169976 (Моніторинг якості ґрунтів на околицях м. Шепетівка), страница 2

Відповідно до генезису ШРН підрозділяють на 3 групи.

Радіоактивні продукти ядерного розподілу, виникаючі в реакціях ділення ядер 235U, 238U, 239Pb і ін., утворюють першу групу. Основні джерела цієї групи радіонуклідів в біосфері - випробування ядерної зброї, функціонування підприємств АЕК і атомної промисловості (атомно-енергетичні установки, радіохімічні заводи).

Другу групу ШРН складають продукти наведеної активації, що утворюються в результаті атомних реакцій елементарних частинок (в основному нейтронів) з ядрами атомів стабільних елементів, що входять до складу конструкційних матеріалів комунікацій і теплоносіїв атомних реакторів, корпусів боєголовок і так далі.

Третя група ШРН - радіоактивні трансуранові елементи, що виникають в атомно-енергетичних установках і при атомних вибухах в результаті послідовних реакцій з ядрами атомів матеріалу, що ділиться, і подальшого радіоактивного розпаду надважких ядер, що утворилися. Радіонукліди цієї групи характеризуються дуже високою радіотоксичністю, великим періодом напіврозпаду, відсутністю стабільних ізотопних аналогів в природі. ШРН з періодами напіврозпаду менше 102-104 років знаходяться в ґрунтах в ультра малих концентраціях, чим визначається істотна залежність їх поведінки в ґрунтах від концентрації і властивостей їх ізотопних або неізотопних носіїв. Важливим чинником, що визначає закріплення, розподіл і трансформацію ШРН в компонентах ґрунтів, є початкова фізико-хімічна форма, в якій радіонуклід введений в біосферу. У ряді випадків поведінка ШРН в ґрунтах визначається не закономірностями поведінки стабільних ізотопних і неізотопних носіїв (хімічних аналогів), а поведінкою і розподілом в ґрунтах типоморфних елементів ландшафтів.[1]

Стронцій Природний Sr складається з 4 стабільних ізотопів з масовими числами 84, 86, 87, 88. До числа продуктів розподілу входять 2 радіоізотопи Sr – 90Sr, що відноситься до числа найбільш біологічно рухомих (Т0,5= 28,1 роки, В-випромінювач з максимальною енергією 0,544 МеВ), і 89Sr, більш короткоживучий радіонуклід (Т0,5= 50,5 діб, В-випромінювач з енергією 1,463 МеВ).

На поведінку 90Sr в ґрунті робить значний вплив органічна речовина. Розподіл і рухливість 90Sr в значній мірі визначаються кількістю і якісним складом гумусу переважно 90Sr зв'язується фульвокислотами. У вилуженому чорноземі і дерново-підзолистих ґрунтах з гумусом пов'язано відповідально 38 і 36 % 90Sr.

Під міграцією радіонуклідів в ґрунті розуміється сукупність процесів, що приводять до переміщення радіонуклідів у ґрунті або перерозподілу між різними фазами та станами і які викликають перерозподіл радіонуклідів по глибині і в горизонтальному напрямі. До рушійних сил, що приводять до міграції радіонуклідів в ґрунтах, відносяться: конвективне перенесення (фільтрація атмосферних опадів вглиб ґрунту, капілярне підтікання вологи до поверхні в результаті випаровування, термоперенос вологи під дією градієнта температури); дифузія вільних і адсорбованих іонів; перенесення по кореневих системах рослин; перенесення на мігруючих колоїдних частинках; риюча діяльність ґрунтових тварин; господарська діяльність людини. Перераховані чинники не є рівнозначними, оскільки інтенсивність і тривалість їх дії різні і залежать від конкретних умов.

Якісна відмінність в характері дії двох найважливіших чинників -конвективного перенесення із струмом вологи і дифузія полягає в наступному. Якщо в початковий момент часу радіонуклід знаходиться - в дуже тонкому поверхневому шарі ґрунту і в процесі міграції ззовні не поступає, то перший з цих чинників приводить до переміщення зони знаходження радіонукліда із зсувом максимуму концентрації радіонукліда вглиб ґрунту. Дифузійний характер викликає розширення зони знаходження радіонукліда з одночасним зменшенням величини максимуму концентрації. Значущість перенесення радіонуклідів по кореневих системах рослин залежить від глибини розповсюдження і густини корінців у ґрунті, фізико-хімічних властивостей радіонуклідів, біологічних особливостей рослин і т.д.. В умовах, коли сумарний об'єм коріння складає незначну частку від об'єму всього кореневмісного шару ґрунту, внесок кореневого перенесення радіонуклідів невеликий.

Конвективне перенесення і дифузія радіонуклідів тісно пов'язані з поглинанням і міцністю їх закріплення твердою фазою ґрунту. Конвективне перенесення характерне для водорозчинної і, частково, обмінної форм радіонуклідів; дифузне перенесення і перенесення по кореневих системах рослин - для водорозчинної і обмінної форм. Механічне перенесення на колоїдних частинках або пересування в результаті риючої діяльності ґрунтових тварин характерні для всіх форм радіонуклідів.

Надходження радіонуклідів Sr у рослини. Накопичення 89Sr і 90Sr залежно від властивостей ґрунтів і біологічних особливостей рослин коливається в дуже широких межах. На різних типах ґрунтів в північній-тайговій, південнотайговій, лісостеповій, степовій, напівпустинній і пустинній зонах 80Sr варіюють для однієї і тієї ж сільськогосподарської культури від 5 до 15 разів. Для зерна і соломи злакових культур Кп складають відповідно 0,6-2,8 і 2,2-10,7, а для бульб і бадилля картоплі 0,7-3,2 і 7,8-48. Максимальні величини Кп90Sr відмічені в північних і південних зонах, мінімальні - в лісостеповій і степовій зонах, що в основному обумовлене властивостями ґрунтів. При визначенні накопичення 908г в рослинах по показнику Фредрікссона встановлено, що для різних культур і різних типів ґрунтів він коливається до 50 разів. [1]

Цезій Коефіцієнт накопичення 137Сs сільськогосподарськими рослинами дуже змінюються. Надходження 137Сs в рослини з ґрунту в середньому в 5-10 разів менше, ніж 90Sr, проте для окремих районів з своєрідними ґрунтово кліматичними умовами КН Сs досягають високих значень, майже 4,5. До таких районів відносяться території - Українського і Білоруського Полісся, де поширені дерново-підзолисті і торф'яні супіщані і піщані ґрунти, слабо насичені основами.

Накопичення 137Сs рослинами залежно від властивостей ґрунтів змінюється в середньому в 20-30 разів, а залежно від біологічних особливостей рослин до 10 разів. Сортові відмінності в поглинанні Сs рослинами не перевищують 1,5-2 рази. Добре накопичують Сs калієлюбні рослини, оскільки його поглинання рослинами з ґрунту пов'язане із засвоєнням К. Із збільшенням змісту обмінного К в ґрунтах накопичення 137Сз в рослинах зменшується, проте зворотної лінійної залежності між цими величинами не встановлено. Причиною пригнічення Сs відносно К при переході з ґрунту в рослини є сильніша сорбція твердою фазою ґрунту 137Сs в порівнянні з К. При надходженні в фунт Сs, як правило, знаходиться в доступній для рослин, формі. Проте з часом вміст в ґрунті обмінного Сs знижується. Найінтенсивніше цей процес проходить в перші 2 роки, а приблизно з 5-го року зміст обмінного Сs стабілізується на рівні 3-кратного зменшення його вмісту в ґрунті в порівнянні з первинною кількістю, що приводить до зниження концентрації Сs в рослинах.

На сьогодні є численні дані про вплив генетичних особливостей ґрунтів на накопичення 137Сs у сільськогосподарській продукції. Досить високі коефіцієнти переходу його з ґрунту в продукцію властиві торфовим ґрунтам, дерново-підзолистим легкого гранулометричного складу, найменші - чорноземам суглинковим. За даними Б.С. Прістера, коефіцієнти переходу 137Сs з ґрунту в кормові культури на сірих лісових ґрунтах у 2-2,5 рази вищі, ніж на чорноземах. Існують різні пояснення цього факту, але більшість авторів звертають увагу на різну ємність поглинання та вміст глинистих мінералів, кількість у ґрунті калію та міцність його фіксації. [1]

3. Сучасний радіологічний стан Хмельницької області

Широке використання атомної енергії в різних галузях народного господарства викликає нагромадження в біосфері радіоактивних речовин. Основними джерелами радіоактивного забруднення природного середовища є випробовування ядерної зброї, викиди при порушенні норм зберігання радіоактивних відходів, аварії на ядерних об'єктах.

Особливо небезпечні забруднення радіонуклідами з катастрофічними екологічними наслідками виникають через ядерні вибухи та аварії на об'єктах атомної промисловості й енергетики.

З метою контролю за рівнем забруднення навколишнього середовища радіонуклідами, прогнозування нагромадження їх в рослинницькій продукції та розробки заходів по захисту населення від шкідливої дії радіації в 1974 р. в системі агрохімічної служби (на той час зональна агрохімічна лабораторія) було створено відділ сільськогосподарської радіології.

На території області організовується мережа (33 шт.) контрольних майданчиків, які охоплюють різні види сільськогосподарських угідь, усі природно-кліматичні зони, основні типи ґрунтів. На них здійснюється постійний контроль за радіаційним станом довкілля, визначається ступінь забруднення цезієм-137 і стронцієм-90 ґрунту, продукції рослинництва та вивчаються закономірності накопичення радіонуклідів в рослинах.

До 1986 р. рівень радіоактивного забруднення в області не перевищував фонових значень і ситуацію можна було б назвати благополучною.

Становище змінилося у зв'язку із вибухом на Чорнобильській АЕС. Аварія, що трапилась в 1986 р., сколихнула світ. І сьогодні шкоду, яку вона нанесла природі і людству, ще до кінця не оцінено, хоча абсолютно ясно: наслідки від цієї аварії трагічні. В терміновому порядку в агрохімічній системі посилюється і реорганізовується радіологічна служба. Відділ трансформується у відділ охорони навколишнього середовища з розширенням завдань і напрямків досліджень. Збільшується штат, обсяги польових і лабораторних робіт, поступає належне технічне обладнання. В районах створюються радіологічні пости, у завдання яких входить вимірювання рівня радіації в продукції, кормах, сільськогосподарській сировині.

На території області додатково було закладено 33 контрольних майданчики, зараз їх кількість доведена до 67, з них 13 навколо діючої Хмельницької АЕС.

Роботи по оцінці і контролю за радіоактивним забрудненням ґрунтів і продукції рослинництва виконуються методом суцільного обстеження сільськогосподарських угідь через певний проміжок часу, а дослідження на стаціонарних контрольних ділянках - систематично (щорічно) протягом всього вегетаційного періоду.

На контрольних ділянках визначається рівень радіоактивності ґрунтів і рослин, вміст радіоцезію і радіостронцію, щільність забруднення і коефіцієнти накопичення, цезієві і стронцієві одиниці. В зоні посиленого контролю для визначення забруднення цезієм-137 і стронцієм-90 додатково обстежують луки і пасовища, де випасається приватна худоба.

Сформований внаслідок Чорнобильської аварії західний слід радіоактивних випадів пройшов по південній частині області, де повністю піддались радіаційному забрудненню Кам'янець-Подільський, Новоушицький, Чемеровецький, частково Городоцький та Дунаєвецький райони. Саме територію цих районів можна виділити в окрему (південну) зону, де ґрунти мають порівняно високий рівень забруднення радіонуклідами(див. рис.2,3)

Пройшло вже 24 рік після аварії на ЧАЕС. Радіонукліди, якими було забруднено сільськогосподарські угіддя (цезій-137 та стронцій-90) мають період піврозпаду 30 та 28 років. На даний час розпад відбувся більш, ніж на половину періоду піврозпаду.

Приймаючи до уваги ці обставини, в Хмельницькому обласному проектно-вишукувальному центрі «Облдержродючість» продовжуються радіаційні дослідження згідно загальноприйнятої програми. [1]

4. Радіологічний стан контрольної ділянки

4.1 Умови проведення досліду

Було вибрано контрольний майданчик на території Пліщинської сільської ради Шепетівського району Хмельницької області. Координати контрольного майданчика: Північна широта: 50°09′46′′, Східна довгота 26°57′52′′; площа становить 10 га, сівозміна №1, поле №1. Це ділянка з чорноземами опідзоленими і слабореградованими та темносірими сильнореградованими легкосуглинковими ґрунтами.

Відколи проводяться спостереження за даною ділянкою господарства різних рівнів мінялися кілька разів: на 1987 рік господарство називалося колгосп ім. Шевченка, в 2005 році – Фермерське Господарство «Агропродукт 2005». В 2006 році це господарство об’єдналося з багатьма іншими в районі та утворилася Корпорація «СВАРОГ-2006».

Клімат даної території помірно-континентальний з м'якою зимою та з досить теплим вологим літом і є сприятливим для вегетації сільськогосподарських культур. Кліматичні умови сільськогосподарського виробництва характеризуються такими показниками: суми активних температур за період з середньодобовою температурою понад 10, становить 2600-2700 градусів, вегетаційний період - 165 днів, величина гідротермічного коефіцієнту (ГТК) - 1,4, кількість опадів за вегетаційний період випадає – 330-380 мм, а за рік - 520-570 мм. Останні весняні приморозки закінчуються в середньому 19 квітня, а перші починаються 16 жовтня, тривалість вегетаційного періоду 175-180 днів. Стійкий сніговий покрив утворюється в третій декаді грудня, а руйнується в третій декаді лютого. Середня висота снігового покриву 14-16 см. [1]

4.2 Методика проведення досліду