07.11.2017
31.10.2017
21.10.2017
21.10.2017
21.10.2017
04.10.2017
04.10.2017
28.09.2017
01.09.2017
31.08.2017
Первичные взаимодействия радионуклидов при выпадении
 12.09.2012

Известно, что растения, в особенности мхи и лишайники, обладают хорошо развитой способностью поглощать практически любые растворимые вещества непосредственно поверхностями листьев, стеблей, черешков листьев, соцветий. Многие природные экосистемы, например верховые болота, мохово-лишайниковые экосистемы тундр, основную часть минерального питания получают за счет аэральных поступлений. Способность к листовому поглощению элементов и соединений широко используется в агрономической практике применения некоторых гербицидов и внекорневой подкормке сельскохозяйственных культур.
В отношении радионуклидов данный путь первичного поступления загрязнителя в экосистему изучен недостаточно. Однако есть серьезные основания считать, что в некоторых случаях доминирующим механизмом первичного захвата радионуклида наземными экосистемами является листовое поглощение, во всяком случае, для мобильных форм аэральных выпадений.
Перечислим основные факторы, способствующие поглощению радионуклидов наземными органами растений.
1. Высокий уровень проективного покрытия почвы растительностью, достигающий в наземных экосистемах тундровой, таежной и степной зон России практически 100%. В некоторых лесных ценозах наземные органы составляют сложную многоярусную систему, способную к перехвату практически всех осадков и растворенных в них веществ.
На отдельных стадиях вегетации многих сельскохозяйственных культур, таких как хлебные злаки, травы и другие, проективное покрытие также может приближаться к 100%.
Исследования показали, что в разных наземных экосистемах листовая поверхность задерживала от 20 до 90% выпавших радионуклидов. Этот разброс обусловлен такими факторами, как величина листовой поверхности, форма, размеры и ориентация листьев в пространстве, характеристика листовой поверхности, скорость ветра во время выпадения, соотношения растворимых в нерастворимых соединений в составе выпадений. Наиболее высокий уровень удержания радионуклидов отмечен для естественного травостоя с развитой дерниной - от 70 до 90%.
2. Высокая растворимость в воде многих исходных соединений радионуклидов, способствующая их ассимиляции наземными органами.
3. Ничтожные концентрации (ультрамикроконцентрации) радионуклидов в атмосферных осадках и влаге, конденсированной на листовой поверхности. Вещество из таких растворов очень быстро и полно сорбируется на большинстве поверхностей, включая и листовую поверхность. Поэтому дождевые осадки, стекающие с листьев, содержат значительно меньше радионуклидов, чем осадки до взаимодействия с растительностью. Однако такая ситуация складывается только в случае выпадения воднорастворимых форм радионуклидов и не распространяется на загрязнения твердыми пылевидными частицами, например топливными.
4. Быстрое проникновение некоторых радионуклидов с поверхности в ткани листьев с последующим перераспределением по органам растений. Однако скорость и характер перераспределения существенно различаются в зависимости от химической природы радионуклида. Например, для 137Сs (щелочной элемент) характерен очень быстрый транспорт по органам, в то время как 90Sr (щелочноземельный элемент) крайне медленно перераспределяется по растению.
Следует отметить, что 90Sr и 137Са являются аналогами важных в биологическом отношении кальция и калия. Поэтому поведение названных радионуклидов в растениях в значительной степени определяется поведением кальция и калия в конкретных условиях вегетации. Кроме того, характер и направленность перераспределения радионуклидов по органам существенно зависит от вида растения, фазы его развития, обеспеченности элементами питания и других факторов.
Рассмотрим некоторые примеры, иллюстрирующие поведение легкодоступных форм радионуклидов при первичном взаимодействии с наземными органами растений. По данным табл. 7.1 видно, что 137Сs, нанесенный на наземные органы растений подсолнечника и фасоли, имеющих возраст один месяц, в течение одной недели на 13 и 22%, соответственно, перешел в состав корневой массы и корневых выделений. В тех же условиях перемещения 90Sr из наземных органов фасоли в состав корней и корневых выделений не обнаружено.

Первичные взаимодействия радионуклидов при выпадении

Несколько иначе складывается ситуация при проведении более длительного эксперимента в условиях почвенной культуры с луговыми растениями (см. табл. 7.2). За 2,5 месяца обнаруживался переход не только 137Cs, но и 90Sr из наземных органов в корни, хотя интенсивность перехода 137Сs была более высокой, чем 90Sr (по величине отношения aк/ап).
Первичные взаимодействия радионуклидов при выпадении

Приведенные результаты позволяют предполагать, что значительная часть радионуклида может оставаться локализованной в составе не только живой, но и отмершей биомассы растений, включая и корневую массу, распределенную по почвенному профилю. Данное обстоятельство во многом определяет дальнейшую судьбу радионуклидов в наземной экосистеме. В частности, локализация загрязнений в составе отмерших растительных остатков способствует более интенсивному поглощению радионуклидов в последующем, поскольку корни живых растений концентрируются преимущественно в разлагающихся растительных остатках, так как там складываются более благоприятные условия для минерального питания и жизнедеятельности молодых корней. Удержание радионуклидов живой и отмершей биомассой растений существенно замедляет их переход в состав минеральной части почвы, что благоприятствует переходу радионуклида в растения последующих поколений в результате корневого поглощения. Эти особенности выразительно проявляются при загрязнении радионуклидами естественных травянистых экосистем, тем более если эти загрязнения произошли из начальных фазах вегетации растений (как в Чернобыле). Приемы, ускоряющие минерализацию растительных остатков, способствуют переходу радионуклидов в состояние, определяемое сорбционными взаимодействиями с минеральной частью почвы и снижением интенсивности поступления в растения.