6.3. Використання осушуваних радіоактивних забруднених земель

Унаслідок катастрофи на Чорнобильській АЕС близько 782 тис. га сільськогосподарських угідь Полісся і частково Лісостепу одержали радіоактивне забруднення понад один Кюрі * на квадратний кілометр (1, 0 Кі/км²). Майже 600 тис. га цих земель припадає на Житомирську, Рівненську та Волинську області, де меліоровані землі займають у середньому до 60% площі сільськогосподарських угідь. Радіоактивне забруднення земель тут представлено в основному такими ізотопами, як цезій-137 з періодом напіврозпаду 30 років і стронцій-90 з періодом на піврозпаду 29 років. Головна проблема раціонального сільськогосподарського використання таких земель полягає в одержанні на них продукції з допустимим рівнем радіоактивного забруднення.

На підставі узагальнення даних наукових досліджень, а також наявного практичного досвіду можна вважати, що основним напрямом сільськогосподарського виробництва на радіоактивно забруднених землях повинно бути одержання кормів, насінництво, а також вирощування технічних культур, тобто одержання продукції непродовольчого призначення.

* Одиниця радіоактивності Кюрі дорівнює 3, 7-10'° Беккерелів (Бк), у свою чергу один Беккерель – це така радіоактивність, коли відбувається один розпад ядра атома за секунду.

Організація кормовиробництва є найважливішою ланкою у використанні забруднених земель, оскільки воно дає змогу істотно зменшити або і повністю виключити надходження радіоактивних речовин в організм людини вже на початкових етапах ланцюжка грунт – рослина – тварина – людина. Обмеження надходження радіонуклідів у раціон тварин є основним прийомом радіаційного захисту людини, тому що внесок молока і м'яса у добове надходження радіонуклідів в організм з продуктами харчування може досягти 90%.

У число чинників, які впливають на надходження радіонуклідів у рослину за певного рівня забрудненості угідь, входять:

вид угідь та грунтів (природні угіддя чи орні землі, торфові, мінеральні грунти);

система обробітку грунту;

вологість грунту;

система удобрень та меліорантів;

видовий склад сільськогосподарських культур.

На природних луках основна частина радіоцезію (70–98% залежно від типу грунту) міститься у дернині, тобто у верхньому шарі ґрунтового профілю. Особливість міграції радіонуклідів на луках визначається періодичним затопленням більшості цих угідь під час повені. Ця обставина сприяє не лише інтенсивному переміщенню радіонуклідів у глиб ґрунтового профілю, але й більшому засвоєнню цезію-137 лучними рослинами. Наприклад, коефіцієнт переходу цезію-137 з грунту в рослини на перезволожених луках у три–вісім разів вищий, ніж на суходільних.

Спостереження за цезієм-137 в умовах Полісся показали, що на однотипних грунтах при зниженні рівня ґрунтових вод від 0, 5 до 1, 0 м концентрація цього елемента в рослинах зменшується у три-десять разів. Отже, звідси можна зробити висновок, що на меліоративних системах доцільно рівень ґрунтових вод тримати на можливо нижчих позначках.

Важливим чинником зменшення надходження радіонуклідів у рослинницьку продукцію є обробіток грунту з оборотом пласта і захороненням радіоактивного шару в глиб ґрунтового профілю. У дослідах захоронення забрудненого шару грунту на глибину лише 5 см забезпечувало зменшення вмісту цезію-137 у травостої в 1, 4 раза, а корінне поліпшення (глибока оранка) природного сінокосу на торфово-глейовому грунті осушуваного торфовища давало зменшення вмісту радіонуклідів у травостої у 2–16 разів залежно від поєднання доз вапна та добрив.

На міграцію радіонуклідів у грунті та їхню доступність рослинам впливає характер взаємодії їх з ґрунтовим поглинним комплексом. Дослідження показують, що цезій-137 міститься у грунті переважно в необмінній формі. Навпаки, стронцій-90 на дерново-підзолистих грунтах знаходиться переважно в обмінній формі (понад 85%), у той час як на торфових – не більше 14%.

Виходячи із загальних закономірностей міграції радіонуклідів, ефективність меліорантів визначають рівнем їхнього впливу на властивості грунту – реакцію ґрунтового розчину, місткість поглинання катіонів, ступінь насиченості поглинального комплексу основами, кількість обмінно поглинутих катіонів калію і кальцію. Тому найвища ефективність від внесення меліорантів спостерігається на малородючих, кислих, легких за механічним складом грунтах. Найвищий ефект зменшення переходу радіонуклідів у рослини дає вапно (на кислих грунтах), гній і сапропель.

Сапропель є найбільш вдалою природною композицією вапнякового матеріалу та органічної речовини. Нейтралізуючий вплив сапропелю м'якший, ніж вапна, він не зумовлює виникнення локальних осередків з лужною реакцією, сполуки кальцію перебувають у ньому у вигляді карбонатів або комплексів з органічною речовиною. Істотною перевагою сапропелю є також високий вміст основних мікроелементів у міграційне активних сполуках.

В умовах радіоактивного забруднення грунтів норма внесення вапна повинна бути збільшена у півтора-два рази проти розрахованої за гідролітичною кислотністю грунту. Необхідно відмовитись від застосування фізіологічне кислих добрив, в яких азот знаходиться в катіонній формі. Оптимальне співвідношення поживних речовин (азоту: фосфору: калію) на забруднених цезієм грунтах повинно бути 1:1, 5:2, 0.

Зменшення коефіцієнта переходу радіонуклідів у рослини під впливом добрив становить від 1, 1 до 1, 8 раза і ефективність добрив різко підвищується при спільному внесенні їх з меліорантами. Вапно і гній дають приблизно однакову ефективність. Спільне внесення гною і вапна зменшує коефіцієнт переходу в 1, 8–2, 7 раза. Проте одночасне внесення гною, вапна і добрив уже майже не дає ефекту: коефіцієнт переходу зменшується від 2, 0 до 2, 7 раза.

Слід враховувати також, що надлишкові дози вапна створюють умови для поширення збудників хвороб рослин, особливо культур, для яких сприятливі кислі грунти – льон, картопля та інші.

Ефективність хімічних меліорантів на лучних грунтах вища, ніж на оранці. Вміст цезію-137 у кормах, одержаних з природних угідь, багато в чому залежить від видового складу та фази розвитку рослин. На торфовій луці видові особливості трав зумовлюють різницю в нагромадженні цезію-137 до 23 разів. Наприклад, рівень радіоактивності для різних трав зростає в такій послідовності (порівняно з мітлицею лучною):

назва рослини, фаза розвитку кратність

мітлиця лучна, кінець цвітіння 1, 0 ±0, 20

тимофіївка лучна, цвітіння 1, 22±0, 17

вівсяниця лучна, повна стиглість 3, 05±0, 31

конюшина гібридна, цвітіння 8, 4110, 54

деревій звичайний, цвітіння 9, 30±0, 81

хвощ лучний, ріст стебла 9, 35±0, 71

люцерна жовта, цвітіння 10, 3±0, 9

конюшина повзуча, цвітіння 13, 7±1, 3

конюшина лучна, цвітіння 14, 2±1, 5

На землях з різним рівнем забрудненості нагромадження радіонуклідів у продукції рослинництва і надходження їх в організм тварин можна зменшити шляхом раціонального розміщення культур. Найвищу цінність становлять грунти з високим рівнем родючості та меншою забрудненістю. Такі грунти слід використовувати для вирощування кормів для молочного стада. Тут доцільно розміщувати культури, здатні засвоювати значні концентрації стабільних калію і кальцію, а саме: люцерну, конюшину, вику, горох та їхні сумішки із злаковими травами при використанні врожаю на сіно, сінаж, силос, трав'яне борошно. Навпаки, на землях малородючих і з високим рівнем радіоактивного забруднення треба розміщувати культури з незначним вмістом калію і кальцію – овес, ячмінь, пшеницю, просо, коренеплоди. При цьому необхідно використовувати лише ту частину рослин, в якій нагромаджується менше радіонуклідів.

У раціонах з кормів, одержаних на землях з різним рівнем забрудненості, слід дотримуватись такого підходу: частка кормів, вирощених на землях з високим рівнем забрудненості, повинна бути такою, щоб вона не давала значного вкладу калію і кальцію в раціон, а основну кількість мінеральних елементів у раціон вносили корми з найменш забруднених земель.

Про необхідність окремого зберігання і використання кормів з різним рівнем радіоактивного забруднення свідчать також особливості засвоєння та виведення радіонуклідів з організму тварин при їхній відгодівлі. Радіоактивний цезій порівняно швидко виводиться з організму, отже, при відгодівлі на м'ясо рівень його забрудненості в момент забою визначається практично лише надходженням радіонуклідів у передзабійний період тривалістю 2–4 місяці. Швидкість виведення радіонуклідів із м'язових тканин вища у молодих тварин і зменшується з їхнім віком.

Таким чином, для економного витрачання відносно чистих кормів їх необхідно використовувати лише для годівлі дійних корів та тварин м'ясного напряму в передзабійний період.

Підсумовуючи викладене, рекомендації щодо особливостей використання радіоактивне забруднених осушуваних земель можуть бути зведені до такого:

» найбільш ефективним методом первинного обробітку осушуваних мінеральних земель є двоярусна глибока оранка на30 –40 см, у наступні роки – загальноприйнятий або поверхневий обробіток;

» на торфоболотних грунтах перед глибокою оранкою слід провести фрезерування у один-два сліди або дискування важкими болотними боронами в три-чотири сліди до повної розробки дернини;

» не допускати перезволожений грунту;

» на осушуваних дерново-підзолистих грунтах доцільно проводити хімічну меліорацію із внесенням вапна, гною та мінеральних добрив;

» на кислих та слабокислих грунтах вносять 1, 0–1, 5 норми вапна за гідролітичною кислотністю. Періодичність вапнування – двічі за ротацію 8–9-пільної сівозміни;

» дози органічних добрив під просапні та овочеві культури повинні становити 60–80 т/га, під зернові – 20–ЗО т/га;

» мінеральні добрива слід вносити у співвідношенні 1, 0:1, 5:2, 0 (азот-фосфор-калій). Надлишок азоту активізує рухомість цезію та його перехід у рослинницьку продукцію, тому доцільно його норму вносити частковими дозами за два рази;

» на осушуваних мінеральних грунтах необхідно практикувати післяукісні та післяжнивні посіви культур, що збагачують грунт на органічну речовину. Для повторних посівів придатні всі рекомендовані для цієї зони культури, за винятком люпину, який засвоює значні кількості радіоцезію;

» на луках і пасовищах з мінеральними та торфовими грунтами потрібно проводити їхнє корінне поліпшення шляхом глибокого обробітку, внесення органічних добрив та меліорантів, висіву 3–4-компонентних злакових травосумішок;

» на торфових грунтах при їхньому корінному поліпшенні доцільно здійснювати структурну меліорацію шляхом шинування або піскування нормою 150–250 т/га та щорічне внесення мінеральних добрив, особливо підвищених доз калію. Азот з удобрення слід виключити;

» перезалуження забруднених сіножатей і пасовищ необхідно виконувати через кожні чотири-п'ять років, а на підвищених ділянках з бідними грунтами – через два-три роки із внесенням30 –40 т/га органічних добрив;

» за повторного перезалуження основним обробітком повинно бути дискування "дочорна" з метою запобігання підйому за-хороненого в попередні роки забрудненого шару;

» для виконання наведених умов потрібно налагодити систематичний радіологічний контроль забрудненості сільськогосподарських угідь та продукції рослинництва і тваринництва.