6.3. Радионуклиды и растительный мир

В растительные организмы радионуклиды попадают:

1) Во время атмосферных осадков;

2)При фотосинтезе (углерод и тритий участвуют в образовании углеводородов, белков и других компонентов растительной ткани);

3)Из почвы.

Авария на ЧАЭС совпала с разгаром с/х работ и вегетацией – выпавшие нуклиды осели на листьях деревьев. Сейчас радионуклиды мигрируют в растения через корневую систему (в основном). Из почвы потребляются лишь те изотопы, которые растворяются в воде: Sr-90, I-131, Ba-140, Cs-134,137, Ce-144(церий).

Для уменьшения поступления в растения Sr-90 – почву кальцинируют и тем самым уменьшают радиоактивность в растительности. В почвы, загрязненные Cs-134,137 в разумных пределах вносят калийные удобрения.

Накопление радиоизотопов растениями зависит и от типа почвы и от ее водного режима. Меньше накапливают радионуклидов произрастающие на песчаных и подзолистых почвах.

При этом экспериментально установлено, что осколочные продукты цезия и стронция в Белорусском Полесье аномально подвижны при одинаковой загрязненности почв в растениях зоны их оказывается обычно в 3 — 5 раз больше, в других географических районах.

Скорость поступления нуклидов в растения зависит от плотности загрязнения почвы и форм подвижности нуклидов. На перепаханных полях усваиваются быстрее, на невспаханных - медленнее. На переувлажненных угодьях почти четвертую часть рутения-106 и цезия-137 находили корнях, около 2/3 — в прикорневой почве и небольшую долю в почве, где не было корневой системы. На песчаной, свободной от корней почве содержится больше цезия-137, чем на увлажненной. Накопление стронция-90 в растениях не зависит от вида почвы, а лимитируется формой нахождения в ней нуклида. Стронций-90 попадает в организм в основном с картофелем и овощами. Существует также выраженная зависимость между количеством обменного кальция в и содержанием стронция-90 в растениях: чем больше в почве обменного кальция, тем меньше радионуклида поступает в растения.

Очень активно всасывают микроэлементы, в том числе радиоактивные вещества: лишайники, мхи, грибы, бобовые, злаки - так называемые растения-концентраторы. Из дикорастущих ягод та­ким свойством обладают: клюква, малина, черника земляника, голубика, крушина. Правда их «за­грязненность» зависит от уровня радиоактивности почвы. В лесу он всегда выше. В то же время выращенные на приусадебном участке ягоды обыч­но пригодны в пищу. Из огородных растений по­вышенное содержание стронция и цезия накап­ливается в укропе, шпинате, петрушке, лекарст­венных растениях. Но не все органы растения «за­грязняются» одинаково. Более всего радиоактивных веществ накапливают семена.

По количеству цезия-137 от меньшего к боль­шему растения можно расположить в ряд: пшеница<ячмень<горох<гречка<овес<фасоль<кар-тофель<морковь<свекла<бобы. Салат и ботва многих растений накапливают в 5—50 раз больше нуклидов, чем зерно и корнеплоды. Большое коли­чество накапливают огурцы, морковь, томаты, не­большое — лук, капуста, свекла. Накапливают нуклиды тимофеевка, тысячелистник, клевер. Устой­чиво чистые корма луговых трав можно получить, если уровень загрязнения по цезию-137 не превы­шает 555 кБк/м². В то же время клевер, при­годный для кормления, получают при плотности загрязнения изотопами цезия до 925 кБк/м², зла­ковые травы — до 1480 кБк/м².

Необходимо при этом помнить, что загрязнение, превышающее в 2—3 раза корневой путь поступления, происходит в период уборки урожая. Поэтому следует исполь­зовать следующие приемы:

— на загрязненных нуклидами территориях необходимо использовать только прямое комбайнирование зерновых культур, уборку проводить на максимально высоком срезе (10—15 см);

— уборку многолетних трав и травостоя лугов и пастбищ на сено следует проводить без свала; на почву, а просушку травы осуществлять на спе­циальных площадях, лучше принудительным спо­собом.

Естественное самоочищение лугов от нуклидов колеблется от 5 до 15%. Считается, что проведение разумных агротехнических мероприятий может снизить коэффициенты перехода нуклидов в растения в 1,3 —16,2 раза и более, особенно на минеральных и торфяных почвах. Этому способствуют следующие мероприятия:

- более глубокая (на 5 см больше обычной) перепашка загрязненных пахотных угодий и перепашка с полным оборотом пласта, что способствует снижению количества нуклидов в корнеобитаемом слое почвы, уменьшению пылепереноса и понижению в 3—4 раза экспозиционной дозы;

- известкование почв, имеющих кислую реакцию, что уменьшает переход нуклидов из почвы в растения;

- ежегодное внесение на загрязненных пахотных угодьях повышенного количества удобрений, главным образом фосфорно-калийных, что повышает урожайность, улучшает минеральное питание растений и снижает поступление нуклидов в растения;

- перепашка и удобрение естественных лугов и пастбищ, что уменьшает содержание нуклидов В корнях и снижает загрязнение скота при пастбищном содержании.

Проведение в первые годы перечисленных мероприятий позволило снизить загрязнение нуклидами растениеводческой продукции в 1,5—2 раза, хотя планировалось в 3—4 раза. Активными накопителями нуклидов оказались такие древесные породы, как ива, береза, сосна и ель. Например, в годичных кольцах березы содержание стронция-90 в среднем в 7 раз выше, чем до аварии. Много нуклидов накапливается в коре и опаде листьев. Можно ожидать, что увеличение их количества в древесине будет про­должаться 2010-2016. В- В результате выпадения радиоактивных частиц и аэрозолей на леса на почве сконцентрировалось почти 3/4 общего количества нуклидов, однако за прошедшие годы произошло самоочищение почв. Ежегодное снижение количества нуклидов в верхнем 5-сантиметровом слое почвы в лесных массивах достигает 30—40 %.

Наиболее загрязнены леса Наровлянского, Хойникского, Брагинского, Добрушского, Ветковского, Светлогорского, Чечерского и Чериковского районов. В лесах Брестской, Гомельской, Могилевской и Минской областей выделены зоны, в которых запрещается сбор ягод грибов и заготовка лекарственных растений.

Особo чувствительны к облучению сосновые леса. Не выдержали большой дозы (80—100 Гр) и погибли сосновые деревья на 400га в окрест­ностях ЧАЭС. Доза облучения в 10 раз меньшая убила только некоторые деревья, особенно в воз­расте 10—12 лет и вызвала повреждения почти всего молодого подроста. После облучения сосны дозой 3—4 Гр развились морфологические изме­нения. Лиственные породы деревьев (береза, осина, дуб, ива, тополь и др.) таким изменениям не под­верглись. Это подчеркивает большую радиационную их устойчивость, обусловленную малым по срав­нению с сосной размером клеточных ядер. В хро­нически облученных популяциях растений (экспо­зиционная доза 5—10 мР/час) появляются пред­ставители с измененным кариотипом, выявляются аберрации хромосом на клеточном уровне. В то же время простые растения (мхи, лишайники) выдерживают довольно высокие дозы облучения. Угнетение роста обычно наблюдается на уровне 50—60 % летальной дозы для растений, цветения — 40—50 %, неспособность к образованию семян - 25-35 % этой дозы. В сильно загрязненных лесах наблюдались такие аномалии, как карликовость, асимметричный рост, наличие утолщений, Старые листья, появившиеся до облучения, становятся суше, твердеют. У сосен укорачивается длина иголок. Радиационные эффекты в цветках могут стимулировать появление дополнительных бутонов, однако более высокие дозы больше благоприятствуют вегетации, чем цветению, и на месте цветков могут появляться видоизмененные листья.