Закономерности миграции 137Cs в луговых экосистемах после аварии на Чернобыльской АЭС Котик, Виктор Анатольевич

Введение к работе

Актуальность и состояние проблемы. Интенсивное загрязнение сельскохо-іяйствєнньіх угодий на большой территории после аварии на четвертом энергоб-юке Чернобыльской АЭС привело к тому, что решение радиоэкологических проблем в сельском хозяйстве стало одним из ведущих звеньев в комплексе меро-іриятий по ослаблению последствий этой аварии. Основной задачей в этих усло-іиях является ограничение миграции выпавших радионуклидов и снижение интенсивности их включения в пищевые цепочки. Исследования, выполненные как ;о, так и после аварии на ЧАЭС убедительно показывают, что во многих радио-югических ситуациях вклад внутреннего облучения за счет потребления содер-<ащих радионуклиды продуктов питания в суммарную дозу сравним или даже іьіше вклада внешнего облучения. При этом основным дозоформирующим пище-:ым продуктом как в первый период после аварии, так и в долгосрочной перспек-иве является молоко. В решении данной проблемы важное значение имеет ізучение особенностей миграции ¹³⁷Cs на лугах и пастбищах.

В результате аварии на ЧАЭС в зону загрязнения попали луга различных ти-ов - суходольные, пойменные, низинные и болотные. Почвенный покров на оторых представлен широким набором почв от торфяных до черноземных. В вязи с этим накопление радионуклидов в травостое лугов различается до двух орядков. Луговые экосистемы вносят основной вклад в загрязнение продукции :ивотноводства как непосредственно после аварии в результате аэрального згрязнения, так и в течение длительного периода после выпадений. Проведен-ые до аварии на ЧАЭС исследования показали, что применение защитных ме-оприятий на лугах обладает высокой эффективностью. Детальные исследова-ия по изучению закономерностей миграции радионуклидов, особенно ⁹⁰Sr, в /говых экосистемах и оценке эффективности защитных мероприятий были про-эдены коллективом исследователей под руководством Н. А. Корнеева. После зарии на Чернобыльской АЭС вопросы использования сенокосов и пастбищ сазались наиболее острыми. Одним из важных условий при разработке страте-іи реабилитации загрязненных территорий явилась необходимость учета спе-іфических особенностей луговых экосистем и их влияния на формирование доз іутреннего облучения населения. Не решенной оказалась проблема диффе-гнцированного подхода при определении уровней вмешательства для различ->іх видов луговых экосистем для разных периодов времени после аварии, что (требовало разработки их классификации с учетом уровней загрязнения и эф-эктивности защитных мероприятий.

Цель и задачи исследования. Целью работы является оценка количественных параметров миграции ¹³⁷Cs в луговых экосистемах и эффективности защитных мероприятий на лугах по снижению содержания ^,37Cs в продукции животно водства.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить влияние типа луговой экосистемы и свойств почв на величину коэффициентов перехода ¹³⁷Cs (КП) в травостой естественных лугов и оценить динамику снижения КП с течением времени.

2. Оценить параметры самоочищения корнеобитаемого слоя лугов различных типов.

3. Оценить эффективность защитных мероприятий на снижение коэффициентов перехода ¹³⁷Cs в растительность на лугах различных типов.

4. Разработать классификацию луговых экосистем по их использованию нг загрязненных территориях с учетом эффективности защитных мероприятий.

5. Провести анализ наиболее рациональных вариантов применения защитных мероприятий, обеспечивающих снижение как индивидуальных доз облучения жителей, проживающих в регионах, подвергшихся загрязнению, так v радиационной нагрузки на население в целом.

6. Оценить зависимость вклада молочных продуктов на формирование до; внутреннего облучения населения от типа луговой экосистемы и свойств ПОЧЕ при проведении различных защитных мероприятий.

Научная новизна работы. Впервые на базе использования двухкомпонент-ной конвективно-квазидиффузионной модели миграции проведена сравнительна? оценка коэффициентов вертикальной миграции ¹³⁷Cs и периодов полуочищени? корнеобитаемого слоя почв для луговых экосистем различных типов. Показане зависимость параметров миграции, экологического и эффективного периодоЕ полуочищения от типа луга и механического состава почв.

Оценено влияние почвенных свойств и генезиса луговых экосистем на биоло

гическую подвижность Cs в системе почва - растение.

Впервые проведено комплексное исследование влияния защитных мероприя

тий на миграцию Cs в почве и системе почва - растение в луговых биогеоцено зах Российской Федерации в условиях реального радиоактивного загрязнена сельскохозяйственных угодий в результате аварии на ЧАЭС. Показано, что при менение защитных мероприятий на таких территориях эффективно и приводит уменьшению доз внутреннего облучения населения, формирующихся за сче потребления местных продуктов питания.

Впервые на основании количественных показателей дана классификационная оценка луговых биогеоценозов по их использованию на загрязненных ¹³⁷Cs территориях с учетом эффективности защитных мероприятий.

Разработана система показателей для оценки эффективности применяемых защитных мероприятий, основанная на использовании эффективных эквивалентных доз внутреннего облучения населения.

Впервые проведен сравнительный анализ вклада внешнего и внутреннего облучения в формирование доз внутреннего облучения за счет потребления загрязненного ¹³⁷Cs молока. Дана оценка влияния защитных мероприятий на экономию эффективных эквивалентных доз внутреннего облучения населения.

Теоретическое и практическое значение работы. Теоретическую ценность представляет оценка количественных параметров миграции ¹³⁷Cs в почвах луговых биогеоценозов и выяснение механизмов влияния условий генезиса луговых экосистем на подвижность радионуклида в почве и его доступность растениям.

Комплексный подход для оценки эффективности защитных мероприятий на лугах различных типов, направленных на снижение доз внутреннего облучения населения районов загрязненных после аварии на ЧАЭС, на основе коэффициентов снижения доз внутреннего облучения и экономии дозы.

Практическая ценность. Получены количественные параметры миграции ¹³⁷Cs в луговых экосистемах, дающие возможность прогнозирования радиологической обстановки загрязненных территорий.

Дана сравнительная оценка для различных типов лугов эффективности защитных мероприятий, базирующихся на традиционных приемах луговодства. Показано изменение эффективности поверхностного и коренного улучшения лугов с течением времени.

На основании данных о закономерностях миграции ¹³⁷Cs на различных типах естественных лугов, а также эффективности защитных мероприятий разработана классификация луговых биогеоценозов по степени риска кормопроизводства в условиях радиоактивного загрязнения угодий.

Изучено действие различных вариантов поверхностного и коренного улучшения лугов на накопление ¹³⁷Cs в травостое и формирование доз внутреннего облучения местного населения за счет потребления молочной продукции. Проведен сравнительный анализ вклада внешнего и внутреннего облучения, полученного за счет потребления загрязненного ¹³⁷Cs молока, в формирование суммарных доз облучения населения.

Основные положения, выносимые на защиту: 1. Зависимость количественных параметров вертикальной миграции ¹³⁷Cs от

типа луга и почвенных характеристик. Уменьшение эффективных периодов

полуочищения корнеобитаемого слоя почв в ряду: суходольные луга (55-131 > низинные луга (38-93) > пойменные луга (19-95) > болотные луга (15-21).

2. Выделено два периода по уменьшению интенсивности перехода ¹³⁷Cs в раї тительность лугов с течением времени, продолжительность которых зависі-от типа луга и свойств почвы: первый период полуснижения с 1987 по 1989 г составил 2.0-2.2 года; второй с 1990 по 1994гг. -от4до 12 лет.

3 Максимальные коэффициенты перехода ¹³⁷Cs в травостой характерны дг болотных лугов с органогенными почвами. По снижению коэффициентов п< рехода луга располагаются в последовательности: болотные (14.3-58.2) пойменные (1.9-14.4) > низинные (0.7-12.2) > суходольные (0.4-12.1).

4. Применение комплекса защитных мероприятий на лугах различных типої загрязненных после аварии на ЧАЭС, является эффективным приемом, обе< печивающим снижение накопления ¹³⁷Cs в продукции лугопастбищного ко| мопроизводства. Поверхностное улучшение, включающее фрезерование комплексе с известкованием и внесением повышенных доз фосфорне калийных удобрений, снижает накопление ¹³⁷Cs в травостое в 1.2-5.3 раза, к< ренное улучшение с аналогичными мероприятиями на фоне вспашки - в 1.S 8.0 раз. Эффективность применяемых способов улучшения зависит от тил луговой экосистемы и выше на болотных и низкопродуктивных суходольнь лугах.

5. Классификация луговых биогеоценозов по возможности их использования ь загрязненных ¹³⁷Cs территориях с учетом эффективности защитных мер< приятии.

6 Комплексный подход для оценки эффективности защитных мероприятий h

лугах различных типов, направленных на снижение доз внутреннего облучі

ния населения районов загрязненных после аварии на ЧАЭС, на основе кі

эффициентов снижения доз внутреннего облучения и экономии дозы.

7. Сравнительный анализ вклада внешнего и внутреннего облучения, получеі

ного за счет потребления загрязненного ¹³⁷Cs молока, в формирование cyi\

марных доз облучения населения. На луговых почвах тяжелого механическог

состава определяющее влияние на формирование доз облучения населена

оказывает внешнее облучение, на остальных - внутреннее.

Публикации и апробация работы. Материалы по теме диссертации опублі

кованы в 9 работах и были представлены на: Научном симпозиуме по загрязні

нию почв ксенобиотиками и абсорбционным методам детоксикации (Краснодаї

26-28 октября 1993); V Международной научно-технической конференции, п<

священной 10-летию аварии на Чернобыльской АЭС (Зеленый Мыс, 11-16 март

1996); II Обнинском симпозиуме по радиоэкологии (27-31 мая 1996, Обнинск).

Диссертация апробирована на межлабораторном научном семинаре ВНИИ сельскохозяйственной радиологии и агроэкологии.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения; обзора литературы; описания материалов, объектов и методов исследования; результатов экспериментальных исследований и их обсуждения; заключения; выводов; списка литературы и приложения. Работа изложена на 14^ листах, иллюстрирована 58 таблицами и 6 рисунками. Список литературы содержит 169 источников, в том числе 47 зарубежных.

Похожие диссертации на Закономерности миграции 137Cs в луговых экосистемах после аварии на Чернобыльской АЭС

Закономерности миграции 137Cs на болотных лугах в отдаленный период после аварии на Чернобыльской АЭС Подворко Галина Анатольевна

Некоторые закономерности поступления стронция-90 в организм людей и его роль в формировании доз внутреннего облучения организма в условиях аварии на Чернобыльской АЭСХрамченкова, Ольга Михайловна

Закономерности поведения 90Sr и 137Cs в озерных экосистемах Восточно-Уральского радиоактивного следа в отдаленные сроки после аварииЛевина Сима Гершивна

Радиационно-экологическая обстановка в лесных биогеоценозах : динамика, факторы, прогноз на примере региона аварии Чернобыльской АЭСПереволоцкий, Александр Николаевич

Ультраструктурная характеристика слизистой оболочки желудка людей и экспериментальных животных, находившихся в зоне повышенной радиации после аварии на Чернобыльской АЭСПетренко, Зинаида Николаевна

Компьютерная система ретроспективного восстановления и прогноза доз внутреннего облучения человека (на примере аварии на Чернобыльской АЭС)Берковский, Владимир Борисович

Антитела к микросомальному антигену щитовидной железы у лиц, пострадавших в результате аварии на Чернобыльской АЭСШинкаркина, Анна Петровна

Модельные схемы радиоэкологической ситуации в животноводстве, определенные по логико-информационной методике в хозяйствах Гомельской области после аварии на Чернобыльской АЭСПавлова, Светлана Анатольевна

Гемато-иммунологический статус ликвидаторов последствий аварии на Чернобыльской АЭС, проживающих в экокризисном регионе Донбасса, и обоснование коррекции его нарушенийРакша-Слюсарева, Елена Анатольевна

Иммуно- гематологический статус детей, облученных антенатально в результате аварии на Чернобыльской АЭСНемец, Антонина Игоревна