Способы очищения почв от радиоактивных загрязнений широко известны и разработаны, главным образом для земель сельскохозяйственного назначения. Российские ученые провели исследования почв болотных пастбищных лугов, которые по своим свойствам существенно отличаются от типичных почв, используемых в сельском хозяйстве, и предложили эффективные методы их очищения.
Исследование провели ученые подведомственного Минобрнауки России Института геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского (ГЕОХИ РАН) совместно с Всероссийским научно-исследовательским институтом радиологии и агроэкологии. В рамках научного проекта они изучили особенности миграции радиоцезия (Сs-137) чернобыльского происхождения в торфяно-болотных почвах лугопастбищных угодий Новозыбковского района Брянской области России.
При эксплуатации объектов атомной энергетики необходимо учитывать возможность техногенных аварий, приводящих к неконтролируемому выбросу радиоактивных веществ. Попадая в окружающую среду, они включаются в биогеохимические процессы в почве и, соответственно, в пищевую цепь человека.
Опыт ликвидации последствий Чернобыльской аварии (1986 г.) показал, что загрязнение радиоцезием органических почв — это долгосрочная проблема, так как данный радионуклид обладает высокой подвижностью в почвах такого типа. Обычно луга, расположенные на загрязненных болотных почвах, интенсивно используются для выпаса скота, что приводит к загрязнению продуктов животноводства. Чтобы сделать такие почвы пригодными для выращивания чистых кормовых трав, нужно разработать эффективные методы их мелиорации с целью ликвидации последствий радиоактивного загрязнения. А для этого — изучить ключевые свойства почв, влияющие на миграцию радионуклида.
В своем исследовании ученые проанализировали вертикальную миграцию радиоцезия чернобыльского происхождения в торфяных почвах болот различного типа. Они выяснили, что значительная часть выпавшего радионуклида все еще находится в верхних корнеобитаемых слоях почв. Происходит это из-за присутствия в них глинистых минералов типа гидрослюд — даже небольшое их количество оказывает сильное влияние на сорбционные свойства почв по отношению к радиоцезию.
Избыточная влажность — отличительная особенность торфяно-болотных почв. Воздействуя на структуру микробного сообщества, влажность оказывает значительное влияние на круговорот азота в болотной среде. Именно микроорганизмы управляют процессами нитрификации (окисление органического азота в аммиак и аммиака в нитраты). Аммонификация протекает быстрее, чем нитрификация, и это приводит к увеличению концентрации аммония. Значительные количества аммония, в свою очередь, эффективно мобилизуют радиоцезий с сорбционных центров глинистых минералов почв, усиливая его вертикальную миграцию. Исследование ученых показало, что скорость вертикальной миграции радиоцезия из верхних слоев почв прямо пропорциональна концентрации аммония в почвенном растворе.
«На основе результатов исследования мы предложили агромелиоративные мероприятия, направленные на усиление минерализации органического азота. Это приведет к усилению вертикальной миграции радиоцезия и ускорению процессов очищения от радионуклида верхних корнеобитаемых слоев», — сказала кандидат биологических наук, старший научный сотрудник лаборатории геохимии углерода ГЕОХИ РАН Ирина Коноплева.
Как отметили ученые, минерализация зависит от следующих факторов:
— влажность (микроорганизмы проявляют большую активность во влажной почве);
— рН (в кислой среде скорость разложения органического вещества и выделения минерального азота уменьшается;
— аэрация (в анаэробных условиях активность микроорганизмов снижается).
Таким образом, при проведении защитных мероприятий, направленных на очищение корнеобитаемого слоя торфяных болотных почв, нужно провести ряд мероприятий: увлажнение сухих торфяников, внесение в почву с низким значением рН известковых удобрений, внесение азотных удобрений в виде солей аммония, внесение ингибиторов нитрификации.
Исследование проведено при финансовой поддержке Минобрнауки России. Результаты опубликованы в международном журнале.
