14.6. Способи “реанімації” радіаційно забруднених грунтів

Основні наслідки Чорнобильської катастрофи у Снятинському районі обумовлені забрудненням земель радіоізотопом цезій-137. Це довгоживучий радіонуклід, що має період напіврозпаду 30 років. Дослідження вмісту цезія-137 у зовнішньому середовищі довели, що у верхніх шарах грунту (20-30 см) його знаходиться близько 90%. Цезій-137 надходить до організму людини переважно з продуктами харчування (через органи дихання надходить приблизно 25% його кількості). Він практично повністю всмоктується у стравопровідному каналі організму людини. Близько 80 відсотків його накопичується у м’язовій тканині, 8 відсотків у кістках. За ступенем концентрування цезію, всі тканини розподіляються таким чином: м’язи, нирки, печінка, кістки, мозок, ерітроцити, плазма крові. Біологічний період напіввиведення цього радіонукліду у дорослих коливається в межах від 10 до 200 діб, в середньому близько 100 діб.

У зв’язку з цим надзвичайно актуальною і складною є проблема реанімації забруднених грунтів – основного “депо” радіонуклідів і початкової ланки міграції в системі “грунт-вода-рослина”, а також проблема зменшення накопичення радіонуклідів у рослинах і вирощування "“чистої" продукції.

Проведеними дослідженнями виявлені наступні альтернативні до існуючих способи “реанімації” забруднених грунтів і зменшення надходження радіонуклідів у рослини:

а) спосіб фіксації стронцію гідрофосфатами;

б) спосіб осадження стронцію;

в) спосіб “блокування” надходження радіонуклідів у рослини;

г) спосіб переведення цезію в нерухомі сполуки;

д) зв’язування стронцію фітиновою кислотою.

Спосіб фіксації грунтується на властивості гідрофосфатів металів першої групи утворювати із стронцієм практично нерозчинні сполуки. При внесенні у грунт гідрофосфатів як самостійних реагентів та з іншими комплексоутворювачами (органічні речовини, кальційвмісні сполуки) надходження стронцію-90 у рослини значно знижується.

Спосіб осадження передбачає внесення у зимовий період водного розчину аміаку. При цьому утворюється важкорозчинна у воді сполука – октогідрат стронцію, внаслідок чого “блокується” надходження стронцію у рослини. Одночасно з розчинним октогідратом стронцію у грунті утворюються комплексні аміакати стронцію, які відносяться до дуже розчинних у воді сполук. В умовах промивного типу водного режиму це забезпечує вилуговування радіостронцію у нижні шари грунту, що рівноцінно існуючому способу механічного “захоронення” забрудненого шару грунту шляхом глибокої оранки, але з меншими затратами і збереження родючого шару грунту.

Спосіб “блокування” надходження радіонуклідів у рослини базується на здатності органічних речовин утворювати слаборозчинні у воді металокомплексні сполуки. Одним з рекомендованих заходів зменшення надходжень цезію і стронцію в рослини є внесення гною. Однак гній містить дуже незначні кількості гумусових кислот,які мають здатність утворювати нерозчинні комплексні сполуки з металами. Значну кількість сполукспецифічної гумусової природи містить біогумус (вермикомпост) - продукт життєдіяльності дощових черв’яків при переробці ними різних органічних речовин. Коефіцієнт гуміфікації біогумусу досягає 25%. Залежно від дози біогумусу вміст радіоцезію в рослинах зменшується на 20-50%. Причинами зниження концентрації радіонуклідів у рослинах є ефект “розбавлення” внаслідок збільшення загальної маси рослин під впливом біогумусу, утворення металокомплексів і виключення внаслідок цього радіонуклідів з біологічного кругообігу, та процеси іммобілізації – зв’язування радіонуклідів мікробними тілами внаслідок значної кількості мікроорганізмів у біогумусі (близько 2 мільярдів колоній в 1 грам біогумусу).

Спосіб переведення цезію в нерухомі форми грунтується на переведенні іонів цезію у нерухому сполуку при взаємодії його з комплексною сполукою – кобальтонітритом натрію. У грунті утворюється надзвичайно стійка малорозчинна сполука – кобальтонітрит цезію з добутком розчинності 5.8х10-16, внаслідок чого вміст цезію у рослинах зменшується на 30-60 відсотків.

Зв’язування стронцію фітиновою кислотою відбувається внаслідок того, що вони утворюють слаборозчинні у воді солі. Значну кількість фітинової кислоти містить солома злакових рослин. В зв’язку з цим до біогумусу слід додавати збагачені соломою субстрати.

Технологія вирощування сільськогосподарських культур на забруднених цезієм і стронцієм грунтах повинна базуватись на внесенні через 1-2 роки біогумусу в дозах 10-20 т/га у поєднанні з подрібненою соломою (10 т/га), цеолітом або морденітом (10 т/га), гідрофосфатом калію (50-100 кг/га) і кобальтонітритом (50-100 кг/га). Найбільша ефективність забезпечується при локальному внесенні цих речовин. Активне коріння при цьому концентрується у збагачених поживними речовинами “комфортних” зонах, що обумовлює зменшення площі живлення рослин, і, відповідно, зменшення забруднення продукції.