Накопление радионуклидов растительностью

Лесных фитоценозов

Значительное количество радиоактивных выбросов в зонах загрязнения аккумулировали лесные массивы, которые оказались природным барьером на пути распространения радиоактивных аэрозолей. Общая площадь загрязнения лесов в Беларуси составляет 17198 тыс.га или 25,6%.

В лесных экосистемах миграция, распределение и накопление радионуклидов имеют свои особенности. В начальный период после выпадения радиоактивных веществ преобладает миграция "сверху - вниз", т.е. перемещение радионуклидов из крон под полог леса. Через некоторое время основная масса радионуклидов концентрируется в верхней органической части или в подстилке. Затем начинается миграция из подстилки в минеральные слои почвы. Продолжительность этого процесса в хвойных лесах 3-5 лет, в лиственных — 1 год. На миграцию радионуклидов вглубь по профилю почвы влияют следующие факторы:

– плотность загрязнения лесного массива (с увеличением плотности загрязнения миграция возрастает);

– химические свойства радионуклидов (интенсивность миграции стронция-90 значительно выше, чем цезия-137, так как стронций-90 находится в более подвижных формах);

– толщина и степень сформированности лесной подстилки ( в более старых лесах с мощной и хорошо минерализованной подстилкой миграция замедляется, в молодых лесах с плохо разложившейся подстилкой идет активнее);

– состав и возраст насаждений (в лиственных лесах происходит ежегодный сброс листьев и быстрая минерализация опада, сопровождающаяся высвобождением радионуклидов из опада и перемещением их в верхние слои почвы);

– гранулометрический состав почвы (в лесах, произрастающих на песчаных и торфяных почвах, миграция интенсивнее);

– режим увлажнения (на гидроморфных почвах с хорошим торфяным слоем идет активная миграция из подстилки в минеральные слои почвы).

За время, прошедшее после катастрофы на ЧАЭС, радионуклиды опустились в глубь почвы максимум до 30-35 см. Основная часть их (45-95%) в почве находится в фиксированной форме в нижних слоях подстилки и в верхних минеральных слоях почвы (1– 5см). На гидроморфных почвах преобладают обменная и подвижная формы Сs-137 и Sr-90.

В древесную растительность радионуклиды поступают двумя путями – через вегетирующие органы – аэральный путь и через корни – корневой путь. При аэральном пути поступления оказывает влияние количество выпавших радиоактивных осадков, размер радиоактивных частиц, форма выпадения и свойства радионуклидов, распределение радионуклидов в кроне деревьев, биологические особенности растений, фаза развития растений, сезон года.

Поступление радионуклидов из почвы зависит от плотности загрязнения леса и форм нахождения радионуклидов в почве, почвенных и климатических условий, места произрастания, типа и структуры биоценоза, биологических особенностей и возраста леса.

В лесном фитоценозе максимальная концентрация радионуклидов у растительности нижнего яруса (лишайники, мхи, грибы), минимальная – у растительности древесного верхнего яруса. Травянистые виды – кустарники, подлесок и подрост занимают промежуточное положение. Большинство радионуклидов концентрируется в корнях и слабо переходит в наземную часть, за исключением цезия и стронция. По накоплению древесными растениями цезия-137 в древесине установлен следующий убывающий ряд: осина, береза, сосна, ель, дуб, ольха. По накоплению стронция-90 — осина, береза, ольха, ель, сосна, дуб. Установлено, что береза поглощает из почвы цезия-137 в 2-18 раз, а стронция-90 в 13 раз больше, чем сосна. У деревьев максимальное количество радионуклидов сосредоточено в коре, минимальное — в древесине. Степень накопления в древесине зависит от ее строения. Больше радионуклидов накапливают деревья с заболонной древесиной (осина, береза), меньшее накопление у деревьев с ядровой древесиной (дуб, сосна). Концентрация радионуклидов снижается от периферии к центру ствола.

Грибы, лишайники и мхи накапливают радионуклиды на 1-2 порядка больше, чем их концентрация в почве. По накоплению цезия-137 в плодовых телах грибы разделяются на 4 группы:

– слабонакапливающие (опенок осенний);

– средненакапливающие (подберезовик, белый гриб, лисичка, рядовка);

– сильнонакапливающие (груздь черный, сыроежки всех видов);

– аккумуляторы радиоцезия (гриб польский, масленок, волнушка).

В шляпках накапливается цезия-137 в 1,5-3 раза больше, чем в ножках.

По накоплению радиоцезия лесные ягоды располагаются в следующем убывающем порядке: черника, голубика, брусника, клюква, земляника. В ягодах концентрация радионуклидов в 2-3 раза меньше, чем в стеблях и листьях.

Сбор грибов, ягод, заготовка лекарственного сырья разрешены в лесах при плотности загрязнения до 2 Ки/км². Рубка леса производится в зоне загрязнения до 15 Ки/км² по традиционным технологиям, а в зоне 15-40 Ки/км² по специальным технологиям. В зоне свыше 40 Ки/км² рубку не производят.

При отмирании травянистой и древесной растительности радионуклиды возвращаются в почву и включаются в процессы миграции.