168682 (625171), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Найбільше поглинається рослинами з поживного розчину ¹³⁷Cs, значно менше - ⁹⁰Sr. Таких РН, як ⁶⁰Со, ¹⁰⁶Ru, ¹⁴⁴Ce, ¹⁴⁷Рт, надходить з водного розчину в наземну масу рослин у 10 разів менше, ніж Cs і Sr.

При просуванні РН по різних органах надземної частини рослин зберігається певна закономірність. РН, що надійшли в надземну частину рослин, переважно концентруються в соломі (листя, стебла), менше - у полові (колосся, волоття зерна) і в невеликих кількостях - у зерні. Деякий виняток з цієї закономірності складає цезій, відносний вміст якого в насінні може досягати 10% і вище загальної кількості його в надземній частині.

Загалом накопичення РН і їх вміст на одиницю маси сухої речовини в процесі росту рослин має таку ж закономірність, як і накопичення біологічно важливих елементів: з віком рослини у надземних органах збільшується абсолютна кількість РН і знижується вміст на одиницю маси сухої речовини.

При збільшенні врожаю, як правило, зменшується вміст РН на одиницю маси.

3.2 Надходження РН у рослини з різних типів ґрунтів

Забруднення продукції рослинництва (ступінь засвоєння) РР залежить від специфіки шару ґрунту, тобто від типу і властивостей ґрунтів, на яких зростають рослини.

Серед фізико-хімічних характеристик ґрунту виділяють близько 10 параметрів, що вважають найбільш значимими при визначенні поводження радіонуклідів у ґрунті і переходу їхній у рослини. У загальному вигляді вплив ґрунту виявляється в зниженні біологічної рухливості радіонуклідів при збільшенні вмісту в ґрунті обмінних катіонів, органічної речовини, мулу, мінералів, ємності поглинання. Спрямованість впливу кислотності, карбонатів і вологості ґрунтів залежить від фізико-хімічних властивостей радіонуклідів. У кількісному відношенні вплив різних властивостей ґрунту виявляється в різному ступені. Для більшості радіонуклідів нагромадження їх у рослинах у залежності від зміни ґрунтових характеристик може коливатися в середньому в 10-20 разів, а для деяких радіонуклідів до 100-200 разів.

Різні типи ґрунтів мають закономірне сполучення основних ґрунтових показників. Так, чорноземи характеризуються підвищеним вмістом гумусу, обмінних катіонів, великою ємністю поглинання, підвищеним вмістом мінералів, а дерено-підзолисті ґрунти, навпаки, відрізняються невеликою кількістю поживних речовин, незначною ємністю обміну, низькими рН, низьким вмістом гумусу. У зв'язку з цим виявляється залежність між надходженням радіонуклідів у рослини і типом ґрунту. Нагромадження радіонуклідів рослинами знижується в ряді ґрунтів: алювіально-шарові, дерено-підзолисті, сірі лісові, сіроземи, каштанові, чорноземи.

Ємність катіонного обміну і вміст обмінних катіонів. Ємність катіонного обміну характеризує здатність ґрунту сорбувати катіони. Радіонукліди, сорбовані в ґрунті за обмінним типом, є найбільш доступними для рослин. Міцність сорбції радіонуклідів у ґрунті тим вища, чим більша ємність катіонного обміну. Поряд з обмінним поглинанням радіонуклідів ґрунтом існує необмінне поглинання - фіксація.

Ємність катіонного обміну і сума обмінних катіонів у ґрунті змінюються в залежності від реакції середовища, складу органічних і мінеральних компонентів і природи ґрунтових мінералів. Збільшення лужності ґрунтів сприяє зростанню їх ємності поглинання. Унаслідок високої поглинальної здатності гумусових кислот (до 400-930 мг екв/100 г), а також монтморілоніту (70-175 мг екв/100 г) ґрунту, що містять велику кількість органічної речовини і мінералів, відрізняються найбільшою ємністю поглинання (чорноземи, чорноземно-лугові ґрунти). Ці ґрунти характеризуються найбільш високою сорбцією радіонуклідів і мінімальною їх біологічною рухливістю.

Механічний склад ґрунтів. Сорбційна здатність ґрунтів істотно зростає зі збільшенням ступеня дисперсності ґрунтових часток дрібнодисперсних фракції мають більш високу поглинальну здатність у порівнянні з великими фракціями. У межах одного типу ґрунтів у залежності від гранулометричного складу нагромадження радіонуклідів рослинами може змінюватися в 10 разів. Більш висока сорбція радіонуклідів дрібними фракціями ґрунту обумовлена як великою питомою поверхнею глинистих і мулистих часточок, так і відмінністю їх властивостей. Зі зменшенням розміру гранулометричних фракцій підвищується вміст у них гумусу й обмінних катіонів, а також збільшується ємність катіонного обміну. Крім того, розходження у властивостях гранулометричних елементів різного ступеня дисперсності пояснюється особливостями мінералогічного складу. Переважними мінералами фракцій дрібного піску і крупного пилу є кварц і польові шпати, у середньому і дрібному пилі збільшується вміст слюд і гідрослюд. У мулистій фракції переважають слюди, гідрослюди і мінерали.

Мінеральна частина ґрунту. Мінеральна частина ґрунту складає від 55 до 97 % маси ґрунту. У ґрунті присутні первинні мінерали, представлені головним чином крупнопісчаними частками, і вторинні мінерали, що переважають у глинистих і колоїдних фракціях ґрунту. До групи первинних мінералів відносяться кварц, апатит, польові шпати, слюди (мусковіт, біотит) і ін., до вторинних - мінерали групи каолініту, монтморілоніту, вермикуліту, вторинних гідрослюд та ін. Вторинні мінерали відрізняються високою поглинальною здатністю [11]. Мінерали монтморілонітової групи переважають у чорноземах, каштанових ґрунтах і солонцях, що обумовлює високу сорбцію радіонуклідів і значне зниження їх переходу в рослини.

Органічна речовина ґрунту. Важливий вплив на міграцію радіонуклідів у ґрунті і поглинання їх рослинами створює органічна речовина. Для більшості радіонуклідів збільшення вмісту гумусу в ґрунті є чинником, що знижує їх надходження в рослини [24]. Поводження радіонуклідів пов'язане з органічною речовиною ґрунтів специфічної природи - гуміновими і фульвокислотами. Здатність гумінових кислот адсорбувати іони, а також утворювати міцні складні комплекси з радіонуклідами впливає на сорбцію їх у ґрунті і надходження в рослини.

Для ряду радіонуклідів, наприклад трансуранових, помітний вплив на їх доступність рослинам створює сполука хелатного типу, що характеризуються високою мобільністю. Виняткова роль органічної речовини в надходженні в рослини радіоізотопів внаслідок утворення йод-гумусових сполук.

Кислотність ґрунту. Кислотність ґрунтів неоднозначно впливає на біологічну рухливість у них радіонуклідів. Для ⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs при збільшенні кислотності зростає інтенсивність надходження радіонуклідів у рослини. При підвищенні рН ⁵⁹Fe, ⁶⁰Co, ⁶⁵Zn і ^115mCd переходять з іонної форми в різні гідролізні і комплексні сполуки, що знижує їх доступність для рослин. Для багатьох радіонуклідів залежність їх поведінки від кислотності ґрунтів складна - для деяких з них характерні два і більш піки максимумів рухливості. Кислотність спричиняє і непрямий вплив на сорбцію ґрунтами радіонуклідів, змінюючи ємність катіонного обміну.

Карбонатність ґрунту. Вплив карбонатності ґрунтів на доступність радіонуклідів рослинам пов'язана зі зміною кислотності, співвідношення різних фракцій органічних речовин і складу обмінних катіонів, зокрема вмісту обмінного Са. Збільшення карбонатності ґрунтів знижує нагромадження ⁹⁰Sr у сільськогосподарські культури у 1,1-3 рази, а для ¹³⁷Cs у цих же умовах надходження в рослини збільшується в 1,3-4 рази (табл. 3.1). У карбонатних ґрунтах відбувається необмінна фіксація ⁹⁰Sr. У карбонатному чорноземі в порівнянні з вилуженим у 1,5-3 рази нижче вміст водорозчинного ⁹⁰Sr і на 4-6 % вище кількості необмінного ⁹⁰Sr. Збільшення вмісту карбонатів у ґрунті змінюється співвідношення між гумусовими кислотами - зменшується вміст фульвокислот. Більш висока рухливість ¹³⁷Cs у карбонатних ґрунтах може бути пов'язана зі збільшенням кількості водорозчинних органічних сполук, що обумовлюють десорбцію цього радіонукліда [12].

Вологість ґрунту. Відомості про ролі ґрунтової вологи в міграції радіонуклідів у системі ґрунт - рослини досить суперечливі. Відзначено як збільшення переходу радіонуклідів у рослини зі зростанням вмісту вологи в ґрунті, так і відсутність впливу вологості. При різних режимах зволоження може зростати загальний винос радіонуклідів за рахунок збільшення біомаси рослин [11]. Неоднозначність наявних даних про роль вологості пов'язана з тим, що різні радіонукліди поглинаються рослинами з ґрунту в залежності від режиму її зволоження по-різному. Крім того, вплив вологості ґрунтів на рухливість радіонуклідів залежить від властивостей ґрунтів і біологічних особливостей рослин.

Таблиця 3.1

Коефіцієнти накопления ⁹⁰Sr и ¹³⁷Cs в рослинах в залежності від ступеня карбонатності чорноземів (Алексахин Р.М.)

Культура	Вміст карбонатів, %
	0	0,7	2,2	3,2
90Sr
Ячмень:
зерно	0,12	0,10	0,04	0,04
солома	0,72	0,67	0,36	0,37
Капуста (качани)	0,19	0,16	' 0,17	0,08
Томати (плоди)	0,36	0,22	0,16	0,25
Цибуля (цибулини)	0,98	0,80	0,85	0,74
Суданська трава (сіно)	2,20	0,99	0,89	1,57
Кукурудза (на силос)	0,88	0,58	0,59	0,74
137Cs, n х 10-3
Капуста (качани)	39	59	63	116
Томати (плоди)	37	60	80	142
Цибуля (цибулини)	53	52	60	72
Суданська трава (сіно)	38	35	36	54
Кукурудза (на силос)	43	47	104	70

Розподіл радіонуклідів у профілі ґрунту. Розподіл радіонуклідів у межах кореневого шару ґрунту впливає на їх надходження в рослини. У перший період після потрапляння радіонуклідів на грунтово-рослинний покрив з повітря вони локалізуються у верхній частині ґрунту. Багато радіонуклідів характеризуються слабкою рухливістю і протягом тривалого періоду часу затримуються в шарі ґрунту 0-5 см. Найбільше інтенсивно переходять у рослини радіонукліди при зосередженні їх у луговій дернині. Так, у перший рік після внесення ⁹⁰Sr на дернину вміст його в рослинах буде в 2- 8 разів вищий, ніж на 3-й рік.

Рівномірне розміщення радіонуклідів в орному шарі при переорюванні знижує перехід їх у рослини [17].

Найбільш високі рівні забруднення стронцієм спостерігаються на дерново-підзолистих ґрунтах, менші - на сірих лісних ґрунтах і сіроземах і найнижчі - на чорноземах. Аналогічна залежність установлена і для цезію.

Велика різноманітність ґрунтів у нашій країні визначає значну різницю в поведінці РН у ґрунтах і накопиченні їх у рослинах. Тому концентрація РН у рослинах на різних ґрунтах в різних ґрунтово-кліматичних зонах країни при одному й тому ж рівні забруднення може різнитися в 10 разів.

Існує прямо пропорційна залежність між щільністю забруднення місцевості і накопиченням РН у рослинній продукції.

3.3 Надходження РН у рослини залежно від їхніх біологічних особливостей

Розмір накопичення РН у рослинах залежить від їхніх видових і сортових особливостей. Рослини, які утримують більше кальцію, накопичують ⁹⁰Sr більше, а рослини, що відрізняються високим вмістом калію, накопичують більше ¹³⁷Cs.

У товарній частині рослинницької продукції найбільше ⁹⁰Sr і ¹³⁷Cs містять коренеплоди (столовий буряк, морква) і бобові культури (горох, соя, вика), далі картопля, менше РН -у зернових злаках.

Характеристики

Список файлов курсовой работы