CC BY
13
2. ЕКОЛОГ1Я ТА ДОВК1ЛЛЯ
УДК551.521 Проф. В.П. Краснов, д-р с-г. наук; доц. Т.В. Курбет, канд. с-г наук;
ст. викл М.Б. Корбут, канд. техн. наук - Житомирський ДТУ;
директор ОЛ. Бойко, канд. с.-г наук
розподгл у Грунтах мезоол1готрофних болгг
пол1сся украши
Представлено результати вивчення розподшу 137Cs у торф'яно-болотних грунтах мезоол1готрофних болт Для обгрунтування встановлених законом1рностей використа-но показники: питома 1 сумарна (валова) актившсть радюнуклщу у шар1 очосу та торфу. Показано, що обидва показники мають найбшьш1 значения у шар1 очосу на глибиш 15-20 см. Визначено, що в очоа мютиться 62,2 % вщ сумарно! активносй Cs у грунта Зроблено висновок про значне заглиблення радюнуклщу у грунт та поступове виведен-ня його за меж1 коренезаселеного шару, що може з часом призвести до зниження темпiв його надходження до рослин.
Ключовi слова: радюнуклщи, радюактивне забруднення грунту, питома актившсть радюнуклщу, л1сов1 насадження, торф'яно-болотш грунти.
Вступ. У рiзнi перiоди з часу аварц на ЧАЕС досл!дники вивчали м!гра-щю радiонуклiдiв у грунтах рiзних типiв лiсорослинних умов. Головним чином дослiджували грунти автоморфних ландшафт1в i значно менше пдроморфних, особливо олкотрофних i мезотрофних болщ якi поширенi у Полiссi Украши. Пояснюеться це складнiстю проведения подiбних дослiджень.
Переважно дослiджували темпи перерозподшу радiонуклiдiв у торфових Грунтах. Так, шведсью вченi [7], пiсля вивчення вертикально!' мграцц 137Cs у р!з-них типах непорушених Грунтав, зробили висновок, що i через 8 роюв пiсля Чор-нобильсько!' аварц 50-92 % активносп радiоиуклiду знаходилося у верхньому 5-сантиметровому шарi Грунту. Значно iитенсивнiшою була вертикальна мiграцiя радiонуклiду у торфових Грунтах, де його виявлено глибше 50 см. Через 15 роюв шсля аварií на ЧАЕС вивчали вертикальну мiграцiю 137Cs у торфах олкотроф-них, мезотрофних та евтрофних болiт Брянсько!' обл. Дослiдиики констатували, що на низинних болотах до 60 % запасу 137Cs, вщ його валового запасу у Грунт!, знаходилося у верхньому 5-сантиметровому шар!, а 40 % мiгрувало до глибини 20 см [5]. У Зандному Полка Украши вивчено розподш валового запасу 137Cs на вдаритих площах болотного масиву "Сира Погоня" [1]. Дослвдники встано-вили значне заглиблення радюнуктду у торф'яно-болотному грунт!.
Загалом бшьшкть дослщнитв наголошували, що саме на болотах спос-теркаеться максимальна штенсивнкть вертикально!' м!грацп 137Cs та 90Sr у Грунт!, значний вмкт мобшьних форм 137Cs у коренезаселеному його шар!, мк-ращя 137Cs у Грунтово-рослинному покрив! вщбуваеться значно женсившше пор!вняно з Грунтами автоморфних ландшафпв [2, 3, 5, 6].
Об'екти та методика дослвджень. Досл!дження проведено у 2012 р. на постшнш иробнш илошд (ППП), яку закладено у 1991 р. на територи ДП "Сло-вечанське ЛГ" Житомирсько!' обл., з метою вивчення перерозподшу 137Cs у ком-
Науковий вкпик НЛТУ Украши. - 2G15. - Вип. 25.8
понентаx бiогеоценозy на мезоолiготpофномy болотi. Розмip пpобноï площi 1 га (1GGx1GG м).
Склад насадження на ППП - 1G С, його вш - 6G pокiв та повнота G,4 (се-pеднi висота - 4 м i дiаметp - 16 см). П^кт пpедставлений поодинокими op^-нiченими 3-5-piчними екземпляpами сосни звичайно! Тpав'яно-чагаpничковий яpyс - сеpедньогyстий, з пpоективним покpиттям 5G-55 %. Основну pоль y його фоpмyваннi вда^аю^: oyxiвка пixвова (Eriophorum vaginatum L.) - 2G-25 %; жypавлина болотна (Oxycoccus palustris Fers.) - 15-2G %; анд^омеда багатолиста (Andromeda polifolia L.) - 1-3 %; багно болотне (Ledum palustre L.) - 5-8 %; pо-сичка ^углолиста (Drosera rotundifolia L.) - 3-5 %; бyяxи (Vaccinium uligino-sum L.) - 3-5 %.
Моxовий яpyс - суцшьний, щшьний, piвномipний, з opоективним пок-pиттям 95-98 %. Спiвдомiнyвали в ньому: сфагн сумшвний (Sphagnum fallax Klinggr. - 4G %; сфагн магелланський (Sphagnum magellanicum Brid.) - 45 %; зо-зулин льон opямий (Polytrichum strictum L.) - 5-1G %. Лишайниковий яpyс opед-ставлений виключно епiфiтним oiд'яpyсом на коpi стовбypiв сосни i складаеться з псевдевеpнiï моxнатоï (Pseudevernia furfuracea) та гшопмнп здуто!' (Hypogymnia physodes).
Яpyс ма^омщепв вiдзначався багатством видового складу, особливо на кyпинаx: гiфолома сipа (Hypholoma udum); павутинник бypiючий (Cortinarius fulvescens); павутинник сфагновий (Cortinarius sphagneti); xpящ-молочник rip-кий (Lactarius helvus); xpящ-молочник гipкyшка (Lactarius rufus); xpящ-молоч-ник сфагновий (Lactarius sphagneti); свинушка тонка (Paxillus involutus); с^о-1'жка блювотна (Russula emetica); кантаpелyла зонтична (Cantharellula umbona-ta); моxовик жовто-бypий (Suillus variegatus). На постшнш opобнiй плошд сфоp-мований ценоз: сосняк жypавлиново-пyxiвково-сфагновий. Тип лiсоpослинниx умов: мокpий 6íp (А5).
Лiсова пвдстилка неpозкладена знаxодиться на повеpxнi сфагнового пок-pmy i складаеться пеpеважно зi шпилькового опаду сосни. Аналогом лiсовоï шдстилки напiвpозкладеноï та pозкладеноï е очк - pештки пеpеважно сфагно-вж моxiв. Загальна потyжнiсть очосу в сеpедньомy становить 3G см. Нижче за-лягае тоpф: мезоолiготpофний, зi ступенем pозкладy 15-17 %. B^ip зpазкiв фунту opоводили за допомогою спещального тоpфового бypа Гiллеpа, який не поpyшye щiльнiсть фунту та стpатигpафiчнy будову. Отpимyвали зpазки тоpфy дiаметpом 5 см, на 5-сантиметpовиx шаpаx. Повтоpюванiсть зpазкiв з кожного гоpизонтy фунту - тpьоxкpатна.
У лабоpатоpниx yмоваx зpазки фунту висушували до повiтpяно-сyxого стану, pозмелювали та гомогешзували на подpiбнювачаx зpазкiв ПРГ^1Т та nPn-G1. Питому активнiсть 137Cs вимipювали на багатоканальному гамма-спек-тpоаналiзатоpi iмoyльсiв СЕГ-GG5-АКП зi сцинтиляцiйними детектоpами БДЕГ-2G-P1 та БДЕГ-2G-Р2. Статистичне оopацювання pезyльтатiв дослiджень opово-дили за загальноopийнятими методами з викоpистанням opогpамниx засобш MS Excel та Statistica.
Результати дослщження та обговорення. Отpиманi pезyльтати сввд-чать (табл. 1), що 85,7 % вщ сyмаpноï (валово!') активностi 137Cs у бiогеценозi
знаходиться у торфовому грунт! До нього ввднесено очiс потужнiстю 30 см, в якому розташованi кореневi системи рослин i мiцелiй макромiцетiв, i, власне, торф до глибини 30 см. Отже, дотепер товща вiдмерлих мох1в i верхнi горизон-ти торфу, а також вода, яка мктиться у цш товщi, визначають радiацiйну ситу-ацiю у бiогеоценозi мезоолкотрофного болота.
Табл. 1. Розподт сумарноИ активностг 137Св мгж компонентами бгогеоценозу _мезоолкотрофного болота_
Компонент бiогеоценозу Маса компоненту, кг/га Активтсть 137С8, кБк/га Частка активносп 137С8 вщ екосистеми, %
Деревний ярус 4930,61 13017,0 0,7923
Ярус лишайникiв 3,52 55,2 0,003
Пiдрiст 6,70 55,6 0,003
Трав'яно-чагарничковий ярус 431,12 1897,4 0,116
Моховий ярус 9743,0 212959,7 12,961
Ярус макромщеив 8,97 6934,7 0,422
Грунт 353310,0 1408182,9 85,703
Всього - 1643102,4 100,00
На вiдмiну ввд грунтв автоморфних ландшафпв [2], у грунта пдромор-фного лкового ландшафту вертикальний розподiл сумарно! активностi 137Cs мае специфiчнi риси (табл. 2). Зокрема, вiдмiннiсть полягае в тому, що на болота ввдбулося iнтенсивнiше заглиблення радюнуклвду. Так, найбiльшу величину сумарно! активносп 137Cs встановлено у шарi очосу на глибиш 15-20 см -239,8 МБк/га, що становить 17,03 % вщ активностi радiонуклiду у торф'янику. Серед торфових горизонпв видшено два шари - шар на глибиш 0-5 см, який мктить 8,08 % ввд сумарно!' активносп радiонуклiду грунту, та шар 20-25 см, який утримуе 10,19 % вщ активностi радiонуклiду грунту.
Табл. 2. Вертикальний розподт сумарноИ активностг 137Сн у Грунтових шарах торф 'яно-болотного Грунту мокрого бору
Шар грунту, глибина Маса шару грунту, кг/га Питома активтсть 137С8, Бк/кг Сумарна активнiсть "Ъ, МБк/га Частка сумарно! активности С8, %
Лкова тдстилка нерозкладена 220 2572±149 0,566 0,04
Очю 0-5 см 5530 16664±1/8' 92,152 6,54
Очю 5-10 см 6700 14700±1/15 98,490 6,99
Очю 10-15 см 8700 19000±1891 165,300 11,74
Очю 15-20 см 11000 21800±2639 239,800 17,03
Очю 20-25 см 13500 11200±81 151,200 10,74
Очю 25-30 см 15000 8600±278 129,000 9,16
Торф 0-5 см 17500 6500±758 113,750 8,08
Торф 5-10 см 20830 2200±187 45,826 3,25
Торф 10-15 см 26000 1900±174 49,400 3,51
Торф 15-20 см 44330 1830±140 81,124 5,76
Торф 20-25 см 89670 1600±188 143,472 10,19
Торф 25-30 см 94330 1040±5" 98,103 6,97
Всього 353310 - 1408,183 100,00
Лкова нерозкладена шдстилка (сучасний опад) мае невисою (поршняно з iншими шарами торф'яно-болотного грунту) питому активнкть 137Cs -
Науковий вкник НЛТУ УкраУни. - 2015. - Вип. 25.8
2572±149 Бк/кг i масу на 1 га - 220 кг/га завдяки цьому, невелику сумарну ак-тивтсть 137Сб - 0,566 МБк/га або 0,04 % вщ 11 у торф'яно-болотному грунтг Це може вказувати на вщносно невеликi темпи надходження радiонуклiдiв до рос-лин деревного та трав'яно-чагарникового ярусiв.
В очос спостережено збiльшення маси його шарiв з глибиною, що, напевно, пояснюеться його ущiльненням за рахунок вище розташованих шарiв, а також збшьшення величини питомо'' активностi 137Сб до глибини 15-20 см. Саме на цш глибинi зафiксовано найбшьшу величину сумарно'1 активностi радюнукль ду, а з подальшим заглибленням - вона зменшуеться. У глибше розташованих шарах очосу, вщ того, що знаходиться на глибиш 15-20 см, питома активтсть радiонуклiду зменшуеться, а маса шарiв - продовжуе збшьшуватись. Проте тем-пи зниження першого показника бiльш значимi вiдносно темтв збiльшення дру-
137/
гого, що призводить i до зменшення величини сумарно'1 активностi сб.
Глибина, см
Рис. Вертикальний розподгл питомо'1 та сумарно'1 активност1 торф 'яно-болотного Грунту мокрого бору
7Cs у товщ1
З подальшим заглибленням у товщу торф'яно-болотного грунту встанов-лено поступове зниження величини питомо'1 активносп радюнуктду спочатку в очосi, а попм у торфi (рис.). Це можна пояснити зниженням темпiв проникнен-ня 137Сб у глибину грунту. Водночас, у торф^ на глибинi 10-15 см, починаеться збшьшення величини сумарно'1 активносп радiонуклiду, яка сягае найбшьшо!' величини у шарi торфу на глибиш 20-25 см. Надалi цей показник знову продовжуе зменшуватися. На наш погляд, збшьшення сумарно'1 активносп у зазначе-ному шарi торфу можна пояснити рiзким зростанням щiльностi шару торфу (маса дорiвнювала 89670 кг/га) вiдносно шару, розташованого вище (1520 см) - 44330 кг/га. Крiм цього, можливе деяке затримання радiонуклiдiв саме в цьому горизони, що потребуе тдтвердження додатковими дослiдженнями.
Загалом спостережено досить ктотне заглиблення 137Сб у торф'яно-бо-лотному грунтi. Так, у верхньому 20-сантиметровому шарi очосу знаходиться лише 42,4 % вщ сумарно'1 активносп радiонуклiду у грунтi (табл. 3). У наступ-них 30 см (у глибину) грунту (10 см очосу та 20 см торфу) виявлено таку ж активтсть 137Сб. Отримат матерiали свiдчать про значне проникнення радюнук-лiду у глибину торф'яно-болотного грунту мокрого бору. Треба зазначити, що подiбний перерозподш радюактивного елементу у грунтi призвiв до виведення його за межi коренезаселеного шару, i вiдповiдно до зниження темтв його надходження до рослин i грибiв.
Табл. 3. Сумарна активтсть 137Cs у Грунтових шарахpi3Hoï потужностi торф 'яно-болотного Грунту мокрого бору
Горизонт, глибина Сумарна активтсть 13 Cs у шарах грунту, МБк/га Частка сумарно'1 актив-носп 1 7Cs у шарах грунту, %
Шсова шдстилка нерозкладена (ЛП) 0,566 -
ЛП+очк 0-5 см 92,718 6,6
ЛП+очк 0-10 см 191,208 13,6
ЛП+очк 0-15 см 356,508 25,3
ЛП+очк 0-20 см 596,308 42,4
ЛП+очк 0-25 см 747,508 53,1
ЛП+очк 0-30 см 876,508 62,2
ЛП+очк 0-30 см+торф 0+5 см 990,258 70,3
ЛП+очк 0-30 см+торф 0+10 см 1036,084 73,6
ЛП+очк 0-30 см+торф 0+15 см 1085,484 77,1
ЛП+очк 0-30 см+торф 0+20 см 1166,608 82,9
ЛП+очк 0-30 см+торф 0+25 см 1310,080 93,0
ЛП+очк 0-30 см+торф 0+30 см 1408,183 100,00
Висновки. За 26 роюв з часу надходження 137Cs до болотних екосистем Полкся Украши вщбулося його ктотне заглиблення у товщу торф'яно-болот-них Грунтав мезоолкотрофних болта. Найбшьша частка в1д сумарно! активноста радюнуклщу в грунта знаходиться в очос1 на глибиш 15-20 см (17,03 %). Всього в очос1 (потужнктю 30 см) мктиться 62,2 % сумарно! активноста радюнукл1ду в грунта, решта (37,8 %) - у 30-сантиметровому шар1 торфу. Заглиблення рада-онуклвдв у товщу торф'яно-болотних грунтав призводить до його виведення Î3 коренезаселеного шару.
Лiтература
1. Головко О.В. Розподш валового запасу 137Cs на вщкритих дщянках болотного масиву Сира Погоня (Захщне Полюся Украши) / О.В. Головко, О.О. Орлов // Вюник НУВГП : зб. наук. праць. - Сер.: Сшьськогосподарсью науки. - Рiвне : Вид-во НУВГП. - 2013. - Вип. 2(62). - С. 40-46.
2. Краснов В.П. Радюекологш л1ив Полюся Украши : монографiя / В.П. Краснов. - Житомир : Вид-во "Волинь", 1998. - 112 с.
3. Краснов В.П. Прикладная радиоэкология леса : монография / В.П. Краснов, А.А. Орлов, В. А. Бузун и др.; под. ред. В.П. Краснова. - Житомир : Изд-во "Полисся". - 2007. - 680 с.
4. Молчанова И.В. Распределение 90Sr и 137Cs в мохово-торфянистых отложениях верхового болота / И.В. Молчанова, Е.Н. Караваева // Экология : сб. науч. тр. - 1981. - № 5. - С. 86-88.
5. Подворко Г. А. Исследование вертикальной миграции 137Cs в торфяных почвах в отдаленный период после аварии на ЧАЭС / III з'"ид з рад1ацшних дослщжень (радюбюлогш i радюекологш), Кшв, 21-25 травня 2003 р. - К., 2003. - С. 329-331.
6. Щеглов А.И. Биогеохимия техногенных радионуклидов в лесных экосистемах (по материалам 10-летних исследований в зоне влияния аварии на ЧАЭС). - М. : Изд-во "Наука". - 1999. - 268 с.
7. Rosén K. Migration of radiocaesium in Swedish soil profiles after the Chernobyl accident, 1987-1995 / K. Rosén, I. Öborn, H. Lönsjö // J. Environ. Radioactivity. - 1999. - Vol. 46. - Pp. 45-66.
Краснов В.П., Курбет Т.В., Корбут М.Б., Бойко О.Л. Распределение 137Cs в почвах мезоолиготрофных болот Полесья Украины
Представлены результаты изучения распределения 137Cs в торфяно-болотных почвах мезоолиготрофных болот. Для обоснования установленных закономерностей использованы показатели: удельная и суммарная (валовая) активности радионуклида в
Науковий вкпик II.ЛТ У Украши. - 2015. - Вип. 25.8
слое очеса и торфа. Показано, что оба показателя имеют наибольшие значения в слое очёса на глубине 15-20 см. Установлено, что в очёсе содержится 62,2 % от суммарной активности 137Cs в почве. Сделан вывод о значительном углублении радионуклида в почве и постепенном выходе его за пределы корнеобитаемого слоя, что может со временем привести к снижению темпов его поступления в растения.
Ключевые слова: радионуклиды, радиоактивное загрязнение почвы, удельная активность радионуклида, лесные насаждения, торфяно-болотные почвы.
Krasnov V.P., Kurbet T.V., Korbut M.B., Boyko O.L. The Distribution of 137Cs in the Soils of Mezoolihotrophical Marshes of Polyssya Region of Ukraine
The results of the exploration of 137Cs distribution in peatbogs soils of mezoolihotrophical marshes are presented. For substantiation of determined regularities following indexes were used: specific and summary (gross) activity of radionuclide in the layer of tow and peat. It is demonstrated that both indexes have the biggest value in the layer of tow - depth 15-20 cm. It is determined that the tow contains 62.2 % of summary activity of 137C in soils. The conclusion is drawn as for considerable deepening of radionuclide in the soil and gradually extraction from the root-inhabited layer that can bring in time to decreasing of tempos of radionuclide incoming into plants.
Keywords: radionuclides, radioactive contamination of the soil, specific activity of radionuclide, forest plantations, peatbogs soils.
УДК 001.891:65.011.56 Проф. О.А. Нагурський1, д-р техн. наук
проф. М.С. Мальований1, д-р техн. наук; викл.-методистНПРЧ С.Д. Синельнжов2; асист. В.В. Ващук1, канд. техн. наук
застосування пол1мерних в1дход1в для капсулювання мшеральних добрив
Для проведения досладжень використовували щшмери, як входять до складу по-бутових вiдходiв: щшетилен, полшропшен, полшшшхлорид, щшетилентерефталат та сиитетичне мшеральне добриво - амошю штрат. Проникшсть щшмерних матерiалiв вивчали експериментально i3 застосуваниям кондуктометрично! установки. Експери-ментальним шляхом визначено коефшденти внутршньо! дифузи розчину амошю штра-ту. Теоретично доведено здатшсть цих полiмерiв до деструкци у грунтовому середови-щ^ Показано, що щ полiмери можна використовувати для створення капсульованих мь неральних добрив iз термином дц 3-9 шсяцш.
Ключовi слова: проиикиiсть, полiмериi матерiали, коефiцieит внутршньо! дифу-зи, капсульоваш мiиеральиi добрива.
Постановка проблеми дослщження. Актуальним напрямом зниження енергетичних i матерiальних затрат сшьськогосподарського виробництва е зас-тосування повiльнодiючих мiнеральних добрив. Ц речовини характеризуются бiльш високим коефiцiентом засвоення рослинами елементш мшерального жив-лення. Вiдповiдно, зменшуеться необхiдна доза внесених у грунт мшеральних добрив, кратнiсть ix внесения та забруднення довкiлля залишковими агроxiмi-катами. Результати дослвджень за цiею проблематикою, яю широко представлено у науковш лiтературi, свiдчать про високу агроxiмiчну та екологiчну ефек-тивнкть таких речовин [1-3]. Одним iз перспективних шлях1в 1х створення е на-
1 НУ " Львгвська полггехнка" ;
2 Льв1вський державний ушверситет безпеки життед1яльност1
