XIII Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2021

Цель исследования – провести теоретическое обоснование движения и накопления радионуклидов в почвах и растениях Звериноголовского района Курганской области, построить модель динамики радионуклидов в системе «почва-растение», выявить региональные факторы, определяющие динамику радионуклидов в системе.

Проведенное исследование базируется на фундаментальных трудах Тимофеева- Рисовского, И.В. Ефремова, Н.Н. Рахимова, Е.Л. Янчук.

В процессе анализа литературных источников была разработана модель внешнесредового воздействия на динамику радионуклидов в природных системах.

Ядро Модели включают в себя 2 элемента: почва и растение, функционально связанные между собой миграцией радионуклидов. Система «Почва-растения» имеет важное свойство – это целостность и обособленность от среды. Однако, она не является полностью изолированной от среды. Цель этой системы – заранее запланированные изменения в окружающей среде. Основные связи в системе: почва- растения, растения- почва.

На данную систему влияют 2 вида факторов: лимитирующие факторы и фоновые. Лимитирующие факторы непосредственно воздействуют на систему. Это: морфология почв и физико- химические свойства, видовое разнообразие растений, уровень организации. Фоновые воздействуют на отдельные элементы системы. Это минералогический состав почв, агрохимические свойства почв, метеорологические условия.

Для исследования влияния региональных факторов на природные системы была выбрана территория Звериноголовского района Курганской области, на основе того что это приграничная территория и с перспективой на добычу полезных ископаемых. Пробные территории были заложены в 4 природных сообществах: пойменное, антропогенно- нарушенное, смешанное, болотное. Факторы окружающей среды определялись в лаборатории кафедры, исследование проводилось в соответствии с методиками ГОСТ [2].

Определение активности радионуклидов Стронция 90 и цезия 137 проходило во время производственной практики в аккредитованной лаборатории радиологии.

Показатели плотности загрязнения почвы исследуемыми радионуклидами находятся в пределах установленных нормативов, следовательно, почву можно отнести к уровню экологически чистой зоны, которые составляют от 0 до 5 КИ/км квадратный.

Показатели допустимых уровней активности радионуклидов в растениях находятся в пределах установленных нормативов. Норматив 1000 Бк/кг

Был проведен модельный эксперимент с образцами почвы на выявление влияния почв на прорастание и развитие семян овса посевного который показал, что возможно на начальных этапах роста и развития растений, почвы с низким содержания цезия тормозят его, а с высоким содержанием стронция стимулируют.

Для того чтобы проанализировать связи радионуклидов внутри системы «почва- растение» был проведен корреляционный анализ содержания цезия и стронция в почвах и растениях, который показал:

Наибольшая зависимость содержания радионуклидов в почвах и растениях выявлена у цезия, коэффициент корреляции в данном случае стремится к 1, что говорит о сильной зависимости одного первого показателя от другого. Соответственно, при повышении содержания цезия в почве, увеличивается его содержание и в растениях. Касаемо стронция такая зависимость прослеживается очень слабая.

Дабы обосновать модель внешне средового воздействия необходимо провести корреляционный анализ факторов окружающей среды на динамику радионуклидов цезия-137 и стронция- 90 в системе «почва- растение».

Все три фактора почвы для цезия имеют небольшой отрицательный коэффициент, следовательно, между факторами почвы и содержанием в почве цезия- 137 прослеживается слабая обратная связь.

Анализируя данные, можно провести взаимосвязь между содержанием стронция и гумуса в почвах, она здесь ярко выраженная- коэффициент корреляции равен 0,83. содержание стронция- 90 в почвах в основном контролируется количеством гумуса. На практике эти теоретические данные получили свое подтверждение.

Анализ содержания радионуклидов в почве и факторами почвы, был произведен анализ между содержанием в растениях и такими же факторами почвы.

Довольно сильная обратная связь выявлена между содержанием цезия в растениях, содержанием стронция и рH. Согласно теоретическим данным, что растения, произрастающие на кислых почвах способны накапливать радионуклиды более активно, нежели на нейтральных или щелочных. Следовательно, это было подтверждено этим корреляционным анализом.

Для того чтобы посмотреть зависимость плотности загрязнения радионуклидами от механического состава был сделан корреляционный анализ полученных в ходе исследования данных.

Цезий- 137 имеет положительный коэффициент корреляции, близкий к 1, соответственно между содержанием цезия и механическим составом существует сильная прямая связь- его содержание увеличивается при более тяжелых почвах по механическому составу. Цезий активнее адсорбируется в тяжелых по механическому составу почвах. Это доказывает теоретические данные представленные в первой главе.

Что касается стронция, то зависимость здесь полностью противоположна. Коэффициент здесь тоже большой, однако он со знаком «минус», а значит связь между стронцием и механическим составом сильная обратная- его содержание уменьшается при более тяжелых почвах по механическому составу. Теоретические данные в первой главе это также подтверждают.

Выявленная связь является слабой, в случае с цезием обратная, а со стронцием прямая.

Преобладающими направлениями ветра в Звериноголовском районе является южное, юго- западное и западное. Первое из них имеет почти четвертую часть всех ветров. Следовательно, эти направления имеют важное значение касательно радиоактивного загрязнения ветровым переносом, а также миграции радионуклидов данного района [1].

Список литературы

1. Архив погоды в Звериноголовском. // world-weather.ru: [сайт]. — URL: https://world-weather.ru/archive/russia/zverinogolovskoye/ (дата обращения: 19.01.2021).

2. О введении в действие методик определения гамма-излучающих радионуклидов и стронция-90 в пробах почвы и растительных материалов. — // docs.cntd.ru: [сайт]. — URL: http://docs.cntd.ru/document/9013649 (дата обращения: 20.01.2021).

Код для цитирования: Скопировать