Оцінка міграції цезію і стронцію на радіоактивно забруднених агроландшафтах приватних господарств та присадибних ділянок південної частини Київської області

Актуальність теми.

Масштаб Чорнобильської катастрофи, найтяжчої за всю історію людства техногенної катастрофи, добре відомий як вченим, так і політикам всього світу. В навколишнє середовище надійшло близько 3 % штучних радіонуклідів, які на момент катастрофи були накопичені в реакторі четвертого енергоблоку Чорнобильської АЕС. Аварія призвела до забруднення більше 145 тис км2 території України, Республіки Білорусь та Російської Федерації, де забруднення 137Cs перевищувало 37 кБк/м2. Внаслідок Чорнобильської катастрофи постраждало близько п’яти мільйонів людей, забруднено близько п’яти тисяч населених пунктів Республіки Білорусь, України та Російської Федерації.

Незважаючи на час, що минув з моменту катастрофи проблема радіоактивного забруднення залишається досить актуальною. Нині забрудненими залишаються 6,7 млн га території України, серед яких 1,2 млн га сільськогосподарських угідь забруднені 137Cs із щільністю від 37 до 555 кБк/м2 (1 - 15 Кі/км2). На забруднених територіях знаходиться 2161 населений пункт, де проживає близько 3 млн жителів [26, 34, 96, 101, 134, 160, 164].

Одним із основних об’єктів де сконцентрувалися радіонукліди 137Cs і 90Sr стали ґрунти агроландшафтів. Маючи хімічні властивості подібні до калію та кальцію, 137Cs і 90Sr інтенсивно включаються із ґрунту у біогенну міграцію трофічними ланцюгами й накопичуючись у продукції рослинного і тваринного походження і в подальшому надходять в організм людини спричиняючи додаткове опромінення понад природні рівні. Тому проживання населення та ведення аграрного виробництва на радіоактивно забруднених територіях зумовлює необхідність проведення постійного моніторингу радіаційної ситуації, з’ясування процесів й закономірностей міграції 137Cs і 90Sr трофічними ланцюгами агроекосистем та оцінки дозового навантаження населення [25-29, 78, 91, 103, 163].

З моменту Чорнобильської катастрофи провідними вченими (Б.С. Прістер, І.М. Гудков, Д.М. Гродзинський, В.О. Кашпаров, М.М. Лазарев, Ю.І. Іванов, І.А. Ліхтарьов, І.І. Карачов та ін.) проведено досить великий обсяг наукових досліджень по вивченню міграції 137Cs і 90Sr в об’єктах аграрного виробництва, накопиченні їх в продовольчі продукції та оцінці ефективних доз опромінення людини. Основна увага науковців зосереджена на зоні Полісся. Здебільшого поведінка 137Cs і 90Sr вивчається в окремих ланках та системах трофічного ланцюга. При цьому основна увага приділяється 137Cs, що є основним дозоутворюючим радіонуклідом. Окрім цього на радіоактивно забруднених територіях Лісостепу значний внесок у забруднення припадає і на 90Sr, інтенсивність міграції якого на думку вчених поступово буде збільшуватися [6, 30, 32, 52, 53, 57, 60, 75, 77, 125, 131, 165].

Все це й зумовило необхідність всебічного дослідження сучасного стану міграції 137Cs і 90Sr у трофічному ланцюгу «грунт - рослина - тварина - людина» в агроекосистемах лісостепової зони південної частини Київської області приватних аграрних підприємств та присадибних ділянок, що зазнали радіоактивного забруднення внаслідок Чорнобильської катастрофи.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами.

Матеріал дисертації є частиною наукових досліджень за темою: «Оцінка біогенної міграції радіонуклідів 137Cs та 90Sr в агроекосистемах Лісостепової зони України», що виконується на кафедрі безпеки життєдіяльності Білоцерківського національного аграрного університету (державний реєстраційний номер 01070012296).

Мета та завдання досліджень.

Метою дисертаційної роботи була оцінка міграції 137Сs і 90Sr на радіоактивно забруднених агроландшафтах приватних аграрних підприємств та присадибних ділянок лісостепової зони південної частини Київської області, встановлення та уточнення показників переходу 137Cs і 90Sr із ґрунту в продукцію рослинництва й тваринництва, оцінка джерел і доз опромінення сільського населення, що проживає в зонах добровільного гарантованого відселення та посиленого радіоекологічного контролю.

Для цього були поставлені наступні завдання:

Ø дослідити активність 137Cs і 90Sr у ґрунтах сільськогосподарських угідь приватних аграрних підприємств та на присадибних ділянках розташованих в зонах добровільного гарантованого відселення та посиленого радіологічного контролю, встановити щільність їх забруднення та провести оцінку радіоекологічного стану ґрунтів;

Ø дослідити активність 137Cs і 90Sr у зерні, вегетативній масі сільськогосподарських культур, кормах, вирощених приватними аграрними підприємствами та картоплі й інші овочевій продукції, отриманій на присадибних ділянках та встановити показники переходу цих радіонуклідів у рослинну продукцію, провести її оцінку на відповідність критеріям радіаційної безпеки;

Ø дослідити активність 137Cs і 90Sr у молоці, яловичині, свинині, м’ясі птиці вирощених у приватних аграрних підприємств та підсобних господарствах населених пунктів, які знаходяться в зонах добровільного гарантованого відселення та посиленого радіологічного контролю, встановити показники переходу цих радіонуклідів і провести радіоекологічну оцінку вирощеної продовольчої продукції тваринного походження;

Ø встановити обсяги споживання населенням продовольчої продукції власного виробництва, розрахувати активність радіонуклідів 137Cs і 90Sr що надходять в організм жителів сільських населених пунктів при споживанні харчових продуктів власного виробництва та розрахувати річні ефективні дози опромінення, що отримує сільське населення;

Ø дослідити вплив гнойової маси на забруднення ґрунтів 137Cs і 90Sr;

Ø провести комплексну оцінку стану біогенної міграції 137Cs і 90Sr на радіоактивно забруднених агроландшафтах приватних господарств та присадибних ділянок;

Ø розробити пропозиції щодо виробництва продукції на радіоактивно забруднених сільськогосподарських угіддях.

Об’єктом досліджень були процеси й закономірності міграції 137Cs і 90Sr у ланках трофічного ланцюга «ґрунт - рослина - тварина - людина» агроекосистем Лісостепової зони південної частини Київської області, що зазнали радіоактивного забруднення внаслідок Чорнобильської катастрофи.

Предметом досліджень була щільність забруднення ґрунтів 137Cs і 90Sr, активність 137Cs і 90Sr у зерні, вегетативній масі зернових та кормових культур, картоплі та інших овочевих культурах, молоці, яловичині, свинині, м’ясі птиці гнойовій масі, коефіцієнти накопичення та переходу цих радіонуклідів та річні ефективні дози опромінення сільського населення.

Методи дослідження:

Ø польовий - відбір зразків, оцінка радіаційної ситуації та інтенсивності міграції 137Cs і 90Sr трофічними ланцюгами агроекосистем;

Ø гамма-спектрометричний з використанням програмного забезпечення “Прогрес 2000” - визначення активності 137Cs;

Ø радіохімічний та бета-спектрометричний з використанням програмного забезпечення “Прогрес 2000” - виділення й визначення активності 90Sr;

Ø математично-статистичний з використанням програмного забезпечення «Mіcrosoft Excel 2010» - математична обробка й оцінка результатів отриманих експериментальних даних;

Ø розрахунковий - визначення коефіцієнтів переходу радіонуклідів 137Cs і 90Sr, що залучаються у біогенну міграцію, оцінки річної ефективної дози опромінення населення.

Наукова новизна одержаних результатів.

Вперше проведено комплексну оцінку стану біогенної міграції 137Cs і 90Sr на радіоактивно забруднених агроландшафтах лісостепової зони південної частини Київської області приватних аграрних підприємств та присадибних ділянках.

Встановлено джерела та обсяги надходження 137Cs і 90Sr в організм, жителів сільських населених пунктів, які проживають в зонах добровільного гарантованого відселення та посиленого радіоекологічного контролю та розраховано річні ефективні дози опромінення. Основний внесок у дозу опромінення припадає на зовнішнє опромінення спричинене високим рівнем забрудненням території 137Cs.

Отримано нові дані про сучасний стан міграції 137Cs і 90Sr у ланках трофічного ланцюга «грунт - рослина - тварина - людина».

Встановлено та уточнено показники переходу 137Cs і 90Sr із ґрунту в зерно, вегетативну масу сільськогосподарських культур, картоплю та іншу овочеву продукцію, що вирощується приватними аграрними підприємствами та на присадибних ділянках радіоактивно забруднених територій лісостепової зони південної частини Київської області.

Практичне значення отриманих результатів.

Отримані

результати досліджень дають уявлення фахівцям аграрного виробництва про сучасний радіоекологічний стан агроландшафтів на забруднених територіях лісостепової зони південної частини Київської області, стан міграції 137Cs і 90Sr трофічним ланцюгом «грунт - рослина - тварина - людина», рівень забруднення 137Cs і 90Sr продукції рослинництва й тваринництва.

Встановлені коефіцієнти переходу 137Cs і 90Sr у зерно, вегетативну масу зернових та зелену масу кормових культур, молоко, м'язову і кісткову тканини, гнойову масу великої рогатої худоби дають змогу прогнозувати й управляти накопичення 137Cs і 90Sr у продукції рослинництва й тваринництва.

Дослідження показали, що гнойова маса отримана на радіоактивно забруднених територіях південної частини Київської області є джерелом вторинного забруднення ґрунтів 137Cs і 90Sr. Перед внесенням гнойової маси у ґрунт необхідно оцінювати її за активністю 137Cs і 90Sr.

На основі результаті досліджень розроблені та впроваджені методичні рекомендації щодо виробництва сільськогосподарської продукції на радіоактивно забруднених територіях, які використовуються фахівцями аграрного виробництва Білоцерківського району Київської області.

Результати дослідження використовуються при викладанні навчальних дисциплін «Радіоекологія», «Радіобіологія» та «Безпека життєдіяльності» в Білоцерківському національному аграрному університеті.

Особистий внесок здобувача.

Вибір, обґрунтування напряму теми наукових досліджень, методику та схема досліджень розроблені автором спільно з науковим керівником, доктором сільськогосподарських наук, професором О.І. Розпутнім. Експериментальні дослідження, обробка їх результатів, написання, оформлення роботи виконані автором особисто під керівництвом наукового керівника.

Апробація результатів дисертації.

Матеріали дисертації доповідалися: на засіданнях вченої ради екологічного факультету Білоцерківського НАУ (2006 - 2010); на V Державній науковій конференції аспірантів і докторантів “Аграрна наука - виробництву” (м. Біла Церква 2006); на ІІ Міжнародній науково-практичної конференції “Екотрофологія - міст у майбутнє харчування людини” (м. Біла Церква 2007); на V Державній науковій конференції аспірантів і докторантів “Аграрна наука - виробництву” (м.Біла Церква 2007); на VІ “Наукові пошуки молоді у третьому тисячолітті” (м. Біла Церква 2007); на VІ державній науково-практичній конференції аспірантів і докторантів “Аграрна наука - виробництву: екологічні проблеми України та шляхи їх вирішення” (м. Біла Церква 2007); на 73-й науковій конференції молодих учених, аспірантів і студентів “Наукові здобутки молоді - вирішенню проблем харчування людства у ХХІ столітті” (м. Київ 2007); на всеукраїнській науковій конференції студентів та аспірантів “Екологічна безпека держави” (м. Київ 2007); на VІІ Міжнародній науковій-практичній конференції “Аграрна наука - виробництву: екологічні проблеми сучасного світу та шляхи їх вирішення” (м. Біла Церква 2008); на ІV-й Міжнародній науково-практичній конференції молодих вчених і студентів “Наука. Молодь. Екологія - 2008” (м. Житомир 2008); на Міжнародній науково-практичній конференції “Молоді вчені у вирішенні проблем аграрної науки і практики” (м. Львів 2008); на Міжнародній науково-практичній конференції “Сучасні проблеми підвищення якості, безпеки виробництва та переробки продукції тваринництва” (м. Вінниця 2008); на Міжнародній науково-практичній конференції молодих вчених “Наукові пошуки молоді у третьому тисячолітті” (м. Біла Церква 2010), на міжнародній конференції «Радіобіологічні та радіоекологічні аспекти Чорнобильської катастрофи» (м. Славутич 2011).

Публікації

. Основні положення дисертаційної роботи висвітлені та опубліковані у 21 наукових працях, в тому числі 7 статей у фахових виданнях (3 - у науково-практичних журналах, 4 - у збірниках наукових праць) та 15 - у матеріалах конференцій.

Структура та обсяг дисертації.

Дисертація складається із вступу,огляду літературних джерел за напрямом наукових досліджень, загальної методики та основних методів досліджень, результатів досліджень та їх обговорення, узагальнення результатів досліджень, висновків та пропозицій виробництву, списку літературних джерел, додатків. Робота викладена на 155 сторінках комп’ютерного набору, містить13 рисунків, 33 таблиць, 7 додатків. Список літератури включає 201 джерел.

• Екологічна оцінка впливу Чорнобильської катастрофи на агроландшафти
• Міграція та фізико-хімічний стан 137Cs і 90Sr у ґрунтах
• Фактори, що випливають на накопичення 137Cs і 90Sr рослинами
• Надходження та накопичення 137Cs і 90Sr в організмі тварин
• Актуальність проведення досліджень з міграції 137Сs і 90Sr у приватних господарствах та присадибних ділянках на радіоактивно забруднених агроландшафтах південної частини Київської області
• Загальна методика і основні методи досліджень
• Умови проведення експериментальних досліджень
• Об’єкт та методика досліджень
• Методика відбору зразків та проведення досліджень
• Оцінка радіоекологічного стану ґрунтів
• Активність 137Cs і 90Sr у ґрунтах ТОВ «Надія» с. Йосипівка
• Забруднення 137Cs і 90Sr присадибних ділянок с. Йосипівка
• Активність 137Cs і 90Sr у ґрунтах АФ «Узинська» с. Тарасівка
• Забруднення 137Cs і 90Sr присадибних ділянок с. Тарасівка
• Вплив гнойової маси на забруднення ґрунтів 137Cs і 90Sr
• Накопичення 137сs і 90sr у продукції рослинництва
• Активність 137Сs і 90Sr у продукції рослинництва ТОВ «Надія»
• Активність 137Сs і 90Sr в продукції рослинництва АФ “Узинська”
• Накопичення 137Сs і 90Sr в овочевих культурах на присадибних ділянках с. Йосипівка та с. Тарасівка
• Оцінка накопичення 137cs і 90sr в молоці та яловичині
• Накопичення 137Cs і 90Sr у молоці корів
• Накопичення 137Cs і 90Sr в яловичині

Цікаві статті з розділу

Аналіз діяльності підприємства Західно-Чорноморське басейнове управління охорони, використання і відтворення водних біоресурсів та регулювання рибальства
Практика проходила в Західно-Чорноморському басейновому управлінні охорони, використання і відтворення водних біоресурсів та регулювання рибальства в Одеському територіальному відділі з 8 с ...

Оцінка впливу проектів на навколишнє середовище
Сучасна практика реалізації проектів визнала, що дешевше доповнити планування проекту аналізом довкілля, ніж ігнорувати цей момент і розраховуватися за екологічні помилки у майбутньому. Біль ...

Моніторинг екологічного стану ґрунтів сільськогосподарського призначення
Проблема збереження ґрунтового покриву сільськогосподарських угідь та родючості ґрунтів набула загрозливих масштабів. Це пов’язано зі значною розораністю території, із збільшенням викидів у земл ...