Эффективность применения активного ила и трепела в качестве противорадионуклидных мелиорантов

Поиск путей снижения поступления радиоцезия Чернобыльского следа в сельскохозяйственные растения. Разработка ведущих мер безопасного хозяйственного использования личных подсобных огородных почв, естественных лугов в качестве сенокосов и пастбищ.

Рубрика Экология и охрана природы
Вид статья
Язык русский
Дата добавления 25.02.2021
Размер файла 723,1 K

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

Эффективность применения активного ила и трепела в качестве противорадионуклидных мелиорантов

В.В. Кокорева

Калужский филиал Российского государственного аграрного университета - МСХА имени К.А. Тимирязева

Поиск путей снижения поступления радиоцезия Чернобыльского следа в сельскохозяйственные растения остается актуальным в Калужском регионе на многие десятилетия. Особо остро данная проблема касается личных подсобных хозяйств, в которых не проводились централизованные агротехнические мероприятия по реабилитации загрязненных почв. В этой связи целью настоящего исследования явилась разработка мер безопасного хозяйственного использования личных подсобных огородных почв, естественных лугов в качестве сенокосов и пастбищ. В работе использованы сравнительно-аналитический, инструментальный и статистический методы. Исследования проводились в течение 1997-2016 гг. на базе сельскохозяйственного производственного кооператива «Лесные поляны» Ульяновского района Калужской области. Опыты закладывали на приусадебных участках трех личных подсобных хозяйств и пойме реки Сорочки. Для проведения экспериментов использовали местные ресурсы: активный ил из биологического пруда у села Ульяново и размолотый трепел производства акционерного общества «Сорбент», на которые имеются положительные санитарно-гигиенические заключения Калужского центра санэпиднадзора. На основании изучения динамики изменения удельной активности травостоя луга и молока крупного рогатого скота установлен период половинного снижения уровня загрязнения биопродукции в пределах 7-8 лет, обусловленный усилением прочности связывания и физическим распадом радиоцезия. Установлена сезонная динамика снижения содержания радиоцезия в среднем в 12,5 раз в сене луговой экосистемы и в 5 раз в молоке коров от апреля до июля вегетационного периода. Доказана радиомелиоративная способность активного ила и трепела размолотого при получении продукции в личных подсобных хозяйствах.

Ключевые слова: радиоцезий, радиационная безопасность, удельная активность, урожайность, активный ил, трепел размолотый, радиомелиоративные свойства

V. Kokoreva ил радиоцезий луг мелиорант

Russian Timiryazev State Agrarian University (Kaluga branch),

Kaluga, 248007, Russian Federation

The effectiveness

of the use of activated sludge and tripoli as anti-radionuclide ameliorants (Kaluga region)

The search for ways to reduce the supply of Chernobyl trace cesium to agricultural plants has remained relevant in Kaluga region for many decades. This problem is particularly acute for private farmlands, in which centralized agrotechnical measures for the rehabilitation of polluted soils were not carried out. In this regard, the purpose of this study was to develop measures for the safe economic use of private farm soils, natural meadows as hayfields and pastures. We used comparative analytical, instrumental and statistical methods. The studies were conducted during 1997-2016 on the basis of the agricultural production cooperative "Lesnye Poly- any" of the Ulyanovsk district of Kaluga region. The experiments were conducted on the private land of three private farms and the floodplain of the Shorochka River. Local resources were used for the experiments: activated sludge from a biological pond near the village of Ulyanovo, and ground thistle from "Sorbent” Joint-Stock Company, for which there are positive sanitary and hygienic conclusions of Kaluga Sanitary and Epidemiological Surveillance Center. Based on the study of the dynamics of changes in the specific activity of grass stand and cattle milk, a half-decrease period for contamination of bioproduction was established within 7-8 years, due to increased binding strength and physical decay of radiocesium. The seasonal dynamics of reducing the content of radiocaesium in hay in a meadow ecosystem and milk of cows from April to July during the growing season has been established. The radiomeliorative capacity of activated sludge and ground tripoli has been proven in the production of private farms.

Key words: radioactive cesium, radiation safety, specific radioactivity, yield, activated sludge, ground tripoli, radio meliorative properties

Введение

На территории Калужской области, подвергшейся радиоактивному загрязнению в результате Чернобыльской аварии, вопросы радиационной безопасности остаются актуальными и по настоящее время. В трех южных районах региона (Ульяновский, Хвастовичский, Жиздринский) в почвенном покрове все еще содержится достаточное количество долгоживущего радиоцезия Чернобыльского следа, несущего радиационную опасность для населения. Поэтому перед агропромышленными предприятиями в данном регионе все еще остро стоит проблема получения «чистой» сельскохозяйственной продукции, отвечающей радиоэкологическим стандартам, установленным СаНПиН-2.3.2.1078-01, а также снижения доз облучения населения [Алексахин, 2006а, б; Радиоиндикация..., 2011].

В науке и производстве накоплен немалый опыт ведения сельского хозяйства на радиоактивно загрязненных территориях Украины, Белоруссии и Российской Федерации. Центром научно-исследовательских работ по организации и преодолению последствий аварии на Чернобыльской АЭС в сельскохозяйственном производстве, по вопросам реабилитации загрязненных земель и производства сельскохозяйственной продукции является Всероссийский научно-исследовательский институт радиологии и агроэкологии (до 1992 г. - Всесоюзный научно-исследовательский институт сельскохозяйственной радиологии), сельскохозяйственные образовательные и научные организации, а также региональные центры агрохимрадиологии.

Начиная с 1986 г. на наиболее загрязненных территориях Белоруссии, Украины, РФ начали проводить агротехнические и агрохимические реабилитационные мероприятия. Наибольшую радиационную опасность для получения сверхнормативно загрязненной сельскохозяйственной продукции, особенно молока, дающего основной вклад в дозу внутреннего облучения человека, представляли естественные кормовые угодья. Обработка загрязненного верхнего слоя (заглубление, вспашка, фрезерование) изменяет расположение радиоцезия по отношению к основной массе корней и способствует снижению его накопления в растениях. Большое внимание уделялось проведению коренного улучшения естественных лугов. При вспашке специальными двухъярусными плугами снимался 5-7-сантиметровый загрязненный слой почвы и перемещался на глубину 30-40 см, а оставшаяся часть гумусового горизонта максимально сохранялась на поверхности. В результате поступление радиоактивных веществ в растения снижалось от 6 до 10 раз [Ильин, Павловский, 1998; 20 лет после Чернобыльской катастрофы: последствия..., 2006; 20 лет Чернобыльской катастрофы. Взгляд в будущее., 2006]. За 1992-1994 гг. в Брянской области такая вспашка проведена на 17,3 тыс. гектаров, Калужской - 8,5, Тульской - 4,7 и Орловской - 12,2 тыс. гектаров. Однако в связи с резким удорожанием стоимости производства таких плугов их использование прекратили.

Многолетние исследования показали, что переход радионуклидов в растения тем меньше, чем выше почвенное плодородие. Это связано с повышением урожайности и эффектом «разбавления» содержания радионуклидов урожаем. Следовательно, при высокой культуре земледелия, обеспечивающей получение высоких урожаев, следует ожидать относительно низкий уровень загрязнения растительной продукции на единицу массы. По ограничивающему влиянию на уровень потребления радионуклидов растениями параметры почвенного плодородия располагаются в следующем убывающем порядке: гумус, обменный калий, рН, подвижный фосфор. Изменяя те или иные показатели в нужном направлении, можно существенно ограничивать накопление радионуклидов сельскохозяйственными культурами [Б^епко й а1., 1995; Ратников, 2003; Алексахин, 2006а, б].

Для обеспечения производства нормативно чистой сельскохозяйственной продукции на загрязненных территориях было организовано проведение известкования почв и внесения повышенных доз калийных удобрений. Известкование кислой дерново-подзолистой почвы позволяет снизить содержание 137Cs в урожае на 40%. Особенностью применения удобрений на загрязненных территориях является изменение соотношения элементов питания N : Р : К = 1,0 : 1,5 : 2,0. Удвоение дозы калия в составе полного минерального удобрения снижает уровень усвоения радиоцезия растениями в 2-3 раза [Ратников, 2003].

Достаточно эффективным при радиоактивном загрязнении территории явилось включение лугов в кормовые севообороты, которые позволяют подбирать культуры, накапливающие радионуклиды в относительно небольших количествах. Так, например, использование злаковых травосмесей в кормовом севообороте позволяет снизить уровень загрязнения молока до 5,4 раза, а применение бобово-злаковых - до 7,5 раз [Защитные и реабилитационные мероприятия..., 2016].

На территории Калужской области защитные мероприятия начали проводиться лишь после принятия Единой государственной программы по защите населения от воздействия последствий Чернобыльской катастрофы (1992). В рамках этой программы на загрязненных угодьях был проведен в 1993-1995 гг. комплекс агрохимических работ, направленных на повышение продуктивности угодий и снижение подвижности 137Cs в системе почва-растение.

На рис. 1 и 2 представлена динамика проведения агрохимических мероприятий с 1992 по 1999 гг. на территории Хвастовичского, Ульяновского, Жиздринского районов (по данным Калужского центра «Агрохимрадиология»).

По сравнению с 1992-1993 гг. в последующие годы резко сократилось внесение калийных удобрений и известкования. Минимум агрохимических мероприятий пришелся на 1996-1997 гг. С 1998 г. внесение извести несколько возросло, но оно, к сожалению, проводилось поддерживающими дозами, не рассчитанными на оптимальные показатели рН. В Ульяновском районе известкование составило всего 9% от потребности. Ежегодное внесение калийных удобрений составило 10-20% от норм, рекомендуемых на загрязненных территориях.

В 1999 г. на 1 га посевов было внесено 9 кг калийных удобрений (по действующему веществу) в Хвастовичском районе, 6 кг - в Ульяновском и 13 кг - в Жиздринском. Внесение органических удобрений в данных районах составило соответственно 0,6, 1,2 и 1,5 т/га. В достаточной мере известкование проводилось только в Жиздринском районе, а в Ульяновском и Хвастовичском районах проведение этого вида мероприятий составило 9 и 51% от потребности. Наиболее эффективное для снижения загрязнения коренное улучшение угодий проводилось не систематически и на ограниченных площадях из-за высокой стоимости [Дубовая, 2001].

Рис. 1. Динамика проведения известкования в отдаленный период

на загрязненных 137Cs сельскохозяйственных угодьях Калужской области

Fig. 1. Dynamics of liming on agricultural land contaminated with 137Cs in the long term in Kaluga region

Рис. 2. Динамика проведения внесения калийных удобрений в отдаленный период на загрязненных 137Cs сельскохозяйственных угодьях Калужской области

Fig. 2. Dynamics of potash fertilization on 137Cs polluted agricultural land in the long term in Kaluga region

Подобные проблемы характерны и для Брянской области. Так, известкование, например, в 2002 г. провели на площади 9,7 тыс. га, фосфори- тование - 2,1, внесение калийных удобрений на 17 тыс. га, что составляло 8-15% от потребности [Дела чернобыльские, 2004].

Несмотря на резкое сокращение инвестиций на ведение сельскохозяйственного производства, радиационную обстановку на загрязненных территориях удалось стабилизировать. В настоящее время в южных районах Калужской области при производстве продукции растениеводства (зерновые, овощи, картофель) нет необходимости в проведении каких-либо реабилитационных мероприятий. Применение агромелиорантов основывается на традиционных технологиях, обеспечивающих повышение плодородия почв и урожайности сельскохозяйственных культур [Радиологические аспекты..., 2016].

Однако продукция личных подсобных хозяйств не всегда соответствует радиологическим требованиям. Риски превышения норматива по содержанию радиоцезия в молоке, производящемся в частном секторе, составили: в 120 населенных пунктах менее 5%, в 9 - менее 10% и в 2-х населенных пунктах этот риск составил 15 и 20% [Иванова,

Вклад сельскохозяйственных продуктов питания в дозу внутреннего облучения населения частного сектора остается доминирующим (до 58%) [Иванова, 2012]. Это связано с тем, что на приусадебных участках и мелких пастбищах для выпаса частного крупного рогатого отсутствовала централизованная система защитных мер.

Кроме того, большую роль имели социально-экономические факторы: выполнение рекомендаций по ведению сельскохозяйственного производства в условиях загрязнения, дефицит финансовых средств, а также невозможность проведения агротехнических и агрохимических мероприятий, т.к. скот у населения зачастую выпасается на поймах и неудобицах.

Исходя из вышеизложенного, на наш взгляд, необходим поиск достаточно дешевых и доступных для населения защитных приемов по снижению содержания радиоцезия в продукции личных подсобных хозяйств и безопасному хозяйственному использованию естественных лугов в качестве сенокосов и пастбищ, а также личных подсобных огородных почв.

Целью наших исследований явилось изучение динамики изменения удельной активности в травостое естественного луга, молоке крупного рогатого скота и разработка способов снижения содержания радиоцезия в продукции личных подсобных хозяйств на радиоактивно загрязненных территориях Калужской области за счет использования местных ресурсов.

В экспериментах использовали активный ил и трепел размолотый. Выбор данных мелиорантов обусловлен как экономическими причинами (доступностью и дешевизной), так и агрохимическими свойствами (удобрительными, известкующими и сорбционными). На иловых площадках очистных сооружений канализации городов и крупных населенных пунктов накоплено огромное количество активного ила, образующегося в ходе многоступенчатой обработки сточных вод. Почвенный путь утилизации активного ила в качестве удобрения является в мировой практике более приоритетным [Пахомов, Данилович, Козлов, 2004], а в последние годы этому вопросу уделяется много внимания и в нашей стране [Кокорева, Сюняева, Слипец, 2018].

Использование активного ила в качестве удобрения сельскохозяйственных культур в условиях радиоактивного загрязнения территории может позволить решить сразу несколько эколого-агрохимических проблем за счет их взаимодействующего синергизма: утилизации активного ила, повышение устойчивости культур и плодородия почв, снижение содержания радиоцезия в продуктах растениеводства. Однако при использовании активного ила следует строго соблюдать СаНПиН 2.1.573-96, ГОСТ Р17.4.3.07-2001 и Типовой технологический регламент использования ОСВ в качестве органического удобрения.

Трепел размолотый используется как известковый материал и эффективный сорбент за счет своего минералогического состава. Данные мелиоранты могут служить агрохимическими барьерами на пути почва- растение для многих поллютантов, в том числе и радиоцезия.

Материалы и методы

Научно-исследовательская работа по данной проблеме проводилась в течение 1997-2016 гг. на базе садоводческо-производственного кооператива (СПК) «Лесные поляны» (д. Уколица) Ульяновского района Калужской области. Для постановки опытов выбрали три личных подсобных хозяйства с приусадебными участками по 25 соток, осуществляющих выпас скота на пойме р. Сорочки. Никаких защитных мероприятий в данных хозяйствах ранее не проводилось. Почвенный покров приусадебных участков личных подсобных хозяйств представлен дерново-среднеподзолистыми среднесуглинистыми почвами с содержанием гумуса около 2%; подвижного фосфора - 90-105; обменного калия - 80-85 мг/кг; рНсол 4,7-5,1 и плотностью загрязнения радиоцезием 7,5 Ки/км2. Пойменный участок представлен аллювиальными луговыми суглинистыми почвами с содержанием гумуса 2,6%, подвижного фосфора - 115-120, обменного калия - 90 мг/кг, рНсол 5,0-5,2 и плотностью загрязнения цезием-137 - 6,8 Ku/км2. На огородах постоянно возделывается картофель при систематическом внесении собственного навоза, а на пойме беспривязно пасется скот личных подсобных хозяйств. В отдельные годы пойма затапливается весенними водами, и на ней накапливаются аллювиальные отложения до 1 см.

Для проведения экспериментов использовали активный ил из биологического пруда у с. Ульяново (находится в 15 км от с. Уколица) и размолотый трепел производства ЗАО «Сорбент» (Зикеевский завод Жиздринского района, находится в 30 км от д. Уколица). На активный ил и трепел имеются положительные санитарно-гигиенические заключения Калужского центра санэпиднадзора. Активный ил (АИ) имеет 60% влажность; рНсол - 6,8; 50% - содержание органического вещества; общий азот - 3,3%, фосфор - 5,4%, калий - 1,5% в сухом веществе и очень низкие концентрации свинца, кадмия, никеля, меди, хрома, цинка. Трепел размолотый (ТР) является сложной смесью минералов, состоящей из кальцита, цеолита, кварца, полевого шпата, слюды, глинистых и других минералов. Главную ценность трепела определяет природный адсорбент цеолит.

Активный ил в дозе 10 т/га (далее - АИ, 10) по сухому веществу и размолотый трепел в дозе 8 т/га (далее - ТР, 8) вносили осенью под вспашку на огородах и поверхностно на пойменном лугу по схеме:

контроль;

АИ, 10;

ТР, 8;

АИ, 10 + ТР, 8.

Площади опытных делянок составили 50 м2 (10 х 5 м). Опыты заложены в трехкратной повторности на приусадебных участках и пойме. Учет урожая клубней картофеля проводили в сентябре во время уборки, а учет биомассы пастбищной травы проводили трижды - в середине мая, июля и сентября. Содержание радиоцезия в урожае определяли экспресс-методом по у-излучению с использованием гамма-спектрометрического радиометра РУБ-6.

Результаты и их обсуждение

Растения естественных лугов оказываются на порядок более загрязненными по сравнению с сеяными травами агроэкосистем и с другими сельскохозяйственными культурами. Это связано с преимущественной локализацией радионуклидов в поверхностных слоях почвы травянистых экосистем и особенностями корневого питания травянистых растений. При этом для естественных лугов отмечается характерная динамика накопления радионуклидов в составе растений: максимум поступления отмечается в первые недели вегетации, затем, по мере накопления биомассы и смещения корневого поглощения в нижележащие горизонты почвы, а также частичного вымывания радионуклидов из вегетирующих растений, происходит снижение их содержания на единицу биомассы растений.

Основная часть цезия-137 поступала в луговые растения в начале вегетации (рис. 3), когда идет активное формирование фитомассы. В дальнейшем прирост фитомассы почти не сопровождался общим выносом радионуклидов, а на заключительных этапах вегетации происходило даже некоторое снижение их содержания за счет выпадения высохших частей растений, пожизненного вымывания радиоцезия из надземных органов или оттока радионуклида к корням растений.

Рис. 3. Динамика изменения удельной активности (Бк/кг) травостоя естественного луга (1997-2007 гг.)

Fig. 3. Dynamics of changes in the specific activity (Bq/kg) of the grass stand of natural meadows (1997-2007)

Изменение удельной активности травостоя существенно влияет на уровень загрязнения молока, что иллюстрируется данными рис. 4, полученными для того же региона. Происходит увеличение связывания радионуклида почвой через промежутки времени в 5 лет и, соответственно, уменьшение уровня загрязненности сена естественного луга и молока.

Рис. 4. Динамика изменения удельной активности (Бк/л) молока коров (1997-2007 гг.) Fig. 4. Dynamics of changes in the specific activity (Bq/l) of cow's milk (1997-2007)

Период половинного снижения уровня загрязнения первичной биопродукции данного естественного луга составляет около 7-8 лет. Снижение в этом случае обусловлено в основном усилением прочности связывания радионуклида почвой, а также (в меньшей степени) физическим распадом цезия-137. Как показали расчеты, вынос радионуклида из верхних горизонтов в период исследований отсутствовал [Радиоцезий в экосистемах..., 2008].

Результаты исследований влияния активного ила и трепела на урожайность картофеля и биомассу пастбищной травы, а также содержание в них радионуклида представлены в таблицах 1 и 2. Внесение активного ила и размолотого трепела приводит к увеличению урожайности НСР05 = 15,0 ц/га. НСР05 - наименьшая существенная разница. В дисперсионном ана-лизе результатов полевого опыта (по Доспехову Б.А.) - это минимальная разность между средними урожаями, которая в данном опыте признается существенной по сравнению с 5%-ным уровнем значимости, когда риск сделать ошибочное заключение составляет 5%. клубней картофеля в личном подсобном хозяйстве со 110 до 155 и 136 ц/га соответственно. А их совместное внесение повышает урожайность клубней картофеля до 172 ц/га. Наибольшая достоверная прибавка клубней картофеля достигается при совместном внесении ила и размолотого трепела - 62 ц/га (табл. 1).

Таблица 1

Урожайность и удельная активность клубней картофеля

(в среднем, 1997-2016 гг.) в опыте на приусадебных участках

[Yield and radio activity of potato tubers

(on average for the years 1997-2016)

in the experience of private farmlands]

Урожайность, ц/га [Productivity, t/ha]

Удельная активность, Бк/кг

[Radio activity, Bq/kg]

Контроль [Control land]

110

105*

Активный ил, доза 10 т/га [Active sludge, dose 10 t/ha]

155

48

Размолотый трепел, доза 8 т/га [Ground Tripoli, dose 8 t/ha]

136

55

Активный ил, доза

10 т/га + размолотый трепел, доза 8 т/га [Active sludge, dose 10 t/ha + Ground Tripoli, dose 8 t/ha]

172

38

* Предельно допустимая норма по СанПиН 2.3.2.1078-01 составляет 120 Бк/кг [The maximum allowable norm according to the Russian food safety standard is 120 Bq/kg].

Изученные местные ресурсы (АИ и ТР) обладают радиомелиоратив- ными свойствами и способствуют снижению содержания радиоцезия в клубнях картофеля. Так, при внесении активного ила удельная активность клубней картофеля снижается с 105 Бк/кг до 48 Бк/кг, трепела - до 55 Бк/кг, активного ила и трепела совместно - до 38 Бк/кг. Наибольший эффект достигается от совместного внесения активного ила и трепела, разница по сравнению с контролем достигает 67 Бк/кг. Кратность снижения содержания радиоцезия в клубнях картофеля на опытных делянках составляет 1,9-2,8 раза.

В опыте на пойме при внесении активного ила и трепела также повышается биомасса пастбищной травы с 26 до 41 и 36 ц/га (табл. 2). При их совместном внесении биомасса НСР05 = 4,0 ц/га. пастбищной травы увеличивается до 52 ц/га. Активный ил и трепел снижают удельную активность пастбищной травы при раздельном внесении с 625 до 310 и 350 Бк/кг соответственно, а при совместном внесении - до 290 Бк/кг.

Общая биомасса и удельная активность пастбищной травы

(в среднем, 1997-2016 гг.)

[Total biomass and specific activity of grazing grass

(on average for 1997-2016)]

Биомасса, ц/га [Biomass, ts/ga]

Удельная активность, Бк/кг

[Radio activity, Bq/kg]

Контроль [Control land]

26

370*

Активный ил, доза 10 т/га [Active sludge, dose 10 t/ha]

41

310

Размолотый трепел, доза 8 т/га [Ground Tripoli, dose 8 t/ha]

36

350

Активный ил,

доза 10 т/га + размолотый трепел, доза 8 т/га [Active sludge, dose 10 t/ha + Ground Tripoli, dose 8 t/ha]

52

290

* Предельно допустимая норма по СанПиН 2.3.2.1078-01 составляет 370 Бк/кг [The maximum allowable norm according to the Russian food safety standard is 370 Bq/kg].

Содержание радиоцезия в сене на контрольном участке превышает в 1,7 раза допустимый контрольный уровень (КУ). Внесение АИ и ТР раздельно или совместно приводит к снижению концентрации цезия- 137 в биомассе пастбищной травы в 1,8--2,2 раза.

По нашему мнению, радиомелиоративный эффект АИ и ТР в продукции ЛПХ достигается за счет таких процессов, как эффект «разбавления», повышения сорбции цезия-137 почвами и самими мелиорантами, а также частичной блокировкой механизма поглощения данного радионуклида корневыми системами растений из-за наличия химических аналогов в составе этих сложных мелиорантов.

Повышение сорбции радиоцезия почвами при использовании данных мелиорантов объясняется особенностью их минералогического состава. Цеолит и глинистые минералы слоистой структуры в составе трепела обладают высокой поглотительной способностью, прочно сорбируют радионуклиды и снижают их биологическую доступность. В процессе сорбции радиоцезий вступает в кристаллохимические реакции, связанные с вхождением его в межпакетные пространства кристаллических

решеток глинистых минералов. При этом он теряет способность легко обмениваться на другие катионы и переходить в раствор [Фокин, Лурье, Торшин, 2005].

Высокое содержание органического вещества активного ила также способствует повышению емкости поглощения почвы. Гумусовые кислоты способны адсорбировать радионуклиды и образовывать комплексные соединения, снижая тем самым их биодоступность. Кроме того, высокодисперсные илистые частицы в основном представлены вторичными минералами (гидрослюды, монтмориллонит и др.), склонными к более прочной фиксации радиоцезия. Одной из основных причин влияния гумусовых веществ на сорбцию радиоцезия почвой является эффект «блокирования» селективных по отношению к радиоцезию обменных центров, представленных минералами почвы [Ратников, 2003].

Снижение доступности цезия-137 растениям под влиянием исследуемых мелиорантов частично обусловлено и наличием в них его химического аналога - подвижного калия. Механизмы переноса и распределения в растениях радиоцезия и калия аналогичны. Однако цезий не является жизненно необходимым для растений элементом, поэтому происходит дискриминация ионов в процессе их поглощения корневой системой. Поскольку радиоцезий накапливается в растениях в заметных количествах лишь попутно, в силу близости его свойств свойствам биогенного элемента, на накопление растениями цезия-137 оказывает влияние концентрация в растворе иона калия. Поэтому накопление радиоцезия обратно пропорционально количеству калия, находящегося в доступной для растений форме. Увеличивая в определенных пределах содержание калия в почве, можно добиться снижения перехода радиоцезия в растения. Блокировка механизма поглощения данного радионуклида корневыми системами растений обусловлена коллапсом минералов со сложной структурой, вызванным калием. В результате нейтрализации заряда на внутренней поверхности, уменьшения сил отталкивания и, как следствие, схлопывания слоев, происходит фиксация ионов цезия-137 в кристаллической решетке глинистых минералов, снижающая его доступность растениям [Анненков, Юдинцева, 1991].

Выводы

На основании длительных натурных опытов установлено, что местные ресурсы активный ил и размолотый трепел являются важным резервом повышения урожайности картофеля и сена пастбищной травы ЛПХ и снижают содержание радиоцезия в них в 1,8--2,8 раза. Поэтому АИ и ТР можно рекомендовать как доступный и эффективный способ повышения радиоэкологической безопасности продукции ЛПХ на радиоактивно загрязненной территории Калужской области после Чернобыльской катастрофы.

Библиографический список / References

20 лет после Чернобыльской катастрофы: последствия в Республике Беларусь и их преодоление: Национальный доклад / Под ред. В.Е. Шевчука, В.Л. Гурачев- ского. Мн., 2006. [20 let posle Chemobyl'skoi katastrofy: posledstviya v Respublike Belarus' i ikh preodolenie: [20 years after the Chernobyl disaster: Consequences in the Republic of Belarus and their overcoming] National report. V.E. Shevchuk, V.L. Gurachevsky (eds.). Minsk, 2006.]

20 лет Чернобыльской катастрофы. Взгляд в будущее: Национальный доклад Украины / Под ред. В.Е. Шевчука, В.Л. Гурачевского. Киев, 2006. [20 let Chemobyl'skoi katastrofy. Vzglyad v budushchee [20 years of the Chernobyl disaster. Looking to the future] National Report of Ukraine. V.E. Shevchuk, V.L. Gurachevsky (eds.). Kiev, 2006.]

Алексахин Р.М. Проблемы радиоэкологии: Эволюция идей. Итоги. М., 2006. [Aleksahin R.M. Problemy radiojekologii: Jevoljucija idej. Itogi. [Problems of radioecology: The evolution of ideas. Results]. Moscow, 2006.]

Алексахин Р.М. Чернобыль, сельское хозяйство, окружающая среда: Материалы к 20-й годовщине аварии на Чернобыльской атомной электростанции в 1986 г. Обнинск, 2006. [Aleksahin R.M. Chernobyl', sel'skoe hozjajstvo, okruzhajushhaja sreda: Materialy k 20-j godovshhine avarii na Chernobyl'skoj atomnoj elektrostancii v 1986 g. [Chernobyl, agriculture, environment: Materials for the 20th anniversary of the accident at the Chernobyl nuclear power plant in 1986]. Obninsk, 2006.]

Анненков Б.Н., Юдинцева Е.В. Основы сельскохозяйственной радиологии. М., 1991. [Annenkov B.N., Yudintseva E.V. Osnovy selskokhozyaistvennoi radiologii [Fundamentals of agricultural radiology]. Moscow, 1991.]

Дела чернобыльские / Светов В.А., Польский В.И., Белоус Н.М. и др. Москва, 2004. [Svetov V.A., Polskii V.I., Belous N.M. et al. Dela chernobylskie [Chernobyl affairs]. Moscow, 2004.]

Дубовая В.Г. Анализ факторов, определяющих уровни радионуклидного загрязнения сельскохозяйственной продукции, и обоснование защитных мероприятий в отдаленный период после аварии на ЧАЭС (на примере загрязненных районов Калужской области): Дис. ... канд. биол. наук. Обнинск, 2001. [Dubovaya V.G. Analiz faktorov, opredelyayushchikh urovni radionuklidnogo zagryazneniya sel'skokhozyaistvennoi produktsil, i obosnovanie zashchitnykh meropriyatii v otdalennyi period posle avarii na ChAES (na primere zagryaznennykh raionov Kaluzhskoi oblasti) [Analysis of factors determining the levels of radionuclide contamination of agricultural products, and the rationale for protective measures in the remote period after the Chernobyl accident (for example, contaminated areas g о s of the Kaluga region)]. PhD dis. Obninsk, 2001.]

Защитные и реабилитационные мероприятия в сельском хозяйстве: к 30-летию аварии на ЧАЭС / Санжарова Н.И., Панов А.В., Исамов Н.Н., Прудников П.В. // Агрохимический вестник. 2016. № 2. С. 5-9. [Sanzharova N.I., Panov A.V., Isamov N.N., Prudnikov P.V. Protective and rehabilitation measures in agriculture:

the 30th anniversary of the Chernobyl accident. Agrochemical Bulletin. 2016. No. 2. Pp. 5-9. (In Russ.)]

Иванова Е.Г. Оценка радиоэкологической ситуации в южных районах Калужской области, пострадавших от аварии на ЧАЭС, и разработка комплекса мер по их реабилитации: Дис. ... канд. биол. наук. Обнинск, 2012. [Ivanova E.G. Otsenka radioekologicheskoi situatsii v yuzhnykh raionakh Kaluzhskoi oblasti, postradavshikh ot avarii na ChAES, i razrabotka kompleksa mer po ikh reabilitatsii [Assessment of the radioecological situation in the southern areas of the Kaluga region affected by the Chernobyl accident, and the development of a set of measures for their rehabilitation]. PhD dis. Obninsk, 2012.]

Ильин Л.А., Павловский О.А. Радиологические последствия аварии на Чернобыльской АЭС и меры, предпринятые с целью их смягчения // Атомная энергия. 1998. Т. 65. № 2. С. 119-129. [Ilyin L.A., Pavlovsky O.A. Radiological consequences of the accident at the Chernobyl NPP and measures taken to mitigate them. Atomic Energy. 1998. Vol. 65. No. 2. Pp. 119-129. (In Russ.)]

Кокорева В.В., Сюняева О.И., Слипец А.А. Эффективность применения нетрадиционных удобрений при возделывании овса // Инновационные технологии в полевом и декоративном растениеводстве / Под общ. ред. Сухановой С.Ф. Курган, 2018. C. 83-86. [Kokoreva V.V., Syunyaeva O.I., Slipets A.A. The effectiveness of non-traditional fertilizers in the cultivation of oats. Innovatsion- nye tekhnologii v polevom i dekorativnom rastenievodstve. S.F. Sukhanova (ed.). Kurgan, 2018. Pp. 83-86.]

Пахомов А.Н., Данилович Д.А., Козлов М.Н. Мировой опыт почвенной утилизации осадка: состояние и перспективы // Вода и экология: проблемы и решения. 2004. № 2 (19). С. 70-79. [Pakhomov A.N., Danilovich D.A., Kozlov M.N. World experience in soil sediment utilization: Status and prospects. Voda i ehkologiya: problemy i resheniya. 2004. № 2 (19). Рр. 70-79. (In Russ.)]

Радиоиндикация современной агрогенной трансформации почвенного покрова Калужской области / Сюняев Н.К., Кокорева В.В., Тютюнькова М.В., Филиппова А.В. // Известия ОГАУ. 2011. № 2 (30). С. 224-226. [Syunyaev N.K., Kokoreva V.V., Tyutyunkova M.V., Filippova A.V. Radioindication of modern agrogenic transformation of the soil cover of the Kaluga region. Izvestiya OGAU. 2011. No. 2 (30). Pp. 224-226. (In Russ.)]

Радиологические аспекты возвращения территорий Российской Федерации, пострадавших в результате аварии на Чернобыльской АЭС, к условиям нормальной жизнедеятельности / Санжарова Н.И., Фесенко С.В., Романович И.К. и др. // Радиационная биология. Радиоэкология. 2016. Т. 56. № 3. С. 322-335. [Sanzharova N.I., Fesenko S.V., Romanovich I.K. et al. Radiological aspects of the return of the territories of the Russian Federation affected by the accident at the Chernobyl nuclear power plant, to the conditions of normal life. Radiatsionnaya biologiya. Radioekologiya. 2016. Vol. 56. No. 3. Pp. 322-335.]

Радиоцезий в экосистемах Калужской области / Сюняев Н.К., Кокорева В.В., Сюняева О.И., Шестакова Г.А. Калуга, 2008. [Sunyaev N.K., Kokoreva V.V., Syunyaeva O.I., Shestakova G.A. Radiotsezii v ekosistemakh Kaluzhskoi oblasti [Radio-cesium in the ecosystems of the Kaluga region]. Kaluga, 2008.]

Ратников А.Н. Система защитных мероприятий и технологические приемы ведения растениеводства на сельскохозяйственных угодьях, подвергшихся радиоактивному загрязнению после аварии на ЧАЭС: Дис. . д-ра биол. наук. М., 2003. [Ratnikov A.N. Sistema zashchitnykh meropriyatii i tekhnologicheskie priemy

vedeniya rastenievodstva na sel'skokhozyaistvennykh ugod'yakh, podvergshikhsya radioaktivnomu zagryazneniyu posle avarii na ChAES [The system of protective measures and technological methods of crop production on agricultural lands subjected to radioactive contamination after the Chernobyl accident]. PhD dis. Moscow, 2003.] Фокин А.Д., Лурье А.А., Торшин С.П. Сельскохозяйственная радиология: Учебник для вузов. М., 2005. [Fokin A.D., Lur'e A.A., Torshin S.P. Selskokhozyaistvennaya radiologiya [Agricultural radiology]. Textbook for universities. Moscow, 2005.]

Fesenko S.V., Alexakhin R.M., Spiridonov S.J., Sanzharova N.I. Dynamics of 137Cs concentration in agricultural production in areas of Russia subjected to contamination after the accident at the Chernobyl nuclear power plant. Radiai, Protect. Dosimetry. 1995. W. 60. No. 2. Pp. 155-166.

Сведения об авторе / About the author

Кокорева Валентина Викторовна - кандидат биологических наук; доцент кафедры землеустройства и кадастров, Калужский филиал Российского государственного аграрного университета - МСХА имени К.А. Тимирязева

Valentina V. Kokoreva - PhD in Biology; Associate Professor of the Department of Land Management and Cadastres, Russian Timiryazev State Agrarian University (Kaluga branch)

Размещено на Allbest.ru

...

Подобные документы

  • Хозяйственное значение сенокосов и пастбищ. Поверхностный подсев семян трав на лугах. Хозяйственное значение создания высокопродуктивных долголетних культурных пастбищ. Охрана растительности лугов и пастбищ, меры по их рациональному использованию.

    реферат [1,9 M], добавлен 13.04.2014

  • Использование воды из естественных водоёмов в качестве охладителя. Последствия теплового загрязнения естественных водоёмов Украины. Технологические пути решения проблемы охлаждения на электростанциях Украины.

    реферат [10,3 K], добавлен 06.04.2003

  • Проблема экологических свойств почв. Использование в качестве жизненного пространства и опоры для растений, для сохранения семян и зачатков. Химические и биохимические, информационные функции грунта. Регуляция численности, состава и структуры биоценозов.

    контрольная работа [877,3 K], добавлен 13.01.2014

  • Экологический мониторинг. Животный мир как часть биосферы. Пастбищный биогеоценоз. Типологические особенности пастбищ. Нарушение срока выпаса животных. Эрозия почв как источник неблагоприятного воздействия. Культурно-техническое состояние пастбищ.

    презентация [3,0 M], добавлен 01.04.2014

  • Проблема утилизации золошлаковых материалов, получаемых в результате сжигания топлива тепловых электростанций. Использование древесной золы в качестве удобрений для сельского хозяйства, применение ее в качестве удобрений и борьбы с болезнями, вредителями.

    реферат [21,4 K], добавлен 21.06.2015

  • Общие сведения о Республике Калмыкия. Опустынивание как глобальная проблема Калмыкии: основные факторы, влияющие на развитие пустынь, воздействие хозяйственного использования, организационные причины деградации пастбищ, влияние климата и его изменения.

    курсовая работа [53,0 K], добавлен 20.10.2012

  • Изучение агроэкологической и экономической эффективности высоких доз осадков сточных вод различной влажности при почвенном пути их утилизации в качестве удобрения ячменя. Факторы, от которых зависит урожайность. Содержание тяжелых металлов в зерне ячменя.

    курсовая работа [149,9 K], добавлен 28.11.2010

  • Птицы как объект радиоэкологических исследований. Условия для реализации программ мониторинга с использованием птиц в качестве биоиндикаторов радиоактивного загрязнения экосистем и объектов радиоэкологии. Причины исчезновения бакланов, выпи, фламинго.

    презентация [2,0 M], добавлен 18.04.2016

  • Мониторинг - наблюдение, оценка и прогноз состояния окружающей природной среды. Охрана, использование и улучшение сенокосов и пастбищ. Предотвращение загрязнения окружающей среды в сельском хозяйстве. В чем смысл рационального природопользования.

    контрольная работа [412,8 K], добавлен 16.01.2011

  • Взаимосвязь уровня загрязнения городских почв и здоровья населения города. Стратегическое планирование в организации землепользования в городах. Земли рекреационного назначения. Экологические функции естественных почв. Комплексная оценка земель.

    презентация [273,5 K], добавлен 16.03.2015

  • Определение природной среды. Роль растений в природе и жизни человека. Лес как важный растительный ресурс планеты. Антропогенное воздействие на лесные ресурсы планеты и его последствия. Охрана растительных лугов и пастбищ, ценных и редких видов растений.

    реферат [56,1 K], добавлен 09.04.2017

  • Земельные ресурсы как важнейший вид природных ресурсов, их целевое назначение и направления хозяйственного использования. Диагностические признаки и причины переувлажненности и переуплотнения почв, пути борьбы с данной проблемой, источники загрязнения.

    презентация [471,5 K], добавлен 25.05.2015

  • Основные функции почвенного покрова, глобальная оценка деградации почв. Геоэкологические проблемы земледелия: водная и ветровая эрозия почв; последствия применения удобрений, пестицидов; уплотнение почвы. Геоэкологическая устойчивость сельского хозяйства.

    реферат [21,6 K], добавлен 08.11.2013

  • Содержание в почвах естественных радионуклидов урана, радия и тория. Естественная радиоактивность глинистых и песчаных почв и дозы облучения населения в регионах Хиит и Иншас (Египет). Закономерности распределения радионуклидов среди растений и грибов.

    курсовая работа [175,2 K], добавлен 03.11.2011

  • Конструкция и функционирование микробных топливных элементов (МТЭ). Состав и свойства активного ила, перспективы его использования для биологической очистки сточных вод. Оценка возможности использования активного ила для генерирования электричества в МТЭ.

    курсовая работа [4,8 M], добавлен 17.12.2015

  • Пути попадания загрязнений в почву, понятие ее токсичности. Классификация почвенных загрязнений, их влияние на травянистые растения. Метод биологического тестирования как показатель токсичности почвы. Характеристика места проведения эксперимента.

    курсовая работа [58,0 K], добавлен 01.11.2014

  • Понятие педосферы С. Захарова, ее структура. Анализ биоэкологической, биоэнергетической, гидрологической функций. Процессы деградации почв России: обесструктуривание, ветровая эрозия. Типы деградации почв: засоление, заболачивание, загрязнение почв.

    реферат [214,5 K], добавлен 19.04.2012

  • Методика отбора почв. Биоиндикация почвы при помощи растений. Исследование загрязнений почвы с помощью анализа роста и развития биоиндикатора кресс-салата. Значение растения - накапливающего индикатора для выяснения степени загрязнения окружающей среды.

    курсовая работа [2,9 M], добавлен 08.12.2015

  • Забота об экологии и экологическая безопасность. Актуальность и содержание экологического следа как индикатора устойчивого развития. Анализ подхода к определению показателей экологического следа на региональном уровне. Экологический след по областям.

    статья [21,7 K], добавлен 13.11.2012

  • Почвенно-географическое районирование области, строение пойменных ландшафтов, факторы, влияющие на продуктивность травостоя и видовое разнообразие. Распределение радиоцезия по профилю почвы. Оценка возможности использования травостоя в кормопроизводстве.

    курсовая работа [1,9 M], добавлен 19.01.2016

Работы в архивах красиво оформлены согласно требованиям ВУЗов и содержат рисунки, диаграммы, формулы и т.д.
PPT, PPTX и PDF-файлы представлены только в архивах.
Рекомендуем скачать работу.