Изучение особенностей поведения и распределения 137Cs в звене почва–растения, страница 3

Для научного обоснования разработки приемов по уменьшению накопления радиоактивных изотопов в урожае большое значение имеет исследование поведения их в почве, поглощение растениями и факторами, определяющими переход радиоактивных изотопов из почвы в растения. Существенным барьером, препятствующим движению продуктов деления через растения по пищевым цепочкам является почва. По поступлению в растения из водного раствора на первом месте стоит ¹³⁷Cs > ⁹⁰Sr. В процессе роста растений количество продуктов деления в них увеличивается, а содержание на единицу органического вещества снижается, поэтому при скармливании животным молодой травы продукты деления будут включаться в пищевые цепочки в большом количестве [25].

Наблюдается тесная связь между уровнем накопления ¹³⁷Cs и агрохимическими свойствами почв [26]. Меньше всего накапливают радионуклидов растения выращиваемые на черноземах, а максимальная концентрация их обнаруживается у продуцентов торфоболотных, песчаных, подзолистых почв [27]. В настоящее время значительная доля выпавших радионуклидов в результате самопроизвольно идущего процесса выщелачивания переместилась в горизонты максимально распространенных корневых систем [28]. Поступление радиоактивных веществ в растения в основном происходит двумя путями. Первый – оседание радиоактивных элементов из атмосферы на поверхность листьев, стеблей и др. Второй — вовлечение радиоактивных веществ из почвенного раствора корнями растений. О размерах загрязнения территории радиоактивными элементами в растительности ¹³⁷Cs при почвенном поступлении можно судить по следующим данным (в процентах от внесенного количества):

–  естественные травы – 0,047;

–  сеянные однолетние травы – 0,007.

Важно знать, какое количество радионуклидов задержалось на растениях, и как долго они будут удерживаться, для того чтобы можно было загрязненные растения вовремя убрать и не допускать попадания этих нуклидов в почву [29].

"Свежие" форма радионуклидов могут быть более доступны для усвоения растениями в первых период пребывания их в почвах по сравнению с их доступностью в более поздние сроки, когда произойдет их "старение" – комплекс почвенно-химических реакций, связанных с вхождением радионуклидов в кристаллическую решетку глинистых минералов, ионным обменом и т.д. [30].

Доступность нуклидов растениям при корневом пути поступления в значительной мере определяется физико-химическими свойствами элементов, процессами сорбции их почвой, распределением корневой системы растений относительно загрязненного слоя почвы [31]. Поступление ¹³⁷Cs в растения связано с его способностью поглощаться корнями растений из почвенного раствора и прочно закрепляться в почве [32]. Поглощение ионов и передвижение вверх происходит в несколько стадий:

1 стадия. Поглощенные ионы благодаря диффузии легко проникают в свободное пространство ткани корневых волосков. Этот процесс связан с использованием энергии, освобожденной при дыхании.

2 стадия. Ионы проникают в проводящие ткани.

3 стадия. Восходящие движение ионов в сосудистые ткани. Скорость передвижения ионов к побегам зависит от интенсивности транспирации. На величину перехода ¹³⁷Cs из почвы в растения влияет сумма обменных катионов. На почвах с низкой суммой поглощенных оснований, как правило, нуклиды переходят в растение более интенсивно, чем на почвах, имеющих более высокую сумму обменных катионов. Из состава обменных катионов на поступление ¹³⁷Cs из почвы в растения сильнее всего влияет обменный калий [33]. С увеличением содержания обменного калия в почвах накопление ¹³⁷Cs в растениях снижается [34]. Происходит сильная дискриминация его по отношению к калию, т.е. радиоцезий поступает из почвы в растения значительно медленнее калия. Величина соотношения Cs¹³⁷/K в растениях в сотни раз меньше, чем в почве [35]. Причиной дискриминации ¹³⁷Cs относительно К при переходе из почвы в растения является более сильная сорбция твердой фазой почвы ¹³⁷Cs по сравнению с К [34]. На кислых почвах радионуклид поступает в растения в значительно больших количествах, чем из слабощелочных, нейтральных, слабокислых. Ликвидация избыточной кислотности, как правило, уменьшает размеры перехода нуклида в растения [36]. Для оценки поступления радионуклидов из почвы в растения используют коэффициент накопления (К.Н.) – отношение содержания нуклида в единице массы растений и почвы соответственно [37]. Накопление ¹³⁷Cs в растениях в 10 раз меньше, чем ⁹⁰Sr [30].