Л.В. Мисун, И.Н. Мисун, В.М. Грищук
Инженерная экология в АПК пособие / под ред. проф. Л.В. Мисуна. – Мн.: БГАТУ, 2007. – 302с.
3. Экологические проблемы сельскохозяйственного производства
3.6. Радиационно-экологическая обстановка
3.6.2. Радиоактивное загрязнение сельхозугодий, лесных и водных ресурсов
Наибольший ущерб от катастрофы на ЧАЭС
понесло сельское хозяйство. В Республике Беларусь радиоактивному загрязнению
подверглось более 1,87 млн. га сельхозугодий. В большинстве радиологических
ситуаций растения подвергаются внутреннему и внешнему облучению одновременно.
При загрязнении объектов природной среды радионуклидами на начальном этапе
радиоактивные вещества находятся на поверхности почвы и в контакте с массой
растений. Особенностью внешнего некорневого пути загрязнения растений является
то, что при осаждении радиоактивных аэрозолей происходит накопление всей
совокупности радионуклидов в наземной части растений, тогда как при попадании
радионуклидов в почву значительная часть их прочно сорбируется и лишь часть
поступает в растения.
Выпадение радионуклидов после аварии на
ЧАЭС происходило весной, что обусловило интенсивное внекорневое загрязнение
надземной части ряда сельскохозяйственных культур, естественных и многолетних
сеяных трав. Для остальных видов растений основным источником загрязнения
явилось поступление радиоактивных веществ из почвы и вторичное загрязнение за
счет их ветрового переноса.
Для количественной оценки значимости
некорневого пути поступления радионуклидов в урожай принята величина коэффициента
α первичного удержания, которое определяется следующим соотношением:
, (3.2)
где α – коэффициент первичного удержания;
δр–
плотность радиоактивного загрязнения наземной массы растений, Бк/м2;
δв – плотность выпадений, Бк/м2.
Коэффициент первичного удерживания может
измениться от нескольких процентов до 95 % и зависит от множества
факторов: плотности растительного покрова, морфологии растений, метеорологических
условии в момент выпадения радионуклидов и др. Со временем содержание
радионуклидов в растительной массе снижается за счет распада изотопов, удаления
радионуклидов с поверхности под воздействием дождя и ветра, прироста биомассы.
Различные виды растений по-разному
удерживают радиоактивные осадки, что обуславливает большие различия в загрязнении
урожая в целом. Кроме того, разные части и органы одного и того же растения
по-разному реагируют на радионуклиды. Наиболее высоким содержанием радионуклидов
отличаются вегетативные органы растений. Хозяйственно ценные части урожая многих
растений достаточно надежно защищены от радиоактивных выпадений (зерно зерновых,
бобовых культур; початки кукурузы; клубни картофеля, подземная часть
корнеплодов). Загрязнение товарной продукции этих культур может происходить в
последующие периоды в результате контакта с загрязненной соломой, ботвой,
почвой при уборке урожая. Из ценных частей урожая максимальная концентрация
радионуклидов наблюдается в зерне гречихи, наименьшая – в зерне гороха. Выпадение
радиоактивных аэрозолей очень опасно для овощных культур (томаты, огурцы,
капуста, листовые овощи), у которых товарная часть продукции не защищена.
Критическим продуктом растениеводства
оказались естественные травы. При выпадении радиоактивных аэрозолей на луговую
и пастбищную растительность значительная часть радионуклидов (65–90 %)
накапливается в дернинном слое, который в дальнейшем служит источником поступления
радионуклидов в растение через основания стебля и поверхностные корни. Низкая
продуктивность пастбищ, высокая концентрация цезия–137 в дернине обуславливает значительное
поступление радионуклидов в организм коров при выпасе.
Со временем радиоактивные выпадения концентрируются
в почве. Уже на второй год после аварии основным путем поступления радионуклидов
в пищевые цепи являлось почвенное поступление. Количественно переход радионуклидов
из почвы в растения характеризуется коэффициентом накопления (Кн),
который определяется соотношением:
, (3.3)
где Ср – концентрация радионуклида в
растении, Бк/кг;
Сп – концентрация радионуклида в почве,
Бк/кг.
Поступление радионуклидов из почвы в
растения зависит от ряда факторов. Это агрохимические показатели почвы,
гранулометрический и минералогический ее состав, свойства радионуклидов,
агротехнические и агрохимические способы обработки почвы. Накопление радионуклидов
в урожае путем поступления их из почвы зависит и от видов и сортовых
особенностей растений. В товарной части урожая в расчете на сухую массу больше
всего содержат радионуклидов корнеплоды (свекла, морковь), несколько меньше –
бобовые культуры (горох, вика), затем картофель и меньше всего зерновые
злаковые культуры. Причем озимые зерновые накапливают в 2–2,5 раза меньше
радионуклидов, чем яровые. По степени накопления радионуклидов овощные культуры
можно расположить в следующий убывавший ряд: щавель, горох, боб, редис, свекла,
морковь, картофель, салат, чеснок, лук, томаты, огурцы, капуста.
Меньше всего
загрязняется кормовая свекла, так как это пропашная культура, которая
высевается рядками. Кроме того, свекла имеет стержневую корневую систему, которая
проникает в нижние чистые слои. Большое значение имеет высокая урожайность
свеклы, что приводит к снижению концентрации радионуклидов. Картофель –
культура со слаборазвитой корневой системой, которая составляет около 8 %
от вегетативной массы. Именно поэтому под картофель вносят много органических
удобрений, что способствует снижению поступления радионуклидов в растение.
Основная часть цезия-137 концентрируется в вегетативной массе картофеля,
поэтому товарная часть растения загрязнена незначительно. Из овощных культур
наиболее загрязненными радионуклидами являются культуры с малым вегетационным
периодом
В данное время продукция садов, как правило, чистая, так как основная
масса корней деревьев находится ниже загрязненного слоя, хотя в первые годы
после аварии на ЧАЭС имело место загрязнение садов.
В результате катастрофы на ЧАЭС
радиоактивному загрязнению подверглось oколо 1/4 площади лесов Республики Беларусь, что составляет около 1,7
млн. га, из которых 180 тыс. га расположено в зоне с плотностью загрязнения от
155 до 1480 кБк/м2.
При осаждении радиоактивных аэрозолей подстилающая
поверхность выступает в роли аккумулятора радионуклидов. По способности задерживать
радиоактивные выпадения элементы подстилающей поверхности образуют yбывающий ряд: хвойные, лиственные леса; луга и посевы; пашня.
Наиболее чувствительны к действию ионизирующих излучений леса: они прочно
удерживают радионуклиды, препятствуют развития процесса ветрового и водного
переноса радиоактивных веществ. Древесная растительность характеризуется более высокой
способностью удерживать радионуклиды по сравнению с травянистой и выполняет
роль фильтра радиоактивных выпадений.
После выпадения радионуклидов на лесную
растительность начинается их вертикальная и горизонтальная миграция под действием
ветра и атмосферных осадков. В результате основная часть радионуклидов
сосредотачивается в лесной подстилке и почве, становясь доступной для усвоения
корневыми системами. Это главным образом относится к долгоживущим радионуклидам
цезию-137 и стронцию-90, так как при относительно длительном процессе миграции
в подстилку и почву, который для стронция–90 составляет 45 лет в березовом и 8–9
лет в сосновом лесу, происходит распад короткоживущих и среднеживущих
радионуклидов.
Благоприятным фактором
для лесоиспользования является то, что из суммарного количества радионуклидов,
выпавших в лесах, в древостое сосредоточено 3–4 %, в подстилке 50–85 %,
остальное – в минеральном слое почвы.
Исследования водных систем Беларуси показали, что содержание цезия-137
и стронция–90 во всех поверхностных и подземных водах существенно превышает
дочернобыльский уровень. По степени убывания концентрации радионуклидов
компоненты водных экосистем можно представить в следующем виде: донные отложения,
водная растительность, рыба, вода. Поскольку в водных экосистемах, особенно в непроточных
водоемах, основная часть радиоактивных веществ сосредоточена в донных отложениях,
сохраняется угроза вторичного загрязнении водной массы при взмучивании или других
нарушениях донных отложений. Все это осложняет экологическую ситуацию, ведет к
увеличению дозовых нагрузок на население, делает затруднительным полноценное хозяйственное
использование водных ресурсов.
|