5.3 Радиоактивное загрязнение почв

Радиоактивнее элементы - неустойчивые химические элементы, способные к радиоактивному распаду, который сопровождается испусканием энергии (Мотузова, 2007).

На агроэкосистемы воздействуют радионуклиды природного радиационного фона (естественные) и техногенные (связанные с деятельностью человека).

К техногенным радионуклидам относят продукты деления урана и плутония ⁹⁰Sr,¹³¹I, ¹³⁷Cs, а так же металлы с наведенной активностью ⁵⁴Mn, ^{55, 59}Fe, ⁶⁰Co, ⁶⁵Zn и д.р.

Приоритетными загрязнителями являются ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs. Они обладают высокой биологической активностью и подвижностью, которая обусловлена тем, что стронций и цезий - близкие химические аналоги кальция и калия и очень сходны по поведению в биологических системах (Баранников В.Д., 2005).

Попадая в окружающую среду, радионуклиды активно вовлекаются в круговорот веществ, накапливаясь в ее компонентах. Они становятся неотъемлемым звеном пищевых цепей и играют существенную роль в функционировании экосистем, в том числе почвы и растительности. Наибольшему загрязнению подвергаются аккумулятивные горизонты почв сельскохозяйственных территорий (Гогмачадзе Г.Д., 2010).

Радионуклиды, поступившие на почвенно-растительный покров из воздуха, первоначально концентрируются в верхнем слое почвы 0...2 см, а затем начинают мигрировать по ее профилю.

Радиоактивные вещества, попадая из атмосферы на земную поверхность, могут непосредственно поступать в растения, оседая на их наземных органах. Через листья в растения проникает от 2 до 60% ¹³⁷Cs, a ⁹⁰Sr - лишь доли процента (Мосина Л.В., 2000). Большая часть радионуклидов прочно сорбируется ППК и включается в биологический круговорот в сравнительно небольшом количестве. Поглощение почвой подавляющего большинства радионуклидов определяется процессами их распределения между двумя основными фазами -- твердой и жидкой (почвенный раствор) и осуществляется главным образом благодаря процессам сорбции -- десорбции радионуклидов, осаждения -- растворения труднорастворимых соединений и коагуляции -- пептизации коллоидов (www.ekowiki.ru).

Поглощение радионуклидов ППК растянуто во времени. В первый год попадания ⁹⁰Sr в почву его поступление в растения на 20-30% больше, чем в последующие годы. Поступление же Cs - меньше, но на легких по механическому составу песчаных почвах поступление ¹³⁷Cs в растения в 40-50 раз выше, чем ⁹⁰Sr. Поступление ¹³⁷Cs из торфянистых почв в несколько раз выше, чем из минеральных почв.

Так как накопление радионуклидов в растениеводческой продукции определяется содержанием их в почве и биологической доступностью, то коэффициенты пропорциональности для различных культур не одинаковы.

При загрязнении естественных угодий ⁹⁰Sr в пределах 1 мкКи/км2 1 кг сухого вещества трав содержал 4,8 стронциевых единиц (с.е.): свеклы - 1,7; картофеля-1,56; пшеницы - 0,8 (Мосина Л.В., 2000).

На клеточном уровне радиационные изменения у растений выявляются в виде цитогенетических повреждений, оцениваемых по снижению митотической активности, увеличению числа хромосомных аберраций и изменению длительности митотического цикла клеток апикальной меристемы. Изменения под влиянием облучения, происходящие на клеточном уровне, в дальнейшем проявляются на уровне целостного организма и фитоценоза (www.ekowiki.ru).

Радиологическое обследование почв сельскохозяйственных угодий проводится одновременно с агрохимическим и эколого-токсикологическим обследованиями. При этом используют единые картографическую основу, разбивку на элементарные участки и нумерацию почвенных проб.

Радиологическое обследование проводят путем замера гамма-фона и отбора почвенных образцов. Для определения мощности экспозиционной дозы гамма-излучения почв рекомендуется использовать дозиметры ДРГ-01Т, а в случае их отсутствия -- дозиметры ДРГ-05М или сцинтилляционные геологоразведочные приборы СРП-88Н (СРП-68-01).

Гамма-фон замеряют по ходу маршрута в восьми точках элементарного участка. Если в пределах элементарного участка одна почвенная разность, а изменения в величине гамма-фона в какой-то точке выше предыдущего измерения на 10 мкР/ч (75с^-1), проводят более детальные замеры в пределах этого элементарного участка.

Измерение гамма-фона проводят на высоте 1 м. над поверхностью почвы. Почвенные образцы отбирают из прикопок лопатой на глубину пахотного слоя. Масса одного образца должна быть не менее 1,5 кг. При нормальном фоне смешанные пробы почв для гаммаспектрометрического и радиохимического определения состава радионуклидов составляют из проб, отобранных с элементарных участков.

При нормальном (без аномалии) гамма-фоне может быть достаточно восьми замеров на один элементарный участок, в случае необходимости выделения аномалии число замеров увеличивается в зависимости от сложности выделяемого участка и других агропочвенных условий.

При обнаружении точек, где гамма-фон превышает 50 мкР/ч, необходимо срочно известить об этом руководство ГЦАС и прекратить дальнейшие измерения и отбор проб почвы. На таком участке необходимо проводить специальное радиологическое обследование (Методические указания…, 2003).