Ландшафты, связанные с военными действиями и загрязнением радионуклидами

Размещено на http://www.allbest.ru/

Лекция

Ландшафты, связанные с военными действиями и загрязнением радионуклидами

Беллигеративные ландшафты / lat - вести войну

Войны - это не только огромные бедствия для людей, они оказывают сильное разрушающее воздействие на географическую оболочку Земли. История развития человечества - это история войн. С 1500 г. до н.э. до 1861-г. (т.е. за 3360 лет) человечество сражалось 3130 лет. За первые 38 лет XX века было 24 войны, а с 1946 по 1979 - 130 войн. От столетия к столетию растет численность жертв - в наполеоновских войнах погибло 3,7 млн. чел, в первой мировой войне - 10 млн., во второй - 55 млн., а за все воины XX века - 100 млн.человек. Растут театры военных действий и растет степень преобразования ландшафтов в результате этих военных действий. Возникают специфические беллигеративные ландшафты.

Самые древние из еще хорошо сохранившихся беллигеративных ландшафтов - это оборонительные сооружения средневековья - крепостные валы, рвы. Например, в долине Дона сохранились оборонительные валы 1000 летней давности.

В современном ландшафте наиболее отчетливо прослеживаются следы, связанные с первой и второй мировой войнами, когда в результате боевых действий (при взрывах снарядов и бомб, в результате саперной деятельности солдат) были перемещены и перевернуты сотни тысяч тонн земли, оставлены не затянувшиеся до сих пор рвы, траншеи и т.д. Земля, насыщенная металлом от снарядов теряет свое плодородие и не всегда поддается рекультивации. Так, например, уничтоженный в первой мировой войне лесной массив вод Верденом во Франции, был восстановлен в 30-ые годы, поврежден вновь во второй мировой войне и до сих пор восстанавливается с трудом. Аналогичные ситуации наблюдаются в других районах интенсивных боевых действий.

Взрывы нарушают водоносные горизонты, выводят грунтовые воды на поверхность, вызывая заболачивание. Уничтожается и смешивается с нижележащими породами почвенный слой. Таким образом, военные действия предшествующих войн существенно нарушали литогенную основу ландшафта, затрудняя тем самым восстановление растительности.

Иной характер приобретают последствия военных действий второй половины ХХ века, когда применяются химические средства, как было во время войны во Вьетнаме. За время этой войны было сброшено в 3 раза больше бомб и снарядов, чем на Европу, Азию и Африку во время второй мировой войны. Обширные пространства стали антропогенным бедлендом, расчлененным воронками глубиной 6-9 м. Химические средства, применявшиеся во Вьетнаме уничтожили половину мангровых лесов Южного Вьетнама без надежд на восстановление. Пострадали также сельскохозяйственные угодья.

Наиболее разрушительными могут быть последствия ядерной войны. В настоящее время существует несколько сценариев возможных последствий ядерной войны. Во всех этих сценариях подчеркивается, что воздействие этой войны распространится на всю географическую оболочку и уничтожит почти водностью самую ее уязвимую часть ландшафтную сферу. Главная особенность ядерной войны - ее многосторонность, при которой трудно отличить прямые воздействия от косвенных. Скорее речь идет о времени разрушительного воздействия: одни последствия будут проявляться сразу, другие - через разные промежутки времени.

Первые - это изменения литогенной основы, растительности, вторые -изменения климата, газового состава атмосферы, циркуляции воздушных и водных масс.

При взрывах атомных и водородных бомб в атмосферу поступит огромное количество пыли, сажи и дыма, возникший в результате пожаров. Поступление в атмосферу большого количества окиси азота приведет к разрушению озонового экрана. Уменьшение прозрачности атмосферы приведет к понижению температуры земной поверхности. Поверхность суши должна будет охладиться на десятки градусов. Расчеты показали, что при взрыве атомной бомбы в 10 000 Мт через 100 дней температура на земной поверхности из-за запыленности атмосферы опустится до -30 или -400 С. Охладится и поверхность мирового океана, но значительно меньше - на несколько градусов. Возникнет ситуация, названная "ядерной зимой".

Другим следствием запыленности атмосферы будет последующий рост температуры атмосферы, это приведет к ослаблению влагообмена между сушей и атмосферой, количество осадков уменьшится, оседание пыли из атмосферы замедлится и это приведет к удлинению ядерной зимы. Все это, в совокупности с воздействием излучения (теплового и ионизирующего), приведет к глобальному экологическому кризису, и поставит под сомнение саму возможность жизни на Земле.

Влияние наземного ядерного взрыва на отдельные компоненты ландшафта, (по Вистигу А.).

Таблица 5.2.

В связи возможными гибельными последствиями применения ядерного оружия возникает понятие экологический императив. Экологический императив предполагает прежде всего объективное требование учитывать уязвимость природной среды, т.е. не допускать превышения пределов ее прочности, не вступать с ней в противоречие и не допускать развития негативных необратимых процессов. Мы не имеем право воздействовать на природу, не зная последствий этого воздействия.

Лашдшафты в областях радиоактивного загрязнения

В середине ХХ столетия в результате ядерных испытаний и работы предприятий атомной промышленности началось загрязнение земной поверхности искусственными радионуклидами, которых ранее наша планета не знала. Для оценки их влияния на ландшафты следует учитывать прежде всего интенсивность и период полураспада, а также количество отдельных радионуклидов, поступающих в ландшафт.

Периоды полураспада искусственных радионуклидов (Т 1/2) составляют от десятков часов (иттрий-90 -64 часа) до миллионов лет (йод-129, плутоний-239)(Таблица 2)

Таблица 2

Важнейшие искусственные радионуклиды

Поступление быстрораспадающихся радионуклидов не представляет серьезной опасности в длительной перспективе. При периоде полураспада в несколько десятилетий опасность загрязнения будет сохраняться значительное время. Так, например, в результате чернобыльской катастрофы 1986 г. в ландшафты Белоруссии, Украины и России поступили радиоактивные изотопы йода - йод-129 и йод-131, первого намного меньше, чем второго. Период полураспада йода-131 8,04 суток, он практически полностью распадается за 2,5 месяца и, следовательно, не представляет опасности в длительной перспективе. Наоборот, стронций-90 и цезий-137 с периодами полураспада около 30 лет могут загрязнять ландшафт свыше 100 лет. Наконец, плутоний-239 с периодом полураспада 24 тыс. лет будет загрязнять территорию практически вечно. Количество поступающих в ландшафты радионуклидов также меняется в широких пределах

Источники радионуклидного загрязнения принято подразделять на глобальны, региональные и локальные.

Глобальными источниками считают атомные бомбардировки (1945 год, города Хиросима и Нагасаки) и испытания ядерного оружия на земной поверхности и в атмосфере. В результате этих действий стронций-90, цезий-137 и другие радионуклиды с атмосферными осадками поступали в ландшафты, в значительной степени определив их радиационный фон. В настоящее время интенсивность подобного загрязнения в России незначительна и не представляет серьезной опасности, так как часть радионуклидов распалась.

Региональными источниками считают аварии на атомных электростанциях, при которых выбросы радиоактивных веществ перекрывают значительные площади. Так, при аварии на Чернобыльской АЭС 26 апреля 1986 г. (Украина) уже в первые сутки радиоактивное облако распространилось в разных направлениях и достигло Белоруссии, многих районов Украины, западного региона России, в котором крупные пятна загрязнения образовались в Брянской, Тульской, Орловской и других областях. Загрязнение проникло в Польшу, Скандинавию, Англию и другие страны. Главным источником радионуклидов для ландшафтов были дожди, с чем и связан "пятнистый характер" загрязнения, когда зараженные пространства чередуются с незараженными. Дальнейший разнос загрязнения осуществлялся за счет эолового переноса, "растаскивания" загрязненных почв автотранспортом, пожары лесов и торфяников, при которых радионуклиды, содержащиеся в растениях, снова поступают в атмосферу, другие процессы.

Безаварийно работающие атомные электростанции (АЭС) являются локальными источниками радионуклидов. Этот источник наиболее характерен для европейской России (Кольская, Ленинградская, Калининская, Смоленская, Курская, Нововоронежская, Балаковская АЭС), а за рубежом - для Франции и Японии.

К радионуклидам, связанным с АЭС, относятся в первую очередь стронций-90, йод-131, цезий-137, а также изотопы аргона, ксенона, марганец-54, кобальт-60, углерод-14, водород-3 и др. При нормальном режиме работы АЭС лаборатории внешнего контроля систематически измеряют радиоактивность атмосферы, почв, вод, растительности, продуктов питания на территории радиусом 30 км. Как правило, загрязнение невелико и узко локализовано в непосредственной близости от станции.

Заводы атомной промышленности. К ним относятся предприятия, перерабатывающие урановые руды, получающие оружейный плутоний и другие радиоактивные вещества. Характерными радионуклидами являются плутоний-239, нептуний-237, америций-241 и другие трансураны, а также изотопы йода, инертных газов, водорода, стронция, цезия, церия, рутения и т.д. Как и для АЭС, влияние заводов на радиоактивность окружающих ландшафтов резко различается при нормальном режиме работы и при аварии. Детально изучена авария в районе г. Кыштыма Челябинской области на предприятии "Маяк" (1957 г.).

Места захоронения радиоактивных отходов (могильники). Твердые и жидкие радиоактивные отходы в зависимости от суммарной активности делятся на низко-, средне- и высокорадиоактивные. Проблема захоронения низко- и среднеактивных отходов в международной практике решена - контейнеры с отходами хранятся в специальных штольнях, иногда в поверхностных траншеях, в заброшенных шахтах и других горных выработках или даже на дне моря. Предполагается, что за 30-летний период хранения эти отходы в ходе радиоактивного распада становятся практически не опасными. К основным среднерадиоактивным отходам относятся стронций-90 и цезий-137. Сложнее проблема захоронения высокорадиоактивных отходов, так как пока еще ни одна страна окончательно не выбрала места их глубокого захоронения. В результате они хранятся в пристанционных хранилищах АЭС и других предприятий атомной промышленности. Наибольшую опасность представляют высокорадиоактивные трансураны со значительными периодами полураспада - америций-241 и 243, плутоний-239 и 240, нептуний-237, кюрий-244. В случае реализации проектов глубокого захоронения этих отходов в геологических формациях, опасность загрязнения ландшафтов будет минимальной, поскольку при этом используются многократные барьеры на пути возможной миграции радионуклидов: поглощающая керамика, металлический контейнер (рассчитанный на устойчивость в течение 300 лет), монтмориллонитовые, цементные и другие прослойки вокруг контейнера, горные породы в условиях стабильного сейсмического режима и т.д.

Прочие источники радиоактивного загрязнения ландшафтов. К ним относятся полигоны, где проводятся испытания ядерного оружия, ядерные реакторы спутников Земли, подводных лодок и надводных кораблей, исследовательских институтов и другие. Их опасность также сильно зависит от региона работы и резко возрастает при авариях. Отметим, что некоторые источники опасны не только при их расположении на территории России. Например, испытания на Семипалатинском полигоне в Казахстане привели к загрязнению некоторых районов Алтайского края за счет северо-западных ветров, принесших радиацию.

Основные процессы миграции и концентрации искусственных радионуклидов в ландшафтах

Большое практическое значение этих вопросов привлекло к ним внимание многих производственных и научных организаций различных ведомств, включая Госкомгидромет, министерства атомной промышленности, здравоохранения, геологии, сельского хозяйства, академии наук России, Белоруссии, Украины. После чернобыльской катастрофы 1986 г. исследования особенно возросли, они выполнялись как в окрестностях ЧАЭС, так и в более отдаленных районах на территории Чернобыльского следа в России, Белоруссии и Украине. Установлено распределение радионуклидов в приземной атмосфере, поверхностных и грунтовых водах, илах, континентальных отложений, почвах, растительном покрове, животном мире, т.е. во всех компонентах ландшафта. Детально изучено содержание рН в организме людей, продуктах питания, питьевой воде. Особое внимание уделено медицинскому аспекту проблемы. Все эти данные получены на основе разной методологии, но они очень важны для понимания процессов миграции и концентрации рН в ландшафтах.

Миграционные процессы. Выщелачивание радионуклидов из элювиального горизонта почв. Эти процессы характерны для всех элювиальных почв, но их интенсивность для разных элементов и разных почв не одинакова. беллигеративный ландшафт оборонительный

Механическая миграция реализуется на склонах в результате плоскостного смыва - делювиальных и других процессов. В условиях даже слабо расчлененного рельефа эрозия верхних горизонтов загрязненных почв приводит к механической миграции радионуклидов, сорбированных мелкоземом. В лесостепи Среднерусской возвышенности это установил В.В. Соколов. Там делювиальные плащи у основания склонов обогащены радионуклидами на участках, загрязненных в результате чернобыльской катастрофы.

Распашка почв облегчает их развевание, что приводит к расширению ареала загрязнения. Если загрязняется снежный покров, то имеет значение и его развевание (сдув). При вспашке наиболее загрязненный поверхностный горизонт почв поступает на глубину около 20 см. Это существенно уменьшает загрязнение поверхности, однако неоднократная вспашка приводит к более или менее равномерному распределению радионуклидов по всему пахотному горизонту.

Солифлюкция, дефлюкция, криотурбация и другие мерзлотные процессы механического перемещения материала загрязненного радионуклидами широко распространены в ландшафтах с многолетней мерзлотой. Они могут приводить к латеральной миграции материала загрязненных горизонтов на сотни и даже тысячи метров. Радиальная миграция радионуклидов по профилю почв может быть связана с вымораживанием, образованием "пятен медальонов" и др. мерзлотными явлениями.

Миграция радионуклидов в ионной форме. Стронций-90, цезий-137 и другие изотопы мигрируют в почвах, грунтовых и поверхностных водах, частично в виде простых и комплексных ионов. Так как концентрация их ничтожна, то и осаждения из ионных растворов с образованием самостоятельных минералов не происходит. Поэтому главный механизм перехода радионуклидов из раствора в твердую фазу - сорбция.

Миграция радионуклидов с растворенным органическим веществом. Большинство из них образует комплексные органические соединения. Эта форма миграции широко распространена и имеет важное значение. Напомним, что поверхностные и грунтовые воды многих гумидных ландшафтов богаты растворенным органическим веществом ("черные" и "коричневые" реки и озера).

Концентрация радионуклидов. Сорбция органической и минеральной фракцией почв, илов, кор выветривания, континентальных отложений, осадочных пород. Эти процессы характерны для всех почв и илов, большинства осадочных пород. Они тем интенсивнее, чем выше содержание органического вещества и глинистой фракции. Сорбция может быть как обменной, так и необменной. Энергия поглощения зависит и от свойств радионуклидов. Так, цезий-137 поглощается энергичнее стронция-90, что связано с большим ионным радиусом первого.

Концентрация в краевой зоне болот. Данная зона представляет собой комплекс сорбционного, глеевого, часто щелочного геохимических барьеров. Поэтому радионуклиды, поступающие с поверхностным, внутрипочвенным и грунтовым стоком, задерживаются в этой зоне, что существенно для решения ряда прикладных вопросов.

Испарительная концентрация. Стронций-90 и цезий-137, находящиеся в водах в ионной форме, способны концентрироваться при испарении. Наиболее это характерно для степных и пустынных ландшафтов, где в солевой корке солончаков могут накапливаться радионуклиды. Для гумидных ландшафтов подобные процессы в целом не характерны, но в особо жаркие дни возможна испарительная концентрация ряда радионуклидов (в дождливый период такие испарительные аномалии могут уничтожаться).

Концентрация живым веществом. Растения, животные и микроорганизмы способны поглощать радионуклиды. Это имеет значение для их накопления в деревьях и травах, причем его масштаб зависит от вида концентрации радионуклидов в водах и почвах, от систематического положения организма, его возраста, времени года и других условий.

Концентрация радионуклидов на геохимических барьерах. Особенно большое значение для концентрации искусственных изотопов имеют сорбционные барьеры, меньше значение щелочных, восстановительных и других. Отметим три аспекта данных процессов:

1) Радиоактивные аномалии, образующиеся на барьерах, характеризуются высокой контрастностью, что облегчает их выявление (возможна меньшая чувствительность анализа и т.д.).

2) Геохимические барьеры можно использовать для локализации радиоактивного загрязнения с целью не дать ему распространиться на большие пространства. Для этого могут использоваться как природные барьеры, так и техногенные. В разных ландшафтах они, как правило, не одинаковы. Так, в полесских ландшафтах большое значение имеют природные и техногенные барьеры краевой зоны торфяных болот, а в черноземных степях - барьеры на основе глин и других дисперсных материалов.

3) Использование местных материалов для создания техногенных барьеров - осадочных пород, отходов промышленности и т.д. (торф, лессы, известняки, глины, мергеля, красноцветы, трепела, опоки и т.д.). Важное значение при этом приобретает экономический фактор - материал для создания барьеров должен быть дешев, находиться преимущественно в данном ландшафте.

Миграция радионуклидов в полесских ландшафтах. Она детально изучена в полесьях Белоруссии, Украины и России, которые подверглись загрязнению при аварии на Чернобыльской АЭС. Установлено, что за первые 3 года после аварии радионуклиды сосредоточились в самом верхнем горизонте почв нередко в одном-двух сантиметрах. Отмечено их накопление в дернине и лесной подстилке, в гумусовом горизонте. В почвенных растворах доказано существование радионуклидоорганических соединений (до 60 - 90% от их общей массы). Стронций-90 и цезий-137 содержатся и в поглощающем комплексе почв. Песчаные почвы ближней зоны ЧАЭС содержали мало воднорастворимых форм радионуклидов - не более 0,0n % в горизонте 0 - 5 см. В этом же районе во фракции размером около 1 мм (преимущественно хвойный опад), было сосредоточено 47 - 55% цезия-134, цезия-137, церия-144 и рутения-106. Содержание этой фракции в слое 0 - 5 см составляет 4%. Во фракции 1 - 0,5 мм и 0,5 - 0,25 мм содержалось соответственно 4 и 8% указанных элементов. Установлены и некоторые пространственные закономерности: в Белоруссии с удалением от ЧАЭС в почвах возросло относительное количество изотопов цезия и уменьшалось церия и рутения. К июлю 1988 года в республике основное количество радионуклидов по-прежнему было в верхнем (3 см) слое почвы и только в наиболее северных точках наблюдения они проникали до глубины 20 - 25 см.

Для района Чернобыля отмечена тенденция к накоплению радионуклидов в дерново-луговых почвах. В пойменных почвах за год они проникли на глубину 3 - 7 см, за 2 года - на 9 - 12 см. Особенно мала подвижность плутония - максимум его в слое 0 - 1 см. Полагают, что основную роль в миграции плутония играют гумусовые и низкомолекулярные органические кислоты, их соли, а также гидроксиды железа и алюминия. Большинство авторов отмечает большую подвижность стронция-90 по сравнению с цезием-137.

Большое значение в перераспределении радионуклидов играют эоловые процессы. Так, при сельскохозяйственных работах происходит вторичное пылеобразование и концентрация радиоактивных аэрозолей в приземном слое воздуха. Определенную роль играет также транспорт по грунтовым и другим дорогам, другие техногенные факторы, активизирующие эоловую деятельность.

В почвах полесских ландшафтов радионуклиды концентрируются на радиальных геохимических барьерах - биогеохимическом (накопление мхами, подстилкой, дерниной, гумусом и т.д.) и сорбционных. Последние характерны как для верхних горизонтов, так и для иллювиальных, а также для почв пойм. Латеральные геохимические барьеры также задерживают радионуклиды. Наиболее активны щелочно-сорбционно-глеевые барьеры окраины торфяных болот и кислородно-сорбционные барьеры в местах разгрузки глеевых вод. Менее активны сорбционно-глеевые барьеры окраин слабокислых лугово-болотных ландшафтов. В случае значительного увеличения содержания радионуклидов в почвах и почвенных растворах природные барьеры задержат только их часть и не будут служить препятствием для распространения радиации. Они должны быть усилены искусственными (техногенными) барьерами. Расположение природных барьеров указывает места заложения и техногенных: притеррасья, окраины пойменных лугов и болот, окраины верховых болот. Обширна информация о содержании радионуклидов в растениях, продуктах питания и водах полесских ландшафтов, о дозах, полученных местным населением на загрязненных территориях, о росте там заболеваемости.

Последствия Кыштымской аварии. Она произошла 29 сентября 1957 г. и привела к радиоактивному загрязнению свыше 20 тыс. км 2. Последствия аварии изучены детально и всесторонне. На материалах этих исследований развивалась радиационная биогеоценология, основателем которой был выдающийся русский биолог Н.В. Тимофеев-Ресовский (1890 - 1980), ряд лет руководивший исследованиями в районе аварии. Большое значение имели также работы под руководством Д.А. Криволуцкого. Наиболее интенсивно ландшафты были загрязнены в первые 5 лет, в т.н. "острый период" за счет главным образом короткоживущих радионуклидов. Позднее главным носителем радиоактивности стал стронций-90. Благодаря радиоактивному распаду за 30 лет общая радиоактивность уменьшилась в 30 раз, но по стронцию-90 только в два раза. Загрязненная территория - Зауральская лесостепь с относительно ровным рельефом, множеством рек и озер на 50% покрыта березовыми и березово-сосновыми лесами. Наиболее распространены серые лесные почвы, выщелоченные черноземы, дерново-подзолистые почвы. За тридцать лет (1957 - 1987) цезий-137 и стронций-90 проникли в почву на глубину около 30 см, в то время как в первый период максимальное их содержание, как и в районе Чернобыля, было в слое 0 - 2 см. В первые 3 года преобладал ветровой механизм и нисходящий поток миграции радионуклидов. Далее при усвоении стронция-90 корнями растений возникло равновесие: радионуклид - растительный покров - почва. После включения корневого усвоения стронция-90 распределение его на лугах и залежах составляло в растительном покрове - 1,6 - 4%, в отмершей растительности - 0,06 - 0,3, в дернине - 0,04 - 57% и в минерализованной части почвы - 38,7 - 98,3%. Травяная растительность практически не влияет заметным образом на перераспределение стронция-90, так как его ежегодное вовлечение в биологический круговорот (и почти такой же возврат) составляет сотые и в лучшем случае десятые доли процента от их общего количества. Запас стронция-90 в древесной растительности, обладающей значительно большей биомассой, того же порядка, что и в травянистых ценозах. Вовлечение в бик деревьев составляет ежегодно 2,7% от общего количества стронция-90 в почве, из них 1,4% приходится на древесину. Ежегодный возврат с опадом составляет 0,5%, остальные аккумулируются, преимущественно в древесине.

Наиболее чувствительны к радиации хвойные деревья: при плотности загрязнения 180 Кu (кюри) км 2 сосны к осени 1959 г. полностью погибли. Летальные плотности для березового леса и лугов оказались более чем на порядок выше - 4000 и 1500 - 5000 Кu/км 2 соответственно. При меньших размерах загрязнения семена утрачивали всхожесть, возникали морфогенетические изменения - гигантизм, хлороз, посинение и скручивание листьев, уменьшение числа зерен. Среди трав максимально пострадали многолетники с невысоко расположенными почками возобновления. Эти виды исчезали, но через 3 - 4 года начался медленный обратный процесс.

Среди животных наиболее поражены были дождевые черви, многоножки и панцирные клещи (100 Кu/км 2). Не замечено угнетающего действия радиации на муравьев. Среди млекопитающих максимально пострадали мышевидные грызуны (увеличилась смертность и уменьшилась продолжительность жизни при 1000 Кu/км 2). Однако через 15 лет, когда сменилось 30 поколений, популяции животных на загрязненных участках по всем показателям сравнялись с остальными.

Радиоактивное загрязнение привело к увеличению мутаций у растений и животных, однако для популяции в целом это не играет существенной роли, так как мутанты быстро уничтожаются естественным отбором. Все же отдельные генетические изменения накапливаются особенно при длительном хроническом облучении.

В 14 озерах, расположенных в пределах контура 0,2 Кu/км 2, уже через год 90% стронция-90 поступило в ил. Через 5 - 6 лет концентрация радионуклидов в воде озер уменьшилась вдвое, через 30 лет - в 1500 раз.

Водная и ветровая миграция не привели к дезактивации территории, их суммарный эффект в перераспределении радиоактивности составил 1 - 2% от ее общего количества в начальный период и доли процента в последующий.

В почвах Кыштымского региона радионуклиды образуют следующий ряд по возрастанию химической подвижности: цезий-137 - стронций-90 - церий-144 - рутений-106. Цезий входит в кристаллическую решетку глинистых минералов, и через 2 года его подвижность снизилась на порядок. Количество подвижных форм стронция-90 в почвах постоянно и составляет 76 - 90% от его содержания в верхнем горизонте почвы. Минимальна подвижность названных радионуклидов в черноземе, несколько больше в серой лесной и дерново-подзолистой почвах.

Оценки долгосрочной миграции плутония в зависимости от быстрой или медленной миграции показали, что через 25, 50 и 100 лет он может оказаться на глубинах 50 - 80, 80 - 130 и 100 - 200 см (те же величины для почв Белорусского полесья для цезия-137: через 25 и 50 лет - 45 - 60 и 60 - 75 см, а для стронция-90: 55 - 85 и 70 - 100 см). Медленный преобладающий вертикальный перенос плутония происходит вместе с тонкодисперсными частицами при их вымывании, а быстрый - в виде водорастворимых комплексных соединений с органическими и неорганическими лигандами. Стронций-90 мигрирует главным образом в виде водорастворимых комплексных бикарбонатов и соединений с органическими лигандами. Так как цезий-137 быстро изоморфно входит в кристаллическую решетку глинистых минералов, то он мигрирует главным образом вместе с тонкодисперсными вымываемыми частицами и по механизму диффузии.

Наиболее эффективным приемом дезактивации и восстановления почв, возвращения их в сельскохозяйственное производство оказалась глубокая вспашка с захоронением верхнего загрязненного слоя на глубину 30 - 40 см. Это снижало содержание стронция-90 на 80%. При перемещении верхнего слоя на глубину до 70 см концентрация стронция-90 снижалась в 10 - 50 раз (в пшенице - на 75, а в картофеле - на 99%). Применялся также эффективный но трудоемкий метод удаления верхнего загрязненного слоя и захоронения его в специальных могильниках (при этом поступление стронция-90 в овощи снижалось в 8 - 20 раз).

Эффект глубокой вспашки усиливался внесением минеральных удобрений, локализовавших корневую систему в незагрязненном слое. Известкование кислых почв позволяло уменьшить концентрацию стронция-90 на 10 - 30%.

Результат деятельности специально созданных 6 совхозов позволил разработать следующие агромероприятия:

-- Размещение продовольственных культур на наименее загрязненных площадях (2 - 5 Кu/км 2), а фуражных, с загрязнением в 10 раз большим.

-- Животные корма должны включать главным образом картофель и корнеплоды и минимально корма с естественных угодий и грубые корма.

-- Корма для молочного скота надо получать с площадей в 3 - 4 раза менее загрязненных по сравнению с площадями, используемых для мясного скота.

-- Предпочтительно свиноводство и разведение птицы, поставляющие наименее загрязненную продукцию.

-- Зерновая продукция и картофель с загрязнением выше допустимого могут быть использованы для переработки на этиловый спирт и другие цели.

С 1961 года началось возвращение загрязненных земель в сельскохозяйственное использование специализированными совхозами Свердловской и Челябинской областей (с плотностью загрязнения ниже 8 Ku/км 2). Ими производится продукция с содержанием стронция-90 ниже допустимых норм. Головная часть радиоактивного следа превращена в государственный Восточно-Уральский заповедник (16 700 га).

Размещено на Allbest.ru