Анотація до роботи:

Виноградська В.Д. Динаміка накопичення ¹³⁷Cs сільськогосподарськими культурами в умовах Українського Полісся та Лісостепу.- Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата сільськогосподарських наук за спеціальністю 03.00.16 - екологія. Інститут агроекології та біотехнології Української Академії Аграрних Наук, Київ, 2004.

В дисертації подані результати проведення багаторічного радіоекологічного моніторингу сільськогосподарських угідь забруднених внаслідок Чорнобильської катастрофи. Створено базу даних об’ємом 3572 пари “грунт-рослина”. Встановлено прямопропорційну залежність питомої активності ¹³⁷Cs в 16-ти сільськогосподарських культурах від щільності забруднення представницьких для Українського Полісся та Лісостепу грунтів. Встановлено ряд культур за величиною накопичення ¹³⁷Cs з різних типів грунту і виявлено радіологічно критичні ланки харчового ланцюга "грунт-рослина". Побудовано та параметризовано двохекспоненційну модель динаміки накопиченя ¹³⁷Cs фітомасою та кількісно оцінено її параметри, що є основою для прогнозування радіоактивного забруднення сільськогосподарської продукції.

1. Сформовано єдину базу даних, що дозволила систематизувати дані неперервного післяаварійного радіоекологічного моніторингу (1987-2003 р.р.) сільськогосподарських угідь на території 16-ти господарств 13 районів 4-ьох найбільш забруднених внаслідок аварії на ЧАЕС областей України (Київської, Житомирської, Чернігівської, Рівненської). Розроблено та застосовано алгоритм обробки і аналізу даних з застосуванням "експертної оцінки" та сформовано вибірки значень коефіцієнтів переходу ¹³⁷Cs з грунту в рослини за такими показниками, як вид культури, тип грунту, час після випадіння.

2. На основі проведеного кількісного аналізу 641 пари значень "грунт-рослина" з високим рівнем достовірності () підтверджено гіпотезу про прямопропорційну залежність між величиною накопичення ¹³⁷Cs рослинами та рівнем забруднення грунту, характер якої зберігається з часом, а абсолютна величина коефіцієнту переходу зменшується.

3. Показано, що вплив щільності забруднення грунтів на накопичення нукліду в рослинах в межах однієї групи грунтів в умовах досліджень був вирішальним і значно більшим, ніж вплив властивостей грунту, погодних умов і технологій вирощування культур. Доведено, що коефіцієнт переходу ¹³⁷Cs () в біомасу рослин не залежить від рівня забруднення грунту, якщо не спостерігається біологічна дія радіонукліду на кореневу систему.

4. Підтверджено, що незалежно від часу після випадінь зберігається послідовність культур за зменшенням ¹³⁷Cs в господарсько-цінну частину урожаю в межах певного типу грунту: природні трави, сіяні злакові трави, кормові культури (віка, конюшина, люцерна, люпин, кукурудза), капуста, томати, огірки, буряк, цибуля, картопля, озима пшениця, озимий ячмінь, озиме жито.

5. Обгрунтовано і параметризовано двохекспоненційну модель динаміки процесу поведінки радіоцезію в системі "грунт-рослина", головними параметрами якої є коефіцієнт переходу ¹³⁷Cs з грунту в рослини в рік випадіння (), що характеризує біологічні особливості рослин, періоди напівзменшення селективно сорбованих і фіксованих форм радіоцезію в грунті (, ) та вклади процесів трансформації радіонукліду в грунті у момент встановлення дійсної рівноваги в системі "грунтовий розчин-тверда фаза грунту" ( і ).

6. Встановлено, що період напівзменшення обміних форм радіонукліду за рахунок їх переходу в місця селективної сорбції () слабо залежить від типу грунту (від 0,89 - для торфово-болотного грунту до 1,8 років для дерново-підзолистого), а при переході їх в місця високо селективної сорбції () становить 6,6 років для торфово-болотного грунту, 20 років - дерново-підзолистого, 44 роки - сірого опідзоленого, 60 і більше років - чорнозему. Наявність першої експоненти в моделі пояснили переходом обмінних форм радіонукліду () на місця селективної частково обмінної сорбції (), а другої - поступовим переходом іонів Cs⁺ в центри екстремально високої селективності .

7. Визначено, що вклад процесу швидкої фіксації ¹³⁷Cs в грунті в початковий момент часу () змінюється від 0,92 до 0,98. Доля фракції радіонукліду, яка фіксується в грунті повільно (), зменшується від 0,081 для торфово-болотного грунту до 0,023 для чорнозему.

8. Кількісна та якісна оцінка параметрів моделі динаміки накопичення ¹³⁷Cs сільськогосподарськими культурами дозволила представити та пояснити процеси трансформації форм радіоцезію у грунті.

9. Параметри моделі динаміки ¹³⁷Cs є основою для прогнозування радіаційного стану і оцінки ефективності захисних заходів при веденні сільськогосподарського виробництва на радіоактивно забруднених територіях.

Публікації автора:

1. Характерні особливості залежності між концентраціями ¹³⁷Cs у сільськогосподарських культурах та грунті.//Вісник аграрної науки, спецвипуск "15 років від дня Чорнобильської катастрофи".- 2001.- №4.- с.99-101.

2. Б.С.Прістер, Л.В. Перепелятнікова, Т.Н.Іванова. Динаміка накопичення ¹³⁷Cs у cільськогосподарських культурах.//Науковий вісник НАУ.- 2001.- № 45.- с.51-57.

3. Вивчення динаміки КП ¹³⁷Cs з різних типів грунту в сільськогосподарські культури після аварії на ЧАЕС.//Вісник аграрної науки.- 2002.- №4, с.102-103.

4. Prister B.S., Baryakhtar V.G., Perepelyatnikova L.V., Rudenko V.A., Grytsyuk N.R., Ivanova T.N. Experimental Substantiation and Parameterization of the Model Describing ¹³⁷Cs and ⁹⁰Sr Behavior in a Soil-Plant System.//Environmental Science and Pollution Research.- 2003.- Special Issue No 1.- p.126-136.

5. Time-dependent optimisation of strategies for counter-measures use to reduce population radiation dose and reclaim abandoned land.//P.Strand, B.Howard et.al. RECLAIM. EU Contract ERBIC15CT960209 report.-Norway-Gr.Britan.-2000.-40 p.

6. Національна доповідь України.//Міжнародна конференція "15 років Чорнобильської катастрофи. Досвід подолання".- Київ.- 2001.- с.53-56.

7. Динаміка накопичення ¹³⁷Cs сільськогосподарськими культурами на різних типах грунтів.//Міжнародна конференція "15 років Чорнобильської катастрофи. Досвід подолання". Збірка доповідей.- Київ.- 2001.- с.18-22.

8. Б.С.Прістер, Л.В. Перепелятнікова. Вивчення динамічного характеру накопичення ¹³⁷Cs сільськогосподарськими культурами на різних типах грунтів.//Міжнародна конференція "15 років Чорнобильської катастрофи. Досвід подолання". Збірка тез.- Київ.- 2001- с.2-186.

9. Prister B., Howard B. Regularities of Chernobyl ¹³⁷Cs and ⁹⁰Sr behaviour in a soil-plant system.//International congress on the radioecology-ecotoxicology of continental and estuarine environments.- Aix-en-Provence-France.- 3-7 september 2001.- P2T11(575).

10. The Classification of Ukrainian Soil Systems on the Basis of Transfer Factors of Radionuclides from Soils to Reference Plants. Report on IAEA Research Contract №10436. Authors: B.S.Prister, L.V.Perepelyatnikova, T.N.Ivanova et al.-Kiev, 2001.