Радиологическое состояние почвенного покрова и продукции растениеводства СП «Нижнеиртышское» Саргатского района Омской области
Автор: Шмидт Александр Генрихович, Матвейчик Олег Анатольевич
Журнал: Вестник Омского государственного аграрного университета @vestnik-omgau
Рубрика: Науки о земле
Статья в выпуске: 4 (12), 2013 года.
Бесплатный доступ
В ходе экспериментальных исследований получены данные, характеризующие содержание радионуклидов в почве и растениях СП «Нижнеиртышское» Саргатского района Омской области
Радиоактивные элементы, радионуклиды, ионизирующее излучение, стронций-90, цезий-137, радий-226, торий-232, калий-40, радиологический мониторинг, экологическая безопасность
Короткий адрес: https://sciup.org/142198928
IDR: 142198928
Текст научной статьи Радиологическое состояние почвенного покрова и продукции растениеводства СП «Нижнеиртышское» Саргатского района Омской области
Радиоактивное загрязнение биосферы является одним из опасных видов воздействия при производственной деятельности человека в современных условиях. Развитие атомной промышленности, энергетики, физико-химических технологий, добыча и переработка урановых и ториевых руд, производство ядерного оружия, эксплуатация ядерных реакторов сопровождается поступлением в биосферу большого количества искусственных делящихся материалов. Таким образом, радиоактивные вещества и их излучения – важнейший экологический фактор, воздействующий на биоту и представляющий большую потенциальную опасность для человека.
Необходимо решение проблемы сельского хозяйства в условиях загрязнения почвы радиоактивными элементами – максимально возможного снижения поступления этих веществ в растениеводческую продукцию и предотвращения их накопления в организмах сельскохозяйственных животных. Решение задачи связано с комплексом мероприятий, которые следует провести в сельском хозяйстве. Основанием для их проведения является увеличение заболеваемости и смертности, врожденных уродств и населения, проживающего на загрязненных территориях.
Загрязнение системы почва – растения – вода различными химическими веществами, а главным образом твердыми, жидкими и газообразными отходами промышленности, продуктами топлива и т. д. приводит к изменению химического состава почв.
Техногенные выбросы радионуклидов в природную среду в ряде районов земного шара значительно превышают природные нормы.
Радионуклиды по цепочке почва – растение – животное попадают в организм человека, накапливаются и оказывают неблагоприятное воздействие на здоровье. Поэтому одна из задач современности – производство экологически чистой продукции [15].
Цель исследований – оценка радиологического состояния почвенного покрова и продукции растениеводства СП «Нижнеиртышское» Саргатского района Омской области.
Задачи исследования:
-
1. Определение содержания искусственных (137Cs и 90Sr) и естественных (40К, 226Ra, 232Th) радионуклидов в почвах СП «Нижнеиртышское» Саргатского района Омской области.
-
2. Установление количества радионуклидов, поступивших в сельскохозяйственные культуры и накопившихся в урожае.
-
3. Оценка по полученным результатам радиологической обстановки исследуемой территории.
В ходе исследований получены данные, характеризующие содержание радионуклидов в почве и продукции растениеводства СП «Нижнеиртышское» Саргатского района Омской области.
Объекты и методы исследования
Объекты исследования – пахотный слой почвенного покрова и продукция растениеводства СП «Нижнеиртышское» Саргатского района Омской области. В ходе исследований определено содержание 137Cs, 90Sr, 232Th, 226Ra и 40K в почвенных и растительных образцах.
Все земли сельскохозяйственного назначения расположены на территории Нижнеиртышского сельского поселения в южной части Саргатского района вдоль реки Иртыша (слабоволнистой территорией с уклоном к реке). Территория представлена в виде единого земельного массива. По агроклиматическому районированию земли сельского поселения находятся в теплой, умерено увлажненной зоне.
Значительную часть хозяйства занимают черноземы. Первое место по площади – у чернозема обыкновенного среднемощного среднегумусового тяжелосуглинистого. Второе место – у чернозема обыкновенного солонцеватого среднемощного тяжелосуглинистого. Это наиболее продуктивные почвы данного хозяйства, имеющие высокий балл бонитета [10].
Радиологическое обследование почв сельскохозяйственных угодий проводится одновременно с агрохимическим и эколого-токсикологическим. Используют единую картографическую основу, разбивку на элементарные участки и нумерацию почвенных проб.
Точечные пробы отбирают методом конверта по диагонали или другим способом, следя за тем, чтобы каждая проба представляла часть почвы, типичной для исследуемых почвенных горизонтов и ключевых участков.
Метод конверта является наиболее распространенным способом отбора смешанных почвенных образцов и чаше всего применяется для исследования почвы гумусового горизонта. Отбор проб почвы проводят в начале вегетационного периода, а именно в мае – июне [9].
При отборе растительных проб в хозяйственных и естественных угодьях необходимо учитывать биологические особенности культур, состояние посевов, макро- и микрорельеф местности. Отбор проб растений ведут на тех же участках, где и пробы почвы, перед уборкой урожая – отдельно основной и побочной продукции.
В полевых условиях наземную часть растений срезают острым ножом или ножницами на высоте 3–5 см над поверхностью почвы, укладывают в полиэтиленовые пленки, вкладывая этикетку установленного образца [13].
Подготовка почвенных и растительных проб к измерению проведена согласно Методическим указаниям по агрохимическому обследованию почв [13].
Для радиологического исследования составлены смешанные пробы с 900 элементарных участков. Получилось 18 смешанных проб, по 1000 г каждая.
Определение удельной радиоактивности почвенных и растительных образцов проведено с помощью радиометра – спектрометра универсального СКС-99 «Спутник». Установка спектрометрическая СКС-99 «Спутник» МГФК.412154.001 (далее – СКС-99) предназначена для спектрометрических, радиометрических и дозиметрических измеренийи ионизирующих излучений.
Результаты исследований и их анализ
В результате радиологического обследования земель сельскохозяйственного назначения СП «Нижнеиртышское» Саргатского района Омской области получена информация о сложившейся радиологической обстановке: количественные данные содержания естественных и искусственных радионуклидов в почвах данного хозяйства (табл. 1).
Таблица 1
Содержание радионуклидов в почвах сельскохозяйственного назначения СП «Нижнеиртышское» Саргатского района Омской области, Бк/кг
|
Номер объединенной пробы, почва |
Содержание радионуклидов, Бк/кг |
||||
|
90Sr |
137Cs |
40 К |
226Ra |
232Th |
|
|
№ 1, Ал |
3,1 |
12,2 |
519 |
42,3 |
49,5 |
|
№ 2, Ал |
3,3 |
12,6 |
494 |
50,9 |
51,0 |
|
№ 3, Ал |
2,9 |
12,4 |
432 |
40,7 |
59,7 |
|
№ 4 Чв |
3,5 |
13,2 |
609 |
53,5 |
66,4 |
|
№ 5, Чв, СНг |
2,3 |
12,7 |
784 |
54,8 |
43,3 |
|
№ 6, СНг |
2,4 |
12,5 |
683 |
46,1 |
56,9 |
|
№ 7, Чо, СНс |
2,4 |
12,7 |
553 |
52,2 |
67,9 |
|
№ 8, Чо |
3,4 |
12,5 |
434 |
49,7 |
67,7 |
|
№ 9, Чо, СНг |
2,3 |
12,4 |
596 |
34,6 |
52,3 |
|
№ 10, Чо, СНс |
3,0 |
13,8 |
712 |
55,9 |
44,1 |
|
№ 11, Чо |
2,5 |
14,0 |
565 |
38,3 |
61,8 |
|
№ 12, СНг |
2,7 |
12,8 |
691 |
59,1 |
45,5 |
|
№ 13, Чо |
3,6 |
12,4 |
698 |
46,4 |
68,3 |
|
№ 14, Чо |
2,4 |
14,4 |
683 |
41,6 |
45,9 |
|
№ 15, Чо |
2,5 |
12,2 |
548 |
60,5 |
68,8 |
|
№ 16, Чо, СНг |
2,4 |
13,7 |
667 |
47,2 |
70,4 |
|
№ 17, Чо |
2,4 |
12,7 |
696 |
62,2 |
42,3 |
|
№ 18, Чо |
2,9 |
14,7 |
578 |
42,1 |
49,7 |
|
Среднее значение |
2,8 |
13 |
608 |
48,8 |
56,2 |
|
Среднее по Омской области |
1,2 |
12,6 |
388 |
20,7 |
24,9 |
|
Среднее по России |
6,5 |
22 |
520 |
27 |
30 |
В Российской Федерации во всех субъектах, где агрохимические службы присутствуют продолжительное время, установлены среднемноголетние данные по содержанию радионуклидов в почвах. За контрольный уровень принимаем среднее значение содержания радионуклидов в почвах России. Так как отсутствуют величины ПДК радионуклидов в почвах, сравнение проводится со средними значениями по Омской области и России.
Содержание радионуклидов в почвах СП «Нижнеиртышское стабильно», опасные искусственные радионуклиды цезий-137 и стронций-90 не превышают контрольные среднероссийские значения. В нескольких образцах естественные радионуклиды (40K, 226Ra, 232Th) превышают среднероссийские показатели. Они прочно связаны илистой частью почвы и слабо переходят в растения. Превышение связано с их изначальным присутствием в почвообразующей породе.
Дополнительные мероприятия по снижению в почвах радионуклидов не требуются, т. к. коэффициенты накопления в растениеводческой продукции невелики и опасений поступления по трофическим цепочкам радиоизотопов в организм человека нет.
Величина коэффициента накопления позволяет предположить, какое количество радионуклида присутствует в растениях. Сведения о значениях коэффициентов накопления и их варьировании можно узнать из литературных источников. Однако данные часто бывают неполными, а в некоторых ситуациях могут вообще отсутствовать. Кроме того, значения коэффициентов накопления для одних и тех же почв изменяются во времени, для разных ра- дионуклидов по-разному. Это существенно влияет на точность, а иногда и на возможность выполнения прогнозных оценок [2, 14].
В ходе исследования растительных проб, отобранных с сельскохозяйственных угодий СП «Нижнеиртышское» Саргатского района Омской области, получены данные о содержании радионуклидов в продукции растениеводства (табл. 2).
Таблица 2
Содержание радионуклидов в продукции растениеводства СП «Нижнеиртышское», Бк/кг
|
№ объединенной пробы |
Культура |
Продукция |
137 Cs |
90 Sr |
|
Искусственные |
||||
|
1 |
Многолетние травы |
Сено |
11,9 |
2,4 |
|
2 |
Многолетние травы |
Сено |
12,4 |
2,3 |
|
3 |
Многолетние травы |
Сено |
12,2 |
2,3 |
|
4 |
Картофель |
Клубни |
11,6 |
2,2 |
|
5 |
Яровая пшеница |
Зерно |
11,3 |
2,3 |
|
Солома |
11,0 |
2,2 |
||
|
6 |
Многолетние травы |
Сено |
12,2 |
2,3 |
|
7 |
Неиспользуемые земли |
– |
– |
|
|
8 |
Овес |
Зерно |
12,6 |
2,3 |
|
Солома |
11,7 |
2,3 |
||
|
9 |
Овес |
Зерно |
11,6 |
2,4 |
|
Солома |
11,6 |
2,5 |
||
|
10 |
Овес |
Зерно |
11,4 |
2,3 |
|
Солома |
11,0 |
2,3 |
||
|
11 |
Яровая пшеница |
Зерно |
11,6 |
2,6 |
|
Солома |
12,6 |
2,4 |
||
|
12 |
Многолетние травы |
Сено |
12,3 |
2,3 |
|
13 |
Яровая пшеница |
Зерно |
11,3 |
2,4 |
|
Солома |
12,6 |
2,6 |
||
|
14 |
Пар |
– |
– |
– |
|
15 |
Яровая пшеница |
Зерно |
11,6 |
2,4 |
|
Солома |
11,0 |
2,2 |
||
|
16 |
Ячмень |
Зерно |
11,4 |
2,4 |
|
Солома |
11,5 |
2,5 |
||
|
17 |
Ячмень |
Зерно |
11,7 |
2,3 |
|
Солома |
11,8 |
2,4 |
||
|
18 |
Озимая рожь |
Зерно |
11,4 |
2,3 |
|
Солома |
11,4 |
2,2 |
||
|
КУ* грубые корма (сено, солома, мякина) ПДК товарное зерно |
100 |
600 |
||
|
80 |
140 |
|||
* СанПин № 13-7-2/216 от 01.12.94. Контрольные уровни (КУ) содержания радионуклидов 134,137Cs и 90Sr в кормах и кормовых добавках, импортируемых и произведенных в России.
Из полученных данных видно, что содержание искусственных радионуклидов в зерне, соломе, сене и клубнях сельскохозяйственной продукции не превышают установленных контрольных уровней и ПДК на них. Рассчитаны коэффициенты накопления искусственных радионуклидов в растениях (табл. 3).
В культурах, выращенных в СП «Нижнеиртышское», содержится радиоактивного стронция от 2,2 до 2,6 Бк/кг (ПДК различных культур от 50 до 140 Бк/кг), цезия – от 11 до 12,6 Бк/кг (ПДК различных культур на цезий – от 80 до 320 Бк/кг).
Таблица 3
Коэффициенты накопления радионуклидов в продукции растениеводства СП «Нижнеиртышское»
|
№ объединенной пробы |
Культура |
Продукция |
Коэффициент накопления |
|
|
137 Cs |
90 Sr |
|||
|
1 |
Многолетние травы |
Сено |
0,98 |
0,77 |
|
2 |
Многолетние травы |
Сено |
0,98 |
0,7 |
|
3 |
Многолетние травы |
Сено |
0,98 |
0,79 |
|
4 |
Картофель |
Клубни |
0,88 |
0,63 |
|
5 |
Яровая пшеница |
Зерно |
0,89 |
1 |
|
Солома |
0,88 |
0,9 |
||
|
6 |
Многолетние травы |
Сено |
0,98 |
0,96 |
|
7 |
Неиспользуемые земли |
– |
– |
|
|
8 |
Овес |
Зерно |
1,01 |
0,68 |
|
Солома |
0,94 |
0,68 |
||
|
9 |
Овес |
Зерно |
0,94 |
1,04 |
|
Солома |
0,94 |
1,09 |
||
|
10 |
Овес |
Зерно |
0,83 |
0,77 |
|
Солома |
0,8 |
0,77 |
||
|
11 |
Яровая пшеница |
Зерно |
0,83 |
1,04 |
|
Солома |
0,9 |
0,9 |
||
|
12 |
Многолетние травы |
Сено |
0,96 |
0,85 |
|
13 |
Яровая пшеница |
Зерно |
0,91 |
0,67 |
|
Солома |
1,02 |
0,72 |
||
|
14 |
Пар |
– |
– |
– |
|
15 |
Яровая пшеница |
Зерно |
0,95 |
0,96 |
|
Солома |
0,9 |
0,88 |
||
|
16 |
Ячмень |
Зерно |
0,83 |
1 |
|
Солома |
0,84 |
1,04 |
||
|
17 |
Ячмень |
Зерно |
0,92 |
0,96 |
|
Солома |
0,93 |
1 |
||
|
18 |
Озимая рожь |
Зерно |
0,78 |
0,79 |
|
Солома |
0,78 |
0,76 |
||
Градация накопления радионуклидов растениями:
К н более 10,0 – сильное накопление;
Кн от 1,0–10,0 – слабое накопление;
К н от 0,1–1,0 – отсутствие аккумуляции;
К н от 0,01–0,1 – слабая дискриминация при переходе из почвы;
К н менее 0,01 – сильная дискриминация.
Коэффициент накопления стронция-90 сельскохозяйственными культурами в сельском поселении «Нижнеиртышское» – в пределах 0,63–1,04, а для цезия-137 – от 0,9 до 1,5. Исходя из градации накопления радионуклидов растениями следует: в хозяйстве слабое накопление 90Sr и 137Cs (Кн от 1,0–10,0).
Коэффициент накопления радионуклидов растениями свидетельствует, что сельскохозяйственная продукция не является загрязненной; учитывая низкое содержание радионуклидов в почве, радиационную обстановку в СП «Нижнеиртышское» можно считать благоприятной.
Выводы
После проведения исследований можно сделать выводы:
-
– естественный радиационный фон в почвах хозяйства превышает среднеобластные средние российские показатели;
-
– содержание искусственных радионуклидов 137Cs и 90Sr в почвах СП «Нижнеиртышское» не превышает контрольных среднероссийских значений;
-
– растения, выращенные на почвах СП «Нижнеиртышское», слабо аккумулируют радионуклиды из почвы, поэтому коэффициент накопления низкий;
-
– вся сельскохозяйственная продукция, полученная в СП «Нижнеиртышское», с низким коэффициентом накопления и не является загрязненной. Ее качество соответствует санитарно-гигиеническим нормам.
Список литературы Радиологическое состояние почвенного покрова и продукции растениеводства СП «Нижнеиртышское» Саргатского района Омской области
- Агроэкология/В.А. Черников [и др.]; под ред. В.А. Черникова, А.И. Чекерса. -М.: Колос С, 2000. -536 с.
- Алексахин, Р.М. Радиоактивное загрязнение почвы и растений/Р.М. Алексахин. -М.: Акад. наук СССР, 1963. -133 с.
- Анненков, Б.Н. Основы сельскохозяйственной радиологии/Б.Н. Анненков, Е.В. Юдинцева. -М.: Агропромиздат, 1991. -287 с.
- Гришина, Л.А. Организация и проведение почвенных исследований для экологического мониторинга/Л.А. Гришина, Г.Н. Копцик, Л.В. Моргун. -М.: Изд-во МГУ, 1991. -82 с.
- Кочегарова, Н.Ф. Практикум по основам сельскохозяйственной радиоэкологии: учеб. пособие/Н.Ф. Кочегарова, Г.И. Чуянова. -Омск: ФГОУ ВПО ОмГАУ, 2004. -124 с.
- Красницкий, В.М. Миграционная способность радионуклидов в почвенном профиле/В.М. Красницкий, Н.В. Дубина//Плодородие. -2009. -№ 6. -С. 49-50.
- Красницкий, В.М. Радиологическая характеристика почв и растений Омской области/В.М. Красницкий//Вестн. ОмГАУ. -2000. -№ 1. -С. 19-21.
- Красницкий, В.М. Радиологический мониторинг почвенного покрова степной и лесостепной зон Омской области/В.М. Красницкий, Н.В. Дубина//Материалы V съезда Всерос. о-ва почвоведов им. В.В. Докучаева. -Ростов н/Д: Ростиздат, 2008. -С. 47.
- Мищенко, Л.Н. Диагностика и классификация почв Западной Сибири и их сельскохозяйственное использование: учеб. пособие/Л.Н. Мищенко, А.И. Семенкин, В.И. Убогов. -Омск: Изд-во ОмГАУ, 2002. -68 с.
- Мищенко, Л.Н. Почвы Омской области и их сельскохозяйственное использование: учеб. пособие/Л.Н. Мищенко. -Омск: ОмСХИ, 1991. -164 с.
- Методы и средства радиологического контроля в сельском хозяйстве. -М.: 1995. -34 с.
- Методические указания по агрохимическому обследованию почв сельскохозяйственных угодий. -М.: ЦИНАО, 1982. -157 с.
- Методические указания по агрохимическому обследованию почв сельскохозяйственных угодий и продукции растениеводства на содержание тяжелых металлов, остаточных количеств пестицидов и радионуклидов. -М.: ЦИНАО, 1982. -59 с.
- Радиационная экология: учеб. пособие для студентов высших учебных заведений/Ю.П. Пивоваров [и др.]. -М.: Академия, 2004. -240 с.
- Сахаров, В.К. Радиоэкология/В.К. Сахаров. -М.: МИФИ, 2010. -320 с.
