Радионуклиды в растениях реферат

Обновлено: 07.07.2024

Деятельность человека, связанная с использованием делящихся материалов, привела к появлению и накоплению в природе элементов и их изотопов ранее в ней несуществующих. Районы, попавшие под воздействие предприятий ядерного топливного цикла, а также подвергшиеся загрязнению в результате аварий и испытаний ядерного оружия, характеризуются повышенной концентрацией техногенных радионуклидов. Среди загрязнённых территорий значительную часть занимают лесные массивы. Радионуклиды, выброшенные в атмосферу при испытании оружия или аварий, в результате гравитационного осаждения или с осадками выпадают на поверхность деревьев, травяного покрова и почву

Содержание работы

Файлы: 1 файл

реферат нежевляк.docx

ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А. Столыпина

Выполнила: студентка 52 группы

Факультета агрохимии, почвоведения

Проверила: Нежевляк О.В.

ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А. Столыпина

Грибы……………………………………………………. 5
Ягоды………………………………………………….…..6
Лекарственные растения………………………………. 7
Деревья………………………………………………….….8

2. Накопление радионуклидов разными группами растений……. 9

3. Поступление радионуклидов в растения и грибы……………….10

ГРИБЫ. Так как основная часть радионуклидов, осевших в лесах, задерживается в лесной подстилке и в верхнем слое почвы, где находится мицелий грибов, надо быть очень осторожным при их сборе. По возможности накапливать радионуклиды грибы можно разделить на 4 группы:

1. Активные накопители: гриб польский, свинушка, масленок, моховик. В этих грибах даже при загрязнении почв, близких к нормальному значению, содержание цезия-137 может превышать допустимые уровни. Поэтому собирать эти грибы не рекомендуется.

2. Сильно накапливающие: грузди, волнушки, сыроежки.

3. Средне накапливающие: лисички, рядовки, белые, подберезовики, подосиновики.

4. Слабо накапливающие: опенок осенний, гриб-зонтик пестрый, дождевик жемчужный, вешенки.

Важным фактором, определяющим накопление р/н грибами, является степень увлажнения мест их произрастания. Грибы. Растущие во влажных местах, накапливают значительно большее количество р/н, чем те, что росли в более сухих местах. Поэтому, в сырых оврагах, болотах грибы собирать не надо.

У съедобных грибов наблюдается определенная связь между их вкусовыми качествами и содержанием радионуклидов. Наиболее ценные в пищевом отношении грибы имеют более низкое содержание загрязнения. Интересно отметить, что различий в содержании цезия-137 в молодых и старых грибах не установлено. Тем не менее, рекомендуется брать молодые грибы, так как в старых грибах накапливаются тяжелые металлы, очень вредные для здоровья человека. Накопление радионуклидов в грибах различается не только по их видовой принадлежности, но и по их содержанию в отдельных частях гриба у одного вида. У грибов с хорошо развитой ножкой (белый, подберезовик, подосиновик, польский гриб), как правило, содержание радионуклидов в шляпках в 1,5-1,0 раза выше, чем в ножках.

По накоплению цезия-137 в плодовых телах грибы делятся на 4 группы:

– слабонакапливающие (опенок осенний, строчок);

– средненакапливающие (подберезовик, белый гриб, лисичка, шампиньон, рядовка);

– сильнонакапливающие (груздь черный, рыжик, сыроежки всех видов);

– аккумуляторы (гриб июльский, масленок, волнушка, козляк, моховик).

В шляпках накапливается цезия-137 в 1,5-3 раза больше, чем в ножках.

ЯГОДЫ. Коэффициент перехода радионуклидов в лесные ягоды (землянику, малину, голубику, чернику, клюкву) зависит от типа почв, на которых они произрастают. У земляники накопление цезия- 137 в одном и том же лесу может сильно различаться в зависимости от места сбора ягод. В сырых оврагах концентрация радионуклидов в ягодах в 4 раза выше, чем на сухих пригорках. Наиболее высокие уровни перехода цезия-137 из почвы наблюдается у небольших кустиков черники, голубики и брусники, которые получают питательные вещества из лесной подстилки, где накапливается больше радионуклидов У малины, рябины, калины имеющих более глубокие корни, ягоды накапливают меньше всего р/н. Наибольшее количество р/н накапливает клюква.

Повышенное содержание стронция и цезия характерно для ароматической столовой зелени: в укропе, петрушке, шпинате, и особенно в щавеле. Лук, капуста, свекла накапливают радионуклидов меньше, чем огурцы, томаты, морковь. По накоплению стронция-90 древесными растениями установлен следующий убывающий ряд: осина, береза, ольха, ель, сосна, дуб. Береза поглощает из почвы цезия-137 в 2-18 раз, а стронция-90 – в 13 раз больше, чем сосна. При отмирании травянистой и древесной растительности, а также с пожнивными остатками радионуклиды возвращаются в процессы миграции.[1]

ЛЕКАРСТВЕННЫЕ РАСТЕНИЯ. Особого внимания и осторожности требует заготовка дикорастущего лечебного сырья. Сейчас это особенно актуально, так как не все могут купить фабричные препараты, а поэтому все чаще обращаются к народной медицине, где главными лечебными средствами являются дары природы, в том числе лесов. Но следует помнить, что различные виды дикорастущего лечебного сырья также чувствуют на себе влияние радиоактивного загрязнения и это важно учитывать тем, кто занимается сбором и заготовкой лечебного сырья. По интенсивности накопления лекарственные растения можно разделить на 5 групп:

1. Очень сильно накапливающие - черника (ягоды), плаун булавовидный (споры)

2. Сильно накапливающие - брусника (листья), багульник болотный (побеги), чистотел обыкновенный (трава), черника (листья), золототысячник зонтичный (трава)

3. Средне накапливающие - фиалка трехлистная (трава), зверобой обыкновенный (трава), конопля обыкновенная (соцветия), пижма обыкновенная (соцветия)

4. Слабо накапливающие - конопля обыкновенная (трава), крапива двудомная (трава), душица обыкновенная (трава), тмин перечный (соцветия), чабрец обыкновенный (трава), наперстянка (трава)

5. Очень слабо накапливающие - валерьяна лекарственная ( корневища), аир болотный (корневища)

ДЕРЕВЬЯ. В сельском хозяйстве используются все составные части деревьев - древесина, хвоя и листья, ветки, березовый сок. Следует учитывать, что в хвое и листьях, где происходит процесс фотосинтеза, накапливается радионуклидов больше, чем в ветвях и древесине. А в коре больше, чем в древесине. Поэтому, при использования дров для отопления помещений, полученных из деревьев, произрастающих на загрязненных территориях, лучше счищать кору. Наблюдаются особенности и накопления радионуклидов у разных видов деревьев. У дуба в листьях, ветвях, камбии и древесине содержание цезия-137 ниже, чем у сосны и березы, а в коре этот показатель выше. Это объясняется тем, что у сосны и березы кора не такая прочная, как у дуба, со временем быстрее очищается. Коэффициенты перехода цезия-137 в структурные части разных видов деревьев можно увидеть в таблице №2 Наиболее высокие значения перехода радионуклидов в структурные части, наблюдаются у молодых деревьев. Это связано с более активными обменными процессами по сравнению с деревьями старшего возрастa.[2]

2. Накопление радионуклидов разными группами растений

Отмечены видовые и другие таксономические различия в накоплении радионуклидов разными группами растений. Коэффициент перехода радионуклидов из почвы в растения увеличивается в ряду: лесные ягоды - грибы мхи и лишайники. По уровню содержания радионуклидов в древесине при одинаковой плотности загрязнения почвы и в одинаковых лесорастительных условиях основные лесообразующие породы составляют в порядке убывания следующий условный ряд: мягколиственные породы, твердолиственные, хвойные породы. Накопление радионуклидов древесным ярусом происходит интенсивнее в молодняках, чем в средневозрастных, приспевающих и спелых древостоях, а деревья лучшего класса роста накапливают 137Cs больше и интенсивнее, чем угнетенные и отстающие в росте. На влажных и переувлажненных почвах этот процесс происходит гораздо интенсивнее по сравнению с автоморфными условиями местопроизрастания. Наблюдается также обратная связь между трофностью почвы и интенсивностью поступления из нее радионуклидов в лесную растительность.

Реакторный метод накопления радионуклидов метод, основанный на поглощении нейтронов в материале мишени, является основным способом получения большинства препаратов, находящих в настоящее время широкое применение в различных отраслях промышленности, сельском хозяйстве, медицине, при проведении научных исследований. В стоимостном выражении препараты и источники на основе указанных радионуклидов составляют около 90 % мирового рынка реакторных радионуклидов.

В накоплении радионуклидов разными группами растений отмечены видовые и другие таксономические различия. Коэффициент перехода радионуклидов из почвы в растения увеличивается в ряду: лесные ягоды - грибы - мхи и лишайники. По уровню содержания радионуклидов в древесине при одинаковой плотности загрязнения почвы и в одинаковых лесорастительных условиях основные лесообразующие породы составляют в порядке убывания следующий условный ряд: мягколиственные породы, твердолиственные, хвойные породы. Накопление радионуклидов древесным ярусом происходит интенсивнее в молод-няках, чем в средневозрастных, приспевающих и спелых дре-востоях, а деревья лучшего класса роста накапливают 137Cs больше и интенсивнее, чем угнетенные и отстающие в росте. На влажных и переувлажненных почвах этот процесс происходит гораздо интенсивнее по сравнению с автоморфными условиями местопроизрастания. Наблюдается также обратная связь между трофностью почвы и интенсивностью поступления из нее радионуклидов в лесную растительность. [3]

3. Поступление радионуклидов в растения и грибы

В растительные организмы радионуклиды попадают во время атмосферных осадков, при фотосинтезе (углерод и тритий участвуют в образовании углеводов, белков и других компонентов растительной ткани) и из почвы. В общем цикле круговорота радионуклидов в наземной среде важным является звено почва-растения. В результате загрязнения почвы радиоактивными веществами отмечается их поступление в наземную растительность. Для оценки поступления радионуклидов из почвы в растения используют различные показатели. Одним из наиболее широко применяемых является коэффициент накопления (КН) – отношение содержания радионуклида в единице массы растений и почвы соответственно. Для большого числа радионуклидов КН 10), со слабым накоплением (КН равен 1-10), с отсутствием аккумуляции (КН равен 0,1-1,0), со слабой дискримиляцией (КН равен 0,01-01, с сильной дискримиляцией (КН йод > барий > цезий > рубидий > церий > цирконий > плутоний. При одинаковой плотности загрязнения почвы стронцием и цезием, концентрация стронция в грубых кормах в 40-50 раз выше, чем цезия. Такие изотопы, как стронций и цезий легко проникают через корневую систему во все органы растений. Другие же радионуклиды – церий, цирконий, плутоний – накапливаются в основном в корневой системе растений.

Многолетние луговые травы могут накапливать большое количество радиоактивных веществ, что превышает накопление однолетними сельскохозяйственными культурами. В лесной зоне наибольшей способностью задерживать радиоактивные вещества обладают хвойные породы деревьев, что связано с медленной сменой игл. Имеются там называемые растения – концентраторы, которые способны жадно захватывать радиоактивные вещества, усваивая их с большой площади. Это лишайники, мхи, грибы, бобовые, злаки. Стронций-90 в 2-6 раз интенсивнее поглощается бобовыми культурами, чем злаковыми. Наиболее интенсивно идет накопление радионуклидов в листьях и стеблях и значительно слабее в генеративных органах растений. Так, в созревших растениях фасоли стронций-90 распределяется следующим образом: в листьях 53-68%, в стеблях 15-28%, створках бобов 12-15%, в зерне 7-14%. Озимые культуры накапливают радионуклиды в меньших количествах, чем яровые. По количеству цезия-137 от меньшего к большему растения можно расположить в ряд: пшеница

Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.

Министерство образования и науки Украины

Запорожское областное отделение

Малой Академии Наук

Содержание радионуклидов в сельскохозяйственной

продукции, как критерий экологической безопасности

( в зоне наблюдения Запорожской АЭС)

Синчук Мария Валерьевна

г.Энергодар, Запорожская область

Многопрофильный лицей, 10 класс.
Научный руководитель:

доцент Хлебный Владимир Сергеевич

Энергодар 2008
Содержание
Стр.
Вступление ……………………………………………………….. 3
1.Экологическая характеристика района расположения

2.Запорожская АЭС и окружающая среда………………………… 6

2.1 Загрязнение радионуклидами атмосферы и водоёмов ……. 6
2.2Загрязнение радионуклидами почвы……………………… 8
3. Критерии оценки экологической безопасности………………… 9

4.Содержание радионуклидов в сельхозпродуктах………………. 10
Заключение………………………………………………………… 12

Процесс выработки электроэнергии АЭС связан с выбросом в окружающую среду загрязнителей, в том числе и радионуклидов. Из атмосферы, почвы и водоемов радионуклиды по экологическим цепочкам попадают в сельхоз продукты и организм человека. Поэтому одним из критериев уровня радиационной безопасности может быть содержание радионуклидов в сельхозпродуктах в сравнении с допустимыми нормами. К концу ХХ в. атомная энергия, как наиболее перспективная, заняла первое место среди энергоносителей. Интенсивность развития атомной энергетики, наблюдающаяся во всем мире, является подтверждением того, что разумной и экологически обоснованной альтернативы для атомной энергии в настоящее время не существует. Но атомная энергетика имеет и свои, специфические для нее, отрицательные факторы, и прежде всего, потенциальная возможность радиационного загрязнения окружающей среды. Поэтому к использованию ядерных технологий следует относиться с повышенным вниманием.

В качестве критерия оценки радиационного загрязнения окружающей среды может быть показатель содержания радионуклидов в сельскохозяйственной продукции и в продуктах питания. Этим и обусловлена значимость такой оценки, а исследования особенно существенны в связи с принятым Законом Украины об усилении контроля в зоне наблюдения АЭС /1/
Актуальность темы – в необходимости постоянного мониторинга уровня экологической безопасности в части содержанию радионуклидов в сравнении с природными показателями и нормативными допусками.

Цель исследований – изучить влияние ЗАЭС на экологическую характеристику окружающей среды в части радиационного с учетом содержания радионуклидов в растениях и в сельскохозяйственной продукции.

Новизна исследований – дано обоснование возможности использования показателя содержания радионуклидов в сельхозпродукции в качестве одного из критериев уровня экологической безопасности. Проведена группировка сельхозпродуктов по содержанию радионуклидов и интенсивности их накопления.

Методика исследований – сравнительный анализ лабораторных и полевых исследований и наблюдений, сопоставление полученных данных с допусками и нормативными показателями. Для исследований и анализа влияния Запорожской АЭС на окружающую среду в процессе выработки электроэнергии, использовали результаты анализов, отчеты /2/ и собственные наблюдения.

1 Экологическая характеристика района расположения

Значительную нагрузку на экологию оказывают сельское хозяйство и расположенные вблизи Каховского водохранилища крупные промышленные комплексы – Донбасс, Криворожский бассейн, Запорожье, Мелитополь, Марганец. Каховское водохранилище осуществляет значительное ослабление отрицательных воздействий на окружающую среду /4/.
Особой проблемой является загрязнение акватории р.Днепр радионуклидами. Днепр сильно пострадал от аварии на Чернобыльской АЭС. Повысился радиоактивный фон не только вод, но и донных отложений, радионуклиды попали в водохранилища. Экологи утверждают, что за 8 лет (с 1986 по1994 г.г.) в связи с аварией на Чернобыльской АЭС в днепровские водохранилища поступило около 5000 Ки Cs -137, 2000 Ки Sr -90, 50 Ки плутония /5/.

Выбрасываемые в атмосферу и в пруд-охладитель радионуклиды оказывают отрицательное воздействие на природу водоемов и насыщенность ими почвы. Помимо прямого воздействия на растительный и животный мир водоемов, растворенные в воде радионуклиды фильтруются в подземные воды, с испарениями попадают в атмосферу, и с осадками вновь выпадают на поверхность почвы и водоемов. По таким цепочкам взаимосвязей с окружающей средой, выбрасываемые радионуклиды усваиваются растениями и животными (рыбами) и в виде продуктов питания поступают в организм человека /11, 12/.

Радиационная нагрузка для населения может слагаться как за счет техногенного, так и природного факторов /12/. В целом по Украине менее 1% дозовой нагрузки формируется за счет техногенного излучения, в т.ч. и АЭС. В зоне наблюдения Запорожской АЭС природный гамма-фон составляет более 43% радиационной нагрузки, и создается, в основном, за счет природного радионуклида Радона-222. Техногенное излучение, в т.ч. и за счет выбросов ЗАЭС, составляет лишь 0,3% /5,13/.
По существующим экологическим цепочкам, конечными объектами миграции радионуклидов могут быть растения, в т.ч. и культурные, и животные ,использующие эти растения для создания продуктов питания /11/. Поэтому данные о содержании радионуклидов в сельхозпродуктах могут являться объективными показателями комплексной оценки и критерием радиационного воздействия АЭС на окружающую среду.
2. Запорожская АЭС и окружающая среда .

2.1 Загрязнение радионуклидами атмосферы и водоемов.

По заключению МАГАТЭ и других контролирующих организаций, в зоне наблюдения Запорожской АЭС поддерживается высокий уровень экологической (радиационной) безопасности. За 6 лет наблюдений величина аэрозольных выбросов радионуклидов была неравнозначной по годам[13,15] . Колебания в показателях достигали полутора- двукратных величин, но среднесуточный уровень выбросов радионуклидов в атмосферу не превышал 12-20% индекса допустимых норм выбросов. До 19-31% от общего суммарного показателя, составляли радионуклиды С s -134 и С s -137. За 6 лет (2001- 2006 г .г. Общий уровень выбросов радионуклидов в атмосферу был на уровне 53-97% от норм контрольного уровня.)

По нормам радиационной безопасности (НРБУ-97) квота предела дозы радиационной нагрузки, формируемой за счет выбросов в зоне наблюдения АЭС, допускается до 0,04 мЗв/год. Фактическая максимальная индивидуальная эффективная доза облучения от газо-аэрозольного выброса радионуклидов на границе санитарно-защитной зоны ЗАЭС ( 2,5 км вокруг промплощадки) за исследуемые годы не превышала 4,7Е-5 мЗв/год, что составляет 0,12% допускаемой квоты. По данным анализов работы Запорожской АЭС установлено стабильное снижение выбросов радионуклидов в атмосферу, что отражено на рис.3. При этом содержание радионуклидов в атмосфере не превышало «нулевого фона как по сумме β-активности, так и по отдельным радионуклидам, и в величине не имело существенной зависимости от расстояния между источником выбросов, т.е. промплощадкой ЗАЭС и пунктом контроля (табл.1, см. приложение).
Содержание радионуклидов в открытых водоемах ЗАЭС и акватории Каховского водохранилища ниже продувного устройства пруда-охладителя, с.Водяное и г.Никополь, было ниже нормативных допусков, и практически равнозначно с показателями Каховского водохранилища выше пруда-охладителя.

В водах пруда-охладителя уровень содержания Sr -90 на 27% а сумма β-активности – на 30% превосходят показатели Каховского водохранилища. Но в акваториях с.Водяное и г.Никополя, которые находятся ниже продувного устройства пруда-охладителя, содержание радионуклидов равнозначное с показателями Каховского водохранилища (выше пруда-охладителя). Следовательно, пруд-охладитель наряду с основной задачей – охлаждение отработанных вод – является и местом их очищения от радиационного загрязнения.

Вода для населения и технических нужд г.Энергодара проходит строгий контроль на загрязнение радионуклидами. Это позволяет поддерживать низкий уровень содержания как основных радионуклидов Sr -90 и Cs -137, так и показатель суммарной β-активности. В среднем за 6 лет в питьевой воде содержание радионуклидов было Sr -90 – 14 Бк/м 3 , Cs -137 – 4,6 Бк/м 3 , и суммарная β-активность 126 Бк/м 3 ; в технической воде - Sr -90 – 22 Бк/м 3 , Cs -137 – 4,5 Бк/м 3 , суммарная β-активность 153 Бк/м 3 воды. При допустимой норме 2000 Бк/м 3 воды. То есть, концентрация радионуклидов в водах городского водоснабжения была в 13-16 раз ниже допустимой нормы.

2.2 Загрязнение радионуклидами почвы

Равнозначность показателей содержания радионуклидов в почве, независимо от места взятия пробы, можно объяснить тем , что в зоне наблюдения Запорожской АЭС основную часть радиационной нагрузки, до 60%, составляет природный фон, и лишь немногим более 2% - техногенный фактор, в т.ч. и выбросы ЗАЭС (табл.3, см. приложение).

3. Критерии оценки экологической безопасности
Критериями биологической безопасности в части радиационной нагрузки, в зоне АЭС являются уровень природного γ-фона, и доза радиационного загрязнения, создаваемого АЭС /12/. В зоне наблюдения Запорожской АЭС, радиационная нагрузка от природного фона значительно превышает техногенную (табл.3, см. приложение), и усвоение растениями радионуклидов естественного и техногенного происхождений также неравнозначное. Можно предположить, что больше усваивается радионуклидов естественного фона. Поэтому, к указанным двум факторам, в качестве критерия экологической безопасности в части радиационной нагрузки может быть принят и показатель содержания радионуклидов в сельхозпродуктах, независимо от источника их формирования.

Чтобы убедиться в правильности такого предположения, провели анкетирование среди учащихся 10-11 классов школ г. Энергодара. В анкету был включен вопрос: «Считаете ли вы, что для информации населения о состоянии экологической безопасности в части радиационной нагрузки, в зоне влияния АЭС

- достаточно иметь лишь сведения об уровне γ-фона и о дозе радиационного влияния АЭС;

- следует также включить и показатель содержания радионуклидов в сельхозпродукты;

- необходимы иные показатели.

В опросе приняли участие 159 человек. Результаты анкетирования приведены в табл. 4(см. приложение).

Из данных табл.4(приложение) видно, что 70% респондентов сочли целесообразным увеличение количества показателей для более полной оценки состояния экологической безопасности в зоне наблюдения АЭС. Таким показателем может быть содержание радионуклидов в сельхозпродуктах, а следовательно в продуктах питания.

4.Содержание радионуклидов в сельскохозяйственных продуктах
.

В результате воздействия на окружающую среду природными и техногенными источниками, радионуклиды накапливаются в почве. Основное количество питательных веществ, в т.ч. и радионуклиды, поступают в растения из почвы. Приведенные выше данные свидетельствуют о том, что количество выбрасываемых ЗАЭС в атмосферу и водоемы радионуклидов не превышало допускаемых нормативов. Это может свидетельствовать, что Запорожская АЭС в процессе выработки электроэнергии не оказывает значительной дополнительной радиационной нагрузки на окружающую среду.

В связи с этим предполагалось, что растения, используемые для питания и на корм сельскохозяйственным животным, не могут иметь повышенного накопления радионуклидов. А соответственно, растительные, и животные продукты питания, полученные из этих растений.

. При значительном интервале показателей содержания Sr -90 от 0,38 до 15,5 Бк/кг и Cs -137 от 0,20 до 4,55 Бк/кг сухой массы, стабильной разницы в содержании радионуклидов в растениях в зависимости от расстояния не установлено. Не установлена и зависимость накопления радионуклидов от направления размещения пункта контроля от промплощадки. Только в одном пункте контроля, расположенном в западном направлении на расстоянии 15 км от промплощадки, в нескольких пробах растений отмечали содержание Sr -90 значительно, до полуторакратного, выше показателей содержания этого радионуклида в других анализах в этом же пункте контроля. Естественно, это не может являться определяющим.

Анализируя данные табл. 5(см. приложение)и рис. 4(приложение), можно предположить, что по содержанию радионуклидов культурные растения и сельхозпродукты условно можно разделить на 2 группы: к первой группе продуктов, имеющих сравнительно высокие показатели содержания радионуклидов могут быть отнесены зерновые культуры, овощи, мясопродукты; ко второй группе продуктов со сравнительно низким содержанием радионуклидов можно отнести хлеб, фрукты, молочные продукты.

Следует отметить и значительные колебания в содержании радионуклидов по годам, достигавшие у некоторых продуктов значительных величин. При этом отмечена адекватная зависимость в накоплении сельхозпродуктами радионуклидов Sr -90 и Cs -137. При чем, разница отмечалась только в показателях объёма накопления одних и тех же радионуклидов. Например, у пшеницы отмечена шестикратная разница между минимальным и максимальным содержанием Sr -90, у мясопродуктов – более чем трехкратная, у капусты – двукратная. Следует также отметить, что накопление Cs -137 было более выровненным в сравнении со Sr -90.
Заключение
По результатам проведенных исследований можно сделать следующее заключение:

2. Из почвы радионуклиды усваиваются растениями, и с продуктами питания поступают в организм человека. Поэтому содержание радионуклидов в сельскохозяйственных продуктах может являться одним из критериев экологической безопасности в части радиационного загрязнения. В зоне наблюдения Запорожской АЭС содержание радионуклидов в сельхозпродуктах значительно ниже допустимых норм.

3. Накопление и содержание радионуклидов в сельхозпродуктах неравнозначно, и по этому показателю продукты условно можно разделить на две группы: с повышенным содержанием радионуклидов – зерновые культуры, овощи и мясопродукты, и со сравнительно низким содержанием радионуклидов – фрукты, молочные продукты, хлеб. Отмечены значительные колебания по годам в содержании в продуктах радионуклида Sr -90. Показатели содержания Cs -137 были более выровненными.
Изучение воздействия ЗАЭС на окружающую среду в зоне ее наблюдения и, как следствие, реакции растений на такое воздействие и накопление радионуклидов в сельхозпродуктах, представляют несомненный научный и практический интерес, и их следует продолжить.

1 4 . Радиационная обстановка 30-километровой зоны Запорожской АЭС //Вестник, 2003, № 12, с.6.
15.Костюков А.Б. Результаты наблюдений за радиационной обстановкой в Каменско-Днепровском районе. //Знамя труда, 12.05.2007, с. 12-13.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Рис.1 Зона наблюдения Запорожской АЭС

Рис.2 Сезонные розы ветров в районе размещения Запорожской АЭС

. Рис. 3. Формирование выбросов радионуклидов по ЗАЭС в % к нормам допусков
Таблица 1.

Содержание радионуклидов в атмосфере в зоне наблюдения

Запорожской АЭС. кБк/м 3 .

Содержание радионуклидов в поверхностном слое почвы в зоне

наблюдения Запорожской АЭС. кБк/м 3 сухой массы (2001-2006г.г.)

Результаты опроса учащихся г.Энергодара о критерии оценки

Содержание радионуклидов в сельхозпродуктах в зоне

наблюдения Запорожской АЭС, Бк/кг,л (2000-2006г.г.) /6, 15, 2/

молоко – Sr -90 – 0,06± 0,02, Cs -137 – 0,06± 0,01

рыба Sr -90 – 1,2± 0,1, Cs -137 – 2,8± 0,1
Sr
-90, Бк/кг,л

Рис.4 Содержание радионуклидов в сельхозпродуктах в зоне наблюдения

Интенсивность поступления радиоактивных веществ из почвы в растения тесно связана с их биологическими особенностями. Для изучение способности некоторых растений аккумулировать радионуклиды из почвы выбора пустынные растения почвы региона Семипалатинского ядерного полигона – тамарикс, биюргун, полынь и верблюжья колючка. Для этих работ были использованы нерадиоактивные стабильные изотопы цезия и стронция. Для возможной стимуляции поглощения и аккумуляции использовал природное вещество – биогумус и химический хелатор двухвалентных металлов – этилендиаминтетрауксусную кислоту (ЭДТА). Полученные результаты позволяют сделать следующие выводы. Все три растения, кроме тамарикса, без биогумуса почти не поглощали цезия в корни и наземные части. В то же время, они поглощали стронций примерно 2.5 раза больше, чем цезия на эти части растения. По сравнению с этими тремя растениями, тамарикс, который способен поглощать одновалентные ионы хлора и металла – натрия и аккумулировать их в свои органы, 10-20 раз больше поглощал и аккумулировал цезий в корни, и несколько меньше наземные органы. Добавление биогумуса в почву в различных соотношениях привело к резкому повышению поглощение и аккумуляцию цезия и стронция в свои органы всеми этими пустынными растениями. Эти результаты показывают, что в биогумусе содержатся вещество, связывающие как двухвалентного стронция, так и одновалентного цезия. Цезий и стронций, связанный с биогумусом, легко поглощаются корнями вышеуказанных растений. Общеизвестно, что в присутствии в почве химически синтезированного хелатора – этилендиаминтетрауксусной кислоты (ЭДТА) резко повышается уровень поглощения двухвалентных тяжелых металлов корнями растения. С возрастанием концентрации ЭДТА уровень аккумулированного стронция в растениях повышается. В отличие от ЭДТА, биогумус одинаково повышал поглощение цезия и стронция корнями изучаемых растений. ЭДТА усиливала поглощения только двухвалентного стронция, причем эффект ЭДТА была несколько выше чем биогумуса. По сравнению с другими пустынными растениями, аккумуляция верблюжьей колючкой стронция в присутствии ЭДТА было значительно выше, т.е. почти в 1.8 раз выше, чем в присутствии биогумуса. Присутствие биогумуса в почве, даже в соотношении к почве 1:20 сильно стимулировало рост и развитие всех видов растений. Как и в предыдущих экспериментах, чем выше было концентрация биогумусе в почве, тем лучше росли и развивались растения. Наоборот, лучший стимулятор поглощения и аккумуляции стронция – ЭДТА в концентрациях выше 100 мкМ начала ингибировать рост и развитие этих видов растений. Даже после прайминга семян в простой воде значительно улучшается рост проростков. А праминг семян этих растений в растворе биогумуса резко (до 1,6 раза) повышает рост и развитие проростков.

Таким образом, в биогумусе содержится вещество или вещества, стимулирующие прорастание семян и улучшающее рост и развитие проростков. Это очень важно для пустынных растенй, которые могут быть потенциальными средствами для фиторемедиации почв. Водное растение – взморник не только активно поглощает стронций и цезий, но и аккумулирует с концентрированием этих металлов в корнях (т.е. концентрация стронция и цезия в корнях было соответственно в 19 и 14 раз выше чем их концентрации в окружающей воде). ЭДТА сильно повыщала поглощение стронция взморником. Таким образом, для фиторемедиации почв в регионе космодрома и города Байконур можно использовать пустынные растения – тамарикса, биюргуна, полынь и верблюжью колючку. А добавление биогумуса в почву, загрязненную радионуклидами, резко повышает поглощение и аккумуляцию в корнях и наземных частях этих растений. Биогумус позволяет исключить токсичного ЭДТА из практики фиторемедиации.

ТЕМА: ПОСТУПЛЕНИЕ РАДИОНУКЛИДОВ В РАСТЕНИЯ ВОПРОСЫ: 1. Аэральное загрязнение растений 2. Поступление радионуклидов из почвы через корневую систему 3. Меры по снижению перехода радионуклидов в растения

Общая схема миграции радионуклидов в наземной среде АТМОСФЕРА ПОЧВА ПОВЕРХНОСТНЫЕ, ПОДЗЕМНЫЕ И ГРУНТОВЫЕ ВОДЫ РАСТЕНИЯ ЖИВОТНЫЕ

АЭРАЛЬНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ РАСТЕНИЙ Адсорбция твердых аэрозолей на поверхности растений Абсорбция листьями и включение в метаболизм

Адсорбция оседающих на растения радиоактивных частиц и последующие процессы потерь зависят: § от площади поверхности, способной собирать частицы; § фитомассы на единицу площади почвы и ИЛП; § формы, размера, ориентации листьев и других надземных органов растений; § характеристики поверхности надземных органов растений; § скорости ветра во время и после выпадения частиц; § размера аэрозольных частиц; § количества выпавшего материала; § относительной влажности во время и после выпадений

Абсорбция радионуклидов зависит от: § температуры и влажности воздуха; § особенности поверхности и строения листьев; § наличия или отсутствия кутикулы; § солевого состава и р. Н раствора, содержащего радионуклиды; § фазы развития растений. Абсорбция через устьица: морфология пор и поверхностное натяжение раствора Абсорбция через кутикулу: морфология и химический состав кутикулы

Радионуклиды могут поступать в растения в результате подъема ветром или дождем с почвы как самих радионуклидов, так и почвенных частиц, содержащих радионуклиды. Это явление называют вторичным радиоактивным аэральным загрязнением растений. Вторичное загрязнение может быть обусловлено также хозяйственной деятельностью человека.

ПОСТУПЛЕНИЕ РАДИОНУКЛИДОВ ИЗ ПОЧВЫ ЧЕРЕЗ КОРНЕВУЮ СИСТЕМУ

ВЕРТИКАЛЬНАЯ МИГРАЦИЯ В ПОЧВЕ (МИГРАЦИЯ В ПОЧВЕННОМ СЛОЕ) Механизмы распределения радионуклидов между твердой и жидкой фазами почвы: § Сорбция десорбция § Коагуляция диспергирование коллоидов § Осаждение растворение труднорастворимых соединений

МИГРАЦИЯ ЧЕРЕЗ РАСТВОРЫ растворение Растворимые комплексные соединения комплексообразование Фракция топливных Катионы частиц в растворе сорбция ионообмен Ионы, Необратимо обмениваемые сорбированные в почве МИГРАЦИЯ С ПОЧВЕННЫМИ ЧАСТИЦАМИ

КОЭФФИЦИЕНТ НАКОПЛЕНИЯ (ПЕРЕХОДА) Cрадионуклид (растение) КН = Cрадионуклид (почва)

Коэффициента накопления (Кн) - отношение удельной активности растительной биомассы (Бк/кг сухой, сырой массы или золы) к удельной активности почвы в области корневого питания растения (Бк/кг сухой, сырой массы или золы)

Для оценки переноса в трофических цепях радионуклида относительно его стабильного носителя используют коэффициент дискриминации (КД): Cрадионуклид / С стабильный носитель (растение) Кd = С радионуклид / С стабильный носитель (почва)

КОРНЕВОЕ НАКОПЛЕНИЕ РАДИОНУКЛИДОВ ЗАВИСИТ ОТ КОМПЛЕКСА ФАКТОРОВ: 1. Физико-химические свойства радионуклидов; 2. Агрохимическая характеристика почвы, в том числе содержание изотопных и неизотопных носителей; 3. Биологические особенности растений; 4. Агротехника возделывания культур

ВЛИЯНИЕ СВОЙСТ РАДИОНУКЛИДОВ НА ПЕРЕХОД ИХ ИЗ ПОЧВЫ В РАСТЕНИЯ : • биофильность; • форма поступления в почву; • способность к образованию комплексных соединений; • валентность

По степени аккумуляции растениями химические элементы разделяют на следующие группы: – сильного накопления (Кн > 10) – P, K, Pb, N, S, Cl, Br, Na, Li, I; – слабого накопления (Кн = 1– 10) – Mg, Ca, Sr, B, Se, Mn, Zn, Mo, Ra, Cs; – с отсутствием аккумуляции (Кн = 0, 1– 1) – Ba, Si, F, Co, Ni, Cu, Rb; – со слабой дискриминацией (Кн = 0, 01– 0, 1) – Be, Fe, Ru; – с сильной дискриминацией (Кн = ветви, сучья > листья и хвоя > внутренняя кора (луб) >стволовая древесина.

Классификация лесных ягод по степени накопления 137 Cs

Классификация грибов по степени накопления 137 Cs

Роль растений в миграции радионуклидов в экосистемах

Распределение активности 137 Cs в загрязненном сосновом лесу в Бураковке вблизи Чернобыля в 1990 г. Компонент экосистемы % от общего запаса Хвоя 0, 13 Побеги 0, 50 Кора 0, 53 Древесина 0, 29 Корни ? Подстилка 4, 29 Почва слой 0– 2 см 80, 72 слой 2– 5 см 10, 77 слой 5– 10 см 2, 78

Запас 137 Cs и 90 Sr в 30 -летнем сосняке мшистом 2000 г. , % суммарного запаса Компонент экосистемы 137 Cs 90 Sr Почва 62 65 Подстилка 31 5 Древесина 2, 7 18 Ветки 1 5, 5 Хвоя 2, 3 2 Однолетние побеги 0, 1 0, 5 Кора 0, 9 4 Всего в надземной фитомассе 7 30

Запас радионуклидов в растительных сообществах не позволяет судить об их роли в миграционных процессах. Необходимы оценки величин потока через различные блоки системы, которые возможно дать только на основании детального исследования процессов продукции и деструкции органического вещества в системе и в целом закономерностей биогеохимического круговорота.

Меры по снижению перехода радионуклидов в растения ь Подбор культур и сортов с минимальным уровнем накопления радионуклидов ь Специальные приемы обработки почвы ь Перепрофилирование хозяйствования ь Фитомелиорация ь Защита растений ь Регулирование водного режима

Подбор культур Убывающий ряд по накоплению 137 Cs в сухом веществе: разнотравье естественных сенокосов и пастбищ, люпин, многолетние злаковые травы, клевер, зеленая масса рапса, гороха, солома овса, зеленая масса кукурузы, кормовая свекла, зеленая масса однолетних бобово-злаковых травосмесей, солома озимой ржи, зерно овса, картофель, солома ячменя, зерно озимой ржи, зерно ячменя.

Подбор культур Убывающий ряд по накоплению 90 Sr в сухом веществе: клевер, зеленая масса гороха, рапса, люпина, однолетних бобово- злаковых травосмесей, разнотравье суходольных сенокосов и пастбищ, многолетние злаковые травы, солома ячменя, зеленая масса озимой ржи, кормовая свекла, зеленая масса кукурузы, солома овса и озимой ржи, зерно ячменя, овса, озимой ржи, картофель.

Специальные приемы обработки почвы • Глубокая вспашка – в наибольшей степени уменьшает поступление радионуклидов в растения (до 5– 10 раз), однако заглубляет плодородный слой почвы, вследствие чего снижается урожайность. В условиях Беларуси этот прием имел ограниченное применение. • Глубокое рыхление периодически применяют на переуплотненных, эродированных и избыточно увлажняемых почвах.

Специальные приемы обработки почвы • Известкование кислых почв – внесение доломитовой муки или других веществ, уменьшающих кислотность почвы, снижает накопление радионуклидов растениями в 1, 5– 3 раза. Минимальное накопление радионуклидов в растениеводческой продукции наблюдается при оптимальных показателях кислотности, характерных для различных типов почв.

Специальные приемы обработки почвы • Внесение удобрений: Ø калийных (в почвы с низким содержанием обменного калия); Ø органических; Ø фосфорных (на почвах с низким содержанием доступного растениям фосфора); Ø азотных (повышенные дозы азотных удобрений усиливают накопление радионуклидов в растениях!); Ø медленнодействующих (типа карбамида и сульфата аммония); Ø микроудобрений (например, сульфата марганца). Ø препараты на основе ассоциативных штаммов азотфиксирующих бактерий (эффективно на посевах злаковых трав ). Внесение удобрений позволяет снизить накопление радионуклидов в 1, 3– 3 раза.

Специальные приемы обработки почвы • Применение сорбентов – препаратов, способных необменно сорбировать радионуклиды, снижая их корневое поступление в растения.

Перепрофилирование хозяйствования на загрязненных территориях Вместо продовольственных выращивают технические культуры (например, рапс для получения технического масла), лекарственные растения или специализируются на получения семенного материала, что дает возможность избежать прямого потребления загрязненной продукции.

Фитомелиорация – высаживают сильно накапливающие культуры, затем биомасса с высокой удельной активностью удаляется, что приводит к снижению содержания радионуклидов в почве.

Защита сельскохозяйственных растений от вредителей, болезней и сорняков позволяет увеличивать урожайность и снижать концентрацию радионуклидов в растениеводческой продукции (до 40 %).

Регулирование водного режима переувлажненных земель Для большинства торфяных и минеральных заболоченных почв минимальное поглощение растениями радионуклидов достигается при уровне грунтовых вод 90– 120 см от поверхности почвы. Подъем грунтовых вод до 35– 50 см от поверхности почвы приводит к увеличению накопления радионуклидов до 20 раз.

Практически все агротехнические приемы, увеличивающие плодородие почв и урожайность, способствуют снижению удельной активности сельскохозяйственной продукции. Однако при снижении содержания радионуклидов в единице биомассы при повышении урожайности суммарная величина перехода радионуклидов из почвы может оказаться выше.

ПЕРЕНОС РАДИОНУКЛИДОВ В ТЕЛО ЖИВОТНЫХ И ВКЛЮЧЕНИЕ ИХ В МЕТАБОЛИЗМ

Пути поступления радионуклидов в организм животных: • с пищей и водой; • с вдыхаемым воздухом; • через внешние покровы

Миграция радионуклидов в зооценозах определяется: • биологическими и экологическими свойствами животных (положение в пищевой цепи, образ жизни и тип питания, интенсивность обмена, морфология и химический состав различных органов и тканей и др. ); • особенностями среды обитания (в первую очередь, уровень загрязнения пищевых ресурсов, специфика ландшафта, климатические условия и др. ); • физико-химическими свойствами радионуклидов и формой их поступления в окружающую среду.

Общие закономерности миграции радионуклидов в зооценозах: • У хищных животных наблюдается более высокий уровень накопления радионуклидов по сравнению с растительноядными, обитающими на одной и той же территории. Это является отражением общебиологической закономерности биоаккумуляции в верхних звеньях трофических цепей.

• Существуют видовые различия в накоплении радионуклидов животными одного трофического уровня, что определяется, прежде всего, спецификой питания.

• У растительноядных охотничье- промысловых животных наблюдаются сезонные изменения накопления радионуклидов. Это объясняется существенными изменениями в зависимости от сезона года состава рациона.

• Усвоение и накопление радионуклидов в органах и тканях животных прямо связаны с интенсивностью метаболизма.

• Распределение радионуклидов по органам и тканям животных подчиняется общим закономерностям распределения элементов-аналогов: ü Стронций-90, так же как и его остеотропный макроаналог Ca, избирательно откладывается в костной ткани позвоночных животных.

ü Распределение цезия-137 в органах и тканях животных более однородно, чем стронций-90. По степени убывания содержания Cs-137 органы и ткани животных можно расположить в следующей последовательности: мышечная ткань > почки > сердце > селезенка > печень > легкие > костная ткань.

ü Радиоизотопы иода концентрируются в щитовидной железе.

Радионуклиды выводятся из организма позвоночных животных через желудочно- кишечный тракт, легкие, почки, кожу и молочные железы. Время, в течение которого исходное количество радионуклидов в организме уменьшается вдвое в результате радиоактивного распада и биологического выведения, называется эффективным периодом полувыведения (Тэф).

Приемы по снижению содержания радионуклидов в продукции животноводства: • Производство кормов с допустимым содержанием радионуклидов • Изменение условий содержания и рационов кормления крупного рогатого скота, использование наименее загрязненных кормов на заключительной стадии откорма • Введение в рацион специальных добавок, снижающих переход радионуклидов в продукцию животноводства

Приемы по снижению содержания радионуклидов в продукции животноводства: • Технологическая переработка продукции животноводства • Перепрофилирование отраслей животноводства (замена мясного животноводства на мясное или скотоводства на свиноводство, птицеводство и т. д. )

С в мясе, молоке , Бк/кг или Бк/л РЖ = _______________ Скорма , Бк/кг x рацион, кг/сутки С в крови ________ КВ = С в пищевом рационе

Читайте также: