Некорневое поступление радионуклидов в кормовые культуры и загрязнение ими продукции животноводства

Радиоактивные вещества, попадая из атмосферы на зем­ную поверхность, могут поступать в растения, осе­дая на их надземных частях. Одни радионуклиды прочно сорбируются, другие смываются дождем, третьи проникают в растения и участвуют в обмене веществ в процессе их роста и развития. Загрязнение рек, озер и других водоемов происходит в результа­те оседания радионуклидов на их поверхности и путем смыва их дож­девыми осадками, паводковыми и другими водами. Естественный травостой и сеяные много­летние травы удерживают 20-40% выпавших нуклидов. На пашне сразу после выпадения более 97% радиоактивных веществ сосредо­точивается в верхнем двухсантиметровом слое. В дальнейшем проис­ходит постепенная миграция радионуклидов в глубь почвы.

Через листья в растения проникает от 20 до 60% ¹³⁷Cs. Листья молодых растений поглощают радионук­лиды в значительно больших количествах, чем листья растений, за­канчивающих рост и развитие. В зависимости от погодно-климатических условий время потерь радионуклидов растениями изменяется. Период полупотерь фрак­ции радионуклидов стронция разными сельскохозяйственными культурами составляет от 2 до 28 сут. Сведения о скорости полуочищения поверхностно загрязненных кормовых растений от радионуклидов имеют прикладное значение для составления прогноза уровня радиоактивного загрязнения растений и принятия мер снижения поступления радионуклидов в кормовые культуры. Сведения о количестве и длительности пребывания радионукли­дов на стеблях имеют важное значение для определения рациональ­ных сроков и технологии уборки урожая.

Загряз­нение растений радиоактивной пылью происходит при поднятии ее с поверхности земли ветром, пасущимися животными, при разбрыз­гивании каплями дождя и обработке или уборке урожая сельскохо­зяйственными машинами. При некорневом загрязнении растительности переход их из корма в организм животных и продукцию животно­водства, как правило, выше, чем при корневом поступлении. Для оценки перехода радионуклидов из выпадений в кормовые культу­ры, организм сельскохозяйственных животных, в получаемую про­дукцию применяют коэффициенты пропорциональности. Эти ко­эффициенты характеризуют взаимосвязь концентрации радионук­лидов в кормах или продуктах животного происхождения с уровнем выпадения их из атмосферы. При глобальных выпадениях наиболее высокие концентрации радионуклидов обнаруживаются в продукции расте­ниеводства меньшие – в продукции животноводства. Концентра­ция Sr и Cs в кормах превосходит концентрацию в молоке соот­ветственно в 100 и 30 раз, в мясе – в 50 и 10 раз. Наибольшей под­вижностью в цепи «воздух – растение – животные – продукция животноводства» обладают ⁹⁰Sr,¹³¹I и ¹³⁷Cs, менее подвижны ¹⁰⁶Ru, ¹⁴⁴Се.

Миграция радионуклидов по сельскохозяйственным цепочкам

Скорость и размеры корневого усвоения радионуклидов растениями определяются растворимостью радиоактивных веществ, и физиологическими осо­бенностями растений. Накопление радионуклидов сильно зависит от типа почв: хуже они всасываются из сероземов и черноземов, а лучше всего из торфоболотных и легких почв (песчаные и подзолистые). При некорневом пути поступления более подвижным является Cs. Поступление'"Sr и других радионуклидов происходит при этом в десятки раз медленнее. При корневом поступлении наиболее под­вижным является '"Sr. Cs сильнее сорбируется почвой и поэтому в относительно меньших количествах переходит из почвы в расте­ния. По корневому пути из почвы во все последующие годы после вы­падения радионуклидов происходит загрязнение грибов, ягод, ди­корастущих плодов, лекарственных и кормовых растений.

У травянистых видов идет значительное накопление изотопов цезия и стронция. Растения естественных кормовых угодий всегда характеризуются более высокой удельной радиоактив­ностью, чем сеяные травы и различные сельскохозяйственные куль­туры. Объясняется это тем, что радионуклиды в почвах естествен­ных кормовых угодий сосредоточены в основном в слое до 5 см, со­здавая там высокую концентрацию радиоактивных изотопов в еди­нице объема почвы. При перепашке почвы концентрация радионук­лидов снижается и создаются условия для их меньшей усвояемости растениями. Это подсказывает путь улучшения естественных кор­мовых угодий в условиях радиационного загрязнения. За счет корневого поступления в основном происходит накопле­ние радионуклидов и в древесине. Так, через 6 лет после чернобыль­ских выпадений содержание радионуклидов в древесине возросло в 5-15раз. По способности к накоплению растениями радионуклиды обра­зуют ряд: Zn > Sr, Cs, Fe > Се, Ru, Zr > Pu, Pm, Y, U.

По интенсивности поступления из водных растворов в растения пшеницы радионуклиды располагаются в следующем порядке: Cs > Sr > Се > Ru > Zr. Переход радионуклидов из почвы в растения во многом определяется их видовыми и сортовыми особенностями (строе­ние корневой системы, характер метаболизма). Наибольшей способностью накапливать Cs отличаются тра­востои естественных пастбищ и сенокосов. Поглощение радионуклидов растениями из почвы зависит также от ее состава. Почвы тяжелого гранулометрического состава отли­чаются большей поглотительной способностью, чем легкие. Поступление Cs в растения из торфянистых почв больше, чем из мине­ральных, в несколько раз. Данный факт может иметь определенное значение при оценке загрязнения естественных и культурных сено­косов и пастбищ в целях разработки мероприятий по дезактивации и рационального их использования. В период массированных гло­бальных радиоактивных выпадений (1963...1964 гг.) было отмечено, что уровень загрязнения растений в северных районах существенно выше, чем в южных.

Перенос питательных веществ между трофическими уровнями называют пищевой цепью. Механизмы, с по­мощью которых растения и животные получают необходимые для их роста неорганические вещества из почвы, аналогичны тем меха­низмам, посредством которых радионуклиды поступают в биологи­ческие системы. Таким образом, естественные и искусственные ра­дионуклиды стабильных химических элементов также циркулиру­ют в биосфере по характерным биологическим цепям, проникая из внешней среды в организмы, а затем снова возвращаясь во внешнюю среду.