АНТРОПОГЕННОЕ РАДИОАКТИВНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ЛЕСНЫХ НАСАЖДЕНИЙ - Влияние радиоактивного загрязнения на леса и лесохозяйственную деятельность

Значительная часть радиоактивных веществ при выпадении из атмосферы на лес задерживается преимущественно в кронах, осаждаясь на листьях, хвое, ветвях и стволах деревьев, и лишь небольшая доля проникает под полог леса, оседая на травяной покров и поверхность лесной подстилки. Выпавшее вещество распределяется неравномерно: на лесных опушках с наветренной стороны (до 50 м вглубь леса) задерживается в 2-10 раз больше радиоактивных веществ, чем в глубине лесного массива.

Непосредственно после выпадения радиоактивного вещества начинается его вертикальная и горизонтальная миграция под действием природных факторов. На первом этапе важными агентами миграции являются метеорологические факторы - атмосферные осадки и ветер. Атмосферные осадки, промывая кроны деревьев, перемещают радионуклиды из верхних частей кроны нижние, затем и под полог леса. Ветер, выдувая тонкодисперсную фракцию радиоактивного вещества, переносит ее из крон одних деревьев на другие, частично - под полог насаждений и на прилегающие к лесу территории. Ветровая горизонтальная миграция из леса слабо закрепленного радиоактивного вещества протекает наиболее интенсивно в начальный, относительно короткий период, особенно при длительном отсутствии дождей. В это время леса могут стать одним изисточником дополнительного загрязнения окружающей местности, если уровни их загрязнения значительно превосходят плотность загрязнения смежных безлесных земель.

При перемещении радиоактивного вещества из крон под полог леса наряду с действием метеорологических факторов важную роль играют процессы биологической миграции - опадание листьев, хвои и других загрязненных частей деревьев. Радионуклиды, остающиеся в надземной части насаждений, частично проникают во внутренние ткани древесных растений, загрязняя древесину.

Из продуктов деления наиболее подвижным при вне корковом пути поступления является цезий-137, значительная часть которого (при выпадении подвижных форм) довольно быстро переходит в древесину, кору и корни. Внекорковое поступление стронция-90 и других радиоактивных продуктов деления происходит в 10-100 раз медленнее.

В результате физической и биологической миграции в лиственных лесах через один год после разовых выпадений смеси продуктов деления доля их в кронах от общего количества в лесу снижается в несколько раз; соответственно возрастает загрязнение лесной подстилки и почвы. В хвойных лесонасаждениях самоочищения крон происходит в 3-4 раза медленнее и требует трех-четырех лет. По истечении этого наиболее опасного периода радиоактивные вещества, выпавшие на лес, перемещаются на лесную подстилку и почву, где прочно фиксируются. В последующем леса предотвращают разнос радиоактивных веществ с поверхностными водами во время весеннего снеготаяния: радиоактивные вещества задерживаются в верхних горизонтах лесных почв и не поступают в речную сеть. Ветрозащитные свойства леса способствуют снижению ветрового переноса и уменьшают угрозу вторичного загрязнения территории.

С течением времени в загрязненном лесу постепенно усиливается поступление радионуклидов в растения, в т. ч. в древесные, из почвы по корневому пути, и этот источник становится главных в загрязнении древесины.

С течением времени почва становится длительным постоянно действующим источником поступления радионуклидов в продукцию лесного хозяйства за счет поступления радионуклидов в растения по корневому пути. Этот процесс становится главным в загрязнении древесины, а с растительностью радионуклиды попадают в корм животных и пищу человека. Уровень опасности загрязнения лесных земель определяется не только количеством радионуклидов, но и составом смеси радиоизотопов в почве, так как их физико-химические свойства являются основным фактором, определяющим поведение радионуклидов в почве, их биологическую активность в системе "почва - растение" а также способность к миграции по пищевым цепочкам.

Цезий-137, попадая на надземные части древесно - кустарниковой растительности, довольно быстро переходит в древесину, в то время как поступление стронция-90 внекорневым путем идет в десятки и сотни раз медленнее. Зато стронций-90 является наиболее подвижным и легко поступающим из почвы в древесные растения радионуклидом. В то же время цезий-137 сильнее сорбируется почвой и потому в относительно меньших количествах переходит в древесные растения.

Эти радионуклиды характеризуются относительно высоким выходом при реакции деления, длительным (около 30 лет) периодом полураспада, высокими коэффициентами перехода в растения и интенсивным включением в биологические процессы. Поэтому меры радиационной безопасности и особенности ведения лесного хозяйства на загрязненных территориях рассчитываются по этим радионуклидам в зависимости от их вклада в общую дозу облучения. Так, в результате аварии на Чернобыльской АЭС основным дозообразующим радионуклидом в загрязненных лесах оказался цезий-137.

Поглощение и перемещение радионуклидов, выпавших в доступных формах, из почвы и подстилки в наземные части древесных растений существенно различны. Наиболее подвижным, сравнительно легко поступающим в древесные растения, является стронций-90. Цезий-137 сорбируется почвами сильнее, чем стронций-90, и поэтому в относительно меньших количествах переходит в древесные растения из почвы. Радионуклиды циркония, ниобия, рутения, церия и других элементов после попадания в подстилку и почву в гораздо меньших, относительно стронция-90, количествах поступают в деревья через корни. Основным компонентом, накапливаемым деревьями из почвы, с течением времени становится стронций-90. Вследствие ежегодного поступления стронция-90 и других радионуклидов из почвы концентрация радиоактивных веществ в древесине с течением времени увеличивается. Через 5-7 лет содержание стронция-90 в древесине увеличивается в 5-15 раз по сравнению с загрязнением в течение первого года.

Естественный путь самоочищения загрязненных лесных территорий заключается лишь в радиоактивном распаде задержанных радионуклидов. Риск от повторного поступления радионуклидов из облесенных территорий, которое могло бы вызвать вторичное загрязнение не покрытых лесом участков, минимален, за исключением ситуаций, связанных с лесными пожарами.

По характеру воздействия радиоактивных выбросов на леса выделяется 2 периода. Начало первого периода характеризуется аэральным (внекорневым) первичным радиоактивным загрязнением надземной части лесной растительности. В это время происходит наибольшее прямое острое радиационное поражение ассимилирующих органов и почек. При этом большой вклад в дозовую нагрузку вносят короткоживущие радионуклиды.

Радиационное поражение древесных растений в зависимости от поглощенной дозы выражается в отмирании надземных органов, морфологических изменениях хвои, листьев, побегов, в нарушении белкового и липидного обменов в ассимилирующих органах и т. п.

После распада короткоживущих радионуклидов в течение 2...3 лет отмечается нормализация ростовых процессов у частично пораженных растений. Долгоживущие радионуклиды переходят в почву и поступают в растения по корневому пути. Это время оценивается как окончание первого острого периода и стабилизация радиационной обстановки.

Второй - поставарийный период, растягивающийся на десятилетия, характеризуется загрязнением территории долгоживущими радионуклидами, прежде всего цезием-137 и стронцием-90. Основным фактором, определяющим уровень загрязнения лесной продукции в этот период, является корневое поступление радионуклидов в растительность.

Радиоактивное загрязнение нарушило сложившиеся режимы использования лесов, снизило их рекреационную и ресурсную функцию. Однако, полностью прекратить использование лесов на радиоактивно загрязненных лесных участках не представляется возможным. Практически все загрязненные радионуклидами леса расположены на территориях с высокой плотностью населения, где они имеют важное экологическое, социальное и экономическое значение, поэтому защита леса от радиации имеет важное значение.

Похожие статьи




АНТРОПОГЕННОЕ РАДИОАКТИВНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ЛЕСНЫХ НАСАЖДЕНИЙ - Влияние радиоактивного загрязнения на леса и лесохозяйственную деятельность

Предыдущая | Следующая