Міграція радіонуклідів сільськогосподарськими ланцюгами

Радіонукліди цезію-137 та деяких інших елементів, потрапивши з атмосфери на рослини з атмосфери, можуть утримуватися ними і проникати всередину. Проте, врешті-решт вони концентруються у ґрунті. У зв'язку з цим поводження радіонуклідів у ґрунті відіграє надзвичайно важливу роль у загальному циклі їх міграції, оскільки поглинання радіонуклідів із ґрунту рослинами значною мірою залежить від його фізико-хімічних властивостей, а також від фізико-хімічних властивостей самих радіонуклідів, біологічних особливостей рослин, погодно-кліматичних умов і агротехніки культур.

Серед багатьох характеристик ґрунту визначальну роль відіграє його вбирна здатність - здатність поглинати іони, молекули різних речовин з розчину й утримувати їх. Сорбційні процеси радіонуклідів у ґрунті значною мірою залежать від його гранулометричного складу. Ґрунти, які містять велику кількість високодисперсних часточок (розміром менш як 0,001 мм), характеризуються високою ємністю збирання. Відмінності в закріпленні мікрокількості стронцію-90 і цезію-137 різними за розміром фракціями зумовлені не тільки неоднаковою площею поверхні цих часточок, різним їх хімічним складом, а й різним мінеральним складом.

Найбільшу вбирну здатність відносно мікрокількостей радіонуклідів мають мінерали монтморилонітової групи і гідрослюд. Мінерали каолінової групи і групи слюд дещо поступаються за цією здатністю, а сорбційна здатність відносно макро- і мікрокількостей ка­тіонів, що знаходяться в ґрунті, мінералів групи кальциту, польових пшатів і кварциту найнижча. Це зумовлено насамперед неоднако­вою структурою кристалічних ґраток мінералів.

Надходження радіонукліда у рослину через корені залежить від хімічних властивостей і ступеня його участі в метаболічних процесах. Повна подібність спостерігається у поглинанні рослинами і переміщенні по них стронцію-90 і цезію-137 та їхніх хімічних аналогів - кальцію і калію. Радіонукліди, які надходять у надземну частину рослин, в основному нагромаджуються в соломі, листках і стеблах, менше - в зерні. Нагромадження радіонуклідів у рослинах визначається коефіцієнтом накопичення - відношенням вмісту радіонукліда в одиниці рослинної маси до вмісту його в одиниці маси ґрунту або одиниці об'єму розчину.

Забрудненість рослинної продукції радіонуклідами, що надходять з ґрунту в рослини через корені, залежить від типу і властивостей ґрунту. Найвищі рівні забруднення спостерігаються на дерново-підзолистих ґрунтах легкого гранулометричного складу (піщаних і супіщаних), нижчі - на сірих лісових і найнижчі - на чорноземах.

На міцність закріплення радіонуклідів у ґрунті, й отже, на надходження їх у рослини і накопичення в урожаї впливають реакція середовища, вміст обмінних кальцію, калію та інших елементів, склад поглинених основ, вміст органічних речовин.

Із кислих ґрунтів радіонукліди стронцію і цезію надходять у рослини в значно більших кількостях, ніж із слабкокислих, нейтральних чи слабколужних. У міру зростання кислотності ґрунту знижу­ється міцність їх закріплення, збільшуються рухливість і надходження в рослини. Знизити накопичення довгоіснуючих радіо­нуклідів стронцію і цезію в урожаї сільськогосподарських культур можна внесенням карбонатів кальцію, калію або натрію в кислий дерново-підзолистий ґрунт у кількостях, еквівалентних гідролітичній кислотності.

Подальша міграція радіоактивних речовин, які випали на поверхню ґрунту, біологічними ланцюгами визначається насамперед їх розчинністю і пов'язаною з нею біологічною доступністю. Забруднення рослин радіонуклідами в перший період після аварії на ЧАЕС відбувалося двома шляхами: позакореневим і кореневим.

Інтенсивність міграції радіонуклідів залежить насамперед від їх хімічних властивостей. Інтенсивно перемішуються по рослинах радіоактивні цезій, рубідій, йод, ітрій, значно слабкіше - стронцій, церій, рутеній, цирконій, барій. Найбільшою рухливістю різниться цезій-137. Потрапивши на листки, він швидко переміщується всередину рослини й у великих кількостях може накопичуватися в зерні, бульбах картоплі, плодах огірків і томатів.

На переміщення радіоактивних речовин по рослині і накопичення їх в урожаї великою мірою впливає вік листків, з яких нукліди надходять у репродуктивні органи. З молодих листків радіонукліди інтенсивніше перемішуються по рослині і в значно більших кількостях накопичуються в господарсько цінній частині врожаю.

Фаза розвитку рослин має значення не тільки для накопичення в урожаї радіонуклідів у разі переміщення їх всередині рослин при надходження через листки, а й при механічному забрудненні поверхні надземних органів деяких культур, однак роль її у цьому разі дещо інша. Так, при випаданні такого малорухливого нукліда, як стронцій-90, і надходження його в рослини через листки у фазу після виколошування пшениці і ячменю, їх зерно буде забруднене цим нуклідом значно сильніше, ніж при випаданні радіостронцію у фазу початку виходу в трубку. Для рослин із закритим насінням (горох, кукурудза) механічне забруднення врожаю радіоактивними речовинами практично неважливе. Рівень забруднення рослин радіонуклідами за прямого потрапляння на поверхню листків визначається кількістю свіжих радіоактивних випадань. Надходження їх в рослину з ґрунту через коріння залежить від загальної кількості акумульованих ґрунтом радіоактивних речовин. Тому при повторенні глобальних випадань радіонуклідів їх кількість у ґрунті збільшується, а ступінь забруднення врожаю підвищується в результаті погли­нання радіонуклідів рослинами з ґрунту через корені.

Дата добавления: 2014-01-06