Ветеринарно санитарная экспертиза подсолнечника

Известно, что в подсолнечниках, как и других растениях, может скапливаться, не повреждая их и не снижая урожайность, такое количество радионуклидов, при которому растениеводческая продукция становится непригодной для использования. Радионуклиды в растения могут поступать через вегетативные органы — аеральний путь поступления и через корневую систему — корневой путь поступления. Аеральне поступление наиболее значительно при радиоактивном загрязнении воздушного среды сразу после радиационного инцидента. При попадании радионуклидов в грунт преобладает корневой путь поступления.

При аеральному загрязнении на наземные органы подсолнечника оседают радиоактивные аэрозоли, оплавленные силикатные и карбонатные частички грунту, частички топлива, высокорадиоактивные "горячие" частички, которые входят в состав "сухого" и "мокрого" выпадения. Осели на растения радиоактивные выпадения слабо закрепляются в наземных органах, потому что одновременно с осаждением происходят полевые потери радиоактивности. Степень удержания радиоактивных выпаданий растительностью оценивается за величиной первичного удержания, которое выражается отношением количества радиоактивных частичек, которые осели на растения, к общему количеству радиоактивных частиц, что обжиги на данную площадь.

Первичное удержание и следующие процессы потерь радиоактивности зависят от многих факторов, в том числе от размера частиц и вида выпаданий, площади удерживает поверхности и плотности растительного покрова, морфологии растений и типа травостоя, урожайности наземной массы, метеоумов во время и после выпадения радиоактивных осадков и др.

Максимальные потери радиоактивности при ветреной и дождевой погоды. Мелкие частички и водорастворимые формы закрепляются в 4-7 раз крепче, чем большие и твердые нерастворимые частички. Потери радиоактивности растениями, обусловленные всеми факторами, кроме радиоактивного распада, называются полевыми потерями радиоактивности. Скорость удаления радиоактивных веществ из растительного покрова характеризует период полупотерь, то есть время, за которое смывается дождем и вздувается ветром 50% активности. Максимальные потери радиоактивности происходят в первые 2-3 суток, а всего за 7 суток она снижается на 70-90%. Потери фиксированных радионуклидов мало зависят от погодных условий и определяются свойствами радионуклидов и биологическими особенностями растений. Период полураспада для слабозакріпленної фракции йода-131 составляет 14 суток, цезия-137 — 14 суток, для стронция-90 — 5 суток, а для міцнозакріпленої фракции этих радионуклидов -. Соответственно 27, 90 и 70 суток

На поверхности листвы радионуклиды могут находиться в свободном или сорбованої состоянии. Сорбция зависит от температуры и влажности воздуха и листву, морфологии листвы, солевого состава и кислотности осадков, вида радионуклида и его формы.

Основными механизмами аерального поступление радионуклидов есть ионно-обменные реакции и диффузия. Водорастворимые формы поступают с водой через цитоплазму в клетки основной ткани, через стенки клеток и міжклітинниках, через клетки, расположенные над поверхностью жилок, через продихи. Чим толщи кутикула, тем слабше происходит диффузия и ионно-обменные реакции. Поступление через продихи усиливается на светлые, когда они приоткрываются при дыхании. На растительности естественных лучних ценозів радионуклиды задерживаются в нижней части растений и в верхнем пласте дернины. Здесь происходит дополнительное поступление радионуклидов через основание стебля и через поверхностные корни, поэтому растительность естественных луков загрязняется радионуклидами сильнее, чем растительность окультуренных кормовых угодий.

После проникновения у листву часть радионуклидов остается в письме, а часть разносится по растению и концентрируется в других органах. Продвижение радионуклидов по растению зависит от физико-химических свойств радионуклидов и в меньшей мере от биологических особенностей растений. Наиболее активно продвигается по растению радіоцезій, что является аналогом калия, а стронций, рутений и церий концентрируются в письме в небольших количествах. Переход этих радионуклидов из листву в генеративные органы в десятки раз меньше, чем цезия.

Радионуклиды, которые осели на грунт в составе разных выпаданий, могут подниматься ветром или дождем и оседать на растительность. Это явление называется вторичным радиоактивным загрязнением растений, интенсивность которого оценивается за величиной коэффициента ветрового подъема, который определяется как отношения концентрации радионуклида в воздухе на высоте 1 м к плотности поверхностного загрязнения грунту. Его величина зависит, в основном, от свойств атмосферы ( плотности, турбулентности, температуры, давки, влажности, скорости движения воздуха над поверхностью грунту), от свойств грунту (гранулометричного и минералогического состава, влажности, плотности, структуры), от хозяйственной деятельности человека ( обработка грунту, выпас скота, автомобильное движение), а также от рельефа и вида растительности. Вторичное загрязнение растительности происходит при пыльных бурях, при горении торфяников, лесов и сжигании післяжнивних остатков.

Кроме ветрового перенесения причиной вторичного загрязнения может быть забризкування грязью нижних частей растений во время выпадения сильных дождей. Максимальная высота подъема частичек от земли близко 40 см, поэтому такое загрязнение наиболее значим для низкорослых видов растений. Вклад вторичного загрязнения в общее загрязнение может составлять 30% и больше. Значительное вторичное загрязнение товарной части овощных и листовых культур радионуклидами происходит в период образования и роста плодов и листву, злаковых культур — в фазах колошения, цветения и молочной зрелости. Практически не загрязняется зерно бобовых и хрестоцвітих культур, кукурузы, так как оно защищено створками бобов, стручков и листвой, а также клубни и коренеплоди, защищенные грунтом.

Механизм усвоения радионуклидов корням растений подобный усвоению необходимых элементов питания. Основными механизмами усвоения радионуклидов есть обменный^-обменные-ионно-обменные реакции и диффузия. Главное отличие заключается в том, что радионуклиды находятся в грунті в предельно низких концентрациях, а элементы питания — в более высоких концентрациях. Основное количество радионуклидов вытягивается корням с грунтового раствора, а также с грунтово — поглощающего комплекса, с частичками которого тесно контактируют корневые волоски, или зона поглощения корня. Поглощение ионов корням и продвижение их вверх по растению происходит в три стадії. В первой стадии происходит адсорбция ионов мембранами поглощающих клеток корней. Адсорбция носит обменный и необменным характер. Обменными ионами растений есть Н + и СО32-, которые образовываются при диссоциации углекислоты, которая выделяется при дыхании. Ион Н + с цитоплазмы проходит с корневыми выделениями через мембрану и вступает в обмен преимущественно с одновалентными ионами грунтового раствора и частичек, где могут находиться радионуклиды. В результате этого обмена ионы радионуклидов поступают в цитоплазму клеток корневых волосков. Механизм поступления цезия-137 и стронция-90 в корневую систему растений изученный недостаточно полно. На первом этапе усвоения радионуклидов важную роль играет катіонно-обменная емкость корней, то есть содержание обменных катионов, которая зависит от содержимого в мембране клеток корня пектина и веществ белковой природы. Виды растений с высокой катіонно-обменной емкостью корней поглощают с грунтового раствора больше катионов кальция, чем катионов других одновалентных элементов. Катіонно-Обменная емкость корней у злаковых культур составляет 10-23 мг-екв./100 г сухих корней, в бобовых — 40-60 мг-екв./100 г сухих корней. Этим можно объяснить повышенную способность бобовых культур к накоплению кальция и его химического аналога стронция. Существует прямая связь между скоростью поступления цезия-137 и величиной катіонно-обменной емкости корней. Например, при добавлении в опытный раствор ионов калия и кальция катіонно-обменная емкость стенок клеток может повышаться в результате ее насыщения этими катионами, поэтому адсорбция ионов цезия и стронция на клеточные стенки практически не происходит. При высокой концентрации калия в растворе ионы калия поступают преимущественно по калиевым каналам, поэтому поступление цезия значительно снижается, то есть происходит дискриминация цезия относительно калия. У всех культур дефицит обменного калия в грунті приводит к увеличению коэффициента накопления цезия в ячмене до 20 раз, у ржи до 30 раз и в пшенице до 40 раз. При поступлении стронция практически отсутствующая дискриминация кальцием. Известно, что дефицит ионов калия в растворе повышает также поступление стронция в корне. У корней растений цезия поступает больше, чем стронция. Установлено, что ионы стабильных и радиоактивных элементов могут вступать в реакцию взаимодействия с компонентами мембран с образованием разных соединений. В связанном состоянии в составе этих соединений, которые называются веществами-переносчиками, ионы поступают в цитоплазму, где комплекс распадается с образованием иона и вещества-переносчика. Ион мигрирует дальше по растению и включается в обмен веществ. Вещество-Переносчик снова поворачивается к мембраны и присоединяет новый ион. Во второй стадии происходит проникновения ионов в руководящие ткани, то есть трахеіди и сосуды ксилемы. В третьей стадии происходит восходящее движение ионов по сосудам ксилемы с ксілемного соком в клетки и ткани наземных органов. В состав ксілемного сока входит вода, органическое и неорганическое вещества, элементы питания и другие соединения. Ксілемного сок перемещает по растению за счет корневой давки и транспирации. При транспирации вода испаряется, а все вещества, в том числе и радионуклиды, остаются в клетках и тканях наземных органов. Скорость продвижения радионуклидов по растению зависит от интенсивности транспирации. В знойную и сухую погоду транспирации усиливается, поэтому может повышаться содержимое радионуклидов у наземной части растений. Ионный обмен между клеточной оболочкой корневого волоска и грунтовими частичками происходит труднее, чем обмен ионами с грунтового раствора. При низкой концентрации радионуклидов в грунті они поступают в растения в результате ионно-обменных реакций. При высокой концентрации радионуклидов в грунті основным
механизмом поступления является диффузия, поэтому поступление радионуклидов может значительно возрастать.

Из корней цезий, как одновалентных элемент, выводится быстрее, чем стронций, который может связываться в корнях в трудноподвіжние формы. Таким образом, радионуклиды распределяются в органах растений неравномерно. Основное количество радионуклидов концентрируется в корнях. Распределение в наземных органах растений неравномерный. Например, в созревших растениях фасоли Sr-90 распределяется следующим чином: в письме 53-68%, стеблях 15-28%, створках бобов 12-25% и зерни 7-14%.

Для оценки поступления радионуклидов с грунту в растения используют разные показатели. Наиболее часто используются коэффициенты перехода (Кп), а также коэффициенты накопления или коэффициенты концентрации (Кн). Коэффициент перехода — это отношения содержания радионуклида в растительной массе к поверхностной активности грунту, коэффициент накопления — отношение содержания радионуклида в растительной массе к содержанию радионуклида в грунті. Коэффициент накопления разными культурами Sr-90 меняется от 0,02 до 12, Сs-137 — от 0,02 до 1,1.

Иногда используют коэффициент биологического поглощения, который показывает отношение концентрации радионуклида в золе растений к концентрации радионуклида в грунті. Скорость миграции радионуклидов в цепи грунт-растение зависит от содержания их изотопных и неизотопных носителей. Концентрация неизотопных носителей в грунті значительно выше, чем изотопных. Для оценки переноса радиоактивного элемента относительно него стабильного носителя в радиоэкологических цепях используют коэффициент дискриминации, который показывает изменение соотношения радионуклида и его химического аналога при миграции по биологическим цепям.

Величина накопления радионуклидов зависит от следующих основных показателей: 1) свойств радионуклидов и форм нахождения их в грунті, 2) физико-химических параметров грунту, 3) биологических особенностей растений, 4) агротехники возделывания, 5) погодно-климатических условий.

Поступление и распределение радионуклидов по растению определяется их свойствами и участием в процессах обмена веществ. Из водного раствора ионы одновалентных радионуклидов поглощаются интенсивнее, чем ионы и трехвалентных радионуклидов. Известно, что 60Со, 106Ru и 144Сие поглощаются в 10 раз меньше, чем цезий и стронций. С грунтових частичек одновалентные ионы поглощаются незначительно, потому что они крепче фиксируются. При поступлении из водного раствора коэффициент накопления Сs-137 значительно выше, чем стронция-90. При поступлении с грунтово — поглощающего комплекса коэффициент накопления цезия-137 намного меньше, чем стронция-90. Это связано с более крепкой сорбцией цезия-137, минеральной частью грунтово- поглощающего комплекса. В наземную часть растений ионы низких валентностей переносятся активнее и в больших количествах, чем ионы высоких валентностей, которые до 90-99% концентрируются в корнях. С поступили в корне цезия-137 и стронция-90 в корнях остается 20-40%, а 60-80% переносится в наземные органы, где они распределяются неравномерно. Выявлено сходство в поглощении и продвижении по растению цезия-137 и калия, стронция-90 и кальция, а также радіоцезію и стабильного цезия, радиостронция и стабильного стронция. Различие обусловлено неодинаковыми формами нахождения радионуклидов в грунтах. Большинство радионуклидов приведенной активности есть биологически важными микроэлементами, которые скапливаются преимущественно в корнях, кроме 65Zn и 54Mn, которые скапливаются у наземной части и репродуктивных органах, где Кн по культурам меняются до 10 раз. Трансурановые радионуклиды имеют очень низкие коэффициенты накопления (п • 10-2 — 10-10), потому что в них ограниченная поступление в корне и перенесение из них в вегетативные органы. Накопления снижается в ряде: нептуний> америций> кюрий> плутоний.

Поступление радионуклидов зависит от времени и форм нахождения в грунті, от концентрации доступных форм в кореневмісному пласте. После аварии на ЧАЭС наиболее интенсивно поступление цезия происходило в первые 2 года. До конца 5-го года содержание обменного цезия в грунті уменьшилась в 3 и больше раз и вышло на стационарный уровень. Таким образом, со временем уменьшается содержимое доступных для растений форм цезия-137 и снижается его поступления в растения. Подвижность и доступность стронция-90 практически не меняется со временем, поэтому он находится в водорастворимой и обменной формах, которые хорошо доступные для корневого усвоения.

Среди грунтових характеристик самое большое влияние предоставляют гранулометричний и минералогический состав, агрохимические показатели грунту и режим увлажнения грунту. Гранулометричний состав влияет на сорбцию радионуклидов, которая зависит от степени дисперсности частичек. Чем больше в грунті глинистых частичек, тем крепче сорбция радионуклидов и тем меньше коэффициенты накопления радионуклидов растениями. На грунтах трудного гранулометричного состава с высоким содержимым глин радионуклиды скапливаются в растениях в меньших количествах, чем на грунтах легкого состава. Основное влияние на накопление радионуклидов предоставляет илистая фракция, в состав которой входят глинистые минералы группы монтморилоніту, гидрослюды и слюд. В зависимости от типа грунту при одинаковой плотности загрязнения их Сs-137 и Sr-90 коэффициенты пропорциональности для этих радионуклидов могут отличаться к 2-х и больше раз. Например, Кп цезия-137 для картофеля на дерново-підзолистих песчаных грунтах составляет 0,08, а на дерново-підзолистих суглинистых — 0,03. Для стронция-90 коэффициента пропорциональности на этих грунтах составляют соответственно 0,33 и 0,17. Коэффициенты накопления радионуклидов на разных типах грунтів при одинаковой плотности поверхностной загрязненности могут отличаться в 10-20 раз, а иногда до 100 раз. Цезий-137 менее доступный для растений, которые связано с него сорбцией в кристаллических гратах глинистых минералов. Коэффициенты накопления цезия-137 и стронция-90 на черноземных грунтах соответственно в 20 и 10 раз ниже, чем на дерново-підзолистих грунтах.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *