ИННОВАЦИИ БИЗНЕСУ

Результат выполнения НИР,

Изучение миграции радионуклидов по профилю почвы позволит прогно­зировать степень доступности радионуклидов для усвоения растениями.  Поступление в растения из почвы двух основных долгоживущих продуктов деления -  стронция-90 и цезия-137 тесно связано с поглощением растениями их  изотопных и неизотопных носителей, а также содержанием обменного  Са,  подвижного К, суммой поглощенных оснований, емкостью поглощения, гидролитической кислотностью pНКСl и концентрацией радионуклида в верхнем 20­-см слое почвы.

Древесные виды: сосна, ель, дуб и другие - в меньшей степени аккумули­руют радионуклиды, чем растения живого напочвенного покрова. На третьем году после аварии наиболее загрязненными были мягколиственные породы, за­тем следует по мере уменьшения дуб черешчатый, сосна обыкновенная и ель европейская. Отсюда следует, что древесные виды обладают избирательной способностью поглощения радионуклидов.

По фракциям деревьев максимальное количество радионуклидов накап­ливает хвоя и листья, затем крона, ветви, корни и наименьшее древесина. Содержание радионуклидов в древесине в 10-100 раз меньше, чем в хвое, ли­стьях, ветках, коре. Концентрация цезия-137 в древесине по состоянию на 1988 г. изменялась в 10-кратных размерах (0,2 - 2,0*10-9 Ku/кг). Продукция из древесины составляет возрастающий ряд: скипидар, смола, живица, обрезной материал.

Исследования проводились в Николаевском ландшафте полесского типа, который входит в Средне-Сожский район и в Беседьском ландшафте Беседьско-Ипутьевского ландшафтного района. Среднесожский район занимает в преде­лах Брянской области небольшую территорию Красногорского района (крайний запад) и располагается на территории с Московскими флювиогляциальными отложениями.

Здесь преобладают волнистые слабодренированные междуречья, сложен­ные маломощными песками и супесями, которые подстилаются моренными суглинками. Почвы дерново-средне- и сильноподзолистые глеевые и глееватые песчаные и супесчаные. Территория находится под мелколиственно-хвойными лесами с примесью широколиственных пород. Реже встречаются луговые пло­ские слабодренированные междуречья и более дренированные распахиваемые наклонные равнины.

В Беседьском ландшафте распространены преимущественно плоские, слабодренированные поверхности вторых и первых надпойменных террас, сложенных мощными песками и супесями, с дерново-средне- и слабоподзоли­стыми глееватыми и глеевыми песчаными и супесчаными почвами. Они заняты злаково-разнотравными лугами.

В целом, эти районы отличаются от всех других ландшафтных районов области наибольшей лесистостью, заболоченностью и наименьшей распаханностью. В связи с этим большинство постоянных стационарных объектов иссле­дования были заложены на участках с преобладанием лесной растительности.

Многообразие форм нахождения радионуклидов в аэрозолях и атмосфер­ных осадках является результатом сложных физико-химических процессов как при образовании, так и во время нахождения радиоактивных частиц в атмосфере.

Ландшафты Красногорского района Брянской области в различной степе­ни загрязнены радионуклидами. Основной вклад в гаммафон загрязненных ландшафтов вносит долгоживущий 137Сs (радиоцезий), содержание которого составляет около 80%. Среднеживущий радионуклид 134Се (цезий) составляет - 15%. На долю короткоживущих радионуклидов 144Се (церий) и 106Ru (руте­ний) приходится всего лишь около 5%.

В Николаевском ландшафте полесского типа было заложено 8 постоян­ных стационарных объектов исследований и в Беседьском ландшафте 3 стацио­нарных объекта. Замеры мощности экспозиционной дозы облучения проводи­лись дозиметром ДРГ-01Т с точностью до 0,001 мР/ч. Отбор образцов почвы для определения плотности загрязнения производился специальным пробоот­борником с фиксированным объемом. Плотность загрязнения определялась на анализаторе АИ-1024-95-17. Для сравнения использовались данные плотности загрязнения Госкомгидромета и результаты гаммаспектрометрических анали­зов других организаций.

По данным Госкомгидрометцентра плотность загрязнения в Николаев­ском ландшафте составляла 100-340 Ku/км², а в Беседьском ландшафте была значительно ниже и находилась на уровне 40-80 Ku/км².

Для исследования удельной активности загрязнения сосны обыкновен­ной, ели европейской и дуба черешчатого у них было отобрано более 50 образцов древесины и коры. Суммарная активность определялась на анализаторе  АИ-1024-95-17. Образцы древесины отбирались в относительно слабо-средне- и - сильнозагрязненных насаждениях.

Известно, что разные виды древесных и кустарниковых растений имеют избирательную способность к накоплению определенных химических элементов. Спутником или аналогом радиоактивного цезия-137 является калий. Поэтому отношение древесно-кустарниковых видов к цезию-137 можно соразмерять по их способности поглощать калий. Основной продукцией лесного ком­плекса, поступающей для нужд народного хозяйства, является древесина. Следует учитывать, что древесина часто вывозится с лесосеки неокоренной. В то время, как все остальные фракции дерева - хвоя, листья, сучья остаются на ле­сосеке. Поэтому удельная активность коры и древесины учитывалась отдельно, что дает возможность корректировать технологию заготовительных работ (табл. 1).

На основании проведенных исследований следует отметить, что в первое десятилетие после аварии на Чернобыльской АЭС в насаждениях,  относительно слабо загрязненных до ЗО Кu/км²  (0,25 мр/ч), уровень удельной активности древесины не превышал допустимых значений (СП 2.6.1.759-99). Такие же данные были получены и в насаждениях со средними показателями загрязнения до 80 Ku/км² (0,7 мр/ч). Древесину хвойных пород, заготовленную в этих условиях, можно было использовать даже для строительства жилья.

В насаждениях с относительно высоким уровнем загрязнения более 100 Ku/км² (более 1 мр/ч) древесина для строительства жилья непригодна.

Кора в любых условиях загрязнения имеет большую удельную актив­ность, чем древесина. Поэтому хлысты следует окорять на лесосеке, а кору вместе с порубочными остатками равномерно разбрасывать для перегнивания.

Таблица 1

Удельная активность коры и древесины основных лесообразующих видов

За последний 10-летний период мощность экспозиционной дозы излучения уменьшилась в среднем на 50,1%, т.е. немногим более чем в 2 раза. В последние три года были повторены исследования по состоянию качества древесины. На этих же стационарах определена плотность загрязнения, МЭД и отобраны образцы древесины и коры (табл. 2).

           Таблица 2

Удельная активность коры и древесины основных лесообразующих видов

Следует отметить, что в то время, когда кора несколько снижает свои показатели по загрязнению радиоцезием, древесина продолжает накапливать этот радионуклид. Данные по древесине относят ее к непригодной для строительства жилья, и в скором будущем она будет непригодна в качестве дровяной топливной древесины. Такую древесину можно будет использовать только для продукции промышленного назначения и для изделий, используемых в производственных целях и вне жилых помещений.

Следует также отметить, что на всех этапах исследования не выявлено линейных закономерностей в поглощении радионуклидов Cs-137 разными видами древесных растений. Как древесина, так и кора могут иметь различные значения. По-видимому, на показатели загрязнения накладывается множество факторов. Это и почвенные условия и условия увлажнения, а также биологические особенности вида и каждого индивида в отдельности.    

Проведенные исследования позволяют сделать следующие выводы:

     1. В первое пятилетие после аварии на ЧАЭС древесину, полученную в насаждениях с уровнем загрязнения до 80 Ku/км² (0,7 мр/г), можно было использовать во всех видах продукции, даже для строительства жилья.

2. К 2002 году сложилась такая ситуация, которая не позволяет использо­вать древесину для строительства жилья даже из относительно слабо загряз­ненных насаждений до 20 Ku/км².

3. В ближайшие 5 лет эту древесину уже нельзя будет использовать для отопления, а только для изделий, используемых в производственных целях и вне жилых помещений.

4. Так как кора загрязнена на порядок и более сильнее, чем древесина, хлысты следует окорять на лесосеке, а кору вместе с порубочными остатками равномерно разбрасывать для перегнивания.

5. Не выявлено линейных закономерностей в поглощении радиоцезия исследуемыми видами древесных растений, на эти закономерности оказывают влияние множество неучтенных факторов.

Таким образом, во всех условиях загрязнения удельная активность древесины с годами выравнивается и становится близка по показателям активности. Дуб черешчатый, сосна обыкновенная, ель европейская - это древесные виды, состоящие из деревьев первой величины и они, по всей вероятности, имеют близкую избирательную способность к подвижному калию. Следует также предположить, что плотность загрязнения насаждений цезием-137 от 20 Ku/км² и выше вполне достаточна для избирательной способности этих пород деревьев. Другими словами его достаточно в почве, чтобы удовлетворять «потребность» этих видов радиоцезием. Эта гипотеза будет верна, если удельная активность стабилизируется на определенном уровне.