IX Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2017

Основным источником загрязнением почвенно-растительного комплекса являются глобальные атмосферные выпадения долгоживущих радионуклидов. В результате выпадений загрязнению подвергаются почва и частично растения, в том числе и объекты бриофлоры. Основу загрязнения рассматриваемых нами растений, не имеющих корневой системы составляют радионуклиды поверхностного слоя почвы, которые включаются в биохимические циклы питания растений. В основном это долгоживущие радионуклиды и моделирование миграции этих радионуклидов позволяет оценивать степень загрязнения, скорость накопления, глубину миграции [1, 2], факторы, влияющие на ускорение или замедление миграции [1, 2].

Миграция радионуклидов по почвенному профилю происходит благодаря перемещению почвенных частиц, в состав которых они входят, за счёт движения почвенной влаги, содержащей растворимые и коллоидные формы радионуклидов, а также процессов сорбции и десорбции.

_ (1)

_ (2),

где А – концентрация твёрдой фазы в начальный момент времени, C₁ – концентрация радионуклидов в почве, C₂ – концентрация радионуклидов в растении, D – коэффициент диффузии радионуклидов по профилю; k – коэффициент, учитывающий неоднородность потока диффузии из-за изменения сечения; β – константа скорости сорбции радионуклидов твёрдой фазой; α – константа поглощения радионуклидов растением.а0,а1,а2– объёмные доли различных фаз. Концентрация радионуклидов в почве определяется при аналитических исследованиях.

Из уравнений следует, что миграция радионуклидов по почвенному профилю имеет экспоненциальную зависимость. Следовательно, скорость накопления радионуклидов растениями, не имеющими корневой системы экспоненциально убывает со временем.

Скорость накопления радионуклидов растениями	Зависимость скорости накопления радионуклидов 137Cs во мхах от коэффициента миграции (D, см2/год)
Зависимость скорости накопления радионуклидов 137Cs во мхах от константы поглощения радионуклидов мхами α	Зависимость скорости накопления радионуклидов 137Cs во мхах от скорости сорбции радионуклидов твёрдой фазой (почвой)) β

рис. 1.

На рис. 1 изображены зависимости концентрации радионуклидов во мхах от различных параметров. Расчёты проводились с помощью уравнений (1,2). Полученные данные являются относительными и отражают результат за короткий промежуток времени, так как в формуле не учтены факторы: физиологической особенности мха, климатических особенностей, изменение рельефа со временем, скорости биологического выведения радионуклида.

Изменение активности радионуклидов от времени в объектах бриофлоры связано с особенностями миграции данных элементов в почве. При этом, в зависимости от свойств почвы и типа почвенного режима одинаковые коэффициенты миграции радионуклидов могут приводить к противоположным эффектам: низкие коэффициенты миграции (1…2) см²/год могут быть связаны с высокой сорбцией радионуклидов органическими и/или минеральными (глинистыми) почвенными фракциями, и, как следствие, не доступны корневой системе. Это, в основном, характерно для степных почв со значительным содержанием гумуса и наличием глинистых фракций. А во влажных почвах с промывным почвенным режимом коэффициенты миграции (1…2) см²/год связаны с высокой влажностью почвы, когда атмосферные процессы (количество осадков и температура воздуха) не оказывают значимое влияние на скорость миграции радионуклидов по почвенному профилю. В этом случае радионуклиды наиболее доступны растительности и происходит максимальное накопление радионуклидов.

При значительном движении радионуклида по почвенному профилю корневая масса растений не успевает поглощать водорастворимые формы радионуклидов, что может приводить к снижению накопления радионуклидов растительностью.

Список литературы:

1. Ефремов, И. В. Особенности миграции радионуклидов цезия-137 и стронция-90 в системе почва-растение / И. В. Ефремов,Н. Н. Рахимова, Е. Л. Янчук. Изд-во Вестник – 2005 №2 – 46 с.

2. Прохоров, В. М. Миграция радиоактивных загрязнений в почвах / В. М. Прохоров; под ред. Р. М. Алексахина –М.: Энергоиздат, 1981. – 99 с.

Код для цитирования: Скопировать