Aktyvi žmogaus veikla labai dažnai neigiamai veikia aplinkinį gyvos ir negyvos gamtos pasaulį. Sparti pramonės plėtra, intensyvus žemės ūkio vystymasis, atliekų šalinimo sunkumai - visa tai kelia rimtą pavojų planetos ekologijai. Plėtojant branduolinę energiją ir tobulinant branduolinius ginklus, iškilo dar viena problema - dirvožemio, vandens telkinių ir atmosferos radioaktyvi tarša.
Problemos apibrėžimas
Radioaktyvus dirvožemio užterštumas yra radionuklidų koncentracijos perviršis maksimalioje leistinoje normoje dėl antropogeninio aktyvumo.
Užterštos vietos pasižymi didelėmis išorinio ir vidinio poveikio dozėmis. Norėdama parodyti jonizuojančio kietėjimo greitį, Tarptautinė radiacinės saugos komisija (ICRP) įvedė vidutinę metinę radiacijos dozę, kuri dirvožemiui ir uolienoms yra 0, 25–0, 5 mikrosekundės per metus (mSv / g). Ši norma nusako žmogaus sveikatai saugų radiacijos kiekį ir yra daug kartų mažesnė už vertę, kuri gali sukelti gyvo organizmo mirtį per kitas 30 dienų.
Priežastys
Kaip vyksta radioaktyvus dirvožemio užteršimas? Taršos šaltiniai yra dvi radionuklidų grupės:
- technogeninis;
- natūralus.
Yra žinoma, kad dirvožemyje yra natūralių radionuklidų. Bet jų koncentracija žymiai padidėja dėl natūralių žaliavų išgavimo, laikymo, perdirbimo, tręšimo, jų gamybos, anglių deginimo, pelenų naudojimo kaip augalų trąšų ar statybinių medžiagų gamybos ir kt.
Dėl greito trąšų gamybos ir naudojimo kasmet auga užteršto dirvožemio skaičius. Pavyzdžiui, radionuklidų koncentracijos dirvoje padidinimas dėl kalio ir fosforo trąšų naudojimo nebuvo pakankamai ištirtas.
Dirbtiniai radionuklidai dėl branduolinių sprogimų masiškai patenka į planetos biosferos komponentus.
Taigi pagrindinės dirvožemio dangos radioaktyviojo užteršimo priežastys yra:
- intensyvus žemės ūkio naudmenų vystymas;
- sunkioji pramonė;
- naudingųjų iškasenų telkinių plėtra;
- radioaktyviųjų atliekų laidojimas;
- branduolinės radiacijos išmetimas;
- branduolinio ginklo bandymas.
Radioaktyvus dirvožemio užteršimas: užteršimo pasekmės
Dirvožemio tarša turi daug neigiamų padarinių:
- tiesioginis neigiamas radioaktyviųjų medžiagų poveikis gyvūnams, augmenijai ir žmonėms;
- labai apribojamos galimybės naudoti dirvožemio išteklius žemės ūkio reikmėms. Galų gale, visi produktai, gauti iš tokio žemės sklypo, turi atvirą vandens telkinių ir požeminio vandens užteršimą, kai kenksmingi junginiai išplaunami iš dirvožemio, užteršiant radioaktyviąsias medžiagas. Dėl didelės taršos gali būti neįmanoma naudoti gėlo vandens ne tik gerti ir virti, bet ir gerti gyvulius ar drėkinti žemės ūkio paskirties žemę.
Daugelis mokslininkų teigia, kad dėl aplinkos radiacijos padarytos žalos biogeokoenozės ir populiacijos gali būti visiškai mirę. Tai įvyksta esant didelei taršai. Tokios vietos yra užfiksuotos daugiausia šalia tų vietų, kur buvo skleidžiama radiacija, ir dėl to radioaktyvusis dirvožemio užteršimas. Černobylis yra išskirtinė zona po Černobylio avarijos. Tuomet šimtai hektarų gavo stipriausią radiacijos dozę, dėl kurios jie buvo visiškai pašalinti iš žmogaus gyvenimo.
Giluminiai procesai
Dirvožemį sugeriančios kompleksinės radioaktyviosios medžiagos. Be to, jis ilgą laiką juos kaupia.
Radionuklidams dirvožemyje būdingi:
- chemiškai aktyvių izotopų savybės;
- paties dirvožemio savybės ir sudėtis;
- radionuklidų savybės iškritose;
- klimato rodikliai;
- kraštovaizdžio ypatybės.
Radionuklidai patenka į dirvos paviršių kaip aerozolių, mineralų, kuro dalelių ir kt. Dalis. Didžiausia jų tirpių frakcijų dalis visame kritulyje yra 30–90%. Šis rodiklis yra didžiausias ceziui ir strončiui. Niekas nežino, kaip radionuklidai elgsis ateityje. Dinaminė pusiausvyra didėja, kai mažėja jų kritulių tirpumas. Tirpių organinių medžiagų patekimas į dirvožemį ir specialus terpės parūgštinimas daro įtaką radionuklidų, kurie naudojami jo gryninimui, migracijos padidėjimui.
Spinduliuotos taršos judumas priklauso nuo:
- mineraloginė kompozicija;
- geocheminių barjerų buvimas dirvožemyje;
- dalelių dydžio pasiskirstymas;
- humuso savybės;
- reakcijos terpė.
Radionuklidų horizontalusis perskirstymas
Norint numatyti galimas dirvožemio radioaktyviojo užteršimo pasekmes, labai svarbu žinoti radionuklidų migracijos ypatybes.
Radionuklidų pasiskirstymas dirvožemyje vyksta horizontalia ir vertikalia kryptimis natūraliu būdu ir dėl antropogeninio aktyvumo.
Horizontalioji migracija įvyksta dėl:
- eolinis perkėlimas (vardas kilęs iš vėjų dievo Aeolus vardo);
- potvynių vandenų potvynis, kuris yra intensyvesnės žemumų ir šlapžemių taršos priežastis;
- gyvūnų pragyvenimo šaltiniai (sliekai, šernai, apgamai ir kiti „kasimo“ darbai);
- eismo judėjimas;
- derliaus nuėmimas žaliuose pašaruose užterštose pievose;
- miškų gaisrai, kurie yra labai galingas izotopų transportavimo veiksnys.
Mažiausia horizontalioji migracija stebima miško cenozėse, o didžiausia - agrocenozėse su lengvu dirvožemiu. Horizontalus perskirstymas, viena vertus, sumažina dirvožemio užteršimo radioaktyviosiomis nuklidais lygį, kita vertus, išplečia jų pasiskirstymą.
Vertikali migracija
Vertikalus perskirstymas vyksta lėtai visų tipų dirvožemiuose. Linijinis šio proceso greitis yra nuo dešimtosios iki dviejų centimetrų per metus. Šiuo atveju dirvožemis vaidina biogeocheminį barjerą. Černobylio zonoje atlikti tyrimai parodė, kad didžioji dalis radionuklidų ilgą laiką lieka viršutiniame dirvožemio sluoksnyje (apie 10 cm). O miško dalyje šioje zonoje radioaktyviosios medžiagos kaupėsi kraikuose (žalumynuose, adatose) ir apatiniame dirvožemio sluoksnyje (apie 1–2 cm).
Radionuklidų vertikali migracija priklauso nuo šių veiksnių:
- ugnikalnio išsiveržimas;
- lietus, drėgmės perdavimas nuotėkiu ir garais;
- pernešimas augalų šaknų sistemomis;
- žmogaus veikla - arimas, drėkinimas.
Labiausiai užterštos teritorijos planetoje
Planetoje yra šimtai radioaktyviai užterštų teritorijų. Didelis pavojus yra Hanfordo teritorija Vašingtono valstijoje, JAV. Praėjusio šimtmečio viduryje čia buvo pastatytas milžiniškas kompleksas, užsiimantis pirmąja pasaulyje branduolinės energetikos plėtra. Dėl savo veiklos buvo užterštas 518 kvadratinių metrų plotas. km
Somalio dirvožemis buvo naudojamas neteisėtai šalinti branduolines atliekas. Semipalatinsko bandymų vieta Kazachstane, kur buvo atlikti branduoliniai bandymai, yra viena iš radiacijai pavojingiausių zonų pasaulyje. Kirgizijos mieste Mailuu-Suu mieste buvo pradėta urano gavyba visos Sąjungos mastu, todėl kasyklų rajone susidarė ypač didelė radioaktyviųjų izotopų koncentracija.
Gerai žinoma Černobylio zona yra negyva zona, kurioje radioaktyvusis dirvožemio užteršimas įvyko per daugelį šimtų kilometrų. Černobylio atominė elektrinė nėra vienintelė atominė elektrinė pasaulyje, kurioje įvyko pasaulinė branduolinė katastrofa. Panašus dalykas nutiko Fukušimoje, Japonijoje. 2011 m. Kovo mėn. Žemės drebėjimas ir cunamis sukėlė avariją atominėje elektrinėje, kuri paveikė didžiulę teritoriją.
„Mayak“ pramonės kompleksas Rusijoje, slaptame Čeliabinsko-40 mieste netoli Kištymo, nukentėjo nuo avarijos 1957 m. Jos padariniai buvo radiacija, užteršta 25 tūkst. Ha dirbamos žemės. Panaši katastrofiška situacija susiklostė aplink Sibiro chemijos gamyklą OJSC Tomsko srityje, Rusijoje.
Užterštų teritorijų naudojimo ypatumai
Radionuklidai, kurių ilgas puvimo laikotarpis, daugiausia kaupiasi dirvožemyje: promečio-147, cerio-144, cezio-137, rutenio-106 ir 103, stroncio-90. Pavojingiausias gyviesiems organizmams yra stroncis-90. Todėl radiacijos užterštuose laukuose vykdomos agrocheminės, agrotechninės ir kitos priemonės, galinčios sumažinti pavojingų junginių pernešimą iš dirvožemio į augalus. Šiuo tikslu viršutinis dirvožemis taip pat nupjaunamas, o vėliau užkasamas.
Veiksminga priemonė yra tam tikrų veislių ir rūšių augalų, kuriems būdingas minimalus radionuklidų kaupimosi lygis, sėjimas. Visi žino, kad gyvulininkystėje penėjimui turėtų būti naudojami tik švarūs pašarai. Taip pat naudojami specialūs sorbentų priedai, kurie slopina radioaktyviųjų medžiagų perėjimą į pieną.
Melioracijos darbai skirti sumažinti radionuklidų srautą į augalus. Tam į dirvą patenka sorbentų, tokių kaip: vermikulitas, ceolitas, mineraliniai ir organiniai priedai, kalkės. Žemės ūkyje radionuklidų kaupimasis augale sumažėja naudojant žemės ūkio techniką. Atlikite sodinimo arimą, kai yra rezervuaro apyvarta. Dėl šio dirvožemio įdirbimo pagilėja radioaktyvusis užterštumas. Dėl šios priežasties medžiagų kaupimasis augaluose sumažėja 24 kartus. Žemės ūkyje turėtų būti pakeista sėjomainos struktūra. Geriau pradėti auginti pramoninius augalus, kurie nenaudojami maistui.
Alternatyvus užterštos teritorijos naudojimo būdas yra bet kokio konkretaus poveikio pašalinimas. Pvz., Galite sukurti specialius rezervus. Infekcijos vietoje pasodintas miškas, daugiausia pušis, turintis ryškų radiacijos foną.
