CC BY
38
SCIENTIFIC SUPPORT AND MANAGEMENT OF AGRARIAN AND INDUSTRIAL COMPLEX
УДК 631.415:632.118.3
DOI: 10.24411/2587-6740-2019-12029
ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ И РАДИОХИМИЧЕСКИЕ ПРОБЛЕМЫ ХИМИЧЕСКОЙ МЕЛИОРАЦИИ ПОЧВ С ПОВЫШЕННЫМ СОДЕРЖАНИЕМ 137С5
П.М. Орлов, Н.И. Аканова
ФГБНУ «Всероссийский научно-исследовательский институт агрохимии имени Д.Н. Прянишникова», г. Москва, Россия
В России спустя 30 лет после Чернобыльской аварии большинство почв, загрязненных радиоактивными выпадениями, имеет уровень загрязнения ниже 1 Ки/км2. Приведены параметры загрязнения 137С$ почв сельхозугодий на радиоактивных пятнах в субъектах Российской Федерации по состоянию на 2015 г. Верхние границы плотности загрязнения почвы загрязненных территорий Брянской (7,3 Ки/км2), Тульской (1,8 Ки/км2), Калужской (1,5 Ки/км2) и Курской (1,2 Ки/км2) областей превышают значение 1 Ки/км2. В 9 субъектах РФ остаются районы, в которых верхняя граница загрязнения превосходит этот параметр. Процесс снижения уровня загрязнения почв 137С$ до 1 Ки/км2 и меньше будет происходить несколько десятилетий, а для сельскохозяйственных угодий Гордеевского, Злыковского, Красногорского и Новозыбковского районов Брянской области он растянется более чем на 100 лет. На современном этапе 137С$ является радиоактивной меткой стабильного цезия, находящегося в почвообразующих минералах калийных удобрениях и его переход в растения определяется потоком минеральных питательных веществ. Конечной целью внесения минеральных удобрений и мелиорантов является снижение изотопных соотношений 137С$+/С$+, 90Бг2+/Бг2+ без увеличения ионных соотношений С$+/К+, Бг2+/Са2+ в почве. Соблюдение этого правила позволит эффективно и устойчиво во времени снижать поступление радионуклидов 137С$+ и 90Бг2+ в сельскохозяйственные растения. Сохранение высокого уровня плодородия почвы также будет являться важным фактором снижения уровня загрязнения 137С$ сельскохозяйственных растений на территориях с плотностью загрязнения < 1 Ки/км2. Внесение в почву калийсодержащих промышленных отходов (золы, металлургических шлаков) будет способствовать снижению высоких значений коэффициентов накопления 137С$ в урожае.
Ключевые слова: сельскохозяйственные угодья, загрязнение почвы 137Сб и 9а3г2*, изотопный обмен, минеральные удобрения, калийсодержащие отходы, известкование почв, Чернобыльская авария.
После Чернобыльской аварии прошло более 30 лет. При радиологическом обследовании почв сельскохозяйственных угодий в 1992 г. было выявлено 18 субъектов Российской Федерации, которых имели в своем составе территории с уровнем загрязнения 13^ почв выше 1 Ки/км2. Площадь загрязнения составила 57680 км2 — 1,6% от Европейской части страны [1]. Уровень загрязнения подавляющего большинства площадей сельскохозяйственных угодий находился в интервале 1-5 Ки/км2, а для центральных областей черноземной зоны — 1-3 Ки/км2. По истечении 30 лет (1 период полураспада 13^) следовало ожидать, что содержание 13^ в почве части сельскохозяйственных угодий снизится до уровня < 1 Ки/км2.
На основе результатов мониторинга [2] была проведена оценка современного содержания 13^ в почвах субъектов РФ на уровне административных районов. Рассчитаны средние значения и стандартные (типичные) интервалы изменения уровней загрязнения почв в районах субъектов РФ. Результаты расчетов были представлены в ранее опубликованных работах [3, 4].
В данной работе приведены параметры загрязнения 13^ почв сельхозугодий на радиоактивных пятнах в субъектах РФ по состоянию на 01.01.2015 г. (табл. 1).
Данные таблицы 1 показывают, что верхние границы плотности загрязнения в Брянской, Тульской, Калужской и Курской областях превышают значение 1 Ки/км2. Для остальных областей этот параметр меньше указанного значения. При обследовании почв в Нижегородской, Саратовской областях и Республиках Чувашия и Татарстан в 1992 и 1993 гг. были обнаружены радиоактивно загрязненные сель-
скохозяйственные угодья. В настоящее время в названных субъектах РФ радиоактивного загрязнения почв не обнаружено.
При детальном рассмотрении загрязнения 13^ почв сельскохозяйственных угодий на уровне районов следует отметить, что из 16 субъектов РФ, представленных в таблице 1, в 9 субъектах остаются районы, в которых верхняя граница загрязнения превышает уровень в 1 Ки/км2. К ним относятся Брянская, Тульская, Калужская, Орловская, Рязанская, Белгородская, Липецкая, Воронежская, Курская области, но большинство площадей сель-
скохозяйственных угодий покинуло категорию загрязненных почв, в них плотность загрязнения стала менее 1 Ки/км2. Их следует отнести к почвам с повышенным содержанием 13^ по сравнению со стандартным (типичным) загрязнением почв, характерным для России.
В загрязненных районах Брянской, Тульской, Калужской, Орловской областей существуют сельхозугодия с уровнями загрязнения почвы значительно больше, чем 1 Ки/км2. Вследствие этого процесс выхода затянется на несколько десятилетий, а для сельскохозяйственных угодий Гордеевского, Злыковского,
Таблица 1
Параметры загрязнения 137Сб почв сельхозугодий I радиоактивных пятнах субъектов РФ в 2015 г. (1 Ки/км2 ~ 120 Бк/кг)
Субъект РФ (количество загрязненных районов) Площадь загрязненных сельхозугодий, км2 Средняя плотность загрязнения 137Cs Стандартные интервалы загрязнения
Ки/км2
Брянская(13) 6980 3,6 i 1,1 <У,3
Тульская(13) УУ90 1,3 i 0,2 0,8-1,8
Рязанская(14) 5320 0,У2 i 0,06 0,52-0,92
Орловская (18) 4190 0,У6 i 0,06 0,52-1,0
Калужская (7) 1620 0,У1 i 0,21 <1,5
Пензенская(17) 4130 0,44 i0,03 0,31-0,5У
Белгородская (7) 1620 0,66 i 0,04 0,55-0,УУ
Курская (3) 1220 0,91 i 0,18 0,60-1,22
Липецкая (8) 1619 0,63 i 0,05 0,49-0,УУ
Воронежская (7) 1320 0,60 i 0,04 0,50-0,У0
Ленинградская (3) S50 0,50i 0,11 0,30-0,У0
Мордовия (21) 1900 0,30i 0,04 0,11-0,49
Ульяновская(4) 1100 0,3У± 0,04 0,31-0,43
Тамбовская (7) 510 0,36i0,03 0,28-0,44
Нижегородская (7) 250 0,l6i0,0l 0,13-0,19
Смоленская (6) 100 0,24i0,0l 0,21-0,2У
за
НАУЧНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И УПРАВЛЕНИЕ АГРОПРОМЫШЛЕННЫМ КОМПЛЕКСОМ
Ш
Красногорского и Новозыбковского районов Брянской области — более чем на 100 лет.
В таблице 2 представлены параметры радиоактивного загрязнения 13^ и 9(^г почв сельскохозяйственных угодий, характерных для России по состоянию на 01.01.2016 г.
Среднее содержание 13^ в почвах России составляет 12 Бк/кг (0,10 Ки/км2), верхняя граница стандартного содержания — 26 Бк/кг (0,22 Ки/км2). Эти параметры значительно меньше уровня загрязнения 1 Ки/км2 (~120 Бк/кг).
Таким образом, в настоящее время на определенных территориях сельхозугодий России существуют почвы, в которых уровень загрязнения 13^ находится в интервале 0,31,0 Ки/км2 и где ранее применялись интенсивные агрохимические приемы снижения накопления 13^ в урожае.
Повышенное содержание 13^ в почве обуславливает его повышенное содержание в сельскохозяйственных культурах по сравнению со стандартными значениями для России. В данной работе мы не обсуждаем проблемы радиационной гигиены, связанные с превышение норм СанПиН 2.3.4.1078-01. На уровнях загрязнения 13^ почвы 0,3-1,0 Ки/км2 риск производства загрязненной сельскохозяйственной продукции является минимальным. Нормы СанПиН 2.3.4.1078-01 являются актуальными в случае радиационной аварии или другой чрезвычайной ситуации. В обычных условиях сельскохозяйственного производства желательно иметь уровни загрязнения сельскохозяйственной продукции значительно ниже норм СанПиН 2.3.4.1078-01.
В таблице 3 приведены результаты статистической оценки современного содержания 13^ в продукции сельского хозяйства, произведенной в России, которая основана на статистических расчетах уровней загрязнения почвы и коэффициентов накопления 13^ в урожае на реперных участках локального мониторинга агрохимической службы Минсельхоза России в 2014 и 2016 гг. Удалось оценить средние значения и верхние границы стандартного содержания 13^ в сельскохозяйственной продукции. Нижние границы оценить не удается из-за больших стандартных отклонений. Расчеты проведены с уровнем доверия 0,95. Данные таблицы 3 свидетельствуют о том, что стандартное (типичное) содержание 13^ в сельскохозяйственной продукции в несколько раз ниже норматива СанПиН 2.3.4.1078-01. Целью химической мелиорации почв с повышенным содержанием 13^ является снижение загрязнения 13^ сельскохозяйственной продукции до уровней, находящихся в интервале «среднее значение-верхняя граница».
В окружающей природной среде, в том числе и почве сельскохозяйственных угодий, поведение радионуклидов, как правило, определяется поведением изотопных или не изотопных (групповых) носителей. В случае 13^ изотопным носителем является стабильный цезий групповыми носителями могут быть калий (К+) или рубидий №+). Рубидий и цезий являются рассеянными элементами земной коры. В окружающей среде они встречаются исключительно как примесь к калию.
Содержание рубидия в земной коре составляет 0,004%, цезия — 0,0009% от общего числа атомов. В почве рубидий и цезий всегда встречаются в незначительных концентрациях, как примесь к калию.
При радиоактивных выпадениях от Чернобыльской аварии 13^ попадал в почву без стабильного изотопного носителя и вступал в реакции изотопного обмена со стабильным цезием почвы, находящимся как примесь к калию. По отношению к изотопному обмену можно выделить два состояния катиона Cs+: цезий, входящий в состав почвообразующих калий-содержащих минералов, и цезий, внесенный в почву с калийными водорастворимыми удобрениями. Изотопный обмен 13^ между по-чвообразующими минералами и калийными удобрениями является гетерофазным и медленно протекает во времени. За 30 лет, прошедшие после Чернобыльской аварии, изотопный обмен привел к выравниванию соотношения в почвообразующих минералах и калийных удобрениях.
Таким образом, в результате изотопных реакций обмена 13^+ пометил стабильный
Cs+ почвы и дальнейшее его поведение (в том числе и переход в сельскохозяйственные растения) обусловлено поведением стабильного цезия. При этом возникают два вопроса. Во-первых, достаточно ли в почве стабильного цезия, чтобы он проявил свою химическую индивидуальность, или поведение ионов цезия в почве определяется поведением ионов калия? Во-вторых, в группе щелочных металлов периодической системы между элементами К и Cs находится Rb. Роль рубидия при переносе 13^ из почвы в растения не выяснена. Вполне возможно, что повышенное содержание Rb+ повышает подвижность цезия и способствует переходу 13^ из почвы в растения.
Внесение новых порций калийных удобрений снижает изотопное и ионное 13^+/К+ соотношение в почве, что является одним из основных факторов снижения поступления 13^ в сельскохозяйственные растения. На начальных стадиях снижения последствий радиоактивного загрязнения почвы этот метод существенно снижал накопление 13^ в растениях [6]. Однако с каждым новым внесением калийных удобрений эффективность
Таблица 2
Мощность экспозиционной дозы и содержание 137Сб и Э0Бг в почвах России в 2016 г.
Статистический параметр МЭДГ, Содержание, Бк/кг
мкр/час 137СБ 90Бг
Среднее 11,1 12,0 4,7
Стандартное отклонение 2,7 14,1 3,7
Погрешность среднего 0,1 0,4 0,1
Медиана 11 8,2 3,7
Мода 10 11 3,2
Эксцесс 0 32 6
Количество участков 1088 1167 1070
Таблица 3
Содержание 137Сб в продукции сельского хозяйства (по данным локального мониторинга 2014 и 2016 гг.)
Параметр Содержание 137С$, Бк/кг
черноземы дерново-подзолистые серые лесные каштановые Россия
Зерно пшеницы
Среднее 3,7 3,3 2,2 3,3 3,5
Верхняя граница 10,6 8,3 8,2 6,6 10,5
Сено естественных и многолетних трав
Среднее 15,6 5,5 9,1 3,6 9,5
Стандартное отклонение 44,2 14,8 29,7 6,8 28,3
Зеленая масса естественных и многолетних трав
Среднее 4,5 4,3 3,3 3,2 5,4
Стандартное отклонение 12,9 12,8 6,5 5,9 16,5
Клубни картофеля
Среднее 7,1
Стандартное отклонение 22,4
Корнеплоды сахарной свеклы
Среднее 4,8
Стандартное отклонение 12,3
Семена подсолнечника
Среднее 6,9
Стандартное отклонение 23,6
- 59
МЕЖДУНАРОДНЫЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ № 2 (368) / 2019
ш
SCIENTIFIC SUPPORT AND MANAGEMENT OF AGRARIAN AND INDUSTRIAL COMPLEX
приема будет снижаться, так как приходится разбавлять все большие количества (по массе) цезия. Кроме того, внесение новых порций стабильного цезия обуславливает переход ,37С$+ из почвообразующих минералов в калийные удобрения. Поэтому внесение избыточных количеств калийных удобрений из-за изотопного обмена способствует увеличению интегральных количеств ,37С$, перешедших из почвы в сельскохозяйственные культуры за длительный период времени, и увеличивает коллективные дозы внутреннего облучения человека по сравнению с внесением калийных удобрений в соответствии с технологией возделывания сельскохозяйственных культур.
По истечении длительного периода времени после Чернобыльской аварии (более 30 лет) и снижения уровней загрязнения почвы ниже , Ки/км2, необходимость внесения повышенных доз калийных удобрений отпадает. Достаточно мероприятий, которые сохранят высокий уровень плодородия и соответствуют технологии выращивания сельскохозяйственных культур. Эффективность различных мероприятий может существенно изменяться в зависимости от конкретных условий. В практике землепользования важно применять те агрохимические и агротехнические способы снижения уровня загрязнения продукции, проведение которых не требует существенного изменения применяемой технологии возделывания культур и коренной перестройки севооборотов.
Дополнительным вкладом в снижение загрязнения сельскохозяйственных растений может стать внесение в почву (для почв с аномально высокими коэффициентами накопления ,37С$ в урожае) калийсодержащих золы и металлургических шлаков (промышленных отходов), имеющих термическое происхождение. Вплавленный в структуру минералов калий (примесь цезий) за счет реакций изотопного обмена будет способствовать снижению содержания ,37С$+ в удобрениях и соответственно снижению аномально высоких коэффициентов накопления ,37С$ в урожае. Изотопный обмен ,37С$+ между цезием почвы и золой или шлаком протекает во времени, поэтому эффект снижения может наступить через определенный промежуток времени.
На рисунке представлена динамика снижения содержания ,37С$ в почвах реперных и контрольных участков с ,99, по 20,6 гг. для загрязненных Чернобыльскими выпадениями субъектов РФ (Белгородская, Воронежская, Курская, Липецкая, Пензенская, Саратовская, Тамбовская области, Республика Мордовия) и России в целом. Видно, что на загрязненной территории спад радиоактивного загрязнения протекал более быстро, чем в целом для России. На рисунке также приведена расчетная зависимость снижения содержания ,37С$ в почве субъектов в соответствии с законом радиоактивного распада (Т,/2 =30 лет). Видно, что в натурных условиях с 2007 г. реальное снижение содержания ,37С$ в почве происходило быстрее по сравнению с законом радиоактивного распада. Это может быть объяснено дополнительным выносом ,37С$ с весенним паводком.
Более быстрому снижению содержания ,37С$ в почве также способствует внесение повышенных доз калийных удобрений. В результате реакций изотопного (ионного) обмена ,37С$ между цезием (калием и рубидием) почвы и удобрениями часть радионуклида переходит в калийное удобрение и соответственно выносится с полей сельскохозяйственных угодий весенним паводком.
При загрязнении почв 90Бг2+ после Чернобыльской аварии также протекали реакции изотопного и ионного обмена между выпавшим радионуклидов и стабильным Бг2+ и Са2+ почвы. Известкование почвы с целью снижения ее кислотности привело к изотопному и ионному обмену между стронцием и кальцием, находящимися в почве.
В работе [8] отмечено, что «эффективность нейтрализации кислотности почв по снижению перехода ,37С$ и 90Бг+ из почвы в растения, которая оценивается по относительному снижению поступления радионуклидов в сравнении с контрольными вариантами, не снижается в течение времени и зависит от степени различия исходной реакции почв от их оптимальных параметров. В то же время, в связи с изменением подвижности радионуклидов во времени, абсолютные исходные коэффициенты перехода ,37С$ в растительную продукцию многократно снизились за послеаварийный
Рис. Динамика снижения содержания 137Cs в почвах в среднем для Белгородской, Воронежской, Курской, Липецкой, Пензенской, Саратовской, Тамбовской областей, Республики Мордовия и России в целом
период, а коэффициенты перехода 90Бг2+, наоборот, несколько возросли».
Известкование почвы приводит к связыванию протонов по реакции:
СО32- + Н3О+ = НСО3- + Н2О.
Реакция обратима и равновесна. Для снижения кислотности почвенного раствора от рН 5 до 6 требуется изменить концентрацию протонов в ,0 раз (от ,0-5 до ,0-6 моль/л). Это требует большого избытка внесения извести по сравнению с , нормой по гидролитической кислотности. Образующиеся гидрокарбонат-ионы увеличивают растворимость щелочноземельных катионов (Мд2+, Са2+ и Бг2+). Присутствие гидрокарбонат-ионов в почве и извести приводит к перераспределению 90Бг2+ всисте-ме почва-мелиорант-почвенный раствор в сторону увеличения его содержания в почвенном растворе.
При внесении в почву зол и шлаков, имеющих термическое происхождение с повышенным содержанием основных оксидов металлов, в том числе и щелочноземельных (СаО, МдО), приводит к связыванию протонов по реакции:
МеО + НХ ^ МеОНХ МеО + Н3О+ ^ МеОН+ +Н2О,
где Х — кислотный остаток.
Реакция необратима и смещена в сторону образования основных солей (МеОНХ). Поэтому большого избытка внесения зол и шлаков по сравнению с , нормой по гидролитической кислотности не требуется.
В отличие от цезия, стронций не является рассеянным элементом земной коры и не сопутствует, как примесь, кальцию. Разумеется, в почве возможно присутствие некоторого количества стронция, однако внесение извести не должно приводить к заметному снижению изотопного отношения 90Бг2+/Бг2+ в почве во времени. Внесение известкового мелиоранта, имеющего повышенное содержание стронция, приведет к увеличению ионного соотношения Бг2+/Са2+ в почве, что обусловит повышенное содержание стронция в сельскохозяйственной продукции, продуктах питания и соответственно увеличится поступление Бг2+ в организм человека. Стронций концентрируется, главным образом, в костях, частично замещая кальций. Избыток его выше нормы вызывает ломкость костей [9]. Данный метод целесообразно применять на почвах с высоким содержанием 90Бг.
Таким образом, конечной целью внесения минеральных удобрений и мелиорантов является снижение изотопных соотношений ,37сб+/с$+, 90Бг2+/Бг2+ и не увеличения ионных соотношений СБ+/К+, Бг2+/Са2+ в почве. Соблюдение этого правила позволит эффективно и устойчиво во времени снижать поступление радионуклидов ,37С$+ и 90Бг2+ в сельскохозяйственные растения. Это положение справедливо и для почв с уровнями загрязнения более , Ки/км2 по ,37С$ и более 0,3 Ки/км2 по 90Бг.
В субъектах РФ, загрязненных Чернобыльскими выпадениями, отношение радиоактивности ,37С$ : 90Бг ~ 20:, [3, 4], периоды полураспада ,37С$ и 90Бг приблизительно равны,
НАУЧНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ И УПРАВЛЕНИЕ АГРОПРОМЫШЛЕННЫМ КОМПЛЕКСОМ
поэтому при достижении уровня загрязнения почвы 1 Ки/км2, загрязнение почвы 9(^г составит < 0,05 Ки/км2 (~6 Бк/кг), что соответствует среднему загрязнению 9(^г почв по России. Следовательно, проблема повышенного содержания 9<^г в почвах и сельскохозяйственной продукции будет отсутствовать.
По истечении 30 лет на большинстве площадей почв сельскохозяйственных угодий, загрязненных в результате Чернобыльской аварии, произошло снижение содержания 13^ до уровня 1 Ки/км2 и меньше. Серьезные проблемы радиоактивного загрязнения почвы остаются в Брянской и Тульской областях.
На современном этапе повышение уровня плодородия почвы и оптимизация потока минеральных питательных веществ из почвы в растения является важным фактором снижения уровня загрязнения 13^ сельскохозяйственных растений на территориях с плотностью загрязнения менее 1 Ки/км2. Внесение в почву калийсодержащих промышленных от-
ходов, имеющих термическое происхождение (золы, шлаки), будет способствовать снижению аномально высоких значений коэффициентов накопления 13^ в урожае. Литература
1. Государственный доклад «О состоянии окружающей природной среды Российской Федерации в 1993 году». Утв. Постановлением Правительства РФ от 24.01.1993 г. № 53. С. 64-69.
2. Данные по радиоактивному загрязнению территории населенных пунктов Российской Федерации ,37С$, 905г, 239+240Ри / под ред. С.М. Вакуловского. Обнинск: ФГБУ «НПО «Тайфун», 2015. 225 с.
3. Орлов П.М., Лунев М.И., Аканова Н.И. Динамика содержания долгоживущих радионуклидов 137С$ и 90$г в различных типах почв районов Брянской и Калужской областей // XXI век: Итоги прошлого и проблемы настоящего плюс: серия Экология. Пенза: Изд-во Пензенского государственного технологического университета, 2017. № 05 (39); № 06 (40). С. 103-110.
4. Орлов П.М., Гладышева О.В., Лунев М.И. Ака-нова Н.И. Зависимость содержания техногенных и естественных радионуклидов в почвах Центрального федерального округа от интенсивности применения
минеральных удобрений и химических мелиорантов // Международный сельскохозяйственный журнал. 2018. № 1 (361). С. 37-42.
5. Некрасов В.В. Основы общей химии. Т. 2: монография. М.: Химия, 1973. 688 с.
6. Воробьев Г.Т., Маркина З.Н., Кошелев И.А., Прудников П.В. Радиологическая оценка применения агрохимических средств на почвах, загрязненных радионуклидами. Эколого-агрохимическая оценка состояния калийного режима почв и эффективность калийных удобрений. М.: ЦИНАО, 2002. С. 74-78.
7. Алексахин Р.М., Санжарова Н.И., Ульяненко Л.Н. и др. Методические указания по получению экологически чистой сельскохозяйственной продукции на техногенно загрязненных территориях. Обнинск, 2005. 93 с.
8. Богдевич И.М. Итоги и перспективы агрохимических защитных мер на загрязненных радионуклидами землях Беларуси // Весц1 нацыянальнай акадэми навук Беларуа Серыя аграрных навук. 2011. № 3. С. 27-39.
9. Комар С.Л. Некоторые основные закономерности метаболизма стронция: значение, применение, параметры // Метаболизм стронция / ред. Д.М. Ленихен, Д.Ф. Лаутита, Д.Х. Мартин. М.: Атомиздат, 1971. С. 9-26.
Об авторах:
Орлов Павел Михайлович, кандидат химических наук, старший научный сотрудник лаборатории известковых удобрений и химической мелиорации, ORCID: http://orcid.org/0000-0002-2753-3371, [email protected]
Аканова Наталья Ивановна, доктор биологических наук, профессор, руководитель группы известковых удобрений и химической мелиорации, ORCID: http://orcid.org/0000-0003-3153-6740, [email protected]
ENVIRONMENTAL AND RADIOCHEMICAL PROBLEMS OF CHEMICAL SOIL WITH A HIGH CONTENT OF 137Cs
P.M. Orlov, N.I. Akanova
All-Russian research institute of agrochemistry named after D.N. Pryanishnikov, Moscow, Russia
In Russia 30 years after the Chernobyl accident most of the soils are strongly contaminated with radioactive fallout, has a level of contamination Is below 1 Ci/km2. Given the parameters of the 137Cs contamination of soils of farmland on the radio-active spots in the subjects of the Russian Federation as of 2015, the Upper limit of the density of soil pollution contaminated territories in Bryansk (7.3 Ci/km2), Tula (1.8 Ci/km2), Kaluga (1.5 Ci/km2) and Kursk (1.2 Ci/km2) region exceed the value of 1 Ci/km2. In 9 subjects of the Russian Federation there are areas in which the upper limit of pollution exceeds this parameter. The process of reducing the level of soil pollution 137Cs to 1 Ci/km2 and less will occur for several decades, and for agricultural land Gordeevsky, Zlykovsky, Krasnogorsk and Novozybkovsky district of the Bryansk region it lasts for more than 100 years. At the present stage, 137Cs is a radioactive label of stable cesium, located in the soil-forming minerals of potassium fertilizers and its transition to plants is determined by the flow of mineral nutrients. The ultimate goal of mineral fertilizers and meliorants is to reduce the isotopic ratios of 137Cs+/Cs+, 90Sr2+/Sr2+ without increasing the ion ratios of Cs+/K+, Sr2+/Ca2+ in the soil. Compliance with this rule will allow effectively and steadily in time to reduce the intake of 137Cs+ and 90Sr2+ radionuclides in agricultural plants. Maintaining a high level of soil fertility and optimizing soil nutrition will also be an important factor in reducing the pollution level of 137Cs of agricultural plants in areas with a pollution density of less than 1 Ci/km2. The introduction of potassium-containing industrial waste (ash, metallurgical slag) into the soil will help to reduce the anally high values of 137Cs accumulation coefficients in the crop. Keywords: agricultural land, contamination of soil U7Cs and 90Sr2+, isotopicx change, mineral fertilizers, potassium-containing waste, liming, Chernobyl accident.
References
1. State report "On the state of the environment Wednesday of the Russian Federation in 1993". Approved by the Decree of the RF Government dated 24.01.1993, No. 53. Pp. 64-69.
2. Data on radioactive contamination of the territory of the Russian Federation of settlements 90Sr, 137Cs, 239 + 240Pu. Edited by S.M. Vakulovsky. Obninsk: NPO "Typhoon", 2015. 225 p.
3. Orlov P.M., Lunev M.I., Akanova N.I. The dynamics of the content of long-lived radionuclides 137Cs and 90Sr in various soil types areas of Briansk and Kaluga regions. Twenty-first century: results of past and present issues plus: a series of ecology. Penza: Publishing house of
Penza state technological university, 2017. No. 05 (39); No. 06 (40). Pp. 103-110.
4. Orlov P.M., Gladysheva O.V, Lunev M.I. Akanova N.I. Content dependence of technogenic and natural radionuclides in soils of the Central Federal District from the intensity of the use of chemical fertilizers and ameliorators. Mezhdunarodnyj selskokhozyajstvennyj zhur-nal = International agricultural journal. 2018. No. 1 (361). Pp. 37-42.
5. Nekrasov V.V. Bases general chemistry. Vol. 2: monograph. Moscow: Chemistry, 1973. 688 p.
6. Vorobev G.T., Markina Z.N., Koshelev I.A., Prud-nikovP.V. Radiological score agrochemical funds on soils polluted by radionuclides. Ecological-agrochemical potash condition assessment regime of soils and the
effectiveness of potash fertilisers. Moscow: TIN, 2002. Pp. 74-78.
7. Aleksakhin R.M., Sanzharova N.I., Ulyanenko L.N., etc. Guidelines for obtaining ecologically pure agricultural products on industrially polluted areas. Obninsk, 2005. 93 p.
8. Bogdevich I.M. Results and prospects of agro-chemical protective actions on the contaminated land in Belarus. News nacyjanalnaj akadjemii navuk Life. Seryja agrarian navuk. 2011. No. 3. Pp. 27-39.
9. Komar S.L. Some of the basic principles of strontium metabolism: importance, application, options. Metabolism strontium. Ed.D. M. Lenihan, D.F. Laurita, D.H. Martin. Moscow: Atomizdat, 1971. Pp. 9-26.
About the authors:
Pavel M. Orlov, candidate of chemical sciences, senior researcher of the laboratory of lime fertilizers and chemical melioration, ORCID: http://orcid.org/0000-0002-2753-3371, [email protected]
Natalia I. Akanova, doctor of biological sciences, professor, head of the group of lime fertilizers and chemical melioration, ORCID: http://orcid.org/0000-0003-3153-6740, [email protected]
- 61
МЕЖДУНАРОДНЫЙ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫЙ ЖУРНАЛ № 2 (368) / 2019
