Влияние радиоактивного загрязнения на сельское хозяйство

радионуклидов наблюдается зернобобовыми культурами. Например,

стронций – 90 и цезий – 137, в 2 – 6 раз поглощается интенсивное зернобобо-

выми культурами, чем злаковыми.

Поступление стронция – 90 и цезия – 137 в травистой на лугах и

пастбищах определяется характером распределения в почвенном профиле.

В загрязнённой зоне, луга Рязанской области загрязнены на площади

73491 га, в том числе с плотностью загрязнения 1,5 Ки/км2 - 67886 (36 % от

общей площади), с плотностью загрязнения 5,15 Ки/км2 - 5605 га (3%).

На целинных участка, естественных лугах, цезий находится в слое 0-5

см, за прошедшие годы после аварии не отмечена значительная вертикальная

миграция его по профилю почвы. На перепаханных землях цезий – 137 находится

в пахотном слое.

Хотя уровень загрязнения лугов в Рязанской области не очень высокий,

но требует проведения определённых агротехнических мероприятий,

направленных на ослабление влияния радионуклидов на сельскохозяйственную

продукцию.

Пойменная растительность в большей степени накапливает цезий – 137,

чем суходольная. Так при загрязнении поймы 2,4 Ки/км2 в траве было

обнаружено [pic]Ки/кг сухой массы, а на суходольной при загрязнении 3,8

Ки/км2

в траве содержалось [pic]Ки /кг.

Накопление радионуклидов травянистыми растениями зависит от

особенностей строения дернины. На злаковом лугу с мощной плотной дерниной

содержание цезия – 137 в фитомассе в 3 – 4 раза выше,

чем на разнотравном с рыхлой маломощной дерниной.

Культуры с низким содержанием калия меньше накапливают цезия.

Злаковые травы накапливают меньше цезия по сравнению с бобовыми. Растения

сравнительно устойчивы к радиоактивному воздействию, но они могут

накапливать такое количество радионуклидов, что становятся не пригодными к

употреблению в пищу человека и на корм скоту.

Поступление цезия – 137 в растения зависит от типа почвы. По степени

уменьшения накопления цезия в урожае растения почвы можно расположить в

такой последовательности: дерново-подзолистые супесчаные, дерново-подзо-

листые суглинистые, серая лесная, чернозёмы и т.д. Накопление радионуклидов

в урожае зависит не только от типа почвы, но и от биологической особенности

растений.

Отмечается, что кальциелюбивые растения обычно поглощают больше

стронция – 90,чем растения бедные кальцием. Больше всего накапливают

стронций – 90 бобовые культуры, меньше корнеплоды и клубнеплоды, и ещё

меньше злаковые.

Накопление радионуклидов в растении зависит от содержания в почве

элементов питания. Так установлено, что минеральное удобрение, внесённое в

дозах N 90, Р 90, увеличивает концентрацию цезия – 137 в овощных культурах

в 3 – 4 раза, а аналогичные внесения калия в 2 – 3 раза снижает его

содержание. Положительный эффект на уменьшение поступления стронция – 90 в

урожай зернобобовых культур оказывает содержание кальций содержащих

веществ. Так например внесение в выщелочный чернозём извести в дозах,

эквивалентных гидролитической кислотности, уменьшает поступление стронция –

90 в зерновые культуры в 1,5 – 3,5 раза.

Наибольший эффект на снижение поступления стронция – 90 в урожай

растений достигает внесением полного минерального удобрения на фоне

доломита. На эффективность накопления радионуклидов в урожае растений

оказывают влияние органические удобрения и метеорологические условия, а

также и время их пребывание в почве. Установлено, что накопление стронция –

90, цезия – 137 через пять лет после их попадания в почву снижается в 3 – 4

раза.

Таким образом миграция радионуклидов во многом зависит от типа почвы,

её механического состава, водно-физических и агрохимических свойств. Так на

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

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.

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 |Сs – 137 Бк/кг|

|№ участка, год | |

| |слой, см |

| |0 - 20 |20 - 40 |

|1 поле |1 |3,2 |2,4 |

|3 севооборота 1985г| | | |

| |2 |3,4 |2,2 |

| |3 |3,9 |2,9 |

| |ср |3,7 |2,7 |

|1 поле |1 |208,3 |107,2 |

|3 севооборота 1992г| | | |

| |2 |204,4 |116,8 |

| |3 |210,3 |112,4 |

| |ср |207,2 |109,2 |

|1 поле |1 |138,5 |93,5 |

|3 севооборота 2000г| | | |

| |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

Страницы: 1, 2, 3



Реклама
В соцсетях
рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать рефераты скачать