Поведение ⁹⁰Sr чернобыльских выпадений в системе “почва - растение” на территории Украины

Поведение ⁹⁰Sr чернобыльских выпадений в системе “почва - растение” на территории Украины

У ході проведення багаторічного моніторингу сільськогосподарських угідь України, забруд­нених ⁹⁰Sr після аварії на ЧАЕС, отримано 510 спряжених пар значень концентрації нукліда в системі “грунт – рослина”, що характеризують накопичення радіонукліда п’ятьма сільськогосподарськими культурами на трьох...

Full description

Saved in:
Bibliographic Details
Date:2007
Main Authors: Пристер, Б.С., Перепелятникова, Л.В., Виноградская, В.Д., Иванова, Т.Н., Руденко, В.А.
Format: Article
Language:Russian
Published: Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України 2007
Series:Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля
Subjects:
Проблеми Чорнобиля
Online Access:https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127853
Tags: Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
Journal Title:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Cite this:Поведение ⁹⁰Sr чернобыльских выпадений в системе “почва - растение” на территории Украины / Б.С. Пристер, Л.В. Перепелятникова, В.Д. Виноградская, Т.Н. Иванова, В.А. Руденко // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2007. — Вип. 7. — С. 132-140. — Бібліогр.: 13 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-127853
record_format dspace
spelling nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1278532025-02-09T17:09:57Z Поведение ⁹⁰Sr чернобыльских выпадений в системе “почва - растение” на территории Украины Поведінка ⁹⁰SR чорнобильських випадінь у системі “грунт – рослина” на території України Behaviour ⁹⁰Sr Chernobyl fallout in system “soil to plant” on territory of Ukraine Пристер, Б.С. Перепелятникова, Л.В. Виноградская, В.Д. Иванова, Т.Н. Руденко, В.А. Проблеми Чорнобиля У ході проведення багаторічного моніторингу сільськогосподарських угідь України, забруд­нених ⁹⁰Sr після аварії на ЧАЕС, отримано 510 спряжених пар значень концентрації нукліда в системі “грунт – рослина”, що характеризують накопичення радіонукліда п’ятьма сільськогосподарськими культурами на трьох типах найбільш розповсюджених грунтів. Підтверджено існування лінійної залежності між питомою активністю радіостронцію в рослинах та щільністю забруднення грунту чорнобильськими випадіннями. Установлено, що коефіцієнт переходу TF ⁹⁰Sr з грунту в сільсько­господарські культури зменшується з часом після випадінь. Розроблено модель динаміки TF ⁹⁰Sr і визначено її параметри для основних сільськогосподарських культур і грунтів України, що дає змогу прогнозувати забруднення сільськогосподарської продукції після радіоактивних випадінь. В ходе проведения многолетнего мониторинга сельскохозяйственных угодий Украины, загрязненных ⁹⁰Sr после аварии на ЧАЭС, получено 510 сопряженных пар значений концентрации нуклида в компонентах системы “почва - растение”, характеризующих накопление радионуклида пятью сельскохозяйственными культурами на трех типах наиболее распространенных почв. Подтверждено существование линейной зависимости между удельной активностью радиостронция в растениях и плотностью загрязнения почвы чернобыльскими выпадениями. Установлено, что коэффициент перехода TF ⁹⁰Sr из почвы в сельскохозяйственные культуры уменьшается со временем после выпадений. Разработана модель динамики TF ⁹⁰Sr и определены ее параметры для основных сельскохозяйственных культур и почв Украины, что позволяет прогнозировать загрязнение сельскохозяйственной продукции после радиоактивных выпадений. At operation of perennial monitoring of Ukrainian ⁹⁰Sr contaminated after Chernobyl accident agricultural holding was taken 510 conjugate couple of nuclide concentration values in system “soil to plant”, which characterized of radionuclide accumulation by 5 agricultural crops on 3 prevalent soil types. The existence of linear dependency between radiostrontium specific activity in plants and soil density contamination by Chernobyl fallout was confirmed. It is determined what transfer factor TF ⁹⁰Sr from soil in agricultural crops decrease with time after fallout. The model of TF ⁹⁰Sr dynamic was developed and its parameters for basic agricultural crops and Ukrainian soil were estimated qualitative. This admitted to predict the agricultural crops contamination after radioactive fallout. 2007 Article Поведение ⁹⁰Sr чернобыльских выпадений в системе “почва - растение” на территории Украины / Б.С. Пристер, Л.В. Перепелятникова, В.Д. Виноградская, Т.Н. Иванова, В.А. Руденко // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2007. — Вип. 7. — С. 132-140. — Бібліогр.: 13 назв. — рос. 1813-3584 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127853 631.43:539.16.58/90 ru Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля application/pdf Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
topic Проблеми Чорнобиля
Проблеми Чорнобиля
spellingShingle Проблеми Чорнобиля
Проблеми Чорнобиля
Пристер, Б.С.
Перепелятникова, Л.В.
Виноградская, В.Д.
Иванова, Т.Н.
Руденко, В.А.
Поведение ⁹⁰Sr чернобыльских выпадений в системе “почва - растение” на территории Украины
Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля
description У ході проведення багаторічного моніторингу сільськогосподарських угідь України, забруд­нених ⁹⁰Sr після аварії на ЧАЕС, отримано 510 спряжених пар значень концентрації нукліда в системі “грунт – рослина”, що характеризують накопичення радіонукліда п’ятьма сільськогосподарськими культурами на трьох типах найбільш розповсюджених грунтів. Підтверджено існування лінійної залежності між питомою активністю радіостронцію в рослинах та щільністю забруднення грунту чорнобильськими випадіннями. Установлено, що коефіцієнт переходу TF ⁹⁰Sr з грунту в сільсько­господарські культури зменшується з часом після випадінь. Розроблено модель динаміки TF ⁹⁰Sr і визначено її параметри для основних сільськогосподарських культур і грунтів України, що дає змогу прогнозувати забруднення сільськогосподарської продукції після радіоактивних випадінь.
format Article
author Пристер, Б.С.
Перепелятникова, Л.В.
Виноградская, В.Д.
Иванова, Т.Н.
Руденко, В.А.
author_facet Пристер, Б.С.
Перепелятникова, Л.В.
Виноградская, В.Д.
Иванова, Т.Н.
Руденко, В.А.
author_sort Пристер, Б.С.
title Поведение ⁹⁰Sr чернобыльских выпадений в системе “почва - растение” на территории Украины
title_short Поведение ⁹⁰Sr чернобыльских выпадений в системе “почва - растение” на территории Украины
title_full Поведение ⁹⁰Sr чернобыльских выпадений в системе “почва - растение” на территории Украины
title_fullStr Поведение ⁹⁰Sr чернобыльских выпадений в системе “почва - растение” на территории Украины
title_full_unstemmed Поведение ⁹⁰Sr чернобыльских выпадений в системе “почва - растение” на территории Украины
title_sort поведение ⁹⁰sr чернобыльских выпадений в системе “почва - растение” на территории украины
publisher Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України
publishDate 2007
topic_facet Проблеми Чорнобиля
url https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/127853
citation_txt Поведение ⁹⁰Sr чернобыльских выпадений в системе “почва - растение” на территории Украины / Б.С. Пристер, Л.В. Перепелятникова, В.Д. Виноградская, Т.Н. Иванова, В.А. Руденко // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2007. — Вип. 7. — С. 132-140. — Бібліогр.: 13 назв. — рос.
series Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля
work_keys_str_mv AT pristerbs povedenie90srčernobylʹskihvypadenijvsistemepočvarastenienaterritoriiukrainy
AT perepelâtnikovalv povedenie90srčernobylʹskihvypadenijvsistemepočvarastenienaterritoriiukrainy
AT vinogradskaâvd povedenie90srčernobylʹskihvypadenijvsistemepočvarastenienaterritoriiukrainy
AT ivanovatn povedenie90srčernobylʹskihvypadenijvsistemepočvarastenienaterritoriiukrainy
AT rudenkova povedenie90srčernobylʹskihvypadenijvsistemepočvarastenienaterritoriiukrainy
AT pristerbs povedínka90srčornobilʹsʹkihvipadínʹusistemígruntroslinanateritorííukraíni
AT perepelâtnikovalv povedínka90srčornobilʹsʹkihvipadínʹusistemígruntroslinanateritorííukraíni
AT vinogradskaâvd povedínka90srčornobilʹsʹkihvipadínʹusistemígruntroslinanateritorííukraíni
AT ivanovatn povedínka90srčornobilʹsʹkihvipadínʹusistemígruntroslinanateritorííukraíni
AT rudenkova povedínka90srčornobilʹsʹkihvipadínʹusistemígruntroslinanateritorííukraíni
AT pristerbs behaviour90srchernobylfalloutinsystemsoiltoplantonterritoryofukraine
AT perepelâtnikovalv behaviour90srchernobylfalloutinsystemsoiltoplantonterritoryofukraine
AT vinogradskaâvd behaviour90srchernobylfalloutinsystemsoiltoplantonterritoryofukraine
AT ivanovatn behaviour90srchernobylfalloutinsystemsoiltoplantonterritoryofukraine
AT rudenkova behaviour90srchernobylfalloutinsystemsoiltoplantonterritoryofukraine
first_indexed 2025-11-28T10:58:55Z
last_indexed 2025-11-28T10:58:55Z
_version_ 1850031521214234624
fulltext 132 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 7 2007 УДК 631.43:539.16.58/90 ПОВЕДЕНИЕ 90Sr ЧЕРНОБЫЛЬСКИХ ВЫПАДЕНИЙ В СИСТЕМЕ “ПОЧВА - РАСТЕНИЕ” НА ТЕРРИТОРИИ УКРАИНЫ Б. С. Пристер1, Л. В. Перепелятникова2, В. Д. Виноградская1, Т. Н. Иванова2, В. А. Руденко3 1 Институт проблем безопасности АЭС НАН Украины, Киев 2 Институт гражданской защиты МЧС Украины, Киев 3 Институт проблем национальной безопасности СНБ Украины, Киев В ходе проведения многолетнего мониторинга сельскохозяйственных угодий Украины, загрязненных 90Sr после аварии на ЧАЭС, получено 510 сопряженных пар значений концентрации нуклида в компонентах системы “почва - растение”, характеризующих накопление радионуклида пятью сельскохозяйственными культурами на трех типах наиболее распространенных почв. Подтвер- ждено существование линейной зависимости между удельной активностью радиостронция в расте- ниях и плотностью загрязнения почвы чернобыльскими выпадениями. Установлено, что коэффи- циент перехода TF 90Sr из почвы в сельскохозяйственные культуры уменьшается со временем после выпадений. Разработана модель динамики TF 90Sr и определены ее параметры для основных сельскохозяйственных культур и почв Украины, что позволяет прогнозировать загрязнение сельско- хозяйственной продукции после радиоактивных выпадений. Вступление При аварии на ЧАЭС 90Sr выпал в основном в составе мелкодисперсных частиц топливной матрицы, характеризующихся высокой плотностью. Масштабы и уровни загряз- нения территории 90Sr после аварии значительно меньше по сравнению с 137Cs, который конденсировался из газопаровой фазы на поверхности аэрозолей различной природы [1]. Поступление нуклида в организм с продуктами питания в первые дни после аварии формирует дозу облучения костного мозга на долгий период, так как 90Sr откладывается в минеральной части костной ткани и практически не выводится из организма. Обеспечение радиационной безопасности населения при загрязнении территории 90Sr требует быстрого принятия мер по организации контроля загрязнения сельскохозяйственной продукции 90Sr и введения ограничений на потребление загрязненных продуктов питания на основе оператив- ного прогнозирования радиационной обстановки. Выброс 90Sr после взрыва реактора 4-го блока ЧАЭС 26 апреля 1986 г. происходил в основном в составе крупных частиц топливной матрицы, и основная часть выброшенного радионуклида осела в пределах 30-километровой зоны станции. В последующие дни радио- стронций поступал в атмосферу в составе тонкодисперсных частиц, образующихся в про- цессе отжига топлива при пожаре, которые сформировали дальнюю зону загрязнения. Соотношения уровней загрязнения территории 90Sr и 137Cs, осевшего на поверхности природ- ных частиц аэрозоля, на территориях дальней и ближней зон варьировали от 0,1 до 10 [1]. Опасность, обусловленная поступлением 90Sr или 137Cs в растения и дальше в продукты питания человека, изменяется в зависимости от расстояния до эпицентра аварии. Подвижность 90Sr в звене “почва - растение” больше, чем у 137Cs, поэтому предельные уровни загрязнения почвы для выращивания сельскохозяйственной продукции составили для 90Sr 3,0 Ku⋅км-2, в то время как для 137Cs – 15 Ku⋅км-2. В Украине наибольшему загрязнению радиостронцием, кроме 30-километровой зоны ЧАЭС, были подвержены Киевская, Жито- мирская, Ривненская и Черниговская области. Площади территорий с плотностью загрязне- ния почвы 90Sr от 0,1 до 1,0 Ku⋅км-2 в этих областях составляли 35 тыс. км2, а >1 Ku⋅км-2 – 3,7 тыс. км2 (≈35 % от общей площади) [2]. На подвижность 90Sr в почве значительное влияние оказывают агрохимические свой- ства почвы - рН, содержание гумуса, сумма поглощенных оснований и др. [3, 4]. Изменения агрохимических свойств почвы приводят к различиям величины накопления 90Sr одним ПОВЕДЕНИЕ 90Sr ЧЕРНОБЫЛЬСКИХ ВЫПАДЕНИЙ В СИСТЕМЕ “ПОЧВА - РАСТЕНИЕ" ________________________________________________________________________________________________________________________ ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 7 2007 133 видом растений на разных типах почвы до 10 раз [5]. Критическими по накоплению растениями радиостронция являются минеральные почвы с кислой реакцией почвенного раствора. В органических почвах 90Sr образует комплексы с органическим веществом и подвижность его значительно меньше 137Cs, по отношению к которому органические почвы являются критическими [6, 7]. На поведение радиостронция в звене “почва - растение” влияет содержание химиче- ского аналога стронция - кальция, который является неизотопным носителем радионуклида и присутствует в почве в макроконцентрациях. Интенсивность накопления 90Sr сельскохозяй- ственными культурами определяется “кальциефильностью” растений. Растения, которые накапливают больше кальция, содержат пропорционально больше радиостронция. Отличия в накоплении 90Sr различными видами растений на одном и том же типе почвы могут достигать 30 раз [7, 8]. Район мониторинга характеризуется значительным разнообразием почв и видов выращиваемых культур, что позволяет исследовать закономерности и динамику поведения радиостронция в системе “почва - растение” и использовать экспериментальные данные для разработки и параметризации модели этого процесса в достаточно широком диапазоне условий, характерных для Украины и Восточной Европы. Материалы и методы Материалами для обоснования модели накопления 90Sr сельскохозяйственными куль- турами были данные радиоэкологического мониторинга, проведенного с 1987 по 2001 г. Сеть мониторинга охватывала 17 хозяйств четырех областей Украины: Киевской, Житомирской, Ривненской и Черниговской. Регион исследований представлен тремя характерными для Украинского Полесья и Лесостепи типами почвы: дерново-подзолистой, серой лесной и чер- ноземом. Основные агрохимические показатели исследуемых почв представлены в табл. 1. Отличия агрохимических показателей в пределах одной группы почв не превышают 2,1 раза, в то время как междугрупповые отличия достигают восьми раз. Таблица 1. Агрохимические свойства почв исследуемых сельскохозяйственных угодий Тип почвы pH Гумус, % Сумма поглощенных оснований, мг-экв/100 г почвы Kалий, мг/100 г почвы Ил, % Дерново-подзолистая 4,5 - 5,8 0,58 - 1,1 7,2 - 12 4,4 - 8,6 5,0 - 19 Серая лесная 5,4 - 6,4 1,1 - 1,6 13 - 18 9,0 - 11 12 - 25 Чернозем 6,3 - 7,1 2,4 - 3,3 16 - 28 18 - 32 27 - 32 Территория мониторинга размещена в зоне дальнего южного следа чернобыльских выпадений и частично – западного следа. Плотность загрязнения почвы по состоянию на 1987 г. изменялась от 9,3 до 15 кБк⋅м-2 (0,25 - 0,40 Ku⋅км2) для хозяйств Черниговской области, от 4,1 до 6,1 кБк⋅м-2 (0,11 - 0,16 Ku⋅км2) – Ривненской, от 6,0 до 15 кБк⋅м-2 (0,16 - 0,40 Ku⋅км2) – Житомирской. Для хозяйств, размещенных на востоке и юге Киевской обла- сти, плотность загрязнения почвы варьировала от 2,3 до 15 кБк⋅м-2 (0,06 - 0,40 Ku⋅км2), а для западных – от 15 до 36 кБк⋅м-2 (0,40 - 0,98 Ku⋅км2). Методика проведения мониторинга детально описана в предыдущих публикациях авторов работы [9]. В эксперименте исследовали пять видов сельскохозяйственных культур: озимую пше- ницу, свеклу, картофель, капусту и томаты, которые представляют значительную часть рациона человека и формируют, в основном, дозу внутреннего облучения населения. Некоторые данные об удельной активности 90Sr в сельскохозяйственных культурах представ- лены в табл. 2. Образцы почв и растений отбирали в фазы продуктивной спелости растений методом конверта (по пять образцов в углах и на пересечении диагоналей поля) [9]. Методика отбора Б. С. ПРИСТЕР, Л. В. ПЕРЕПЕЛЯТНИКОВА, В. Д. ВИНОГРАДСКАЯ И ДР. ________________________________________________________________________________________________________________________ ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 7 2007 134 проб обеспечивала сопряженность и репрезентативность образцов растений и почвы. Сред- ний образец злаковых растений отбирали с площади 0,5 × 0,5 м2; средний образец пропаш- ных культур и овощей состоял из 50 растений (отбирали по 10 растений в пяти рядах). Почву отбирали буром диаметром 10 см на глубину пахотного горизонта 20 - 25 см. Усредненные образцы почвы и растений высушивали до воздушно-сухого состояния и измельчали. Концентрацию 90Sr в растениях и почве определяли радиохимическим методом, который базируется на переводе в раствор большинства элементов путем обработки образца раство- ром 0,1 моль⋅дм-3 азотной кислоты и на разделении редкоземельных элементов, в том числе стронция и иттрия, от щелочноземельных элементов осаждением оксалатов при рН 4. Измерения проводили на низкофоновом β-радиометре Canberra с газоразрядным счетчиком с очень низким уровнем собственного фона. Эффективность измерения ≈40 %. Таблица 2. Удельная активность 90Sr в сельскохозяйственных культурах после аварии на ЧАЭС в разные годы исследований, Бк⋅⋅⋅⋅кг-1 Район 1987 1988 1989 1994 2000 2001 Капуста, дерново-подзолистая почва, ДУ-97 = 20 Бк⋅кг-1 Вышгородский 6,0 6,3 6,6 4,1 2,5 1,1 Иванковский 14 14 15 9,9 5,4 3,2 Бородянский 12 9,5 9,1 6,6 2,6 2,0 Броварской 4,2 4,4 6,0 3,8 1,8 0,84 Народичский 6,1 4,6 5,2 4,1 1,7 1,0 Овручский 2,7 2,2 2,7 1,9 0,60 0,43 Дубровицкий 1,9 1,9 1,6 0,73 0,50 0,44 Сарненский 1,2 0,78 1,2 0,94 0,46 0,41 Свекла, серая лесная почва, ДУ-97 = 20 Бк⋅кг-1 Киево-Святошинский 1,9 1,2 1,0 0,59 0,51 0,24 Бориспольский 1,2 0,61 0,78 0,36 0,29 0,12 Белоцерковский 0,78 1,0 0,81 0,69 0,24 0,18 Озимая пшеница, чернозем, ВДУ-91 = 37, ДУ-97 = 5 Бк⋅кг-1* Фастовский 3,9 2,7 2,3 1,9 0,99 0,77 Сквирский 1,9 2,1 1,5 1,0 1,4 0,40 Богуславский 0,94 0,75 1,2 1,1 0,47 0,41 Барышевский 3,4 1,8 1,3 0,90 0,27 0,15 Переяслав-Хмельницкий 1,5 1,2 0,83 0,92 0,91 0,31 Яготинский 1,2 0,92 0,78 0,57 0,34 0,13 * Значения ПДК для хлеба и хлебопродуктов. Данные мониторинга были организованы в базу данных, общее количество которых составило 510 сопряженных пар удельной активности в компонентах системы “почва - растение”. Наибольшее количество данных получено для группы дерново-подзолистой почвы (n = 240), которая включает восемь почвенных разностей. Количество данных для серой лесной почвы составляет 90, а для чернозема 180 пар “почва - растение”. Анализируя имеющиеся данные, мы пришли к выводу о необходимости установления каждому значению удельной активности 90Sr в почве и растении “степени доверия” с учетом соотношения измеренной активности с минимально детектируемой. В ходе систематизации данных применили критерий “экспертная оценка”, которая отражает степень соответствия агрохимических, радиологических и динамических показате- ПОВЕДЕНИЕ 90Sr ЧЕРНОБЫЛЬСКИХ ВЫПАДЕНИЙ В СИСТЕМЕ “ПОЧВА - РАСТЕНИЕ" ________________________________________________________________________________________________________________________ ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 7 2007 135 лей конкретной группе почв. Учитывая такие показатели, как тип почвы, вид растения, год после выпадений, было сформировано 90 выборок значений коэффициентов перехода 90Sr из почвы в растения. Распределение TF 90Sr из почвы в растения для 85 из 90 выборок не противоречит гипотезе о существовании нормального закона. После применения критерия Стьюдента было отсеяно 37 значений TF 90Sr из почвы в сельскохозяйственные культуры. Значения коэффициентов перехода радиостронция внутри каждой выборки были усреднены. Каждая экспериментальная точка представлена минимум тремя и максимум восемью значе- ниями TF 90Sr. Зависимость удельной активности 90Sr в растениях от плотности загрязнения почвы Плотность загрязнения почвы 90Sr σ в разных точках мониторинга варьировала в широких пределах. Усреднять значения TF 90Sr в растения, полученные на одном типе почвы в разноотдаленных от эпицентра аварии точках с различным уровнем загрязнения, можно только в случае линейной зависимости удельной активности радиостронция в растениях SA от σ. 90Sr чернобыльских выпадений, осевших на разных удаленьях от АЭС, находился в составе топливных частиц различной дисперсности [6], поэтому скорость деструкции радионуклида из частиц и биологическая доступность нуклида, а значит, и величина TF 90Sr, может изменяться в зависимости от расстояния до эпицентра выброса. Линейная зависимость между концентрацией радионуклида в почве и растениях была установлена ранее при проведении вегетационных или микрополевых экспериментов многими исследователями [3, 10]. После аварии на ЧАЭС ряд исследователей опровергал линейную зависимость накопления радионуклидов от плотности загрязнения почвы. Такие результаты можно объяснить рядом объективных причин. В некоторых экспериментах концентрация радионуклидов в почве была такой, что вызывала радиационное поражение корневой системы растений [11]. Например, в работе [12] проанализированы результаты мониторинга молока на загряз- ненных территориях Беларуси, России и Украины. Авторы отметили, что по мере увеличе- ния плотности загрязнения почвы почти в 100 раз - от 10 до 1000 кБк⋅м2 - значения TF 137Cs уменьшались в 10 раз. Классификацию почв в этой работе проводили с использованием ГИС-карт большого масштаба, поэтому в одну систематическую группу попали почвы с одинаковыми названиями по легенде карты без учета возможных принципиальных отличий их агрохимических свойств. Значения TF 90Sr для каждой культуры на одном типе почвы с разным уровнем загрязнения были объединены в одну выборку. Для 90 таких выборок была проверена гипо- теза о существовании линейной зависимости между удельной активностью радиостронция в растениях и плотностью загрязнения почвы (рис. 1). Рис. 1. Зависимость удельной активности 90Sr в растениях SA от плотности загрязнения почвы: а – для дерново- подзолистой почвы в 1988 г. в: 1 – зерне озимой пшеницы, 2 – корнеплодах свек- лы, 3 – кочанах капусты; б – в клубнях картофеля в 1994 г. для: 1 – дерново- подзолистой почвы, 2 – серой лесной почвы, 3 – чернозема. Б. С. ПРИСТЕР, Л. В. ПЕРЕПЕЛЯТНИКОВА, В. Д. ВИНОГРАДСКАЯ И ДР. ________________________________________________________________________________________________________________________ ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 7 2007 136 Графическое представление такой зависимости позволяет записать ее в математиче- ском виде σ⋅= fTFSA (1) при условии, что в случае отсутствия радиоактивного загрязнения почвы концентрация 90Sr в растениях будет равна нулю, т.е. если σ = 0, то SA = 0. Основными критериями для принятия гипотезы о линейной зависимости были значения коэффициента детерминированности R2 и отличия между средними значениями TF, рассчитанными по выборке, и аппроксимированными по методу наименьших квадратов значениями TFf. Некоторые результаты такой проверки представлены в табл. 3. Таблица 3. Параметры уравнения линейной зависимости удельной активности 90Sr в растениях от плотности загрязнения почвы Год Интервал плотности загрязнения почвы полей 90Sr σ, кБк⋅м-2 Количество точек n Экспери- ментальные средние значения TF, кг-1⋅м-2 Аппрокси- мированные по МНК* значения TFf, кг-1⋅м-2 R2 минимум максимум Озимая пшеница, дерново-подзолистая почва 1987 4,0 30,5 7 3,4 3,2 0,91 1989 3,9 21,9 7 2,3 2,2 0,94 1994 4,0 28,9 8 1,4 1,4 0,96 2000 3,5 26,6 7 0,70 0,83 0,98 2001 4,0 25,7 7 0,44 0,44 0,87 Свекла, серая лесная почва 1987 4,1 6,7 3 0,24 0,26 0,84 1989 4,5 7,0 3 0,16 0,16 0,71 1994 4,0 5,3 3 0,11 0,11 0,71 2000 4,1 5,6 3 0,073 0,077 0,73 2001 3,0 4,0 3 0,050 0,052 0,67 Картофель, чернозем 1987 2,7 11,5 5 0,052 0,059 0,93 1989 2,9 10,4 5 0,062 0,060 0,92 1994 2,0 8,7 5 0,048 0,050 0,84 2000 2,3 10,0 5 0,024 0,021 0,75 2001 2,4 11,2 5 0,022 0,022 0,70 * Метод нелинейной корреляции. Как видно, на всех типах почв для всех исследуемых сельскохозяйственных культур во все годы после аварии наблюдаются высокие значения R2 (>0,70). Только в тех случаях, когда кратность различий σ не превышает 2,5 раз, наблюдаются низкие значения R2. Различия между экспериментальными средними значениями TF 90Sr из почвы в растения и аппроксимированными TFf не превышают 15 %. Значения этих параметров очень близки даже в случаях с относительно низкими значениями R2. Линейный закон зависимости удельной активности 90Sr в растениях от плотности загрязнения почвы сохраняется на участках, разноотдаленных от ЧАЭС, что имеет принци- пиальное методологическое значение. Линейность зависимости между SA и σ позволяет отклонить гипотезу о влиянии размера топливных частиц и скорости их растворимости на величину TF 90Sr на больших удалениях от эпицентра выброса. Это дает основание усреднять значения коэффициента перехода TF 90Sr из почвы в растения в пределах конкрет- ного типа почвы, полученные в условиях чернобыльского следа на территориях с разной плотностью загрязнения почвы. ПОВЕДЕНИЕ 90Sr ЧЕРНОБЫЛЬСКИХ ВЫПАДЕНИЙ В СИСТЕМЕ “ПОЧВА - РАСТЕНИЕ" ________________________________________________________________________________________________________________________ ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 7 2007 137 Как видим, линейный закон зависимости удельной активности 90Sr в сельскохозяйст- венных культурах от плотности загрязнения почвы сохраняется во времени, а угол наклона прямой, который определяет TF 90Sr, уменьшается. Так, величина TF 90Sr для разных культур за 15 послеаварийных лет уменьшилась на дерново-подзолистой почве в 3 - 8 раз, на серой лесной почве – в 3 - 5 раз, на черноземе – в 2 - 5 раз. Это свидетельствует об изменении доступности радионуклида для усвоения растениями из почв во времени и требует исследо- вания динамики этого процесса. Динамика коэффициента перехода 90Sr из почвы в сельскохозяйственные культуры Полученные в ходе мониторинга данные свидетельствуют о том, что даже в первые годы после аварии на ЧАЭС концентрация 90Sr в сельскохозяйственной продукции хозяйств за пределами 30-километровой зоны не превышала допустимых уровней содержания радио- нуклида в продуктах питания. Концентрация радиостронция на одном типе почвы уменьша- лась в ряду: зерно злаковых, клубни картофеля, корнеплоды свеклы, плоды капусты и томатов. Различия в величине накопления 90Sr составляли 4 - 10 раз для разных видов культур на одном типе почвы. С течением времени концентрация 90Sr в сельскохозяйствен- ных культурах уменьшалась. По доступности для усвоения радиостронция сельскохозяйственными культурами почвы образуют такую убывающую последовательность: дерново-подзолистая, серая лесная, чернозем. Концентрация 90Sr в растениях на дерново-подзолистой почве больше, чем на серой лесной в 2 - 5 раз, а на черноземе – в 6 - 20 раз. Усредненные по каждой группе почв и виду культуры коэффициенты перехода TF 90Sr за весь послеаварийный период наблюдений были объединены в 15 выборок “ TF - время после аварии, годы”. Уменьшение TF 90Sr из почвы в сельскохозяйственные культуры с течением времени носило экспоненциальный характер (рис. 2). Динамику коэффициента перехода TF 90Sr из почвы в сельскохозяйственные культуры за счет трансформации форм в почве описывали уравнением ) 623.0 exp(0 t T TFTF e ij ijij ⋅−⋅= , (2) где i – тип почвы; j – вид культуры; TF0ij – значения коэффициента перехода, полу- ченное путем экстраполяции нисходящей части кривой на момент выпадений t = 1986 год, (Бк⋅кг-1)/(кБк⋅м-2); t - время после выпадений, годы; Tij e – период полууменьшения коэффици- ента перехода 90Sr из почвы в растения, годы. Параметры уравнения (2) динамики TF 90Sr из почвы в сельскохозяйственные культуры представлены в табл. 4. Коэффициент детерминированности R2 принимает достаточно высокие значения для всех выборок (>0,80), что подтверждает возможность аппроксимации выражением вида (2), описывающим динамику TF 90Sr из почвы в исследуемые сельскохозяйственные культуры. Скорость выщелачивания радионуклида из частиц, а следовательно и биологическая доступность, выше в кислых дерново-подзолистых почвах, чем в нейтральных черноземах. Анализ динамики TF позволяет отметить некоторое повышение коэффициента перехода в начальный период после выпадений на серой лесной почве, которое еще более четко проявляется на черноземе (см. рис. 2). Значения коэффициента перехода TF0ij получены путем экстраполяции на 1986 г. «хвостовой» части кривой, которая характеризует период максимальной доступности радио- нуклида и их можно использовать для прогнозирования загрязнения продукции растворимы- ми формами выпадений 90Sr. Величина TF0ij из различных типов почв уменьшается в 7 - 10 раз в ряду культур: озимая пшеница, свекла, картофель, томаты, капуста. Наибольшие значе- ния этого параметра характерны для дерново-подзолистой почвы, для серой лесной почвы они в 2 - 5 раз, а для чернозема в 6 - 18 раз меньше. Б. С. ПРИСТЕР, Л. В. ПЕРЕПЕЛЯТНИКОВА, В. Д. ВИНОГРАДСКАЯ И ДР. ________________________________________________________________________________________________________________________ ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 7 2007 138 Анализ полученных значений Te ij показывает, что на конкретном типе почвы величина этого параметра для всех культур практически одинакова в пределах точности ее опреде- ления. Это указывает на то, что динамика коэффициента перехода 90Sr определяется процессами трансформации форм связи радионуклида с почвой, а не биологическими особенностями растений, как это было показано нами и для 137Cs [9]. Период полуумень- шения коэффициента перехода из почвы в растения увеличивается в ряду почв: дерново- подзолистая – 9,5 года, серая лесная – 11,7 года, чернозем – 12 лет. Иначе говоря, скорость трансформации 90Sr в почве из обменного состояния в необменное наибольшая на дерново- подзолистой почве, а наименьшая – на черноземе. Рис. 2. Динамика коэффициента перехода TF 90Sr в: а – зерно озимой пшеницы; б – корнеплоды свеклы; в – клубни картофеля; г – плоды томата; д – кочаны капусты из разных типов почвы: 1 – дерново- подзолистой, 2 – серой лесной, 3 – чернозема. Исследования, проведенные в 30-километровой зоне ЧАЭС, показали, что 90Sr медленно высвобождается из матрицы топливных частиц выпадений. Вследствие этого в ближней зоне наблюдали увеличение коэффициента перехода 90Sr из почвы в растения [6, 13]. Полученные в настоящей работе данные для дальней зоны выпадений не выявили ПОВЕДЕНИЕ 90Sr ЧЕРНОБЫЛЬСКИХ ВЫПАДЕНИЙ В СИСТЕМЕ “ПОЧВА - РАСТЕНИЕ" ________________________________________________________________________________________________________________________ ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 7 2007 139 существенного влияния изменения размеров и форм выпадений 90Sr на значение TF. Очевидно, что топливные частицы дальней зоны загрязнения характеризуются значительно меньшими размерами и поэтому скорость их деструкции значительно выше. К сожалению, детальные исследования характеристик топливных частиц в дальней зоне чернобыльских выпадений не проведены. Таблица 4. Коэффициенты перехода 90Sr из почвы в сельскохозяйственные культуры TF (м2/кг-1), периоды их полууменьшения Te ij (годы) и коэффициент детерминированности R2 (уравнение 2) Культура Тип почвы дерново-подзолистая серая лесная чернозем TF0 Te R2 TF0 Te R2 TF0 Te R2 Озимая пшеница 3,5 7,9 0,97 0,72 14 0,86 0,32 11 0,91 Свекла 1,1 6,9 0,97 0,23 11 0,95 0,13 12 0,84 Картофель 0,47 11 0,85 0,23 11 0,94 0,071 14 0,90 Томаты 0,58 9,7 0,79 0,17 16* 0,57 0,032 31* 0,64 Капуста 0,46 12 0,87 0,10 11 0,96 0,033 11 0,89 Среднее 9,5 ±±±± 3,9 11,7 ±±±± 3,8 12 ±±±± 2,3 *Значение не учтено при вычислении среднего. Значения периодов полууменьшения TF на всех типах почв были меньше значений физического периода полураспада радионуклида, что свидетельствует о значительном вкладе автореабилитационных процессов в снижение загрязнения сельскохозяйственной продукции радиоактивным стронцием. Выводы Результаты многолетнего мониторинга поведения 90Sr в системе “почва - растение” на территории Украины показали, что коэффициент перехода 90Sr из почвы в сельскохозяйст- венные культуры TF в дальней зоне чернобыльских выпадений не зависит от плотности загрязнения почвы σ. Величина TF характеризует видовые особенности растений и уменьша- ется в ряду: зерно злаковых, корнеплоды, клубни картофеля, плоды овощных культур. Для одного вида растений коэффициент перехода 90Sr уменьшается в среднем на порядок вели- чин в ряду почв: дерново-подзолистая, серая лесная, чернозем. Динамика значений TF 90Sr из почвы для всех исследованных сельскохозяйственных культур после аварии аппроксимирована экспоненциальной зависимостью. Периоды полу- уменьшения коэффициента перехода радиостронция Tе составляют на дерново-подзолистой почве 9,5 года, на серой лесной – 11,7 года, на черноземе - 12 лет. Полученные динамические параметры служат основой для разработки модели про- гнозирования загрязнения сельскохозяйственной продукции 90Sr в аварийных ситуациях. СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 1. Израэль Ю.А., Вакуловский С.М., Стукин Е.Д. и др. Чернобыль: Радиоактивное загрязнение природных сред. – Л.: Гидрометеоиздат, 1990. – 296 с. 2. 20 лет Чернобыльськой катастрофы. Взгляд в будущее // Национальный доклад Украины. – К., 2006. – 224 с. 3. Клечковский В.М., Гулякин И.В. Поведение в почвах и растениях микроколичеств стронция, цезия, рутения и циркония // Почвоведение. - 1958, № 3. - с. 1 - 15. 4. Архипов А.Н., Озорнов А.Г. Динамика трансформации физико-химических форм радионуклидов в зоне отчуждения // V Междунар. науч.-техн. конф. «Чернобыль-96»: Сб. тез. – Зеленый мыс, 1996. – 242 с. Б. С. ПРИСТЕР, Л. В. ПЕРЕПЕЛЯТНИКОВА, В. Д. ВИНОГРАДСКАЯ И ДР. ________________________________________________________________________________________________________________________ ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 7 2007 140 5. Ільїн М.І. Закономірності поведінки 90Sr і 137Cs чорнобильських випадінь у системі грунт - рослина на природних та меліорованих луках Полісся України: Автореф. дис. ... канд. біол. наук. – К., 1994. - 22 с.(укр.). 6. Кашпаров В.А. Оценка и прогнозирование радиоэкологической обстановки при радиационных авариях с выбросом частиц облученного ядерного топлива: Автореф. дис. ... д-ра биол. наук. – Обнинск, 2000. – 48 с. 7. Маликов В.Г., Перепелятникова Л.В., Жуков Б.И. Накопление стронция-90 и цезия-137 в урожае культур в зависимости от физико-химических свойств почвы // Агрохимия. - 1982, №7. - С. 117 - 119. 8. Бондарь П.Ф. Влияние почвенно-климатических условий на накопление 90Sr растениями из почвы и прогнозирование загрязнения урожая // Агрохимия. - 1983, № 7. - С. 69 - 79. 9. Prister B.S., Baryakhtar V.G., Perepelyatnikova L.V. et al. Experimental Substantiation and Parameter- ization of the Model Describing 137Cs and 90Sr Behavior in a Soil-Plant System // Environmental Science and Pollution Research. - 2003, Special Issue No. 1. - P. 126 - 136. 10. Гулякин И.В., Юдинцева Е.В. К вопросу агрохимии радиоактивных продуктов деления // Агро- химия. - 1978, № 1. - C. 145 - 153. 11. Гродзинский Д.М., Гудков И.Н. Защита растений от лучевого поражения. - М.: Атомиздат, 1973. - 384 с. 12. Beresford N.A., Howard B, Strand P et al. Fluxes of radionuclides // Time dependent optimization of strategies for countermeasures use to reduce population radiation dose and reclaim abandoned land (RECLAIM). Strategies for countermeasures use to reduce population radiation dose and reclaim abandoned lands EU Contract № ERBIC15 CT 960209. – 2000. 13. Иванов Ю.А., Архипов А.Н. Автореабилитационные процессы на загрязненных землях // Наукові і технічні аспекти Чорнобиля: Зб. наук. ст. – К.: Політехніка, 2002. – C. 405 - 409. Поступила в редакцию 28.11.06 ПОВЕДЕНИЕ 90Sr ЧЕРНОБЫЛЬСКИХ ВЫПАДЕНИЙ В СИСТЕМЕ “ПОЧВА - РАСТЕНИЕ" ________________________________________________________________________________________________________________________ ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 7 2007 141 7 ПОВЕДІНКА 90Sr ЧОРНОБИЛЬСЬКИХ ВИПАДІНЬ У СИСТЕМІ “ГРУНТ - РОСЛИНА” НА ТЕРИТОРІЇ УКРАЇНИ Б. С. Прістер, Л. В. Перепелятнікова, В. Д. Виноградська, Т. М. Іванова, В. О. Руденко У ході проведення багаторічного моніторингу сільськогосподарських угідь України, забруд- нених 90Sr після аварії на ЧАЕС, отримано 510 спряжених пар значень концентрації нукліда в системі “грунт - рослина”, що характеризують накопичення радіонукліда п’ятьма сільськогосподарськими культурами на трьох типах найбільш розповсюджених грунтів. Підтверджено існування лінійної залежності між питомою активністю радіостронцію в рослинах та щільністю забруднення грунту чорнобильськими випадіннями. Установлено, що коефіцієнт переходу TF 90Sr з грунту в сільсько- господарські культури зменшується з часом після випадінь. Розроблено модель динаміки TF 90Sr і визначено її параметри для основних сільськогосподарських культур і грунтів України, що дає змогу прогнозувати забруднення сільськогосподарської продукції після радіоактивних випадінь. 7 BEHAVIOUR 90Sr CHERNOBYL FALLOUT IN SYSTEM “SOIL TO PLANT” ON T ERRITORY OF UKRAINE B. S. Prister, L. V. Perepelyatnikova, V. D. Vynogradskaya, T. M. Ivanova, V. О. Rudenko At operation of perennial monitoring of Ukrainian 90Sr contaminated after Chernobyl accident agricultural holding was taken 510 conjugate couple of nuclide concentration values in system “soil to plant”, which characterized of radionuclide accumulation by 5 agricultural crops on 3 prevalent soil types. The existence of linear dependency between radiostrontium specific activity in plants and soil density contamination by Chernobyl fallout was confirmed. It is determined what transfer factor TF 90Sr from soil in agricultural crops decrease with time after fallout. The model of TF 90Sr dynamic was developed and its parameters for basic agricultural crops and Ukrainian soil were estimated qualitative. This admitted to predict the agricultural crops contamination after radioactive fallout.

Similar Items