AGROPORT West Lviv 2018: Здоровий ґрунт- здорова нація. (Григорій Чоботько)

Інститут агроекології і природокористування НААН

РАДІОЕКОЛОГІЧНІ ПРОБЛЕМИ ЗЕМЕЛЬ ЗОНИ ВПЛИВУ АВАРІЇ НА ЧАЕС

Д. б. н., проф. Г.М. Чоботько

Унаслідок Чорнобильської катастрофи значні території України (більше 5 млн. га) були забруднені радіонуклідами. Лише сільгоспугідь зі щільністю забруднення радіоцезієм від 1 до 15 Кі/км2 виявлено близько 1,3 млн. га. З них близько 130 тис. га забруднені в інтервалі активності від 5 до 15 Кі/км2

2

Сучасні проблеми радіоекології в агросфері •зміна соціально економічного статусу території; • припинення та обмеження ведення господарювання; • додаткові витрати на проведення контрзаходів

Економічні проблеми

Екологоекономічні проблеми

•забруднення радіонуклідами навколишнього природного середовища; •трансформація ландшафтів

отримання безпечної продукції харчування Радіаційне забруднення 3

4

Просторовий розподіл дози внутрішнього опромінення визначається в значно більшій мірі екологічними чинниками, ніж щільністю випадінь 137Cs, віддалених на 300 км від ЧАЕС, населених пунктах. На торф'яних грунтах доза вища, ніж поблизу від епіцентра аварії на мінеральних грунтах.

5

При вирішенні проблем забруднених земель, спрямованих на пошук шляхів поліпшення радіаційної обстановки і спроб їх реабілітації, виникло три основних підходи: Перший - це моніторинговий, тобто, покладаючись на природні механізми реабілітації і період напіврозпаду. Другий - це спроба розробити прийнятні способи вилучення радіонуклідів із ґрунтів. Для масштабних цілей можуть використовуватися підходи, що збільшують рухливість радіонуклідів у ґрунті, їх винос рослинами з подальшою утилізацією. Третій - це спроба знизити рухливість радіонуклідів у ґрунті, обмеживши їх поширення на найбільш небезпечних каналах міграції.

6

Основні зусилля у вирішенні проблем забруднених земель були пов'язані зі: n

зменшенням поширення радіонуклідів у довкіллі,

n

пошуком шляхів нормалізації радіаційної ситуації безпосередньо на цих землях і спробами їх реабілітації.

7

Головними її складовими є:

n

n

n n

обмеження поширення радіонуклідів із забруднених земель; мінімізація збитку і дозових навантажень під час господарювання на землях зони впливу ЧАЕС; реабілітація забруднених радіонуклідами земель; розробка комплексу оперативних заходів на випадок аварійного забруднення земель радіонуклідами.

8

Досліджено низку підходів впливу на ґрунт та рослини щодо зміни рухомості радіонуклідів у цій системі і, відповідно, обмежити їх розповсюдження основними каналами міграції. Визначено, що міграційні можливості 137Cs і 90Sr у системі ґрунтрослина можливо обмежити: n

n

n

n

фізико-хімічною модифікацією орного шару ґрунту (зменшення до 5 разів); застосуванням агрохімічних чинників (зменшення до 6 разів); агротехнічними засобами (зменшення до 10 разів); використовуючи біологічні особливості різних культур (зменшення до 10 разів).

9

Під критичністю екосистеми ми розуміємо такі параметри екосистеми, які можуть бути мимовільно або під впливом зовнішніх факторів змінені, і зміна яких може помітно підвищити дозу опромінення для мешканців даного регіону.

10

Рівень критичності екосистем визначається наступними ознаками: n

n n

n

n

Рівень радіонуклідного забруднення визначає можливість формування забруднених радіонуклідами кормів та продуктів харчування. Значення коефіцієнту переходу в системі “ґрунт-кормові рослини” (або лісові продукти). Критичність пасовищ і сіножатей визначається рівнями забруднення сіна, а також м'яса та молока, яке отримують від худоби, що споживає корми з цих угідь. Критичність лісових екосистем визначається перевищенням встановлених допустимих рівнів забруднення лісових продуктів. Інтегральний показник критичності екосистем - дозові навантаження для населення.

11

70

70,1

65

69,99

63,3

60 55 50

тис.га

45 40 35,6

35 30

29,92

25 20 15

37,3

36,25

23,8 21,2

13,1

10 5 0

5,98 2,58

3,95

1,62

1,91

2,83 0,06

3,18

1,74

2,02

0,775

1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007

роки

Фактичні обсяги вапнування кислих ґрунтів на території України, забрудненої внаслідок Чорнобильської катастрофи, тис.га 12

Динаміка середніх доз внутрішнього опромінення від 137Cs мешканців населених пунктів Київської та Житомирської областей за період з 1986 по 2009 рр. (за даними НЦРМ АМН України)

3,5 дорослі

3

діти

мЗв/рік

2,5

2,5

2

дорослі 2

1,5 мЗв/рік

1 0,5

діти

1,5

1

0 1986

1988

1990

1992

1994

Житомирська область

1996 0,5

1998

2000

2002

2004

2006

2008

Роки

0 1986

1988

1990

1992

1994

1996

1998

2000

2002

2004

2006

2008

2010

Роки

Київська область 13

Рівненська область

Рослинна продукція 6%

Ліс і вироби 5%

М'ясо 0%

Молоко 89%

Структура сільськогосподарської продукції, що перевищує допустимі рівні вмісту радіонуклідів у продуктах харчування (ДР-2006) (за даними Мінагрополітики України у 2007 році)

14 14

Волинська область Ліс і вироби 25%

Рослинна продукція 0% М'ясо 5%

Молоко 70%

Структура сільськогосподарської продукції, що перевищує допустимі рівні вмісту радіонуклідів у продуктах харчування (ДР-2006) (за даними Мінагрополітики України у 2007 році) 15 15

Чернігівська

Ліс і вироби 52%

Молоко 36%

Рослинна продукція 10%

М'ясо 2%

Структура сільськогосподарської продукції, що перевищує допустимі рівні вмісту радіонуклідів у продуктах харчування (ДР-2006) (за даними Мінагрополітики України у 2007 році)

16 16

Житомирська Молоко 24%

Ліс і вироби 74%

М'ясо 2% Рослинна продукція 0%

Структура сільськогосподарської продукції, що перевищує допустимі рівні вмісту радіонуклідів у продуктах харчування (ДР-2006) (за даними Мінагрополітики України у 2007 році)

17 17

Київська область

Ліс і вироби 100%

Структура сільськогосподарської продукції, що перевищує допустимі рівні вмісту радіонуклідів у продуктах харчування (ДР-2006 (за даними Мінагрополітики України у 2007 році)

18 18

Для прогнозування внеску критичних екосистем у радіаційне навантаження на населення, необхідний моніторинг довкілля відносно наступних показників: n

n n n

n n

n

типів ґрунтів, що переважають; рівнів забруднення ґрунту (кБк/м2); рівнів забруднення сіна (Бк/кг); структури ценозу (набір видів трав); коефіцієнтів переходу «грунт - дикі трави», ((Бк/кг)/(кБк/м2)); агрохімічного складу, зокрема величини рН; забруднення молока, що пов’язано з критичними урочищами (Бк/л); коефіцієнту використання урочищ-сіножатей.

19

Розроблена модель міграції 137Cs у системі ґрунт – рослина в залежності від вологості грунту

KП »

q 4 / 3 g -2 (1 +

dK P

q

)

»q 2

n

q - об’ємна вологість ґрунту, d – частка

10 / 3 радіонуклідів в твердій фазі, Кр – коефіцієнт

розподілу радіонуклідів між твердою та рідкою фазами, g – коефіцієнт пористості ґрунту.

Надходження 137Cs до травостою природних луків Полісся України в залежності від режиму зволоження

Середні значення дози внутрішнього опромінення мешканців ІІ та ІІІ зон радіонуклідного забруднення, 2011–2013 рр.

0,2 0,18

доза, мЗв/рік

0,16 0,14 0,12 0,1 0,08 0,06 2011 ІІ зона (середні значення)

2012 Роки

2013

ІІІ зона (середні значення)

21

Неоднорідність у радіонуклідному забруднення території та фізико – хімічних властивостей ґрунту призводить до значного розкиду забруднення сільськогосподарської рослинницької та тваринницької продукції. Наявність широкого розподілу вмісту радіонуклідів у всіх видах харчових продуктів та невизначеність раціону, призводить до значного розкиду значень вмісту радіонуклідів в організмі людини. Як правило, 30 – 40 % населення має більший вміст радіонуклідів за вказаний у довідниках по Паспортизації населених пунктів. В такій ситуації середні характеристики не адекватно відображують радіоекологічну ситуацію, оскільки процес надходження радіонуклідів в організм людини є стохастичним.

22

Надходження

137Cs

у лісову продукцію

Вид сировини

Коефіцієнт накопичення радіонуклідів (КН)

Брусниця (ягоди)

13

Чорниця (ягоди)

11

Малина (ягоди)

7

Горобина (ягоди)

1

Калина (ягоди)

0,3

Багно звичайне (пагони)

120

Брусниця (листя)

98

Чорниці (листя)

97

Звіробій (трава)

33

Конвалія (трава)

8

Конвалія (суцвіття)

11

Собача кропива (трава)

4

Спориш (трава)

4

Валеріана (кореневища)

0,4

23

Нагромадження 137Cs в урожаї сільськогосподарських культур при вирощуванні на різних ґрунтах при однаковій щільності забруднення Тип ґрунту

Область

Чорнозем типовий

КП (Бк/кг)/(кБк/м2) горох

пшениця

цукрові буряки

Полтавська

0,01

0,004

0,005

Лугово-чорноземний

Миколаївська

0,015

0,003

0,006

Чорнозем звичайний

Луганська

0,045

0,004

0,014

Чорнозем реградований

Тернопільська

0,088

0,005

0,028

Світло-сірий

Вінницька

0,022

0,007

0,011

Темно-сірий

Рівненська

0,024

0,008

0,02

Темно-сірий

Вінницька

0,033

-

0,023

Дерново-підзолистий

Чернігівська

0,07

0,032

0,034

Дерново-підзолистий

Рівнеська

0,1

0,028

0,053

Дерново-підзолистий

Сумська

0,6

0,044

0,063

Дерново-підзолистий

Івано-Франківська

1,42

0,03

0,022

Дерново-підзолистий

Київська

2,24

0,041

0,38

24

Структура формування дозового навантаження населення, що мешкає в зоні посиленого радіоекологічного контролю Українського Полісся

25

Інтегральна характеристика розподілу доз, отриманих населенням зони радіоекологічного контролю Українського Полісся в залежності від пори року

26 26

Інтегральна характеристика розподілу доз, отриманих населенням зони радіонуклідого забруднення, за різних років спостережень:

27 27

Динаміка радіогенних змін вмісту ДК та МДА у плазмі крові кролів після одноразового надходження в організм 137Cs

7000

2

6000 5000 Активність,Бк/кг

1,8

печінка

4000

ШКТ

1,6

нирки

1,4

м'язи

1,2

кров сеча

3000 2000

ммоль/л

1

послід

0,8

селезінка

0,6

ДК МДА

0,4 1000

0,2 0

0 Контроль

1

3

7 Час (доба)

14

21

28

42

Контроль

3

14

28

Доба

28

Зменшення радіоактивного забруднення продукції рослинництва при проведенні контрзаходів, разів

137Cs

90Sr

Контрзаходи

грунти Мінеральні

органічні

Минеральні

Органічні

Вапнування, 4-6 т/га

1,5-3,0

1,5-2,0

1,5-2,6

-

Внесення NPK в оптимальному співвідношенні1,0 : 1,5 : 2,0

1,5-2,0

1,5-3,0

0,8-1,2

-

Перегній, 50 т/га

1,5-3,0

-

1,2-1,5

-

Вапнування + NPK

1,8-2,7

2,5-4,0

-

-

Цеоліти

1,5-2,5

-

1,5-1,8

-

Оранка, 35-40 см

8,0-12

10-16

2,0-3,0

-

корінне

1,5-9,0

4,0-16

1,5-3,5

3,0-5,3

поверхневе

2,0-3,0

2,0-14

2,0-2,5

3,0-5,0

Покрашення лугів і пасовищ

29

Контрзаходи

137Cs

молоко

90Sr

м’ясо

молоко

Ветеринарні Застосування Csзвязуючих препаратів Використання сорбентів

1,5-6,0

1,5-2,1

5,0

4,5

1,5

Зоотехнічні Предзабійна відгодівля «чистими» кормами

-

2,0-15

Кормові добавки

1,2-1,5

1,5-3,1

Раціональне використання сінокосів і пасовищ

1,5-15

3,0-4,0

2,0

30

Подбор кормов

1,3-1,5

Виконання програми сільськогсподарських контрзаходів

30

Дякую за увагу

31