Вплив властивостей ґрунту на надходження радіонуклідів у рослини

Порівняння накопичення радіонуклідів з водних розчинів і фунтів свідчить, що внаслідок сорбції радіонуклідів твердою фазою фунту зменшується їх абсолютне надходження до рослинності. Так, ступінь накопичення радіонуклідів у рослинності з поглинанням з водних розчинів зменшується у ряду: Cs > Sr > Се > Ru > Zr. З внесенням розчинних форм ізотопів у фунт перехід Sr до фітомаси зменшується в середньому в 20 разів, Cs і Се – в 100–1000 разів.

Серед фізико-хімічних властивостей фунтів відомі десятки параметрів, які впливають на перехід радіонуклідів з фунту в рослини. Вплив фунту виявляється у зниженні біологічної рухливості радіонуклідів зі збільшенням вмісту обмінних катіонів, органічної речовини, фізичної глини і мулу, мінералів монтморилонітової групи, ємності поглинання. Спрямованість дії кислотності, карбонатності і вологості фунтів залежить від фізико-хімічних властивостей pH. У кількісному відношенні вплив різних властивостей фунтів виявляється в різному ступені. Для більшості радіонуклідів накопичення їх у рослинності може змінюватися в 10–20, а для деяких – до 100–200 разів. Наприклад, чорноземи характеризуються підвищеним вмістом фізичної глини, мулу, гумусу, обмінних катіонів, високою ємністю поглинання, переважанням мінералів монтморилонітової фупи. Дерново-підзолисті ґрунти містять невелику кількісь поживних речовин, мають невисоку обмінну ємність, низький pH, малий вміст гумусу. В зв'язку з цим виявляється залежність між інтенсивністю надходження радіонуклідів у рослинність і типом фунту. Накопичення радіонуклідів рослинами знижується в ряду фунтів: алювіально-шаруваті, дерново-підзолисті, сірі лісові, сіроземи, каштанові, чорноземи (табл. 5.6, 5.7) [192, 421].

Ємність катіонного обміну (ЄКО) і вміст обмінних катіонів характеризують здатність фунту до сорбції катіонів. Радіонукліди, сорбовані в фунті за обмінним типом, найбільш доступні для рослин. Міцність сорбції тим

Таблиця 5.6

Коефіцієнти накопичення ^MSr вівсом і горохом з ґрунтів різних типів (вегетаційний дослід)

Таблиця 5.7

Коефіцієнти накопичення ¹³⁷Cs для урожаю вівса з ґрунтів різних типів (вегетаційний дослід)

вища, чим вища ЄКО. Сума обмінних катіонів (ΣΕ) та ЄКО у ґрунті змінюються залежно від реакції середовища, складу органічних і мінеральних компонентів, природи глинистих мінералів. Збільшення лужності ґрунтів сприяє зростанню їхньої ємності поглинання. Унаслідок високої поглинальної здатності гумусових кислот (до 4000–9300 моль • кг¹), а також монтморилоніту (700–1750 моль • кг¹) ґрунти, які містять велику кількість органічної речовини і мінералів монтморилонітової групи, відрізняються звичайно найбільшою ємністю поглинання (чорноземи). Ці ґрунти характеризуються найміцнішою сорбцією радіонуклідів і мінімальною їх рухливістю [237].

Механічний і мінеральний склад ґрунтів. У ґрунтах одного типу залежно від гранулометричного складу накопичення радіонуклідів рослинами може змінюватися до 10 разів (табл. 5.8). Зі зменшенням розміру гранулометричних фракцій підвищується вміст в них гумусу, ΣΕ та ЄКО. Крім того, відмінність властивостей гранулометричних фракцій пояснюється особливостями мінерального складу. Переважними мінеральними фракціями дрібного піску і крупного пилу є кварц і польові шпати, в середньому і дрібному пилу збільшується вміст слюд і гідрослюд. У мулистій фракції переважають слюди, гідрослюди і мінерали монтморилонітової групи.

Таблиця 5.8

Вплив гранулометричного складу дерново-підзолистого ґрунту на надходження ¹³⁷Cs в урожай вівса (вегетативний дослід) [192]

Таблиця 5.9

Вплив мінерального складу ґрунтів на накопичення ¹³⁷Cs пасовищною рослинністю*

* C_opг - 2,4 %.

Мінеральна частина ґрунту становить 55–97 % маси ґрунту. В ґрунті наявні як первинні матеріали – скелетні і крупнопіщані частинки, так і вторинні – переважно в глинистих і колоїдних фракціях, які відрізняються високою здатністю поглинання, що зумовлює зниження переходу радіонуклідів у рослини.

Необмінне поглинання глинистими мінералами зменшує доступність деяких радіонуклідів для біологічного накопичення. Це чітко простежується під час зіставлення інтенсивності поглинання ¹³⁷Cs рослинами в умовах Білорусько-Українського Полісся на ґрунтах з практично однаковим вмістом органічної речовини, але різного мінерального складу. За даними табл. 5.9, наявність у ґрунтах гідрослюд приблизно у 8 разів зменшує накопичення ¹³⁷Cs пасовищною рослинністю, а монтморилоніту – у 80 разів.