Оценка влияния природных сорбентов на миграцию цезия-137 в системе почва-растение естественного пойменного луга

Аннотация. Изучали влияние глины и цеолита на миграцию цезия-137 в система почва-растение (сено). Установлено, что внесение глины и цеолита на поверхность естественного пойменного луга в дозах 1% от массы пахотного слоя почвы снижает накопление цезия-137 в травостое в 1,90 и !,81 раза соответственно и оказывает положительное влияние на агрохимические и физико-химические показатели почвы.

Ключевые слова: цезий-137, глина, цеолит, травостой, луг.

В результате аварии на Чернобыльской АЭС луговые биогеоценозы оказались «критическими» в радиационно-экологическом отношении объектами. Это обусловлено тем, что выпавший на поверхность почвы цезий-137 довольно долго удерживается почвенным поглощающим комплексом в ее верхнем слое. Поглощение почвами радионуклидов препятствует их передвиже­нию по профилю почвы, проникновению в грунтовые воды и, в конечном счете, определяет их аккумуляцию в верхних почвенных горизонтах. Так, на целинных участках, на естественных лугах и пастбищах радионуклиды задерживаются в самом верхнем слое (0-5 см) [1].

В судьбе радионуклидов процесс их почвенного поглощения име­ет двоякое значение. С одной стороны, уменьшению размеров поступ­ления радионуклидов в растения. С другой стороны, сорбция радио­нуклидов создает условия длительного нахождения их в слое наиболь­шего распространения корней, а, следовательно, способствует боль­шему их накоплению в растениях [4].

От поведения радионуклидов в почве зависит их дальнейшая судьба. Чем прочнее радионуклиды будут удерживаться почвенным поглощающим комплексом, тем меньше они будут вымываться с осадками, мигрировать по профилю почвы и в относительно меньших размерах поступать в растения [5].

Известно [1,2], что к почвенным свойствам, влияющим на по­ведение радионуклидов, в первую очередь относятся: гранулометрический и минералогичес­кий состав, кислотность, содержание обменных катионов и органи­ческие вещества. Считается, что содер­жание илистых частиц, обменного К+ и органического вещества су­щественно влияют на переход цезия из почвы в растения, которое в свою очередь определяется типом поч­вы [4].

Целью нашего исследования было изучение влияния глины и цеолита на миграцию цезия-137 в системе почва-травостой естественного пойменного луга.

Исследования проводились на естественном пойменном луге в Новозыбковском районе Брянской области загрязненном цезием-137 в результате аварии на Чернобыльской АЭС. Для этого в летний период на поверхность опытных делянок в 4-кратной повторности вносили глину и цеолит в соответствии со схемой опыта.

Схема опыта

Спустя год с этих делянок отбирали сопряженные почвенные и растительные пробы, в которых с помощью радиометра РУБ-01П6 определяли содержание цезия-137.

Агрохимические и физико-химические показатели определяли в соответствии с общепринятыми методиками.

Статистическую обработку проводили с помощью программы «STRAZ».

Глина и цеолит, внесенные на поверхность опытных делянок со временем под действием дождя и талой воды проникает вглубь почвы, где вступая во взаимодействие с ионами радионуклидов снижают их доступность растениям.

Данные о влиянии глины и цеолита на миграцию цезия-137 в системе почва-травостой (сено) приведены в таблице 1.

Таблица — 1 Влияние цеолита и глины на содержание цезия — 137 в сене, Бк/кг

Анализ таблицы показывает, что внесение глины и цеолита снижает накопление цезия — 137 в сене в 1,90 и 1,81 раза соответственно по сравнению с контролем.

Снижение накопления цезия — 137 в сене, полученном в вариантах с внесением глины и цеолита, по сравнению с контролем, можно объяснить наличием их в почве, которые, проникая с поверхности вглубь, увеличивает ее сорбционную емкость и, вступая во взаимодействие с ионами цезия — 137 переводит их в не доступную для растений форму.

Данные о влиянии глины и цеолита приведены в таблице 2.

Таблица — 2 Влияние цеолита и глины на физико-химические показатели почвы

Из таблицы видно, что внесение глины и цеолита на опытные делянки оказало положительную тенденцию на увеличение таких показателей как сумма обменных оснований и емкость катионного обмена, которые увеличились по сравнению с контролем на 0,3 и 0,4 мг-экв/100г соответственно.

Кроме физико-химических показателей внесение глины и цеолита на поверхность естественного пойменного луга положительно сказалось на отдельных агрохимических показателях почвы.

Данные о влиянии глины и цеолита на агрохимические показатели почвы приведены в таблице 3.

Таблица — 3 Влияние цеолита и глины на агрохимические показатели почвы

Из таблицы следует, что наибольшее влияние на агрохимические показатели оказало внесение на поверхность опытных делянок цеолита. В частности, показатели рН, калий и фосфор имеют достоверное увеличение по сравнению с контролем, которое составил 1,04, 1,10 и 1,14 раза соответственно [3].

В варианте с внесением глины отмечается выраженная тенденция увеличения показателей гумуса, калия и фосфора, по сравнению с контролем.

Таким образом, внесение на поверхность естественного пойменного луга глины и цеолита увеличивает сорбционную емкость почвы, содержание калия, фосфора и гумуса, что создает благоприятные условия для роста и развития растений и как следствие снижает переход цезия-137 из почвы в растения в 1,90 и 1,81 раза соответственно.

Литература

1. Анисимов, B.C. 0 формах нахождения и вертикальном распределении цезия-137 в почвах в зоне аварии на Чернобыльской АЭС / B.C. Анисимов, Н.И. Санжарова, P.M. Алексахин // Почвоведение. — 1991. — N 9. — С. 31.
2. Гулякин И. В. Сельскохозяйственная радиобиология / И. В. Гулякин, Е. В. Юдинцева. — М.: Колос, 1973. — 272 с.
3. Кисель, А. И. Влияние цеолита на свойство дерново-подзолистой почвы и урожай кукурузы, выращиваемой бессменно / А. И. Кисель // Земледелие. — 1985. — т. 60. — С. 22-27.
4. Марей, А.Н. Радиоэкология / А.Н. Марей. — М.: Атомиздат, 1971. — 242с.
5. Радиоактивность и пища человека. /Под ред. Р.Е.Рассела, Перев. с англ. Под. ред. В. М. Клечковского.- М.: Атомиздат, 1971. — 375 c.