1,2
зимая пшеница 2000г		солома
	1	0,5		0,7
	2	0,4	0,9
	3	0,6		0,8
	ср	0,4		0,7

Страницы: 1, 2, 3