Преодоление последствий Чернобыль

Т а б л и ц а 1. Пример расчета содержания радионуклидов в рационе взрослого скота на откорме (комбинированный тип кормления)

Однако при этом убой животных становится невозможным без обязательной очистки на рационах с низким содержанием радионуклида.

Согласно требованиям Таможенного союза содержание 137Cs в говядине не должно превышать 200 Бк/кг. Для гарантированного получения говядины, соответствующей данному условию, рекомендуется проводить очистку животных до получения результатов прижизненной дозиметрической оценки 110–120 Бк/кг.

Согласно проведенным исследованиям за 1–2 месяца откорма (очистки) можно обеспечить получение говядины в соответствии с требованиями Таможенного союза. В зависимости от начального уровня содержания 137Cs в мышечной ткани (500–1400 Бк/кг) сроки очистки

при кормлении животных на откорме рационом, в котором содержание 137Cs менее 0,7 кБк, составляют от 11 до 115 суток. Применение фер-

роцианидов сокращает сроки очистки скота на откорме до 50 %. Предлагаемый дифференцированный подход при использовании

кормов с повышенным уровнем радиоактивного загрязнения требует обязательного дозиметрического контроля животных и наличия достаточного количества кормов с низким содержанием 137Cs для откормочных рационов.

Дифференцированный подход к нормативам содержания радионуклидов в кормах и рационах различных половозрастных групп животных осуществляется двумя путями:

–нормирование кормов и рационов, позволяющее на любом этапе технологического цикла получать продукцию, соответствующую требуемым нормативам;

–нормирование кормов и рационов, позволяющее дифференцированно использовать корма с высоким уровнем радиоактивного загрязнения на промежуточных технологических этапах (выращивание и доращивание молодняка КРС, нетелей, в сухостойный период).

211

При этом общим для обоих путей требованием является получение животноводческой продукции, соответствующей нормативным значениям содержания 137Cs.

Использование первого пути, имеющего целью получение нормативной продукции на любом технологическом этапе мясомолочного скотоводства, предъявляет более высокие требования к содержанию радионуклидов в кормах. Это вызвано значительно более высоким накоплением 137Cs в организме молодняка крупного рогатого скота по сравнению с взрослыми животными (табл. 2).

Та б л и ц а 2. Допустимое содержание 137Cs в рационах и зеленой массе трав,

взависимости от возраста крупного рогатого скота, для получения говядины

снормативным содержанием радионуклида 200 Бк/кг

В пастбищный период не допускается использование для кормления молодняка и откормочных групп животных зеленой массы с содержанием 137Cs выше нормативных значений.

Использование зеленой массы с превышением нормативных значений по содержанию 137Cs разрешено для непродуктивных групп животных (молодняка КРС) только при обязательном прижизненном дозиметрическом контроле и последующей постановке животных на чистые откормочные рационы с соблюдением рекомендуемых сроков очистки.

Начальным этапом при производстве говядины является оценка количества заготовленного корма для животных и содержания в каждом виде корма 137Cs с учетом способов хранения (траншея, скирда, сенажная башня и т. п.). Исходя из результатов этой оценки, составляются рационы кормления для каждой группы животных в отдельности. Перед реализацией продукции обязательным является проведение при-

212

жизненной дозиметрии содержания ных.

Таким образом, в целях получения нормативно чистой говядины среди мероприятий, способствующих снижению концентрации 137Cs в мышечной ткани крупного рогатого скота, которых должны придерживаться производители, выделяют следующие:

–радиационный контроль производимых кормов;

–расчет допустимого содержания 137Cs в рационах кормления;

–регулирование условий содержания животных и состава рационов. Дифференцированное использование кормов с различным уровнем радиоактивного загрязнения на разных технологических этапах производственного процесса;

–введение в рацион специальных добавок, способствующих снижению перехода 137Cs в говядину и увеличению продуктивности животных;

–при необходимости перепрофилирование отрасли молочного скотоводства на специализированное мясное;

–технологическая переработка продукции.

Установлено, что в сельскохозяйственных предприятиях на территории радиоактивного загрязнения производство говядины с содержанием 137Cs, не превышающим нормативные требования технического регламента Таможенного союза (200 Бк/кг), возможно при условии дифференцированного использования имеющейся кормовой базы и рационов крупного рогатого скота, в зависимости от содержания данного радионуклида в кормах и возраста животных.

ЛИТЕРАТУРА

1.Технический регламент Таможенного союза «О безопасности мяса и мясной продукции» (ТР ТС 034/2013): принят решением Совета Евраз. экон. комиссии от 9 окт. 2013 г. № 68. – 35 с.

2.С и р о т к и н, А. Н. Радиоэкология сельскохозяйственных животных / А. Н. Сироткин, Р. Г. Ильязов. – Казань: Фэн, 2000. – 384 с.

3.К о р н е е в , Н. А. Радиоэкология сельскохозяйственных животных / Н. А. Корнеев // Радиоэкология. – М.: Атомиздат, 1971. – С. 316.

4.Рекомендации по ведению агропромышленного производства в условиях радиоактивного загрязнения земель Республики Беларусь на 2012–2016 годы / М-во с. х-ва и прод. Респ. Беларусь. – Минск, 2012. – 121 с.

5.Реформирование агропромышленного комплекса: учеб. метод. и практ. пособие / под ред. В. Г. Гусакова. – Минск: БелНИИ аграрной экономики, 2002. – 783 с.

213

УДК 573.6:633/635

НОВОЕ СРЕДСТВО ДЛЯ ВОССТАНОВЛЕНИЯ ЗАГРЯЗНЕННЫХ ЦЕЗИЕМ-137 И СТРОНЦИЕМ-90 ПОЧВ

4М. И. ЧЕРКАШИН, д-р хим. наук, профессор, 5А. Р. ЦЫГАНОВ, д-р с.-х. наук, профессор, 1Г. А. ЧЕРНУХА, канд. с.-х. наук, доцент,

2Е. Я. БОРИСОВА, д-р хим. наук, профессор, 2Н. Ю. БОРИСОВА, канд. хим. наук,

3А. В. ЧЕРВЯКОВ, канд. техн. наук, доцент, 6П. В. ЖЕГЛАТЫЙ, 4И. М. ЩЕРБАКОВА, 6А. А. ИОЛТУХОВСКИЙ

1УО «Белорусская государственная сельскохозяйственная академия» г. Горки, Республика Беларусь

2Московский технологический университет г. Москва, Российская Федерация

3Научно-исследовательский экономический институт Министерства экономики Республики Беларусь г. Минск, Республика Беларусь

4Институт химической физики им. Н. Н. Семенова РАН г. Москва, Российская Федерация

5Белорусский национальный технический университет г. Минск, Республика Беларусь 6ООО ЦРСТ «Новая формула»

г. Москва, Российская Федерация

В 50–60-х гг. XX столетия учеными-радиоэкологами под руководством В. М. Клечковского были выполнены фундаментальные исследования поведения искусственных радионуклидов в системе «почва – растение – человек». Итогом этих работ явилась разработка комплекса защитных мероприятий, обеспечивающих получение сельскохозяйственной продукции с минимальным содержанием радионуклидов. Так, было установлено, что важнейшим способом ограничения накопления радионуклидов в урожае сельскохозяйственных культур служит увеличение плодородия почвы, создание оптимального режима минерального питания растений и рациональное внесение удобрений [1].

Применение радиоэкологических контрмер на загрязненных в результате чернобыльской катастрофы землях позволило существенно снизить поступление в сельскохозяйственную продукцию таких радионуклидов, как цезий и стронций. Однако, несмотря на то, что после

214

аварии на ЧАЭС прошло 30 лет, содержание радионуклидов в сельскохозяйственной продукции по-прежнему превышает доаварийный уровень. Это обусловлено тем, что цезий-137 и стронций-90 являются долгоживущими радионуклидами, их периоды полураспада составляют 30 и 29,1 лет соответственно, они обладают высокой биологической подвижностью, так как являются химическими аналогами калия и кальция. Их миграция вглубь почвы происходит очень медленно, и поэтому в почвах сельскохозяйственного использования до сих пор основное количество этих радионуклидов находится в пахотном слое, на необрабатываемых землях – в верхней части гумусовых горизонтов. Это обусловливает дальнейший поиск новых, более эффективных как с радиологической, так и экономической точки зрения способов снижения поступления радионуклидов в растениеводческую продукцию [2].

Главная проблема, с которой сталкивается сельхозпроизводитель на загрязненных радионуклидами территориях, заключается в том, что пока нет доступных средств, которые могли бы связать радионуклиды в почве, что позволило бы прервать их биологическую цепочку миграции в системе «почва – растение».

Поэтому нами была поставлена задача создания новых полимеров комплексного действия, которые позволяли бы не только снизить поступление радионуклидов из почвы в растения, но и повысить урожайность сельскохозяйственных культур путем положительного влияния на структуру минеральных почв и водопрочность почвенных агрегатов.

Поставленная задача была решена посредством разработки нового средства для восстановления почв, загрязненных радионуклидами, содержащего в своем составе поли-N,N-диалкил-3,4-диметилен-пирро- лидиний галогенид общей формулы

,

где R1 и R2 – независимо друг от друга линейный или разветвленный алкил с 1–6 атомами углерода; X – фтор, хлор, бром, йод или тетрафторборат (патент на изобретение RU 2560549).

Поли-N,N-диалкил-3,4-диметиленпирролидиний галогениды представляют собой новый класс водорастворимых электропроводящих многофункциональных полимеров, сочетающих в себе высокую по-

215

верхностную активность, комплексообразующую и флокулирующую способность, а также отличные биологические свойства в отношении микроорганизмов. Эти полимеры, близкие по строению и структуре к природным системам, способны осуществлять электронный и ионный перенос в молекуле, а также комплексообразующие и окислительновосстановительные процессы. Поли-N,N-диалкил-3,4-диметиленпирро- лидиний галогениды способны быстро и на длительный срок связывать поллютанты в почве, улучшать агрофизические свойства почвы, повышать урожайность сельскохозяйственных культур, и при этом являются нетоксичными для растений, микрофлоры и фауны.

Средство может быть представлено в различных формах исполнения, таких как раствор, дисперсия, эмульсия, аэрозоль или порошковый препарат. Наиболее предпочтительной формой исполнения средства для восстановления загрязненных радионуклидами почв является водный раствор.

В одном из вариантов исполнения средство может включать дополнительные компоненты, сорбирующие прочие поллютанты, а также фунгицидного и бактерицидного действия. В состав средства для восстановления почв, загрязненных радионуклидами, могут входить также обычные для таких средств вспомогательные добавки, такие как поверхностно-активные вещества, средства, регулирующие рН, стабилизаторы, загустители, разбавители или антивспенивающие агенты.

Проведенные нами исследования показали, что обработка почвы новым полимером в дозах от 0,5 до 40,0 мг на 1 кг почвы оказывает положительное влияние на урожайность сельскохозяйственных культур. В полевом опыте максимальную прибавку урожая за два года обеспечил вариант с обработкой почвы полимером из расчета 10 мг полимера на 1 кг пахотного слоя почвы. В первый год урожайность зерна овса повысилась относительно контроля за счет обработки почвы полимером на 4,7–59,7 %, во второй год за счет его последействия урожайность горохо-овсяной зеленой массы повысилась на 6,5–18,7 %

взависимости от дозы полимера. При этом наблюдалось снижение параметров накопления радионуклидов возделываемыми культурами. Максимальная кратность снижения значений коэффициентов перехода радионуклидов из почвы в растения (Кп) в первый год составила для цезия-137 2,1 и стронция-90 1,8 раза, во второй – 3,8 и 2,8 раза соответственно. Снижение значений Кп цезия-137 и стронция-90 из почвы

врастения было обусловлено как связыванием этих радионуклидов полимером, так и биологическим разбавлением [3].

216

Нами было установлено, что средство на основе поли-N,N-диалкил- 3,4-диметиленпирролидиний галогенида является эффективным структурообразователем. Влияние средства на структуру почвы проявляется достаточно быстро – в течение первых суток, и далее, с течением времени, она не претерпевает существенных изменений. Значения коэффициентов структурности дерново-подзолистой суглинистой почвы за счет применения полимера увеличились на 10,8–35,1 %, дерновоподзолистой супесчаной – на 20,8–45,8 %, песчаной – на 3,7–37,8 %.

При этом водопрочность агрегатов дерново-подзолистой суглинистой почвы возросла на 4,0–32,8 %, супесчаной – на 0,8–11,4 % и пес-

чаной – на 0,5–8,7 % [4].

Влажность почвы часто является решающим и непосредственным фактором для развития растений, не меньшее влияние она имеет и на микробиологическую деятельность почвы. Экспериментально установлено положительное влияние полимера на водные свойства почвы. Максимальное повышение капиллярной влагоемкости почвы за счет обработки новым полимером составляло для суглинистой почвы 3,2 %, супесчаной – 6,49 %. При этом испаряющая способность дерновоподзолистой супесчаной почвы при дозах полимера 5,0 и 10,0 мг/кг снизилась почти на 20 %.

Обработка почвы полимером оказывает влияние на формы нахождения радионуклидов в почве. Обработка дерново-подзолистой супесчаной почвы полимером снижала содержание водорастворимой (наиболее доступной для растений) формы цезия-137 в ней до пяти раз, стронция-90 – до двух раз. Дополнительное стабилизирующее действие на комплекс поли-N,N-диалкил-3,4-диметиленпирролидиний галогенида с поллютантами в почве может быть достигнуто за счет применения дополнительного компонента – так называемого «сшивателя», в качестве которого использовался водный раствор оксалата натрия Na2C2O4. Максимальная эффективность связывания цезия-137 в почве была достигнута при использовании десяти звеньев полимера на 1 моль «сшивателя» [5].

Таким образом, в результате выполнения проекта нами был создан новый многофункциональный полимер для обработки загрязненных радионуклидами почв, позволяющий снизить поступление радионуклидов из почвы в растения и повысить урожайность сельскохозяйственных культур.

ЛИТЕРАТУРА

1. Ал е к с а х и н , Р. М. Сельскохозяйственная радиоэкология: этапы эволюции и некоторые итоги / Р. М. Алексахин // Вопр. радиац. безопас. – 2007. – Спец. вып. – С. 4–12.

217

2. Аг е е ц , В. Ю. Система агроэкологических контрмер в атмосфере Беларуси / В. Ю. Агеец. – Минск, 2001. – 103 с.

3. Ц ы г а н о в , А. Р. Агроэкологическое обоснование применения нового полифункционального полимера на загрязненных радионуклидами землях / А. Р. Цыганов, Г. А. Чернуха // Вес. Нац. акад. навук Беларусi. Сер. аграр. навук. – 2013. – № 1. – С. 73– 77.

4.Ц ы г а н о в , А. Р. Влияние нового полифункционального полимера на структуру дерново-подзолистой почвы / А. Р. Цыганов, Г. А. Чернуха // Земляробства i ахова раслiн. – 2012. – № 2. – С. 32–34.

5.Ц ы г а н о в , А. Р. Применение нового полифункционального полимера для восстановления загрязненных почв / А. Р. Цыганов, Г. А. Чернуха // Докл. НАН Беларуси. – Т. 56, № 5. – С. 119–122.

УДК 004.65:631.153+631.95+504.054

ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ ОПТИМИЗАЦИИ ЗЕМЛЕПОЛЬЗОВАНИЯ

НА ЗАГРЯЗНЕННЫХ РАДИОНУКЛИДАМИ ТЕРРИТОРИЯХ БЕЛАРУСИ

А. Ф. ЧЕРНЫШ, канд. с.-х. наук, доцент, А. Н. ЧЕРВАНЬ, канд. с.-х. наук Институт почвоведения и агрохимии

г. Минск, Республика Беларусь

Информационная поддержка сельскохозяйственного производства, мероприятий по повышению эффективности использования и охраны почвенно-земельных ресурсов на загрязненных радионуклидами территориях является неотъемлемой частью успешной реализации земельной политики в республике. Оптимальной формой интеграции картографической и аналитической информации в области сельского хозяйства являются базы пространственных данных, создание и эксплуатация которых обеспечивается геоинформационными технологиями.

Наличие в сельскохозяйственном использовании около 1 млн. га земель, загрязненных 137Cs с плотностью 37 кБк/м2 и выше, и около 350 тыс. га земель c плотностью загрязнения 90Sr 5,55 кБк/м2 и выше требует реализации комплекса защитных мер, направленных на получение продукции, соответствующей санитарно-радиологическим нормам.

В Институте почвоведения и агрохимии Национальной академии наук Беларуси сформирована геоинформационная база данных поч-

218

венно-земельных ресурсов в части оценки их агроэкологического состояния, в том числе проявления эрозионных процессов и радиационного загрязнения для разработки эффективных экологически безопасных систем земледелия. В программной среде с использованием данных земельно-информационных систем, существующих в республике, выполнен комплекс инвентаризационных работ в соответствии с правилами и принципами цифрового описания почвенного покрова и направлений использования земель по типам и видам согласно государственному земельному учету в Республике Беларусь. В качестве территориальных объектов инвентаризации и оценки почвенноземельных ресурсов были подобраны базовые районы, наиболее сильно подверженные радиоактивному загрязнению и существенно различающиеся характером почвенного покрова и агротехнологическим состоянием земель (Ветковский, Добрушский, Наровлянский, Речицкий в Гомельской области; Чериковский, Славгородский в Могилевской области). В пределах отмеченных административных районов определены наиболее типичные сельскохозяйственные организации, соответствующие разному уровню загрязнения почв цезием и стронцием: высокому, среднему и незначительному. Выбор базовых административных районов и типичных для конкретных условий хозяйств обусловлен границами почвенно-экологического районирования, характеризующими схожие естественные условия землепользования, в первую очередь близких систем земледелия.

Основная задача выполненных исследований состояла в последовательной оценке агроэкологического состояния сельскохозяйственных земель выбранных объектов по факторам природной среды с учетом радиологической обстановки.

С использованием геоинформационной базы данных по исследуемым административным районам стало возможным выполнение типизации почвенного покрова с получением данных о гранулометрическом составе почв, подверженности их эрозионным процессам, степени заболоченности, заволуненности, контурности полей и удельному весу почв, загрязненных цезием и стронцием. Одновременно база данных позволяет выявить в каждом районе удельный вес почв, наиболее уязвимых с точки зрения поступления радионуклидов в возделываемые на них сельскохозяйственные культуры. Это позволяет сформировать рациональную структуру посевных площадей, отвечающую поч- венно-экологическим условиям районов.

219

Для группы оцениваемых хозяйств разработаны структура и программные алгоритмы автоматизированной оценки агроэкологического состояния почвенно-земельных ресурсов. Почвенно-земельные ресурсы оценивались по трем тематическим блокам – агротехнологическому, геосистемному и радиологическому, каждый из которых подразумевал многофакторный анализ от четырех до двенадцати пространственных слоев данных. Объектами пространственного многофакторного анализа выступали границы элементарных участков с показателями мониторинговых наблюдений, полей и рабочих участков, видов земель, почвенных разновидностей и почвенных комбинаций (состава и структуры почвенного покрова).

Общая площадь сельскохозяйственных земель, на базе которых отрабатывалась методика формирования и эксплуатации базы данных в крупномасштабной оценке агроэкологического состояния, превышает 45 тыс. га, а количество требуемых пространственных слоев, содержащих от 300 до 28000 объектно-ориентированных записей, достигает 80 классов данных. Проведена поучастковая инвентаризация не только почвенного покрова и видов земель с учетом мониторинговых показателей агрофизического, агрохимического и радиологического состояния, но также и других факторов природной среды, как, например, агроклиматических условий местности, рельефа и микрорельефа, гидрографической сети, геоботанического состава растительности.

Выполненная дифференциация сельскохозяйственных земель учитывает помимо существующего радиационного фона территории и сложившихся производственных условий хозяйствования еще и естественный потенциал буферности к загрязнению, возможную миграцию радионуклидов, самоочищение отдельных почв и почвенного покрова, коэффициенты перехода радионуклидов в сельскохозяйственную продукцию.

Одновременный учет естественного бонитета сельскохозяйственных почв, степени неоднородности структуры почвенного покрова рабочих участков и фактическое загрязнение радионуклидами в геоинформационной среде позволяет в автоматизированном режиме дифференцировать территорию типичных хозяйств по целесообразности возделывания каждой из 16 основных культур республики и использованию того или иного типа севооборота. Поскольку база данных была сформирована в единой системе координат и имеет реальную привязку к местности, все пространственные объекты допускают автоматизированный расчет их площади и удельного периметра. Это позволяет вы-

220