Міграція радіонуклідів в системі сільськогосподарських меліорацій

Після аварії на Чорнобильській АЕС в Україні залишилося 8,4 млн. га забруднених агроланшафтів. Суттєве перевищення фонового (до аварійного) рівня забруднення ґрунтів відмічено у 74 районах 11 областей України. Оцінка забруднення ⁹⁰Sr і трансурановими елементами виконувалась шляхом відбору та аналізу проб ґрунту радіохімічними, бета- і альфа спектрометричними методами [124].

Критичними ландшафтами на території, яка була забруднена, стали ліси, природні та окультурені пасовища, для яких значення переходу радіонуклідів з гранту в рослинність була істотно (в десятки разів) вище, порівняно із розореними ґрунтами. Критичність ландшафтів з точки зору інтенсивності міграції радіонуклідів в біологічних ланцюгах, обумовлюється, в першу чергу, типом ґрунтів, до яких відносяться торф'яні, торф'яно-глеєві та торф'яно-болотні ґрунти з високим змістом органічної речовини - від 2 до 60%, дуже низьким змістом глинистих мінералів та мулистої фракції, кислою реакцією ґрунтового розчину (рН 4,2-5,4) та високою вологістю. Коефіцієнти переходу ¹³⁷Cs в рослини на таких ґрунтах можуть бути в 4-18 разів вище ніж на дерново-підзолистих ґрунтах (Б.С.Прістер, 1999).

Значна кількість радіоактивних речовин при аварії реактора Чорнобильської АЕС випала на акваторію р. Прип'ять та її лівобережну пойму, на якій осіло близько 14000 кюрі ⁹⁰Sr і приблизно 700 кюрі нуклідів плутонію. При високій швидкості переміщення у ґрунтах стронцій вилуговується поверхневими, грунтовими водами, поступає у р.Прип'ять, а потім в р. Дніпр. Змив нуклідів стронцію не перевищує 1% на рік, однак враховуючи значну величину запасів його на пойми, змив з неї є основним джерелом попадання нукліду у воду р.Дніпро. Окрім того, пойма періодично затоплюється і при високих швидкостях течії інтенсивно промивається. В 1991-1993 роках лівобережна поймі була захищеною намивною дамбою протяжністю близько 13 км, але в 1986 році на її пісчаній поверхні знаходилась велика кількість довгоживучих радіонуклідів, що знаходились під впливомі інтенсивного змиву

При послідуючих викидах радіаційних речовин була забруднена акваторія Київського водосховища. Всього на території водозбірного басейну річок Дніпро і Прип'ять винесло близько 450 тис. кюрі ¹³⁷Cs і 70 тис. кюрі ⁹⁰Sr. У воді Дніпровських водосховищ знаходилось близько 5000 кюрі¹³⁷Cs, 2000 кюрі ⁹⁰Sr і 5 кюрі ²³⁹Pu Розпочалась активна міграція радіонуклідів у водне середовище, через кілька місяців радіоактивність досягла Каховського водосховища. Всього Дніпровський каскад налічує 6 водосховищ. Вода з них використовується для зрошення значної частини Південного Степу України і питного водопостачання близько 32 млн. населення, розведення і вирощування риби [124].

Забруднення зрошувальної води радіонуклідами є одним з головних факторів радіаційного забруднення агроландшафтів, особливо при поливах дощуванням. При поверхневих способах поливу радіонукліди зв'язуються з ґрунтом, при цьому інтенсивність міграції радіонуклідів в системі грунт-рослини знижується. При використанні дощувальної техніки відбувається позакореневе забруднення шляхом сорбції радіонуклідів листовою поверхнею рослин. Це обумовлює, важкоусвідомлюєме обмеження: допустимий рівень забруднення води на питне водопостачання може у 20 разів перевищувати значення нормативу якості зрошувальної води. Тому вода може бути придатна для питтєвих потреб і в той же час мати обмеження для зрошення. Скорочення поливних і зрошувальних норм, наскільки це можливо в конкретних кліматичних і сільськогосподарських умовах, сприяє зменшенню радіаційного забруднення агроландшафтів [124]. Особливе місце при забрудненні радіонуклідами займають ландшафти зони рисосіяння України, що розташовані в АР Крим і Херсонській області, де використовується для поливу дніпровська вода з Каховського водосховища. Зрошувальна норма для рису досягає 25-30 тис. м³/га, тому перехід на ресурсо- та енергозберігаючі рисові зрошувальні системи є безумовно актуальним питанням в Південному регіоні України.

Особливістю ландшафтів Південного Степу України є те, що каштанові ґрунти цієї зони характеризується реліктовим засоленням грунтових вод, які внаслідок капілярного підйому і транспірації підтягують солі до орного горизонту. Промивний режим за рахунок значних зрошувальних норм забезпечує низходячий промивний режим, що створює умови по запобіганню вторинного засолення кореневміщуючого шару ґрунту. Якщо припинити рисосіяння, через кілька років після припинення затоплення чеків, верхня межа капілярної кайми грунтових вод з великою ймовірністю може піднятися до поверхні землі, після чого грунти перейдуть у категорію вторинно засолених і стануть непридатними для сільськогосподарського використання.

В Табл.3.5 приведені дані, що характеризують вплив міграції радіонуклідів водосховищ Дніпровського каскаду і накопичення їх в сільськогосподарській продукції, що вирощується на зрошувальних землях. Ці дані можуть бути використані для аналізу при виконанні курсових і дипломних проектів з ландшафтних меліорацій. При аналізі важливо звернути увагу на концентрацію ¹³⁷Cs в сільськогосподарській продукції, що вирощена при зрошенні дніпровською водою та водою з інших водоймищ, а також вирощену на богарі в зоні Українського Полісся. Слід звернути увагу і на те, з якою швидкістю зменшується концентрація радіонуклідів у продукції тваринництва і рослинництва у часі (порівняння даних за 1987 і 1997рр.). Дані по забрудненню ¹³⁷Cs сільськогосподарської продукції, вирощеної на зрошуваних землях в Харківській та Донецькій областях слід розглядати як контрольні, тому що водоймища і водозбірні басейни на цих територіях практично не забруднені в результаті аварії і не зв'язані із забрудненими територіями по стоку [124].

Таблиця 3.5. Концентрація ¹³⁷Cs в продукції зрошуваних і богарних земель в Україні, Бк/ кг (Б.С.Прістер, 1999)

Аналіз даних табл.3.5 показує, що концентрація радіоактивного цезію в сільськогосподарській продукції зменшується вниз за течією р. Дніпро. В 1987 році ця тенденція простежується більш чітко. Це пояснюється очищенням води в результаті сорбції та осадження радіонуклідів на мулистих та органічних завислих речовин [124]. Найбільш радіаційне забруднення при зрошенні дощуванням впливає на вегетативні частини рослин. Наприклад, сіно люцерни, і як наслідок, молоко. Захищені оболонками і слабо змочувані зерно і плоди овочів затримують радіоактивний цезій значно менше. Приклади міграції радіонуклідів із зрошувальною водою демонструють ступінь впливу 30 кілометрової зони на радіаційний стан агроландшафтів півдня України, що віддалені від Чорнобиля на відстань більше 600 км.

Реальна небезпека радіаційного впливу існувала і залишається сьогодні на території західного радіаційного сліду у північній частині Українського Полісся. Про це свідчать дані таблиці 3.6, де показаніі діапазони концентрації радіоційного цезію у грибах і ягодах. В Україні ці продукти заготовляються у значній кількості, збір їх проводять, як правило, на заболочених ділянках. Екологічні, економічні умови та інерційність етнічних звичаїв не дозволяють виключити споживання цих видів продукції.

Таблиця 3.6. Концентрація ¹³⁷С_s в грибах і ягодах 1995 р., Бк/кг (Б.С.Прістер, 1999).