Цивільна оборона та цивільний захист - Стеблюк М. І. - Наслідки радіоактивного забруднення лісу

У забрудненому радіоактивними речовинами лісі поступово збільшується надходження радіонуклідів у рослини, у тому числі й у деревину, із грунту через корені, і це джерело стає головним у забрудненні деревини.

Поглинання і переміщення радіонуклідів, які випали в доступних формах, із грунту і підстилки в надземні частини деревних рослин суттєво неоднакові. Найбільш рухомим, що порівняно легко потрапляє у насадження некореневим шляхом, є цезій-137. Він сортується грунтами сильніше, ніж стронцій-90, і через це відносно менше переходить у дерев'янисті рослини з грунту.

Максимальні концентрації радіоактивних елементів відмічаються в листках і хвої (пагонах) дерев, а мінімальні, як правило в деревині стовбура.

Концентрація стронцію-90 в генеративних органах насаджень протягом вегетаційного періоду знижується. Наприклад, строніцію-90 у глоду найбільше було в квітках і найменше (1,5 раза) у зрілих плодах.

Радіонукліди цирконію, ніобію, рутенію, церію та інших елементів після випадання в підстилку і грунт відносно менше надходять у насадження через корені. З часом основним елементом, який нагромаджується деревами з грунту, стає стронцій-90. Внаслідок щорічного надходження стронцію-90 та інших радіонуклідів із грунту вміст радіоактивних речовин у деревині збільшується. Через 5-7 років концентрація в деревині радіонуклідів збільшується в 5-10 разів порівняно із забрудненням за перший рік.

Різні види трав'яної і деревної рослинності характеризуються неоднаковим нагромадженням стронцію-90. Так, під пологом березового лісу на вилугуваному чорноземі підмічена більше ніж 10-разова різниця вмісту стронцію-90 у різних видах рослин.

Епіфіти - рослини, які не мають власної, розміщеної в грунті кореневої системи, а прикріплюються до деревних і вищих трав'яних рослин - ліани, мохи, лишайники та інші - відіграють важливу роль у сорбції радіонуклідів, які випадають з атмосфери. В епіфітах вміст цезію-137 був вищим у 4 рази, ніж у вищих рослинах з нормальною кореневою системою.

Значне випадання радіоактивних речовин на лісонасадження призводить до радіаційного ураження лісу (табл. 21, 22, 23, 24). Ураження дерев спричиняється в основному бета-ви промінюваннями, які практично повністю поглинаються кроною, тоді як гамма-випромінювання поглинається не більш як на 15 %. Через це відношення поглинутих кроною доз і випромінювання досягає 10 і більше.

Найбільш чутливі до опромінення хвойні породи, листяні породи по-різному реагують на вплив проникаючої радіації. Променеве ураження лісових насаджень виявляється у гальмуванні росту, затримці розвитку, зниженні репродуктивної властивості насіння. При більших дозах опромінення можлива загибель насаджень, яка виявляється в зупинці росту й усиханні (табл. 21).

Можливі й такі випадки забруднення, коли значна частина радіоактивних речовин проникає під намет лісу, не затримуючись у кронах дерев (забруднення листяних лісів у зимовий період або випадання радіоактивних речовин під час сильних дощів).

За цих умов частка бета-випромінювання у поглинутій кронами дерев дозі зменшується. Затримуючись у надземній частині деревних насаджень, радіоактивні речовини стають джерелом опромінення їхніх життєво важливих органів, і за цих умов радіаційний ефект проявляється значно більше, ніж тоді, коли вони проникають через крону й одразу потрапляють на поверхню грунту.

Залежно від щільності забруднення території радіаційне ураження лісу може виявлятися в пригніченні приросту, частковому відмиранні гілок і загибелі дерев і насаджень у цілому (табл. 22, 23, 24).

Ураження виявляється найбільш інтенсивно в початковий період забруднення. З часом поглинута доза швидко зменшується внаслідок розпаду і переміщення радіоактивних речовин під полог лісу.

Через це короткий період пригніченого стану дерев (2-3 роки після разового випадання, якщо ураження не було повним) змінюється періодом їхнього відновлення. Проте процеси відновлення тривають повільно - 10 років і більше.

При високих рівнях забруднення радіаційне ураження незворот-не, відбувається повна загибель насаджень (протягом одного року).

Після аварії на Чорнобильській АЕС повністю загинули насадження ("рудий ліс") на площі 47 га, частково (6 км на північ від АЕС) - на площі 30 га.

У зоні ураження загинуло 25-40 % дорослих дерев, у 90-95 % соснових насаджень спостерігалися некрози росту і молодих пагонів, засихання значної частини крон, різке пригнічення або повна відсутність ростових процесів. Через 4 роки репродуктивна діяльність відновилась.

Радіочутливість хвойних порід у середньому в 5 разів вища, між листяних.

Насіння сосни, ялини, модрини втрачає схожість на 50 % при опроміненні дозою 2000 Р, а насіння листяних порід - при опроміненні дозою 5000 Р.

Таблиця 21. Ступінь ураження лісових насаджень при різних дозах опромінення

Доза, % ЛД-100

Реакція насаджень на опромінення

10

Нормальний ріст

25

Зниження росту на 10 %

30

Зниження росту на 30 %

35

Зниження росту на 35 %

40

Зниження росту на 60 %, стерильність пилку

45

Зниження росту на 75 %, стерильність пилку, затримка утворення генеративних органів

50

Те саме, і втрата схожості насіння на 50 %, зниження росту на 80 %

60

Те саме, і різке зниження росту (до 90 %), засихання частини крон, відмирання тонкомірних дерев, загибель памолоді, неповноцінність насіння

65

Те саме, і загибель до ЗО % дорослих насаджень, у решти припиняється ріст панівних дерев

70

Те саме, і загибель до 45 % насаджень

75

Те саме, і загибель до 50 % насаджень

80

Те саме, і загибель до 60 % насаджень

85

Те саме, і загибель до 65 % насаджень

90

Те саме, і загибель до 75 % насаджень

95

Те саме, і загибель до 90 % насаджень

100

Повна загибель всіх насаджень (у листяних можливе порослеве відновлення)

При випаданні радіоактивних речовин у зимовий період у кронах хвойних насаджень буде затримуватися в середньому в 5 разів більше радіоактивних частинок, ніж у кронах листяних.

Листяні насадження більш стійкі до радіаційного ураження, їхні крони затримують менше радіоактивних речовин порівняно з хвойними, крім того, значна частина радіоактивних речовин, які затрималися на листі, при осінньому листопаді переміщуються з крон під полог лісу, що знижує дозу опромінення бруньок і в цілому зменшує ступінь променевого ураження. Тривалий період протягом року листяні породи перебувають без листя і радіоактивні частинки, які випадають з атмосфери в цей час, проникають одразу під намет лісу. У хвойних насадженнях хвоя затримує радіонукліди протягом усього року.

Таблиця 22. Характеристика радіоактивного забруднення території

Таблиця 23. Ураження хвойних і листяних лісонасаджень залежно від поглинутої дози кронами дерев

Поглинута доза, рад

Лісонасадження

Хвойні

Листяні

1000

Пригнічення підросту

Немає видимих ознак ураження

1 000-6 000

Засихання частини насаджень (відмирання тонкомірних дерев, загибель памолоді), скорочення приросту в панівних дерев, неповноцінність насіння

Невелике скорочення приросту

6 000-8 000

Повна загибель насаджень

Скорочення приросту

8 000-30 000

Те саме

Засихання частини насаджень (відмирання тонкомірних дерев, загибель підросту), скорочення приросту панівних дерев, неповноцінність насіння. Збереження здатності відновлення порослі

30000-50 000

-

Повна загибель насаджень. Можливе відновлення порослі


Таблиця 24. Дози, поглинуті кронами, і ступінь радіаційного ураження лісонасаджень залежно від щільності забруднення території після ядерного вибуху

Параметри

Середня щільність забруднення радіоактивними речовинами через місяць після вибуху, Кі/км2

800 (0,3)*

800 (3)*

12 400 (9)*

Середня доза випромінювання, рад

200

800

1200

Доза, поглинута кронами, рад:

Гамма-випромінювання

40-400

400-1 200

1200

Бета-ви промінювання

400-4 000

4 000-12 000

12000

Ступінь променевого ураження:

Хвойних листяних

Часткове засихання на 1/10 площі й пригнічення росту на 1/3 площі

Незначне пригнічення росту на 1/10 площі

Повна загибель на половині площі і сильне ураження на решті

Часткове засихання на половині площі

Повна загибель на всій площі

Часткове засихання на всій площі

* У дужках - стронцій-90.

Всі ці фактори призводять до того, що хвойні насадження найбільш уражуваний і чутливий до радіаційного впливу тип лісних біоценозів.

Влітку хвойні насадження гинуть при рівнях забруднення приблизно у 5 разів менших порівняно з рівнями, які призводять до загибелі листяних насаджень, а взимку ця різниця становить 25-30 разів.

Крім ослаблення і загибелі насаджень від випромінювання, у лісі відбуваються й інші важливі зміни: уповільнення розпускання листя і прискорення листопаду. Просвітлення пологу лісу створює сприятливі умови для інтенсивного розвитку трав'яної рослинності, що погіршує умови насіннєвого відновлення насаджень. Радіаційне ураження лісонасаджень, у результаті якого утворюються сухостійні дерева, погіршує протипожежний стан забруднених лісів і створює сприятливі умови для масового розвитку шкідників лісу.

Через листки і молоді пагони найбільш активно поглинаються ізотопи цезію-134, цезію-137, йоду-125, йоду-131, церію-144 та ін. При осіданні на листя радіоактивного пилу рослинами поглинається близько 10 % його загальної радіоактивності. Від 40 до 90 % радіоактивних аерозолів, що випадають па ліс, затримується.

Опромінення дозою 40 % смертельне і призводить до стерильності пилку, при збільшенні до 75 % - половина насаджень гине.

Випадання радіоактивних речовин після ядерного вибуху влітку в зоні А засихання хвойних і пригнічення росту листяних насаджень буде приблизно на 1/10 площі (поглинута доза гамма - і бета-випромінювання від 400 до 4000 рад); у зоні Б на половині площі хвойні насадження гинуть, а на решті площі спостерігається сильне їх ураження, у листяних лісах на половині площі часткове засихання дерев (поглинута кронами доза гамма - і бета-випромінювань від 4000 до 12 000 рад); у зоні В повністю гинуть на всій площі хвойні насадження, в листяних лісах часткове засихання дерев.

У насінні, яке розвивається, променевий ефект від початку розвитку до проростків збільшується в 7-10 разів.

У лісі після радіаційного ураження відбувається зміна структури лісонасаджень - переважне відмирання хвойних порід, зменшення їх загальної стійкості до несприятливих змін зовнішнього середовища, у тому числі й до шкідників, а при високій щільності забруднення - повна загибель насаджень.



Схожі статті




Цивільна оборона та цивільний захист - Стеблюк М. І. - Наслідки радіоактивного забруднення лісу

Предыдущая | Следующая