Введение к работе
Актуальность и состояние проблемы. Исследования поведения радиоактивных веществ в экосистемах приобрели повышенную актуальность с началом использования ядерной энергии в военных, а затем и мирных целях. Особый интерес к этой проблеме возникает в такие периоды времени, когда в биосфере появляются значимые в глобальном масштабе источники поступления радиоактивных веществ как от испытаний ядерного оружия (что привело к интенсивным глобальным выпадениям), так и при крупных радиационных авариях (авария на Южном Урале - 1957 г. и авария на Чернобыльской АЭС - 1986г.).
Специфические особенности Чернобыльской аварии (продолжительный выброс радиоактивных веществ в атмосферу, резкое изменение погодных условий в период выброса, наличие в выпадениях радиоактивных аэрозолей с существенно отличающимися физико-химическими характеристиками и т.п.) потребовали проверки в конкретных почвенно-климатических условиях выявленных ранее закономерностей поведения радионуклидов, в особенности 90Sr и l37Cs.
Цель и задачи исследования. Целью настоящей работы является экспериментальное изучение состояния в почве и поведения в звене почва-растение 90Sr и l37Cs в почвенно-климатических условиях Припятского Полесья, при наличии в составе радиоактивных выпадений топливной фракции.
Для достижения указанной цели были поставлены следующие задачи:
Оценить количественно соотношение форм 90Sr и l37Cs в почве и его изменение в зависимости от времени, прошедшего с момента аварии, и влияния почвенно-климатических условий;
Рассмотреть процессы миграции 90Sr и 137Cs по профилю почв различного типа, наиболее характерных для Полесья;
Исследовать накопление радионуклидов сельскохозяйственными растениями, возделываемыми по традиционным технологиям и при использовании контрмер.
Научная новизна работы. Впервые в натурных почвенно-климатических условиях проведены крупномасштабные, долговременные экспериментальные исследования поведения 90Sr и 137Cs в почве и в звене почва-растение. Рассмотрена трансформация физико-химических форм радионуклидов в почве в зависимости от времени и почвенно-климатических условий. Показана приоритетная роль форм радиоактивных выпадений в формировании первичной радиоэкологической обстановки. При этом отмечено, что под влиянием природных процессов показатели радиоэкологической ситуации в экосистемах зоны отчуждения (в том числе и сельскохозяйственных) приблизились к соответствующим показателям для глобальных выпадений в регионе Полесья.
Впервые оценено влияние радиоактивных выпадений в форме твердых частиц (радионуклидов, инкорпорированных в матрицу разрушенных твэлов и конструкционных материалов) на подвижность радионуклидов в почвах и на поступление в растения. Впервые показано влияние физико-химических характеристик выпадений на эффективность мероприятий по снижению перехода радионуклидов в урожай сельскохозяйственных культур.
Полученные в работе результаты существенно дополняют информацию о поведении долгоживущих, радиологически значимых 90Sr и l37Cs в сельскохозяйственных и естественных ландшафтах, при этом расширяя общую картину зональности миграции радионуклидов в почвенно-растительном покрове различных природно-климатических зон.
Основные положения, выносимые на защиту:
изменение приоритетности физико-химических и почвенно-климатических факторов при оценке биологической подвижности радионуклидов в зависимости от этапов развития радиоэкологической ситуации в агроценозах на территории зоны отчуждения ЧАЭС;
основные закономерности трансформации физико-химических форм радионуклидов в почвах и их влияние на процессы миграции и переноса радионуклидов в звене почва-растение;
необходимость использования комплексного подхода к оценке радиоэкологической обстановки в агроценозах с учетом физико-химического состояния радионуклидов в почвах разного генезиса, параметеризации процессов миграции радионуклидов по почвенному профилю, количественной характеристики перехода радионуклидов из почвы в растения и урожай сельскохозяйственных культур.
Теоретическое и практическое значение работы. Теоретическая значимость работы заключается в обобщении и интерпретации большого объема фактической информации по динамике развития радиоэкологической ситуации на территории, выведенной из хозяйственного использования в результате радиационной аварии. Установлены параметры поведения 90Sr и 137Cs с учетом таких факторов, как физико-химические особенности выпадений, ландшафтно-агрохимические особенности территории, трансформация форм радионуклидов интенсивность внутрипочвенной миграции радионуклидов, биологические особенности растений.
Полученные количественные характеристики поведения радионуклидов е экосистемах Чернобыльской зоны были учтены при построении и корректировке картограмм радиоактивного загрязнения территории и разработке мероприятие по улучшению радиоэкологической ситуации на загрязненной территории включая рекультивацию сельскохозяйственных угодий. Кроме того, полученные результаты были использованы при разработке "Концепции обращения с территорией Чернобыльской зоны..." и при решении вопросов о реэвакуации населе ния для отдельных населенных пунктов.
Публикации и апробация работы. Основные положения диссертации был» представлены на: 1, 2 и 3-м Всесоюзных научно-технических совещаниях по итогам ликвидации последствий аварии на ЧАЭС (Зеленый Мыс, Украина, 1989 1990,1992), 1-й Международной конференции "Биологические и радиоэкологиче ские аспекты последствий аварии на ЧАЭС" (Зеленый Мыс, Украина, 1990) 4-й международной научно-технической конференции по проблемам ликвидациі последствий аварии на ЧАЭС (Зеленый Мыс, Украина, 1994), научной конферсн ции профессорско-преподавательского состава и аспирантов Ленинградской сельскохозяйственного института (Пушкин, Россия, 1991), 1-м семинаре Совет
ского отделения Международного союза радиоэкологов "Радиоэкология и контрмеры" (Киев, Украина, 1991), 2-м радиобиологическом съезде (Киев, 1993), а также ежегодных рабочих совещаниях и научных советах НТ1Д НПО "Припять", координационных и рабочих встречах исполнителей международных программ Комиссии Европейского Союза.
Диссертация апробирована на научно-техническом совете НТЦ НПО "Припять" 12 апреля 1995 года.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, обзора литературы, описания материалов, объектов и методов исследования, собственных экспериментальных данных и их обсуждения, заключения, выводов и списка литературы. Работа изложена на 109 листах, иллюстрирована 36 таблицами и 11 рисунками. Список литературы содержит 156 источников, в том числе 25 зарубежных.
