Миграция урана-238 в системе почва-растение
Дипломная работа - Биология
Другие дипломы по предмету Биология
[21.58].
Участки I и II - недостаток и оптимальные концентрации элемента в питательной среде; III - токсические концентрации элемента в питательной среде.
Рис. 3. Типичная зависимость концентрации химических элементов в растениях от концентрации в питательной среде
Переход U238 в растительность варьирует в пределах 2-13 раз и определяется строением корневой системы [2.19]. Корни растений выделяют ионы водорода, органические и аминокислоты, хелаты и другие вещества, играющие высокую роль в усвоении и перемещении многих элементов. Глубина размещения корней различных видов растений также играет важную роль в перемещении и извлечении радиоактивных элементов из толщ почвы [10.174]. Как известно радионуклиды в основном накапливаются в верхнем десятисантиметровом слое, и поэтому растения с неглубокой разветвленной корневой системой гораздо интенсивнее поглощают эти элементы. Число придаточных корней увеличивается в ряду: корневищные бобовыебобовые[2.11].
Содержание урана в золе растений во многом зависит и от их видовой принадлежности, возраста и органа [1. 14]. Аккумуляция урана в наземной части растений отмечается, в основном, в вегетационных органах. В вегетативной массе зернобобовых (соя, нут) и зерновых (пшеница, ячмень) культур содержится U238 в 2,4-4,2 раза больше, чем в генеративных органах. Максимальная концентрация U238 отмечена в листьях чая и вегетативной массе зернобобовых культур, а минимальная - в генеративной части зерновых [4.24]. По степени аккумуляции U238 можно составить следующий ряд: чай>соя>нут>хлопчатник>пшеница>ячмень [4.19].
В накоплении урана высшими растениями отчетливо проявляются видовые различия (табл. 2). Большое накопление радионуклида отмечается у многолетних древесных и кустарниковых растений. При этом по органам отдельных видов растений уран распределяется в зависимости от их возраста [1.210].
Таблица №2
Коэффициенты накопления U238 в сельскохозяйственных культурах, n10-2
Культура, часть растенияKn, U238Озимая рожь: зерно солома 0,56 2,13Яровая пшеница: зерно солома 0,83 3,24Ячмень: зерно солома 0,7 2,50Овес: зерно солома0,90 4,91Картофель: клубни ботва 1,58 12,70Сахарная свекла: корнеплоды ботва 13,50 38,50Однолетние сеяные травы3,73Многолетние сеяные травы6,36Разнотравье6,94Клевер3,92Люцерна9,50Кукуруза, зеленая масса3,32
1.5Мероприятия, ограничивающие накопление U238 в с/х культурах
На снижение накопления урана растениями влияет применение различных удобрений, способствующих закреплению данного элемента почвами. Существенное влияние оказывает внесение в почву органических удобрений, извести. Максимальный положительный эффект наблюдается при внесении навоза.
Также благотворное влияние оказывает внесение минеральных и органических удобрений.
Снижение концентрации радионуклидов в урожае при внесении удобрений может быть обусловлено рядом причин: увеличением биомассы и тем самым разбавлением радионуклидов; повышением концентрации в почве обменных катионов, усилением антагонизма между ионами радионуклидов и ионами вносимых солей при корневом усвоении; изменением доступности для корневых систем радионуклидов вследствие перевода их в труднодоступные соединения и обменной фиксации в результате реакции радионуклидов с вносимым удобрением [21.198].
В большинстве случаев радиоактивного загрязнения сельскохозяйственных угодий, выпавшие на поверхность почвенно-растительного покрова, радионуклиды первоначально сосредотачиваются в самом верхнем слое почв. Пахота почв приводит к перераспределению радиоактивных веществ в корнеобитаемом слое почвы (как правило, 0 - 25 см).
Достаточно эффективным средством снижения перехода U238 из почвы в растения может быть правильный подбор сельскохозяйственных растений. Способность сельскохозяйственных растений (в пределах, как отдельных семейств, так и родов, видов и сортов) накапливать радионуклиды в разных концентрациях может быть использована при организации растениеводства с целью получения продукции с минимальным содержанием радиоактивных веществ [21.212].
ГЛАВА 2. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ. Методика проведения исследований
.1 Подготовка почвы к закладке опыта
На протяжении трех лет ведутся совместные исследования РУДН и ВНИИСХРАЭ по изучению перехода U238 из почвы в растения. Первый вегетационный эксперимент был заложен в апреле 2003 г. Культура - ячмень, сорт Эльф-Суперэлита. Почва дерново-подзолистая легкосуглинистая, рН 6.0 закладывалась в 5-ти килограммовые сосуды. Агрохимическая характеристика почвы представлены в таблице 3.
Таблица №3
Агрохимическая характеристика дерново-подзолистой легкосуглинистой почвы
рНКСlНг, мгэкв на 100г почвыР2О5К2ОСаМgЕмкость поглощенияГумус, %мг/100 г почвымг экв/100 г почвы6,01,46,010,79,80,422,91,3
2.2 Внесение U238 в почву
В качестве фона в почву вносили N60P60K60. В почву добавляли соединение нитрата уранила UO2(NO3)26H2O. Концентрация вносимого урана составляла 0, 50, 100 и 150 мг на кг почвы. Гомогенность радионуклида и питательных веществ достигается тщательным перемешиванием всех компонентов вручную.
Содержание азота в соединении нитрата уранила не оказывает влияния на общую концентрацию азота в опыте. С UO2(NO3)26H2O в почву дополнительно вносится 0,8 % азота.
В сосуды с внесенным в почву ураном посеяли по 21 зерну. Повторность опыта 4-х кратная. Глуби