Изучение содержания радионуклидов в почве и клевере

Description

Содержание

Введение 3
1. Литературный обзор 5
1.1. Понятие и виды радионуклидов 5
1.2. Перемещение радионуклидов в окружающей среде 14
1.3. Накопление радионуклидов в почвах и растениях 21
2. Материалы и методы исследований 25
2.1. Объекты исследования 25
2.2. Методы исследований 31
2.3. Район исследования 32
Список использованной литературы 33

Введение

Актуальность исследования определяется тем, что загрязнение окружающей среды радионуклидами – одна из основных экологических проблем современности.
Основным источником поступления радионуклидов в наземные пищевые цепи является почва. В результате выпадений радионуклиды поступают на земную поверхность, аккумулируются в почве, включаются в биогеохимические циклы миграции и становятся новыми компонентами почвы. Накапливаясь в почве, радионуклиды поглощаются растениями и затем по трофическим цепям поступают в живые организмы.
Почва является наиболее важным инерционным звеном, и от скорости миграции радионуклидов в почве во многом зависят темпы их распространения по всей цепочке. В результате перемещения в почве и последующего корневого поглощения радиоактивные вещества поступают в части растений, представляющие пищевую или кормовую ценность [2, c 373].
Для того чтобы снизить количество поступления токсикантов на всех уровнях пищевых связей, необходимо детальное изучение механизмов поведения загрязняющих веществ.
Цель исследования — изучить содержание радионуклидов в почве и клевере города Йошкар-Олы.
Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:
1) Сравнить содержание радионуклидов в почвах исследуемых территорий г. Йошкар-Ола.
2) Выявить содержание радионуклидов в корнях и листьях клевера, произрастающих в различных функциональных зонах г. Йошкар-Олы.
3) Изучить и сравнить коэффициент накопления радионуклидов в почвах и клевере произрастающем на исследуемых территориях г. Йошкар-Олы.
Исследования по теме проводились с использованием различных методов изучения биологических объектов, основным из которых являлся метод определения удельной активности радиоактивных веществ.
Результаты опытов обрабатывались с помощью статистических методов, рекомендованных для естественных наук.
Практическая и теоретическая значимость работы. Полученная количественная характеристика современного состояния загрязнения почв радионуклидами в различных функциональных зонах г. Йошкар-Олы может быть использована для радиоэкологического мониторинга и дополнения баз данных радиоактивно загрязнённых земель, прогнозной оценки поступления радионуклидов в продукцию растениеводства и далее по трофическим цепям – в организм животных и человека.

1. Литературный обзор

1.1. Понятие и виды радионуклидов

Радионуклиды — это нуклиды, способные к радиоактивному распаду. Стабильные и радиоактивные нуклиды данного химического элемента называют его изотопами. В 1934 г. французскими учеными Фредериком Жолио и Ирэн Кюри было открыто явление искусственной радиоактивности, суть которого состоит в том, что помимо существующих в природе, т.н. естественных радионуклидов, в процессе ядерных реакций могут быть получены новые радионуклиды, в природе не встречающиеся [1, c 55].
С радиоэкологической точки зрения все радионуклиды целесообразно разделить на естественные, присутствие которых на земле не связано с деятельностью человека, и искусственные, включая техногенные радионуклиды. Это деление несколько условно, так как образующиеся в естественных условиях легкие радионуклиды могут быть получены и искусственным путем. Например, тритий может образовываться как в естественной среде в результате ядерных реакций химических элементов с космическим излучением, так и в реакциях с искусственно вызванным делением или синтезом ядер. Или такой искусственный радионуклид как стронций-90, который может образовываться и в окружающей среде при спонтанном делении урана-238 [6, c 155].
Все естественные радионуклиды целесообразно делить на две группы: легкие и тяжелые. К тяжелым радионуклидам относят нуклиды трех радиоактивных семейств. Все остальные относят к легким.
Тритий – радиоактивный изотоп водорода. Два других изотопа водорода (протий и дейтерий) являются стабильными. Водород (от греч. hydro genes – порождающий воду) как элемент известен с 1766 года. Это химический элемент VII группы периодической системы Д.И. Менделеева. Водород представляет собой бесцветный газ, без запаха, не растворяется в воде. На воздухе горит, образует с воздухом взрывоопасные смеси. В организме среднего человека (масса тела 70 кг) его содержится 7 кг.
Атомная масса трития 3,016. Он обладает малой степенью токсичности (группа Г). Период полураспада – 12,34 года. Распад трития сопровождается β-излучением с низкой энергией частиц – 0, 0186 МэВ. Бета-частицы имеют максимальный пробег в воздухе 6 мм, в биологических тканях – 6 мкм. При испускании тритием электрона появляется стабильный изотоп гелия (8He).
Природный тритий образуется в результате взаимодействия космических излучений с N, O и Ar в атмосфере. Глобальное содержание – 1,3•1018 Бк. В Мировом океане его находится 65% (800 г), в атмосфере около 8%, на земле в континентальных водах – 27%. Около 99% количества природного трития превращается в тритиевую воду (H3 HO) [7, c 56].
Искусственный тритий образуется при работе реакторов, при переработке отработанного топлива и при испытаниях ядерного оружия. В промышленных условиях тритий получают в результате облучения нейтронами лития. Общее количество трития поступившего в стратосферу при термоядерных взрывах до 1979 года составило от 1,2•1020 до 2,4•1020 Бк, что значительно превысило содержание природного трития [14, c 112].
Тритий считается абсолютный органоген, без него невозможно физиологическое развитие живых организмов. Он включается практически во все реакции, присущие биогеохимическому циклу водорода. При поступлении в организм с пищей, воздухом или через кожу быстро всасывается в кровь и равномерно распределяется в водной среде организма. Из организма выводится с мочой и потом. Средний период полувыведения 10 суток. Около 1% устойчиво связывается с тканями. Токсичность соединений трития для разных видов животных неодинакова: собаки приблизительно в 7 раз, а кролики в 4 раза чувствительнее крыс.
В организме тритий вызывает острые и отдаленные эффекты: угнетение кроветворения, геморрагический синдром, поражение половых органов и

2. Материалы и методы исследований

2.1. Объекты исследования

Рисунок 1 – Клевер белый или ползучий
(Trifolium repens или Amoria repens)

Объектом исследования является клевер белый или ползучий (Trifolium repens или Amoria repens) — многолетнее растение, цветки белые, иногда с желтоватым, розоватым или зеленоватым оттенком, по отцветании буреющие и отклоняющиеся вниз.
Головки пазушные, на цветоносах, превышающих по длине листья, шарообразные, около 2 см в диаметре, рыхлые. Листья с длинными (до 30 см) восходящими черешками.
Листочки обратнояйцевидные, на верхушке выемчатые, с мелкими зубцами по краям. Прилистники крупные, пленчатые, заостренные, бледные, с лиловатыми жилками. Высота 5-20 см. Стебель (главный) укорочен, длиной 1-4 см.; стебли (вернее пазушные побеги) голые, простертые, вверху восходящие, ветвистые, длиной 10-30 см., укореняющиеся на нижних узлах, часто полые. Корень стержневой разветвлённый. Плод — боб линейный, с 3-4 семенами. Время цветения и плодоношения: Цветёт с мая до глубокой осени; семена созревают начиная с июня-июля..
Белый клевер произрастает на суходольных и пойменных лугах, на выгонах и пастбищах, по берегам рек и ручьёв, по обочинам дорог, у жилья, на пустырях и как сорное в посевах. Влаголюбивое и светолюбивое зимостойкое растение, хорошо развивающееся на почвах разного плодородия, с реакцией среды от кислой до щелочной. Распространен почти повсеместно в Европе и Азии; как заносное и интродуцированное растение известно во многих странах с умеренным климатом. В России белый клевер широко распространён по европейской части, на Северном Кавказе, в Сибири. Обыкновенен на всей территории Средней России.
Белый клевер является прекрасным кормовым пастбищным растение, устойчив к вытаптыванию и уплотнению почвы, хорошо отрастающее во второй половине лета после стравливания. Как и многие другие виды клевера, улучшает плодородие и структуру почвы. Для сенокосного использования высевается в смеси со злаками и другими клеверами. Используется для создания газонов. Прекрасный медонос и пергонос.
Также объектом исследования является клевер луговой (Trifolium pratense) — двулетнее или многолетнее растение; цветки маленькие, от тёмно-розовой (розовой) до красной окраски, собраны в довольно крупные округлые головчатые соцветия.
Листья тройчатые, нижние на длинных, верхние на коротких черешках; листочки нижних листьев обратнояйцевидные, верхние овальные или яйцевидные, снизу обычно более опушенные. Часто на листочках имеется беловатое треугольное пятно. Прилистники яйцевидные, на конце оттянуто заостренные.
Подстилающие соцветие листья расположены вплотную к нему. Высота 15-40 см. Стебель восходящий, рассеянно волосистый. Обычно 2-5 стеблей. Корень стержневой, сильно разветвлённый. Плод — боб обычно односемянный,

Список использованной литературы

1. Александров, Ю.А. Основы радиационной экологии: учебное пособие /Ю.А. Александров. – Йошкар-Ола: МарГУ, 2007.-268 с.
2. Алексахин, Р.М. Новейшие результаты исследований в области радиоэкологии / Р.М.Алексахин, С.А. Гераськин, А.А.Удалова // Вестник Российской академии наук. – 2015. – № 4: Т.85. – С.373-376.
3. Алексахин, Р.М. Радиоактивное загрязнение почвы и растений / Р.М.Алексахин. – М.: АН СССР, 1963. – 132 с.
4. Алексахин, Р.М. Сельскохозяйственная радиоэкология / Р.М.Алексахин, Н.А.Корнеева. – М.: Экология, 1992. – 400 с
5. Бармин, А. Н. Современные проблемы городских почв / А. Н. Бармин, А. В. Синцов // Южно-Российский вестник геологии, географии и глобальной энергии. — 2007. — N 2. — С. 26-29.
6. Белозерский, Г.Н. Радиационная экология: Учебник / Г.Н. Белозерский. – М.: Академия, 2008. – 384 с.
7. Большов, Л.А Моделирование распространения радионуклидов в окружающей среде / Л.А. Большов. — Изд. Наука, 2008. — 233 с.
8. Волков, Ю.Н. Природообустройство земель сельскохозяйственных угодий (землеустройство): Учебное пособие / Ю. Н. Волков. — Йошкар-Ола: МарГУ, 2007. — 532 с.
9. Волобуев, В.Р. Экология почв (очерки) / В.Р. Волобуев. – Баку.: Изд-во АН АзССР, 1963. – С. 20-30.
10. Воскресенская, О.Л. Большой практикум по биоэкологии: учеб. пособие / О.Л. Воскресенская, Е.А. Алябышева, М.Г. Половникова; Мар. гос. ун-т. — Йошкар-Ола:, 2006. – 108 с.
11. Воскресенский, В.С. Изучение содержания радионуклидов в почвах городских и природных территорий / В.С. Воскресенский // Вестн. Рос. Ун-та дружбы народов. Сер. «Экология и безопасность жизнедеятельности» / РУДН. – М., 2008. — №3 – С.12-19