Накопление радионуклидов растениями, грибами

 

ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А. Столыпина

 

 

 

 

Реферат по дисциплине «Основы  с/х радиологии»

на тему «Накопление радионуклидов растениями, грибами».

 

 

 

 

Выполнила: студентка 52 группы

Факультета агрохимии, почвоведения

И экологии

Шпурик Яна

Проверила: Нежевляк О.В.

 

 

Омск 2012

 

ФГБОУ ВПО ОмГАУ им. П.А. Столыпина

 

 

 

 

Реферат по дисциплине «Основы  с/х радиологии»

на тему «Накопление радионуклидов растениями, грибами».

 

Содержание

Введение…………………………………………………………..…4

1.Изучаемые объекты………………………………………….……5

1. Грибы……………………………………………………...5
2. Ягоды………………………………………………….…..6
3. Лекарственные растения………………………………....7
4. Деревья………………………………………………….….8

2. Накопление радионуклидов  разными группами растений……...9

3. Поступление радионуклидов  в растения и грибы……………….10

Заключение……………………………………………………..…….18

Список литературы…………………………………………………...19 

Введение

Деятельность человека, связанная  с использованием делящихся материалов, привела к появлению и накоплению в природе элементов и их изотопов ранее в ней несуществующих. Районы, попавшие под воздействие предприятий  ядерного топливного цикла, а также  подвергшиеся загрязнению в результате аварий и испытаний ядерного оружия, характеризуются повышенной концентрацией  техногенных радионуклидов. Среди  загрязнённых территорий значительную часть занимают лесные массивы. Радионуклиды, выброшенные в атмосферу при  испытании оружия или аварий, в  результате гравитационного осаждения  или с осадками выпадают на поверхность  деревьев, травяного покрова и  почву. После этого начинается процесс  перераспределения радионуклидов  в экосистеме. В результате перераспределения  радионуклидов, наибольшая их концентрация наблюдается в грибах и растениях, как активных аккумуляторов тяжёлых металлов и радионуклидов.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1.Изучаемые объекты

ГРИБЫ. Так как основная часть радионуклидов, осевших в лесах, задерживается в лесной подстилке и в верхнем слое почвы, где находится мицелий грибов, надо быть очень осторожным при их сборе. По возможности накапливать радионуклиды грибы можно разделить на 4 группы:

1. Активные накопители: гриб  польский, свинушка, масленок, моховик.  В этих грибах даже при загрязнении  почв, близких к нормальному значению, содержание цезия-137 может превышать  допустимые уровни. Поэтому собирать  эти грибы не рекомендуется.

2. Сильно накапливающие:  грузди, волнушки, сыроежки.

3. Средне накапливающие:  лисички, рядовки, белые, подберезовики,  подосиновики.

4. Слабо накапливающие:  опенок осенний, гриб-зонтик пестрый,  дождевик жемчужный, вешенки.

Важным фактором, определяющим накопление р/н грибами, является степень  увлажнения мест их произрастания. Грибы. Растущие во влажных местах, накапливают  значительно большее количество р/н, чем те, что росли в более  сухих местах. Поэтому, в сырых  оврагах, болотах грибы собирать не надо.

У съедобных грибов наблюдается  определенная связь между их вкусовыми  качествами и содержанием радионуклидов. Наиболее ценные в пищевом отношении  грибы имеют более низкое содержание загрязнения. Интересно отметить, что  различий в содержании цезия-137 в  молодых и старых грибах не установлено. Тем не менее, рекомендуется брать  молодые грибы, так как в старых грибах накапливаются тяжелые металлы, очень вредные для здоровья человека. Накопление радионуклидов в грибах различается не только по их видовой принадлежности, но и по их содержанию в отдельных частях гриба у одного вида. У грибов с хорошо развитой ножкой (белый, подберезовик, подосиновик, польский гриб), как правило, содержание радионуклидов в шляпках в 1,5-1,0 раза выше, чем в ножках.

По накоплению цезия-137 в  плодовых телах грибы делятся  на 4 группы:

– слабонакапливающие (опенок осенний, строчок);

– средненакапливающие (подберезовик, белый гриб, лисичка, шампиньон, рядовка);

– сильнонакапливающие (груздь черный, рыжик, сыроежки всех видов);

– аккумуляторы (гриб июльский, масленок, волнушка, козляк, моховик).

В шляпках накапливается  цезия-137 в 1,5-3 раза больше, чем в ножках.

 

ЯГОДЫ. Коэффициент перехода радионуклидов в лесные ягоды (землянику, малину, голубику, чернику, клюкву) зависит от типа почв, на которых они произрастают. У земляники накопление цезия- 137 в одном и том же лесу может сильно различаться в зависимости от места сбора ягод. В сырых оврагах концентрация радионуклидов в ягодах в 4 раза выше, чем на сухих пригорках. Наиболее высокие уровни перехода цезия-137 из почвы наблюдается у небольших кустиков черники, голубики и брусники, которые получают питательные вещества из лесной подстилки, где накапливается больше радионуклидов У малины, рябины, калины имеющих более глубокие корни, ягоды накапливают меньше всего р/н. Наибольшее количество р/н накапливает клюква.

Из дикорастущих ягод сильнее  всего концентрируют радионуклиды клюква, малина, черника, земляника (самая  «чистая»). По накоплению цезия-137 ягоды располагаются в убывающем порядке: черника, голубика, брусника, клюква, земляника. Содержание радионуклидов на приусадебном участке в ягодах меньше, чем в лесу. Красная и черная смородина накапливает радионуклиды, крыжовник является наиболее «чистым».

Повышенное содержание стронция и цезия характерно для ароматической  столовой зелени: в укропе, петрушке, шпинате, и особенно в щавеле. Лук, капуста, свекла накапливают радионуклидов  меньше, чем огурцы, томаты, морковь. По накоплению стронция-90 древесными растениями установлен следующий убывающий ряд: осина, береза, ольха, ель, сосна, дуб. Береза поглощает из почвы цезия-137 в 2-18 раз, а стронция-90 – в 13 раз больше, чем сосна. При отмирании травянистой и древесной растительности, а также с пожнивными остатками радионуклиды возвращаются в процессы миграции.[1]

 

ЛЕКАРСТВЕННЫЕ РАСТЕНИЯ. Особого внимания и осторожности требует заготовка дикорастущего лечебного сырья. Сейчас это особенно актуально, так как не все могут купить фабричные препараты, а поэтому все чаще обращаются к народной медицине, где главными лечебными средствами являются дары природы, в том числе лесов. Но следует помнить, что различные виды дикорастущего лечебного сырья также чувствуют на себе влияние радиоактивного загрязнения и это важно учитывать тем, кто занимается сбором и заготовкой лечебного сырья. По интенсивности накопления лекарственные растения можно разделить на 5 групп:

1. Очень сильно накапливающие  - черника (ягоды), плаун булавовидный (споры)

2. Сильно накапливающие  - брусника (листья), багульник болотный (побеги), чистотел обыкновенный (трава), черника (листья), золототысячник  зонтичный (трава)

3. Средне накапливающие  - фиалка трехлистная (трава), зверобой  обыкновенный (трава), конопля обыкновенная (соцветия), пижма обыкновенная (соцветия)

4. Слабо накапливающие  - конопля обыкновенная (трава), крапива  двудомная (трава), душица обыкновенная (трава), тмин перечный (соцветия), чабрец  обыкновенный (трава), наперстянка (трава)

5. Очень слабо накапливающие  - валерьяна лекарственная (корневища), аир болотный (корневища)

 

ДЕРЕВЬЯ. В сельском хозяйстве используются все составные части деревьев - древесина, хвоя и листья, ветки, березовый сок. Следует учитывать, что в хвое и листьях, где происходит процесс фотосинтеза, накапливается радионуклидов больше, чем в ветвях и древесине. А в коре больше, чем в древесине. Поэтому, при использования дров для отопления помещений, полученных из деревьев, произрастающих на загрязненных территориях, лучше счищать кору. Наблюдаются особенности и накопления радионуклидов у разных видов деревьев. У дуба в листьях, ветвях, камбии и древесине содержание цезия-137 ниже, чем у сосны и березы, а в коре этот показатель выше. Это объясняется тем, что у сосны и березы кора не такая прочная, как у дуба, со временем быстрее очищается. Коэффициенты перехода цезия-137 в структурные части разных видов деревьев можно увидеть в таблице №2 Наиболее высокие значения перехода радионуклидов в структурные части, наблюдаются у молодых деревьев. Это связано с более активными обменными процессами по сравнению с деревьями старшего возрастa.[2]

 

 

2. Накопление радионуклидов разными группами растений

Отмечены видовые и другие таксономические различия в накоплении радионуклидов разными группами растений. Коэффициент перехода радионуклидов из почвы в растения увеличивается в ряду: лесные ягоды - грибы мхи и лишайники. По уровню содержания радионуклидов в древесине при одинаковой плотности загрязнения почвы и в одинаковых лесорастительных условиях основные лесообразующие породы составляют в порядке убывания следующий условный ряд: мягколиственные породы, твердолиственные, хвойные породы. Накопление радионуклидов древесным ярусом происходит интенсивнее в молодняках, чем в средневозрастных, приспевающих и спелых древостоях, а деревья лучшего класса роста накапливают 137Cs больше и интенсивнее, чем угнетенные и отстающие в росте. На влажных и переувлажненных почвах этот процесс происходит гораздо интенсивнее по сравнению с автоморфными условиями местопроизрастания. Наблюдается также обратная связь между трофностью почвы и интенсивностью поступления из нее радионуклидов в лесную растительность.

Реакторный метод накопления радионуклидов метод, основанный на поглощении нейтронов в материале мишени, является основным способом получения большинства препаратов, находящих в настоящее время широкое применение в различных отраслях промышленности, сельском хозяйстве, медицине, при проведении научных исследований. В стоимостном выражении препараты и источники на основе указанных радионуклидов составляют около 90 % мирового рынка реакторных радионуклидов.

В накоплении радионуклидов  разными группами растений отмечены видовые и другие таксономические  различия. Коэффициент перехода радионуклидов  из почвы в растения увеличивается  в ряду: лесные ягоды - грибы - мхи  и лишайники. По уровню содержания радионуклидов  в древесине при одинаковой плотности  загрязнения почвы и в одинаковых лесорастительных условиях основные лесообразующие породы составляют в порядке убывания следующий условный ряд: мягколиственные породы, твердолиственные, хвойные породы. Накопление радионуклидов древесным ярусом происходит интенсивнее в молод-няках, чем в средневозрастных, приспевающих и спелых дре-востоях, а деревья лучшего класса роста накапливают 137Cs больше и интенсивнее, чем угнетенные и отстающие в росте. На влажных и переувлажненных почвах этот процесс происходит гораздо интенсивнее по сравнению с автоморфными условиями местопроизрастания. Наблюдается также обратная связь между трофностью почвы и интенсивностью поступления из нее радионуклидов в лесную растительность. [3]

 

3. Поступление радионуклидов в растения и грибы

В растительные организмы  радионуклиды попадают во время атмосферных  осадков, при фотосинтезе (углерод  и тритий участвуют в образовании  углеводов, белков и других компонентов  растительной ткани) и из почвы. В  общем цикле круговорота радионуклидов  в наземной среде важным является звено почва-растения. В результате загрязнения почвы радиоактивными веществами отмечается их поступление  в наземную растительность. Для оценки поступления радионуклидов из почвы  в растения используют различные  показатели. Одним из наиболее широко применяемых является коэффициент  накопления (КН) – отношение содержания радионуклида в единице массы  растений и почвы соответственно. Для большого числа радионуклидов  КН<1. По аккумуляции растениями химические элементы разделяются на 5 групп: с  сильным накоплением (КН>10), со слабым накоплением (КН равен 1-10), с отсутствием  аккумуляции (КН равен 0,1-1,0), со слабой дискримиляцией (КН равен 0,01-01, с сильной  дискримиляцией (КН<0,01). КН цезия-134 в  огурцах 5,2; в томатах 6,6; кукурузе – 0,2 и т.д. Близким к КН является почвенный коэффициент пропорциональности (Кп) – отношение концентрации радионуклидов в растениях в Бк/кг к плотности загрязнения почвы в Бк/м2.

Накопление радионуклидов  растениями из почвы зависит от комплекса  факторов: физико-химических свойств  радионуклидов; агрохимической характеристики почвы; биологических особенностей растений; агротехники возделывания культур; климатических условий.

Радиоактивные изотопы, находящиеся  в почве, как правило, переходят  в корневую систему растений, аналогично стабильным изотопам тех же элементов. Из песчаных легких почв радионуклиды поступают в растения значительно  легче, чем из тяжелых глинистых  почв. Чем сильнее радиоизотоп  фиксируется в почве, тем меньшее  его количество попадает в растения. Так, например, овес, выращенный на песке, накапливает стронция-90 в несколько  раз больше, чем овес, выращенный на суглинке. При этом из глинистого песка поступает 8-10%, а из тяжелых  суглинков – всего 1% от всего  стронция-90, попавшего в почву. Относительное  накопление растениями различных изотопов из почв следующее: стронций > йод > барий > цезий > рубидий > церий > цирконий > плутоний. При одинаковой плотности загрязнения почвы  стронцием и цезием, концентрация стронция в грубых кормах в 40-50 раз  выше, чем цезия. Такие изотопы, как стронций и цезий легко проникают через корневую систему во все органы растений. Другие же радионуклиды – церий, цирконий, плутоний – накапливаются в основном в корневой системе растений.

Многолетние луговые травы  могут накапливать большое количество радиоактивных веществ, что превышает  накопление однолетними сельскохозяйственными  культурами. В лесной зоне наибольшей способностью задерживать радиоактивные  вещества обладают хвойные породы деревьев, что связано с медленной сменой игл. Имеются там называемые растения – концентраторы, которые способны жадно захватывать радиоактивные  вещества, усваивая  их с большой  площади. Это лишайники, мхи, грибы, бобовые, злаки. Стронций-90 в 2-6 раз интенсивнее поглощается бобовыми культурами, чем злаковыми. Наиболее интенсивно идет накопление радионуклидов в листьях и стеблях и значительно слабее в генеративных органах растений. Так, в созревших растениях фасоли стронций-90 распределяется следующим образом: в листьях 53-68%, в стеблях 15-28%, створках бобов 12-15%, в зерне 7-14%. Озимые культуры накапливают радионуклиды в меньших количествах, чем яровые. По количеству цезия-137 от меньшего к большему растения можно расположить в ряд: пшеница < ячмень < горох < гречка < овес < фасоль < картофель < морковь < свекла < бобы. Грибы накапливают радионуклиды на 1-2 порядка больше, чем их концентрация в почве.