Размещено на http://www.allbest.ru/

Поведение радионуклидов в почвах

Поступление искусственных радионуклидов в почвы происходит двумя основными путями:

1. с атмосферными осадками

2. в результате сброса отходов

Почва - хороший поглотитель радионуклидов. Все радионуклиды, поступившие на поверхность почвенного покрова из атмосферы, в настоящее время в верхнем слое, не превышающем 30 см. Поглощение радионуклидов поверхностным слоем почвы, во-первых, препятствует продвижению загрязнения по почвенному профилю и поступлению в грунтовые воды. Чем более прочно они удерживаются в корнеобитаемом слое почв, тем в меньшей степени они могут извлекаться растениями. Во-вторых, аккумуляция радионуклидов в корнеобитаемом слое почв создает в большей или меньшей степени долгоживущий источник радиоактивного загрязнения, что обеспечивает поступление радионуклидов в растительный покров.

Поведение радионуклидов в почвах зависит:

1) от формы поступления радионуклида и степени растворимости;

2) от геохимических свойств радионуклида;

3) от физико-химических условий среды, (природно-климатическими, ландшафтными и геологическими условиями).

В зависимости от состояния и состава соединений, в которых радионуклиды находятся в почвах, физико-химических особенностей почвы, метеорологических и климатических условий для радионуклидов возможен различный механизм миграции в почвах: конвективный перенос, диффузия в растворе или двойном диффузионном слое. Конвективный перенос с током воды при инфильтрации через почву доминирует в почвах с промывным режимом. При этом радионуклиды будут переноситься как в растворимых состояниях, так и в составе тонкодисперсных твердых частиц. Перенос радионуклидов, менее прочно связанных в почвах (например, радионуклидов Sr), будет происходить в виде растворимых солей или комплексных соединений.

Осевшие на земную поверхность радиоактивные вещества под воздействием природных процессов мигрируют в горизонтальном и вертикальном направлениях, в результате чего иногда происходит их перераспределение. Горизонтальная миграция радиоактивных веществ происходит в основном под действием ветровой эрозии подстилающей поверхности (вторичная ветровая миграция) и стока в гидрографическую сеть или бессточные понижения. Величина вторичной ветровой миграции существенно зависит от прочности фиксации выпавших радиоактивных веществ на покрове земли (что особенно важно для свежевыпавшего, плохо зафиксированного материала), от дисперсности поднимаемых ветром частиц и скорости ветра. Вертикальная миграция радиоактивных веществ в почве является результатом действия многих факторов (например, перемещения радионуклидов растениями, переноса фильтрационными токами воды, процессами перемешивания и диффузии, деятельности почвенных животных и т.д.). Эти процессы могут приводить к снижению концентрации радионуклидов в верхнем пятисантиметровом слое почвы в 2 - 3 раза.

Влияние состава почв на поведение радионуклидов

Гранулометрический состав почв оказывает большое влияние на адсорбцию радионуклидов почвами. Экспериментально показано, что основное количество поглощенных почвами радионуклидов сосредоточено в илистой и глинистой фракциях. Прежде всего это связано с увеличением сорбционной поверхности от грубых фракций к тонким фракциям почвы.

Минералогическим составом определяется прочность закрепления радионуклидов.

радионуклид почва растение миграция

Природно-климатическая зональность определяет состав почв и реакцию среды, а потому сказывается на подвижности радионуклидов в почвах.

Накопление растениями

Известно, что в растениях может накапливаться, не повреждая их и не снижая урожайность, такое количество радионуклидов, при котором растениеводческая продукция становится непригодной для использования. Радионуклиды в растения могут поступать через вегетативные органы - аэральный путь поступления и через корневую систему - корневой путь поступления. Аэральное поступление наиболее значимое при радиоактивном загрязнении воздушной среды сразу после радиационного инцидента. При попадании радионуклидов в почву преобладает корневой путь поступления.

При аэральном загрязнении осевшие на растения радиоактивные выпадения слабо закрепляются в наземных органах, потому что одновременно с осаждением происходят полевые потери радиоактивности. После проникновения в листья часть радионуклидов остается в здесь, а часть разносится по растению и концентрируется в других органах. Продвижение радионуклидов по растению зависит от физико-химических свойств радионуклидов и в меньшей степени от биологических особенностей растений.

Механизм усвоения радионуклидов корнями растений подобен усвоению необходимых элементов питания. Основными механизмами усвоения радионуклидов являются ионно-обменные реакции и диффузия. Главное отличие состоит в том, что радионуклиды находятся в почве в предельно низких концентрациях, а элементы питания - в более высоких концентрациях. Основное количество радионуклидов извлекается корнями из почвенного раствора, а также из почвенно-поглощающего комплекса, с частицами которого тесно контактируют корневые волоски, или зона поглощения корня.

Большое влияние на накопление радионуклидов растениями оказывает режим увлажнения почв. Сведения по влиянию влажности почвы на поступление радионуклидов в растения неоднозначны. Известно, что количество катионов цезия и стронция, вытесняемых из почвы в раствор, возрастает с увеличением влажности. Это связано со сложным характером взаимовлияния влажности, свойств почвы и биологических особенностей растений на процессы миграции радионуклидов в цепи почва-растения.

На накопление радионуклидов растениями оказывают влияние различные биологические особенности растений, среди которых выделяют эволюционное происхождение растений или филогенез. Растения, имеющие раннее происхождение, накапливают больше радионуклидов, чем растения, возникшие в поздние периоды. По накоплению радионуклидов отделы флоры располагаются в следующем убывающем порядке: лишайники > мхи > папоротники > голосеменные > покрытосеменные. Различия по накоплению радионуклидов выявлены в пределах классов, семейств и видов. Межвидовые различия могут достигать до 5-100 и более раз.

Накопление радионуклидов зависит от типа минерального питания, т.е. от потребности культур в калии, кальции и других элементах питания. Калиелюбивые культуры (свекла, картофель, овес, капуста) накапливают больше цезия, а кальциелюбивые культуры (люпин, люцерна, клевер, горох) накапливают больше стронция.

Значительное влияние на накопление радионуклидов оказывает онтогенез или фаза развития растений. Максимальное накопление наблюдается в ранних фазах развития, когда происходит интенсивный рост, сопровождающийся активным всасыванием питательных веществ, радионуклидов и переносом их в наземные органы.

Из климатических условий наибольшее влияние на поступление радионуклидов оказывают годовое количество осадков, их распределение по месяцам и сумма положительных температур. Максимальное поступление радионуклидов наблюдается при оптимальной температуре и оптимальной влажности, которые обеспечивают интенсивный рост и развитие растений.

Кроме свойств радионуклидов, почвенных характеристик и биологических особенностей растений на накопление радионуклидов значительное влияние оказывает технология возделывания культур, т.е. система обработки почвы, внесение извести, минеральных и органических удобрений.

Размещено на Allbest.ru