Бесплатный автореферат и диссертация по биологии на тему

Закономерности миграции 137Cs в луговых экосистемах после аварии на Чернобыльской АЭС

ВАК РФ 03.00.01, Радиобиология

Автореферат диссертации по теме "Закономерности миграции 137Cs в луговых экосистемах после аварии на Чернобыльской АЭС"

На правах рукописи

Котик Виктор Анатольевич

Закономерности миграции 137Сэ в луговых экосистемах после аварии на Чернобыльской АЭС

Специальность 03.00.01 - радиобиология

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата биологических наук

Обнинск - 1996

Диссертация выполнена во Всероссийском научно-исследовательском институте сельскохозяйственной радиологии и агроэкологии

Научные руководители: кандидат биологических наук

Ведущая организация: Московский государственный университет

им. М. В. Ломоносова, г. Москва

Защита диссертации состоится 1996 г. на засе-

дании Диссертационного совета Д 120.81.01 во Всероссийском научно-исследовательском институте сельскохозяйственной радиологии и агроэколо гии. Отзывы на автореферат просим отправлять по адресу: 249020, Калуж екая обл., г. Обнинск, ВНИИСХРАЭ, Диссертационный совет. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ВНИИСХРАЭ.

Н. И. Санжарова

кандидат физико-математических наук С. В. Фесенко

Официальные оппоненты:

доктор физико-математических наук И. И. Крышев

Научно-исследовательский институт "Тайфун", г. Обнинск

кандидат биологических наук

Г. И. Попова, ВНИИСХРАЭ, г. Обнинск

Автореферат разослан

Ученый секретарь Диссертационного совета, кандидат биологических нау|

Н. И. Санжарова

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность и состояние проблемы. Интенсивное загрязнение сельскохо-¡яйственных угодий на большой территории после аварии на четвертом энергоб-юке Чернобыльской АЭС привело к тому, что решение радиоэкологических проблем в сельском хозяйстве стало одним из ведущих звеньев в комплексе меро-1риятий по ослаблению последствий этой аварии. Основной задачей в этих усло-¡иях является ограничение миграции выпавших радионуклидов и снижение интенсивности их включения в пищевые цепочки. Исследования, выполненные как 10, так и после аварии на ЧАЭС убедительно показывают, что во многих радио-югических ситуациях вклад внутреннего облучения за счет потребления содер-<ащих радионуклиды продуктов питания в суммарную дозу сравним или даже 1ыше вклада внешнего облучения. При этом основным дозоформирующим пище-ым продуктом как в первый период после аварии, так и в долгосрочной перспек-иве является молоко. В решении данной проблемы важное значение имеет лучение особенностей миграции 137Сэ на лугах и пастбищах.

В результате аварии на ЧАЭС в зону загрязнения попали луга различных ти-ов - суходольные, пойменные, низинные и болотные. Почвенный покров на оторых представлен широким набором почв от торфяных до черноземных. В вязи с этим накопление радионуклидов в травостое лугов различается до двух орядков. Луговые экосистемы вносят основной вклад в загрязнение продукции :ивотноводства как непосредственно после аварии в результате аэрального згрязнения, так и в течение длительного периода после выпадений. Проведен-ые до аварии на ЧАЭС исследования показали, что применение защитных ме-оприятий на лугах обладает высокой эффективностью. Детальные исследова-ия по изучению закономерностей миграции радионуклидов, особенно 903г, в /говых экосистемах и оценке эффективности защитных мероприятий были про-эдены коллективом исследователей под руководством Н. А. Корнеева. После зарии на Чернобыльской АЭС вопросы использования сенокосов и пастбищ сазались наиболее острыми. Одним из важных условий при разработке страте-1И реабилитации загрязненных территорий явилась необходимость учета спе-1фических особенностей луговых экосистем и их влияния на формирование доз (утреннего облучения населения. Не решенной оказалась проблема диффе-;нцированного подхода при определении уровней вмешательства для различ->1Х видов луговых экосистем для разных периодов времени после аварии, что »требовало разработки их классификации с учетом уровней загрязнения и эф-эктивности защитных мероприятий.

Цель и задачи исследования. Целью работы является оценка количественных параметров миграции 137Сэ в луговых экосистемах и эффективности защитных мероприятий на лугах по снижению содержания ,37Сз в продукции животно водства.

Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:

1. Изучить влияние типа луговой экосистемы и свойств почв на величину коэффициентов перехода 137Сз (КП) в травостой естественных лугов и оценить динамику снижения КП с течением времени.

2. Оценить параметры самоочищения корнеобитаемого слоя лугов различных типов.

3. Оценить эффективность защитных мероприятий на снижение коэффициентов перехода 137Сэ в растительность на лугах различных типов.

4. Разработать классификацию луговых экосистем по их использованию нг загрязненных территориях с учетом эффективности защитных мероприятий.

5. Провести анализ наиболее рациональных вариантов применения защитных мероприятий, обеспечивающих снижение как индивидуальных доз облучения жителей, проживающих в регионах, подвергшихся загрязнению, так V радиационной нагрузки на население в целом.

6. Оценить зависимость вклада молочных продуктов на формирование до; внутреннего облучения населения от типа луговой экосистемы и свойств поче при проведении различных защитных мероприятий.

Научная новизна работы. Впервые на базе использования двухкомпонент-ной конвективно-квазидиффузионной модели миграции проведена сравнительна? оценка коэффициентов вертикальной миграции 137Сз и периодов полуочищени? корнеобитаемого слоя почв для луговых экосистем различных типов. Показанг зависимость параметров миграции, экологического и эффективного периодоЕ полуочищения от типа луга и механического состава почв.

Оценено влияние почвенных свойств и генезиса луговых экосистем на биоло

137

гическую подвижность Сэ в системе почва - растение.

Впервые проведено комплексное исследование влияния защитных мероприя

137

тий на миграцию Сэ в почве и системе почва - растение в луговых биогеоцено зах Российской Федерации в условиях реального радиоактивного загрязнена сельскохозяйственных угодий в результате аварии на ЧАЭС. Показано, что при менение защитных мероприятий на таких территориях эффективно и приводит уменьшению доз внутреннего облучения населения, формирующихся за сче потребления местных продуктов питания.

Впервые на основании количественных показателей дана классификационная оценка луговых биогеоценозов по их использованию на загрязненных 137Сэ территориях с учетом эффективности защитных мероприятий.

Разработана система показателей для оценки эффективности применяемых защитных мероприятий, основанная на использовании эффективных эквивалентных доз внутреннего облучения населения.

Впервые проведен сравнительный анализ вклада внешнего и внутреннего облучения в формирование доз внутреннего облучения за счет потребления загрязненного 137Сэ молока. Дана оценка влияния защитных мероприятий на экономию эффективных эквивалентных доз внутреннего облучения населения.

Теоретическое и практическое значение работы. Теоретическую ценность представляет оценка количественных параметров миграции 137Сэ в почвах луговых биогеоценозов и выяснение механизмов влияния условий генезиса луговых экосистем на подвижность радионуклида в почве и его доступность растениям.

Комплексный подход для оценки эффективности защитных мероприятий на лугах различных типов, направленных на снижение доз внутреннего облучения населения районов загрязненных после аварии на ЧАЭС, на основе коэффициентов снижения доз внутреннего облучения и экономии дозы.

Практическая ценность. Получены количественные параметры миграции 137Сэ в луговых экосистемах, дающие возможность прогнозирования радиологической обстановки загрязненных территорий.

Дана сравнительная оценка для различных типов лугов эффективности защитных мероприятий, базирующихся на традиционных приемах луговодства. Показано изменение эффективности поверхностного и коренного улучшения лугов с течением времени.

На основании данных о закономерностях миграции 137Сэ на различных типах естественных лугов, а также эффективности защитных мероприятий разработана классификация луговых биогеоценозов по степени риска кормопроизводства в условиях радиоактивного загрязнения угодий.

Изучено действие различных вариантов поверхйостного и коренного улучшения лугов на накопление 137Сэ в травостое и формирование доз внутреннего облучения местного населения за счет потребления молочной продукции. Проведен сравнительный анализ вклада внешнего и внутреннего облучения, полученного за счет потребления загрязненного 137Сз молока, в формирование суммарных доз облучения населения.

Основные положения, выносимые на защиту: 1. Зависимость количественных параметров вертикальной миграции 137Сэ от

типа луга и почвенных характеристик. Уменьшение эффективных периодов

полуочищения корнеобитаемого слоя почв в ряду: суходольные луга (55-131 > низинные луга (38-93) > пойменные луга (19-95) > болотные луга (15-21). 2. Выделено два периода по уменьшению интенсивности перехода 137Св в ра< тительность лугов с течением времени, продолжительность которых завиа-от типа луга и свойств почвы: первый период полуснижения с 1987 по 1989 г составил 2.0-2.2 года; второй с 1990 по 1994 гг. - от 4 до 12 лет. 3 Максимальные коэффициенты перехода 137Сэ в травостой характерны дг болотных лугов с органогенными почвами. По снижению коэффициентов п< рехода луга располагаются в последовательности: болотные (14.3-58.2) пойменные (1.9-14.4) > низинные (0.7-12.2) > суходольные (0.4-12.1).

4. Применение комплекса защитных мероприятий на лугах различных типо! загрязненных после аварии на ЧАЭС, является эффективным приемом, обе< печивающим снижение накопления 137Сз в продукции лугопастбищного ко| мопроизводства. Поверхностное улучшение, включающее фрезерование комплексе с известкованием и внесением повышенных доз фосфорн< калийных удобрений, снижает накопление 137Сэ в травостое в 1.2-5.3 раза, к< ренное улучшение с аналогичными мероприятиями на фоне вспашки - в 1.! 8.0 раз. Эффективность применяемых способов улучшения зависит от тип луговой экосистемы и выше на болотных и низкопродуктивных суходольнь лугах.

5. Классификация луговых биогеоценозов по возможности их использования ь загрязненных 137Сэ территориях с учетом эффективности защитных мер<

приятии.

6 Комплексный подход для оценки эффективности защитных мероприятий I-лугах различных типов, направленных на снижение доз внутреннего облуч< ния населения районов загрязненных после аварии на ЧАЭС, на основе к( эффициентов снижения доз внутреннего облучения и экономии дозы. 7. Сравнительный анализ вклада внешнего и внутреннего облучения, получе! ного за счет потребления загрязненного 137Сз молока, в формирование суг марных доз облучения населения. На луговых почвах тяжелого механическог состава определяющее влияние на формирование доз облучения населена оказывает внешнее облучение, на остальных - внутреннее. Публикации и апробация работы. Материалы по теме диссертации опубл! кованы в 9 работах и были представлены на: Научном симпозиуме по загрязн< нию почв ксенобиотиками и абсорбционным методам детоксикации (Краснода| 26-28 октября 1993); V Международной научно-технической конференции, п< священной 10-летию аварии на Чернобыльской АЭС (Зеленый Мыс, 11-16 март 1996); II Обнинском симпозиуме по радиоэкологии (27-31 мая 1996, Обнинск).

Диссертация апробирована на межлабораторном научном семинаре ВНИИ сельскохозяйственной радиологии и агроэкологии.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения; обзора литературы; описания материалов, объектов и методов исследования; результатов экспериментальных исследований и их обсуждения; заключения; выводов; списка литературы и приложения. Работа изложена на 14^ листах, иллюстрирована 58 таблицами и 6 рисунками. Список литературы содержит 169 источников, в том числе 47 зарубежных.

Автор благодарит сотрудников лаборатории № 22 ВНИИСХРАЭ за содействие и всестороннюю помощь при выполнении настоящей работы.

ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ

Характеристика экспериментальных участков

Для оценки параметров миграции 137Cs в луговых экосистемах и влияния защитных мероприятий на поступление радионуклида' в сельскохозяйственную продукцию нами были проведены исследования на территории северного и северо-восточного следа аварийного выброса на различном удалении от ЧАЭС. Экспериментальные полигоны были расположены на территории 30-км зоны ЧАЭС, в Калужской, Тульской и Брянской областей России. В указанных регионах были выбраны экспериментальные участки, различающиеся по типу луга, типу и механическому составу почв и режиму увлажнений (табл. 1).

Материалы и методы

Для определения содержания радионуклидов в почвах и растениях проводили oTfiop сопряженных проб с определенной площади. Образцы высушивали, измельчали и тщательно перемешивали. Почвенные пробы просеивали через сито 1 мм.

Концентрацию 137Cs в почве и растениях определяли на у-спектрометрической установке типа IN - 1200 (Франция) с полупроводниковым детектором типа GM -1200 (США). Ошибка измерения составляла ±10 %.

Коэффициент перехода (КП) 137Cs определялся как отношение концентрации радионуклида в растении (Бк/кг) к плотности загрязнения почв (кБк/м2).

Формы нахождения радионуклидов (обменные, подвижные) определяли методом последовательной экстракции: 1н CH3COONH4, 1н HCI (при соотношении почва : раствор = 1:10 для минеральных почв и 1:20 - для торфяников).

Таблица 1. Характеристика экспериментальных участков

Регион Тип почвы Механический состав почв

Суходольный луг

30-ш зона ЧАЭС Калужская область Брянская область 30-км зона ЧАЭС Калужская область Брянская область Калужская область Брянская область Тульская область Тульская область Тульская область Дерново-подзолистая Дерново-подзолистая Дерново-подзолистая Дерново-подзолистая Дерново-подзолистая Дерново-подзолистая Дерново-подзолистая Дерново-подзолистая Темно-серая лесная Оподзоленный чернозем Выщелоченный чернозем Песчаная Песчаная Песчаная Супесчаная Супесчаная Супесчаная Легкосуглинистая Среднесуглинистая Тяжелосуглинистая Тяжелосуглинистая Тяжелосуглинистая

Низинный луг

30-км зона ЧАЭС Калужская область Брянская область 30-км зона ЧАЭС Перегнойно-подзолистая грунтово-оглеенная Дерново-подзолистая глубокооглеенная Болотно-торфяная Торфянистая Супесчаная Легкосуглинистая

Пойменный луг

Калужская область Калужская область Калужская область 30-км зона ЧАЭС Калужская область Дерново-луговая Дерново-глеевая Дерново-глеевая Аллювиальная лугово-болотная Торфянисто-глеевая Песчаная Легкосуглинистая Среднесуглинистая Среднесуглинистая Среднесуглинистая

Болотный луг

Брянская область Брянская область Брянская область Торфяная переходная Торфяная переходная Перегнойно-торфяная низинная

Математическую и статистическую обработку результатов проводили с ис пользованием стандартного программного обеспечения (Excel 5.0).

Отбор растительных образцов производили на тех же участках, что и почвен ных. В пяти точках, расположенных по конверту, растительность срезали с фик сированной площади (50смх50см). Если это было обусловлено задачами иссле дования, проводили определение видового состава растений. Подготовка расти тельных образцов и определение в них содержания 13?Cs была аналогична обра ботке почвенных проб.

Схемы полевых опытов

Опыт 1. В 1987-1991 годах на территории Белорусского Полесья проведена оценка перехода 137Сэ из почвы в растительность лугов. Почвы опытных участков

- дерново-подзолистая песчаная (суходольный луг) и дерново-подзолистая пойменная (пойменный луг). На суходольном лугу проводили поверхностное и коренное улучшение (7 вариантов с различными комбинациями внесения удобрений на фоне известкования), на пойменном - только поверхностное (5 вариантов). Размер делянок - 10 м2, повторность - 4-хкратная. Исследования проводились в течение 5 лет для оценки изменения эффективности мероприятий во времени.

Опыт 2. Для изучения эффективности различных мероприятий на лугах различных типов в 1989 году был проведен полевой эксперимент в пойме р. Припять в пределах 15-км зоны ЧАЭС на пойменном, суходольном и низинном лугах. Почвы опытных участков - дерново-подзолистая песчаная (суходольный луг), болот-но-глеевая легкосуглинистая (низинный луг), дерново-подзолистая пойменная и торфяно-болотная среднесуглинистая (пойменный луг)'. На суходольном и низинном лугах проводили поверхностное и коренное улучшение, на пойменном -только поверхностное. Отбор проб травостоя проводили в период первого и второго укосов. На суходольном и пойменном редко затопляемом (на прирусловом валу) лугах было заложено 36 вариантов опыта с различными комбинациями внесения мелиорантов, а на низинном и пойменном притеррасном - 28 вариантов. Размер делянок - 4 м2, повторность - 4-х кратная.

Первичные данные по опытам 1 и 2, проведенным лабораторией № 22 ВНИИСХРАЭ, на базе которой подготовлена данная диссертация, были обработаны и проанализированы соискателем с целью сопоставления с эффективностью защитных мероприятий на территории России.

Опыт 3. Опыт по оценке эффективности поверхностного и коренного улучшения на суходольном злаково-разнотравном лугу с дерново-среднеподзолистой супесчаной почвой был проведен в Калужской области в 1992 году (9 вариантов с различными комбинациями удобрений на фоне известкования). Размер делянок

- 4 м2, повторность - 4-хкратная.

Опыт 4. Полевой эксперимент по оценке эффективности поверхностного улучшения проводился в Калужской области в 1992 году на пойменном лугу с болотно-глеевой среднесуглинистой и дерново-подзолистой песчаной почвами и низинном лугу с болотно-глеевой среднесуглинистой почвой (10 вариантов с различными дозами внесения минеральных удобрений и известкования на фоне фрезерования). Проводился посев травосмеси (ежи сборной и овсяницы луговой). Размер делянок - 8 м2, повторность - 4-хкратная.

Опыт 5. Исследование по эффективности известкования и применения ра: личных доз калийных удобрений проводили в 1993 году в Тульской области н оподзоленном тяжелосуглинистом черноземе (10 вариантов). Учетная площад делянок -16 м2, повторность 4-хкратная. Во всех вариантах опыта было провс депо дискование почвы.

Опыт 6. В 1993 г. на выщелоченном тяжелосуглинистом черноземе Тульско области был проведен полевой эксперимент по оценке накопления i37Cs однс летними травами и различными видами и смесями многолетних трав при разл^ ных способах агротехнической и агрохимической обработки почвы (12 вариак тов). Площадь делянок - 50 м2, повторность - 3-хкратная. Во всех варианта опыта была проведена вспашка почвы.

Опыт 7. Для оценки влияния осушения на накопление 137Cs в травостое луго на торфяниках в 1994 на неосушенном и мелиорированном торфяниках в Брян ской области был проведен полевой эксперимент с 6 вариантами различны защитных мероприятий. Учетная площадь делянок - 16 м2, повторность опыта i хкратная.

РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ И ОБСУЖДЕНИЕ

Вертикальное распределение 137Cs по профилю луговых почв

Информация о закономерностях распределения радионуклидов в почвенно! профиле имеет важное значение для решения ряда вопросов, связанных с прс гнозированием облучения населения. Эта информация является базовой дл оценки скорости самоочищения корнеобитаемого слоя и анализа роли этого прс цесса в изменении доступности радионуклидов в почве. Определяющее значени имеет интенсивность вертикального переноса и при прогнозе изменения мош ности дозы внешнего облучения.

Сравнение данных по миграции 137Cs в луговых биогеоценозах показало, чт скорость миграции и перераспределения радионуклидов в почвенном профил зависит от типа луга и свойств почвы (рис. 1). На суходольных лугах перемеще ние радионуклида по профилю почвы происходит медленно - основное количе ство 137Cs (до 90 %) фиксируется в верхнем 2-х сантиметровом слое на длитель ный период времени. На низинных и пойменных лугах, подверженных постоян ному и кратковременному переувлажнению, темпы миграции гораздо выше и уж> через 7 лет после аварии в слое 0-2 см остается только около 60% 137Cs. Н болотных лугах скорость перемещения радионуклидов по профилю почв наибе лее высокая - в 1993 году 90 % 137Cs перераспределяется в слое 0-10 см, максу мум концентрации находится на глубине 3-5 см.

Рис. 1. Вертикальное распределение Сэ по профилям почв на лугах различных типов (1993 г.)

Содержание 137Сз в слое

10

20 30 40 50 %

2 Н

4 -б

10

Суходольные луга:

— тяжелосуглинистые

— супесчаные

песчаные

10 20 30 40 50 %

-4-1

Пойменные луга:

лугко суглинистые -- супесчаные —- торфянистые

10 20 30 40 50 %

_1_

Содержание Се в слое 0

Низинные луга: легкосуглинистые

----супесчаные

............. торфянистые

10 20 30 40 50 %

£12 14

16 -

18

20

Болотные луга: низинные торфяники

---переходные торфяники

........... верховые торфяники

Расчет параметров вертикальной миграции 137Сз по профилю почв на лугах с применением методов математического моделирования

Для сравнительного анализа подвижности 137Сз в луговых почвах различного типа была использована двухкомпонентная конвектавно-квазидиффузионная модель:

(1)

где О^хД) и 02(хД) - эффективные коэффициенты квазидиффузии "медленной" и "быстрой" компонент; со1(хД) и ®2(хД) - линейная скорость вертикального переноса радионуклидов.

С использованием компьютерной программы, разработанной на основании уравнения (1), были рассчитаны параметры вертикальной миграции 137Св по профилю луговых почв. Показано что, наибольшие значения коэффициентов миграции характерны для лугов расположенных на торфяниках (табл. 2). Коэффициенты квазидиффузии варьируют от 0.097 до 0.464 см2/год для "медленной" компоненты и от 0.40 до 1.28 см2/год - для "быстрой", что обусловлено специфическими свойствами этого типа почв. В отличии от болотных лугов в почвах суходолов 137Сз с меньшей скоростью мигрирует вниз по профилю, средние значения параметров квазидиффузии и конвективного переноса ниже в 3-6 для "медленной" и в 2-13 раз для "быстрой" компонент. Значения коэффициентов квазидиффузии для низинных и пойменных лугов занимают промежуточное положение и варьируют в пределах 0.017-0.071 см2/год и 0.014-0.108 см2/год, соответственно.

Таблица 2. Количественные параметры миграции "'Се в почвах, 1992-1993 гг.

Почвы D, о>1 D2 и2 I PDi, % Тес

Суходольный луг

Минеральные Песчаные, супесчаные 0.0150.062 0.110.21 0.09-0.54 0.150.72 48.5-96.7 55-93

Легко-, среднесуглинистые 0.046 0.12 0.25 0.70 97.0 99

Тяжелосуглинистые 0.0100.039 0.100.11 0.16-0.68 0.170.65 84.0-90.5 118-138

Низинный луг

Минеральные Песчаные, супесчаные 0.0290.071 0.110.21 0.18-0.40 0.240.49 40.9-74.3 45-93

Легко-, среднесуглинистые 0.044 0.15 0.80 0.33 62.5 74

Органогенные Торфянистые 0.0170.055 0.120.28 0.02-0.24 0.290.71 34.1-60.1 38-62

Пойменный луг

Минеральные Песчаные, супесчаные 0.0140.098 0.110.26 0.15-0.66 0.260.67 28.7-87.8 45-86

Легко-, среднесуглинистые 0.0240.066 0.110.18 0.34-0.46 0.260.44 75.5-89.7 62-95

Органогенные Торфянистые 0.0540.108 0.140.20 0.30-0.42 0.470.57 46.6-49.2 19-52

Болотный луг

Органогенные Торфянистые 0.0970.464 0.201.58 0.40-1.28 0.711.27 24.5-43.1 15-21

0-1, 02 - коэффициенты квазидиффузии "медленной" и "быстрой" компонент, см2/год;

, м2 - коэффициенты конвективного переноса, см/год;

РР1 - доля радионуклидов "медленной" компоненты, %;

Твс - экологический период полуочищения слоя почвы 0-10 см, лет.

Таблица 3. Динамика количественных параметров миграции 137Сз в почвах

Тип почвы, Год D^ Ш1 о2 032 РЭ,, Тес

механический состав %

Суходольные луга

30-км зона ЧАЭС, Дерново- 1986 0.025 0.64 0.62 0.42 56.7 19

подзолистая, песчаная 1987 0.010 0.38 1.47 0.00 25.0 37

1988 0.029 0.26 0.53 0.51 69.4 41

1989 0.026 0.20 0.37 0.69 74.7 54

1990 0.024 0.15 0.13 0.66 83.8 74

1991 0.020 0.15 0.14 0.48 83.4 72

1992 0.017 0.13 0.18 0.46 83.0 84

1993 0.015 0.11 0.11 0.27 71.3 99

1994 0.011 0.07 0.18 0.20 83.6 131

30-км зона ЧАЭС, 1986 0.032 0.31 0.28 1.55 10.0 8

дерново-подзолистая 1987 0.028 0.45 0.33 0.95 41.1 22

супесчаная 1988 0.028 0.25 0.35 0.32 50.0 43

1990 0.032 0.28 0.32 0.14 52.9 61

1991 0.028 0.22 0.31 0.05 63.4 67

Тульская обл., выщелочен- 1987 0.092 0.35 0.31 0.24 28.5 38

ный тяжелосуглинистый 1989 0.035 0.28 0.32 0.05 44.4 98

чернозем 1993 0.037 0.09 0.16 0.65 88.2 138

Пойменные луга

30-км зона ЧАЭС, Хвощевка, 1986 0.026 0.28 0.13 0.82 7.1 15

аллювиально-дерновая 1987 0.032 0.32 0.35 0.66 55.5 32

супесчаная 1989 0.028 0.15 0.17 0.66 95.6 75

1990 0.021 0.14 0.07 0.65 96.9 82

Низинные луга

30-км зона ЧАЭС, Красно, 1986 0.032 0.31 0.32 1.55 14.0 8

дерново-глеевая 1987 0.035 0.45 0.32 0.66 36.3 23

оторфованная песчаная 1988 0.036 0.25 0.31 0.54 50.6 41

1990 0.032 0.30 0.92 0.03 60.4 38

1991 0.031 0.24 0.67 0.03 67.0 48

30-км зона ЧАЭС, 1986 0.035 0.60 0.44 0.85 57.5 18

Торфяно-подзолистая, 1987 0.057 0.26 0.32 1.48 66.5 42

оглеенная легкий суглинок 1988 0.021 0.19 0.52 0.52 37.5 50

1990 0.027 0.18 0.22 0.42 52.8 56

1991 0.022 0.15 0.15 0.35 56.1 67

1992 0.015 0.11 0.11 0.26 50.1 88

1993 0.017 0.12 0.10 0.28 28.4 72

1994 0.013 0.10 0.25 0.48 65.3 | 111

Выявлена зависимость между параметрами миграции и механическим соста-зом почв. Почвы с высоким содержанием физической глины обладают высокой :орбционной способностью, что в свою очередь существенно отражается на жорости перемещения ,37Сз по профилю луговых почв.

Для суходольных почв тяжелого механического состава коэффициенты квазидиффузии варьировали от 0.010 до 0.039 см2/год, а для песчаных и супесчаных

- от 0.015 до 0.062 см2/год.

В целом анализ параметров модели, рассчитанных для лугов различных типов, показывает зависимость скорости миграции 137 Сэ от характера гидрологического режима лугов и механического состава почв. По результатам расчетов коэффициенты миграции 137Сэ для лугов различного типа уменьшаются в ряду: болотные > низинные = пойменные > суходольные.

Одним из основных параметров, используемых для оценки времени нахождения радионуклидов в верхних слоях почвы является экологический период полуочищения корнеобитаемого слоя (Тес). Наиболее высокие периоды полуочищения характерны для суходольных лугов, а минимальные - для торфяников. По ряду убывания Тес луга располагаются в следующей последовательности: суходольные (55-138) > низинные (38-93) > пойменные (19-95) > болотные (15-21)(табл. 2). Для минеральных почв этот показатель также имеет четкую зависимость от механического состава и возрастает в ряду: песчаные, супесчаные почвы < легкий, средний суглинок < тяжелый суглинок. Установлено, что с 1987 по 1994 гг. экологические периоды полуочищения, рассчитанные на основе данных различных лет после аварии значительно отличаются. Так, оценки сделанные на основе данных 1987-1988 гг. в 1.7-6 раз ниже аналогичных величин, полученных на основе данных 1993-1994 гг. (табл. 3). Это свидетельствует о постепенном замедлении миграции 137Сэ в связи с его фиксацией в почве.

Миграция 137Сб в системе почва - растения луговых биоценозов

Исследования, проведенные на различных типах лугов, позволили выявить основные закономерности биологической подвижности 137Сэ в системе почва -растение. Были рассчитаны коэффициенты перехода 137Св (КП) в травостой лугов различных типов (табл. 4). Максимальными уровнями накопления характеризовалась растительность лугов на торфяниках с перегнойно-торфяной почвой -

коэффициенты перехода 137Сэ равны в этом случае 14.3-58.2 ^к/кг . Для мине-

кБк/м

ральных почв КП 137Сз в травостой варьировали в пределах от 0.4 до

14.4 БК;/КГ7 в зависимости от вида луговой экосистемы и типа почвы. Наиболее кБк/м

высокие значения накопления радионуклида были отмечены для растений, произрастающих на кислых дерново-подзолистых почвах сильно увлажненных лугов

- низинных и пойменных, что свидетельствует о преобладающем влиянии гидрологического режима почвы на биологическую подвижность 137Сэ в луговых экоси-

Таблица 4. Коэффициенты перехода 137Сз в травостой лугов, ^к/кг

Почвы КП

среднее мин макс

Суходольный луг

Минеральные Песчаные, супесчаные 4.2 10.4 1.7

Легко-, среднесуглинистые 2.9 12.1 0.8

Тяжелосуглинистые 0.5 0.7 0.4

Низинный луг

Минеральные Песчаные, супесчаные 5.4 12.2 1.1

Легко-, среднесуглинистые 4.6 8.8 0.7

Органогенные Торфянистые 8.9 21.2 4.5

Пойменный луг

Минеральные Песчаные, супесчаные 6.9 14.4 2.5

Легко-, среднесуглинистые 6.3 10.4 1.9

Органогенные Торфянистые 17.1 - -

Болотный луг

Органогенные Торфянистые 29.2 58.2 14.3

стемах. Меньшими уровнями накопления характеризовалась растительность суходольных лугов, при этом были отмечены значительные различия в величине коэффициентов перехода радионуклида в зависимости от механического состава почв. Так, переход 137Сз из песчаных и супесчаных почв был в 5-10 раз выше по сравнению с тяжелосуглинистыми почвами черноземного типа, средние значения

КП в этих случаях равны 4.2 и 0.5 БК/,.КГ , соответственно. Столь значительное

кБк/м^

различие обусловлено как влиянием почвенных показателей этих почв (Нг, рН, катионный состав, концентрация питательных элементов в почве и содержание гумуса), так и разницей в механическом составе. На низинных и пойменных лугах также прослеживается четкая зависимость КП от типа почв и их механического состава. Коэффициенты перехода для минеральных почв низинных лугов варьируют от 0.7 до 12.2 БК//.КГ_ , а для пойменных - от 1.9 до 14.4 Бк^Г .

кБк/м кБк/м

Следует отметить, что на переход 137Сэ в луговую растительность значительное влияние оказывает время, прошедшее после поступления радионуклидов в почву (рис. 2). Нами был проанализирован большой массив данных для 9-ти областей Российской федерации. Показано, что переход 137Сз в травостой естественных лугов с 1987 по 1994 гг. снизился в среднем в 2.9-4.3 раза. Анализ динамики уменьшения КП с течением времени позволил выделить два периода. В первый период снижение происходит достаточно интенсивно за счет фиксации

кп,

Бк/кг кБк/м2

20 -

15

10 -

0

1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 Г°Д

1 - суходольные луга на суглинистых и тяжелосуглинистых почвах;

2 - суходольные луга на песчаных и супесчаных почвах;

3 - низинные луга на торфяных и торфяно-глеевых почвах.

Рис. 2. Динамика КП шСэ в травостой лугов различных типов

основного количества радионуклидов в почве, во второй, вследствие наступления относительного равновесия между фиксированной и подвижной формами 137Св, наступает стабилизация и коэффициенты перехода изменяются значительно медленнее. Для лугов различных типов первый период составляет 2.0-2.2 года (примерно с 1987 по 1989 год), когда наблюдалось снижение накопления 137Сэ в растениях в среднем в 3-5 раз; второй - от 4 до 12 лет (1990-1994).

Коэффициенты перехода 137Сэ в растительность также зависят от видового состава травостоя, формирующегося на разных типах луга. Видовые различия по накоплению 137Сэ между луговыми растениями составили 14-30 раз. Переход радионуклида в растения сходных видов, произрастающие на суходольных лугах в 1.2-6.3 раза ниже, чем в растения пойменных или низинных. Поступление радионуклида в вегетативную массу растений зависело от особенностей генезиса почв и типа торфяника. Накопление 137Сэ растениями на торфяниках переходного типа в 3-28 раз выше, чем на низинных отложениях.

5

Сравнительная оценка эффективности защитных мероприятий на лугах

различных типов

Одним из важнейших путей уменьшения доз внутреннего облучения населения является применение защитных мероприятий, направленных на снижение перехода радионуклидов в сельскохозяйственную продукцию. Нами было проведено детальное исследование влияния широкого спектра защитных мероприятий, основанных на традиционных приемах луговодства на переход ,37Сз из почв в растительность лугов различных типов. На основании результатов, полученных в 7 полевых опытах были отобраны наиболее эффективные приемы (табл. 5). Отмечено, что максимальная эффективность при применении защитных мероприятий наблюдается на низкоплодородных кислых почвах легкого механического состава. На лугах, подверженных постоянному или кратковременному переувлажнению (пойменные, низинные и болотные луга), применение одинаковых агротехнических и агрохимических приемов более существенно уменьшало переход радионуклида в травостой, чем на суходолах. Наиболее эффективным пере-залужение было на органогенных почвах - кратность снижения накопления 137Сз в растительности была в 1.5 раза выше, чем на минеральных почвах.

Таблица 5. Эффективность защитных мероприятий на лугах различных типов

Район Тип почвы Вариант Кратность снижения КП

Суходольные луга

30-км зона ЧАЭС Дерново-подзолистая песчаная Удаление верхнего слоя (0-5 см) почвы 14.5

Вспашка + СаС03 1.9-2.1

Вспашка + Р120К180 4.6

Поверхностное улучшение 1.3-1.5

Коренное улучшение 3.3-5.4

Калужская область Дерново-подзолистая супесчаная Вспашка + СаС03+ Ы7оР-моК-ио 1.9

Дискование + СаС03 1.9

Поверхностное улучшение 1.5

Коренное улучшение 2.6

Тульская область Выщелоченный чернозем Вспашка + ЫдоРэоКдо 1.9

Вспашка + ЫзоРэоКэо+СаСОз 1.6

Оподзоленный чернозем Вспашка + СаСОэ 1.2

Вспашка + ЫдоРэоК^о 2.1

Вспашка + Ы90Р9оК27о+ СаС03 4.1

Пойменные луга

30-км зона ЧАЭС Дерновая песчаная Удаление верхнего слоя (0-5 см) почвы 12.0

Фрезерование + СаС03 1 5-2.0

Фрезерование + Р120К180 2.5-2.6

Фрезерование + Ы9о*9оР12оК18о+ цеолит + торф 2.9-3 1

Поверхностное улучшение 2.7-3.5

Таблица 5. (Продолжение)

Район Тип почвы Вариант Кратность снижения К1

30-км зона ЧАЭС Торфяно-болотная Фрезерование + К180 2.7-3.5

Фрезерование + СаС03 1.7-2.2

Фрезерование + Р^оК^о 2.3-4.7

Фрезерование + Ыдо-ютР-гаК^о + цеолит + СаС03 4.3-5.1

Калужская область Болотно-глеевая Фрезерование + ЫвоР^оК^о 2.5

Фрезерование + СаСОз 1.3

Поверхностное улучшение 3.3

Дерновая песчаная Фрезерование + ЫдоР-^оКш 1.7

Фрезерование + СаС03 1.5

Поверхностное улучшение 2.8

Низинные луга

30-км зона ЧАЭС Болотно-глеевая СаСОз 1.6-2.5

Поверхностное улучшение 2.3

Вспашка + ЫдоРбоКэо + цеолит + СаС03 3.0

Вспашка + М9оРвоК9о + цеолит 3.4-3.6

Вспашка + М^Р^оК-ио4- цеолит + СаСОз 3.8-4.5

Калужская область Болотно-глеевая Вспашка + СаС03 2.8

Вспашка + цеолит 3.3

Коренное улучшение 3.8

Фрезерование + СаС03 4.4

Поверхностное улучшение 2.4

Болотные луга

Брянская область Торфяная Осушение 2.7

Осушение + Вспашка + ЫдоРзоК-^о 3.0

Осушение + Вспашка + ЫэоРаоК^о + СаС03 4.1

Коренное улучшение 14.0

Внесение извести является обычным приемом при проведении улучшения лу гов на кислых почвах. Известкование приводит к снижению перехода 137Сэ в тра востой в 1.2-3.3 раза. Применение цеолита приводит к неоднозначному влияни на переход 137Сэ в травостой - в одних случаях не отмечается никакого эффекта а в других цеолит действует аналогично извести.

Наиболее эффективным из агрохимических мероприятий на всех типах поч было применение повышенных доз калийных и фосфорно-калийных удобрений Кратность снижения поступления шСз в травостой в этих вариантах варьировал, от 1.4 до 4.6. Использование фосфорных удобрений имело существенный эф фект лишь в качестве компонента полного минерального удобрения. Внесени азота в оптимальной дозе не влияло на переход 137Сэ в луговую растительность а применение повышенных доз приводило к увеличению накопления радионук лида в 1.2-1.7 раза.

Поверхностное улучшение лугов с различными типами почв, включающее фрезерование, внесение извести и полного минерального удобрения с повышенными дозами по калию, обеспечивает снижение загрязнения травостоя в 1.5-3.3 раза. Коренное улучшение лугов более эффективно, чем поверхностное. Вспашка почвы на 20-25 см с внесением повышенных доз фосфорно-калийных удобрений и извести приводит к уменьшению содержания 137Св в 2.8-4.1 раза (табл. 6). Была также отмечена более высокая эффективность применения коренного улучшения в первые годы после аварии по сравнению с отдаленным периодом. Эффективность проведения поверхностного улучшения от времени не зависило.

Эффективность последействия комплекса мероприятий оценивалась в течение пяти лет (табл. 7). В 1-й год после проведения поверхностного улучшения лугов наблюдалось снижение поступления 137Сэ в травостой в 1.2-1.4 раза, а при коренном - в 1.8-2.8 раза. В последующие годы эффективность действия мероприятий снижалось и через 2 года в вариантах с поверхностным улучшением эффект практически не наблюдался, а при коренном улучшении кратность снижения перехода 137Сэ в луговую растительность по сравнению с контролем составила 1.5-1.8 раза. Эффективность коренного улучшения через пять лет после проведения мероприятия снижалась в 1.1-1.3 раза.

Таблица 6. Эффективность защитных мероприятий на лугах различных типов

Почвы Поверхностное Коренное

улучшение улучшение

средн. мин макс средн. мин макс

Суходольный луг

Минеральные Песчаные, супесчаные 1.5 1.5 1.3 3.7 4.4 2.8

Легко-, среднесуглинистые 2.0 - - 3.5 - -

Тяжелосуглинистые 1.7 2.6 1.5 2.4 2.6 2.2

Низинный луг

Минеральные Песчаные, супесчаные 2.2 3.1 1.6 4.4 - -

Легко-, среднесуглинистые 2.3 - - 3.5 - -

Органогенные Торфянистые 2.9 3.3 1.2 5.1 6.5 3.8

Пойменный луг

Минеральные Песчаные, супесчаные 2.8 4.3 1.3 4.6 - -

Легко-, среднесуглинистые 2.6 3.3 2.1 4.5 - -

Органогенные Торфянистые 3.3 4.7 2.8 .4.9 5.9 2.6

Болотный луг

Органогенные Торфянистые 2.9 - 5.3 8.0 2.7

Таблица 7. Последействие мероприятий на суходольном лугу

Вариант Кратность снижения содержания в травостое 137Cs

1-й год 2-й год 3-й год 4-й год 5-й год

Удален слой 0-5 см. Засыпан "чистый" слой + ^воР^оКш 14.6 13.9 7.9 8.5 9.3

Перемещение дернины на глубину 10 см + Ы^оРшКчво 1.4 1.2 1.3 1.9 1.7

Фрезерование + СаСОз(2 Нг) + М^оР^оК^о 1.4 1.1 1.2 1.2 1.1

Фрезерование + СаСОз(2 Нг) + Ы1воР18оК180+ Цеолит (10 т/га) 1.2 , 1.1 1.1 1.3 1.0

Вспашка с оборотом пласта + СаСОз (2 Нг) + Ы^оР^оКш 2.8 2.1 1.8 1.9 2.1

Вспашка с оборотом пласта + СаСОз (2 Нг) + ^воРшК^о"1-Цеолит (10 т/га) 1.8 1.3 1.5 1.7 1.6

Классификация луговых экосистем по их использованию с учетом эффективности защитных мероприятий

В случае радиоактивного загрязнения окружающей среды луговые экосистемы, использующиеся в лугопастбищном кормопроизводстве, во многих случаях вносят значительный вклад в дозу внутреннего облучения населения. В целом ряде ситуаций этот вклад является преобладающим, что делает эти экосистемь: "критическими" в случае радиационных аварий. Специфические особенноеiv луговых экосистем и их вклад в формирование доз внутреннего облучения населения необходимо учитывать при прогнозировании радиационной обстановки после аварии, а также при разработке стратегии ликвидации последствий аварий.

С учетом полученных в работе данных по закономерностям миграции ,37Cs, размерам его накопления в травостое на различных типах естественных лугов, а также эффективности традиционных приемов улучшения луговых угодий была разработана классификация лугов на основе уровней вмешательства при производстве молочной продукции, на загрязненных кормовых угодьях (рис. 3). Классификация позволяет выделить наиболее критические звенья и районы при ведении сельскохозяйственного производства в условиях радиоактивного загрязнения. К таким районам относятся территории, где в почвенном покрове велика доля торфяных и торфяно-болотных почв. Использование болотных лугов на этих типах почв для производства молока возможно при плотности загрязнения не более 37 кБк/м2, а низинных и пойменных - менее 185 кБк/м2. Для суходольных лугов на минеральных почвах с легким и средним механическим составом -менее 550-600 кБк/м2. Однако, проведение защитных мероприятий дает возможность производить "чистое" молоко при 185 кБк/м2 в случае применения поверхностного улучшения на болотных лугах, и 370-440 кБк/м2 - при коренном улучше-

кБк/м

185 370 555 740 925 1110 1295 1480

Ки/км

10

15

20

25

30

35

40

Т и

п 1

п

о ч

В 1 ы 2

4 4

| Суходольные луга I |

'■•й I

! Низинные луга I

I _

I II

! Пойменные луга !

I

____ I I

| : ! Болотные луга !

т

□ Без защитных мероприятий □ Поверхностное улучшение Ш Коренное улучшение Ш Загрязнение молока выше ВДУ

1 - Песчаные и супесчаные почвы;

2 - Легко- и среднесуглинистые почвы;

3 - Тяжелосуглинистые и глинистые почвы;

4 - Торфянистые (органогенные) почвы.

Рис. 3. Классификация лугов по их использованию при производстве молока с уровнем загрязнения ниже ВДУ

нии. Для пойменных и низинных луговых угодий эти значения варьируют от 440550 кБк/м2 для поверхностного улучшения до 880-1100 кБк/м2 - для коренного. Практически без ограничений может вестись животноводство на суходольных лугах, почвенный покров которых представлен тяжелосуглинистыми черноземами. Получение молочной продукции, загрязненной ниже ВДУ, на лугах этого типа может быть достигнуто без применения контрмер при плотности загрязнения до 3700 кБк/м2.

Оценка эффективности защитных мероприятий и их влияние на формирование дозовой нагрузки на население

На основании количественных параметров миграции 137Сэ на лугах различны типов нами была дана оценка вклада молочных продуктов в формирование ин дивидуальной и коллективной доз (табл. 8). Отмечено, что максимальные значе ния дозовых нагрузок как правило образуются при использовании в рацион! местного населения продукции, производимой на лугах с гидроморфным типоп почвообразовательных процессов. Кроме того, почвы лугов, имеющие легки! механический состав определяют более высокое значение доз облучения, чел почвы тяжелого механического состава. Для суходольных лугов легкого механи ческого состава вклад молочных продуктов в эффективную эквивалентную доз; может в 60 раз превышать аналогичную величину для лугов на тяжелосуглинис тых почвах. Наиболее высокие значения доз характерны для близких по морфо логии почв низинных и пойменных лугов, что связано с высокой биологическо! подвижностью 137Сэ в этих биоценозах. Это позволяет выделить болотные луга,; также пойменные и низинные луга с органогенными типами почв, как критически! экосистемы с точки зрения их использования при производстве сельскохозяй ственной продукции в случае радиоактивного загрязнения. На основе анализ; экономии дозы для различных вариантов применения защитных мероприятий н< лугах различных типов для 1992 года ряд по снижению доз внутреннего облуче ния населения для лугов различных типов в результате применения контрме| можно представить в виде: суходольные < низинные в пойменные < болотные.

Таблица 8. Дозы внутреннего облучения населения за счет потребления загряз ненных 1 7Сэ молочных продуктов, (1991-1992 гг.)

Почвы ЭЭД, мЗв/год УКЭЭД, мЗв/(год-га)

средн. мин | макс средн. | мин | макс

Суходольный луг

Минеральные Песчаные, супесчаные Легко-, среднесуглинистые Тяжелосуглинистые 2.9 0.25 0.04 4.8 1.2 4.0 0.80 0.17 6.2 1.7

Низинный луг

Минеральные Песчаные, супесчаные Легко-, среднесуглинистые 4.3 1.2 - - 8.6 2.0 - -

Органогенные Торфянистые 5.6 5.9 5.3 9.8 10.4 9.2

Пойменный луг

Минеральные Песчаные, супесчаные Легко-, среднесуглинистые 4.7 2.7 9.7 2.6 5.9 5.1 11.6 3.4

Органогенные Торфянистые 5.7 7.7 4.6 10.2 13.7 7.9

Болотный луг

Органогенные | Торфянистые 9.9 | 14.9 | 5.0 | 17.2 | 26.8 | 7.8

ЭЭД, мЗв/год

1 2 3 1 2 4 1 2 4 4

Суходольные Низинные Пойменные Болотные

Луга

ВО - Внешняя доза облучения при плотности загрязнении почвы 37 кБк/м2.

1 - Песчаные и супесчаные почвы;

2 - Легко- и среднесуглинистые почвы;

3 - Тяжелосуглинистые и глинистые почвы;

4 - Торфянистые (органогенные) почвы.

Рис. 4. Сравнительный анализ источников формирования индивидуальных доз облучения населения на лугах различных типов с учетом проведения защитных мероприятий.

Результаты сравнительного анализа различных источников облучения населения (рис. 4) - эффективных эквивалентных доз, полученных за счет потребления молочной продукции, произведенной на лугах различного типа без применения защитных мероприятий и после проведения коренного их улучшения, и доз внешнего облучения позволяют сделать вывод, что вклад "молочной цепочки" в суммарную дозу в большинстве случаев от 3 до 5 раз превышает вклад внешнего облучения. Это показывает, что применение защитных мероприятий на лугах и пастбищах имеет большое практическое значение и позволяет существенно снизить общую дозу облучения населения.

В целом полученные результаты показывают, что оценка эффективности защитных мероприятий на лугах различных типов должна проводится на основе комплекса различных показателей, таких как кратность снижения коэффициентов перехода !37Сз в растительность, уменьшение эквивалентной эффективной дозы и удельной коллективной эффективной эквивалентной дозы. Комплексное при-

менение этих показателей будет способствовать получению более корректной

оценки радиационной ситуации на территориях, загрязненных ,37Сз.

ВЫВОДЫ

1 В случае радиоактивного загрязнения окружающей среды луговые экосистемы, использующиеся для получения кормов для животных, во многих случаях вносят значительный вклад в дозу внутреннего облучения населения. В целом ряде ситуаций этот вклад является преобладающим, что делает эти экосистемы "критическими" в случае радиационных аварий. Специфические особенности луговых экосистем и их вклад в формирование доз внутреннего облучения населения необходимо учитывать при прогнозировании радиационной обстановки после аварии, а также при разработке стратегии ликвидации последствий аварий. |

2. С использованием двухкомпонентной конвективно-квазидиффузионной модели определены параметры вертикальной миграции 137Сз на лугах различных типов. Максимальные коэффициенты миграции установлены для болотных лугов: 0.10-0.46 см2/год для "медленной" и 0.40-1.28 см2/год для "быстрой" компонент, а минимальные - для суходольных лугов: 0.01-0.06 и 0.09-0.68 см2/год, соответственно.

3 По ряду убывания экологического периода полуочищения корнеобитаемого слоя почвы (Тес) луга располагаются в последовательности: суходольные (55138) > низинные (38-93) > пойменные (19-95) > болотные (15-21). С 1987 по 1994 год Тес увеличился в 1.7-6.0 раз на разных типах почв.

4. Величина коэффициентов перехода 137Сэ в травостой естественных лугов с 1987 по 1994 гг. снизилась в 2.9-4.3 раза. Выделено два периода по у меньше-

137

нию интенсивности перехода Сэ в растительность лугов с течением времени, продолжительность которых зависит от типа луга и свойств почвы: первый период полуснижения с 1987 по 1989 гг. составил 2.0-2.2 года; второй с 1990 по 1994 гг. - от 4 до 12 лет.

5. Максимальные коэффициенты перехода 137Св в травостой лугов характерны для болотных лугов с органогенными почвами. По снижению коэффициентов перехода типы луга располагаются в последовательности: болотные (14.358.2) > пойменные (1.9-14.4) > низинные (0.7-12.2) > суходольные (0.4-12.1).

6. Применение комплекса защитных мероприятий на лугах является эффективным приемом, обеспечивающим снижение накопления 137Сэ в продукции лугопастбищного кормопроизводства от 1.2 до 8.0 раз. Поверхностное улучшение, включающее фрезерование в комплексе с известкованием и внесением повышенных доз фосфорно-калийных удобрений, снижает накопление

137Сэ луговой растительностью в 1.2-5.3 раза. Коренное улучшение с аналогичными комплексом агрохимических приемов - в 1.9-8.0 раз. Эффективность применяемых контрмер зависит от типа луговой экосистемы и выше на болотных и низкопродуктивных суходольных лугах.

7. Разработана классификация луговых биогеоценозов по их использованию на загрязненных 137Сэ территориях с учетом эффективности защитных мероприятий, на основе которой болотные луга, а также пойменные и низинные луга с органогенными и минеральными почвами легкого механического состава выделены как критические экосистемы для ведения лугопастбищного кормопроизводства.

8. Луга различного типа по их вкладу в формирование индивидуальных эффективных эквивалентных доз можно представить в виде ряда: суходольные (0.04-4.80 мЗв/год) < низинные (1.2-5.9 мЗв/год) < пойменные (2.6-9.7 мЗв/год)

< болотные (5.0-14.9 мЗв/год).

9. Эффективность защитных мероприятий по критерию экономии дозы зависит от типа луга. По данным 1992 г. экономия дозы в результате применения защитных мероприятий уменьшается в ряду: суходольные луга (0.03-1.03 мЗв/год) < низинные луга (3.0-4.4 мЗв/год) = пойменные луга (3.6-4.1 мЗв/год)

< болотные луга (3.7-4.6 мЗв/год).

10. Для лугов, сформированных на органогенных типах почв, а также на почвах легкого механического состава, вклад внутреннего облучения "молочной цепочки" в суммарную дозу в 3-5 раз превышает вклад внешнего облучения. Суходольные и низинные луга на почвах среднего и тяжелого механического состава обуславливают дозы внутреннего облучения в 2-9 раз ниже, чем от внешнего облучения. После проведения защитных мероприятий вклад внутреннего облучения может быть снижен от 50 до 80 % и не будет превышать 10-50 % от внешнего облучения.

Список работ, опубликованных по теме диссертации:

1. Санжарова Н. И., Фесенко С. В., Котик В. А. Методологический подход и принципы организации контроля загрязнения ксенобиотиками почв сельскохозяйственных угодий // Матер, научн. симпоз. по загрязнению почв ксенобиотиками и абсорбционным методам детоксикации. Краснодар, 2628 октября 1993. - С. 71-71.

2. Санжарова Н. И., Фесенко С. В., Котик В. А. Структура и основные элементы мониторинга загрязнения почв ксенобиотиками // Матер, научн. симпоз. по загрязнению почв ксенобиотиками и абсорбционным методам детоксикации. Краснодар, 26-28 октября 1993. - С. 46-49.

3. Sanzharova N. I., Fesenko S. V., Kotik V. A., Spiridonov S. I. Behaviour of radi-! onuclides in meadows and efficiency of countermeasures // Radiation Protection Dosimetry. - 1996. - Vol. 64. - № 1/2. - P. 43-48.

4. Bunzl K., Hillman U., Jacob P., ... Kotik V. A. et al. Migration behaviour of radio-caesium in meadow soil and external radiation exposure // Behaviour of radionuclides in natural and semi-natural environments. Final report. Ed. by M. Belli and F. Tikhomirov. EUR 16531 EN. 1996. - P. 94-104.

5. Санжарова H. И., Котик В. А., Архипов A. H. и др. Количественные параметры вертикальной миграции радионуклидов в почвах на лугах различных типов / Радиационная биология. Радиоэкология. - 1996. - Т. 36. - Вып. 4. -С. 488-497.

6. Котик В. А. Оценка периодов полуочищения корнеобитаемого слоя на лугах различных типов // Сб. тез. 5-й Межд. науч.- техн. конф. "Чернобыль -96. Итоги 10 лет работы по ликвидации последствий аварии на ЧАЭС". Зеленый Мыс, 11-16 марта 1996. - С. 245.

7. Санжарова Н. И., Фесенко С. В., Котик В. А. Поведение 137Cs в луговых экосистемах // Сб. тез. 5-й Межд. науч.- техн. конф. "Чернобыль - 96. Итоги 10 лет работы по ликвидации последствий аварии на ЧАЭС". Зеленый Мыс, 11-16 марта 1996. - С. 273.

8. Котик В. А., Санжарова Н. И., Архипов А. Н. и др. Изучение особенностей вертикальной миграции 137Cs в луговых экосистемах // II Обнинский симпозиум по радиоэкологии, Обнинск, 27-31 мая 1996. - С. 137-139.

9. Санжарова Н. И., Котик В. А. Некоторые подходы к радиоэкологической классификации лугов // II Обнинский симпозиум по радиоэкологии, Обнинск, 27-31 мая 1996. - С. 163-165.

Заказ 121 Формат 60x84 6 Объем 1 п. л.

Отпечатано в типографии ВНИИСХРАЭ, г. Обнинск Тираж 100 экз.