Автор работы: Пользователь скрыл имя, 14 Августа 2015 в 10:11, дипломная работа
Лесные биогеоценозы представляют собой сложное природное образование с множеством прямых и косвенных связей между их компонентами, что накладывает существенный отпечаток на перераспределение в них вещества и энергии. По этой причине поведение в них минеральных и радиоактивных элементов существенно отличается от такового в иных экосистемах. Поступление искусственных радионуклидов в лесные биогеоценозы в результате глобальных и аварийных выбросов сопряжено с интенсивным их накоплением лесной биотой и дальнейшей миграцией по пищевым цепочкам.
Введение
1
Обзор литературы
1.1
Источники радиоактивного загрязнения8
1.2
Поступление и миграция радионуклидов цезия-137 в почве
1.3
Пути и механизмы поступления радионуклидов цезия-137 в
растительность лесного ценоза
1.4
Видение лесного хозяйства в зоне радиоактивного загрязнения и пути снижения Cs137 в продукции леса
2
Экспериментальная часть
2.1
Характеристика лесхоза
2.2
Цель, задачи, материал и методика исследований
2.3.1
Миграция радионуклидов по вертикальному профилю почв в ППХ Хойникского ЛПХ
2.3.2
Миграция радионуклидов в деревьях или их частей в ППХ
Хойникского ЛПХ
2.3.3
Миграция радионуклидов в растениях живого напочвенного покрова и в грибах в ППХ Хойникского ЛПХ
3
Охрана труда
3.1
Современное состояние охраны труда в Республике Беларусь
3.2.1
Оценка условий труда и анализ опасных и вредных
производственных факторов
3.2.2
Анализ опасных и вредных факторов при отборе проб лесного фитоценоза
3.3
Мероприятия, направленные на снижение опасных и вредных факторов при отборе проб лесного фитоценоза
Выводы и предложения
Список литературы
Продолжение таблица 2.2.1
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
17-18 |
16,27 |
0,327 |
0,69±0,04 |
1,1 |
0,7% |
18-19 |
14,67 |
0,295 |
0,61±0,03 |
0,9 |
0,5% |
19-20 |
18,5 |
0,372 |
0,60±0,03 |
1,1 |
0,7% |
Суммарное значение: Бк/м2 |
х |
160,8 |
х | ||
Ки/км2 |
х |
4,4 |
х | ||
Пл-ть загр-я (4 мгновенные пробы): Бк/м2 |
х |
159,7 |
х | ||
Ки/км2 |
х |
4,2 |
х |
Рисунок 1. Распределение запаса цезия-137 в лесной подстилке с живым напочвенным покровом и почвы (по односантиметровым слоям).
Рисунок 2. Распределение запасов цезия-137 в лесной подстилке с живым напочвенным покровом и почве (по пятисантиметровым слоям).
Показатель удельной активности не дает истинной картины о величине содержания радионуклидов в почвенных слоях, поскольку из-за различной плотности они имеют разную массу, следовательно, и активность (запас) радионуклида в каждом слое может существенно отличаться достаточно существенно. Поэтому определи активность каждого почвенного слоя и выражали в процентах от их суммарной активности в исследуемой части почвы (подстилка и 0-20 см слой минеральной толщи почвы). Это позволяет сравнить между собой в относительных единицах (%) распределение активности радионуклидов в вертикальном профиле почвы с различной плотностью загрязнения.
Распределения цезия-137 в лесной подстилке с живым напочвенным покровом и по слоям почвы приведены в таблице 2.3.1 и рисунке 1. Приведенные данные свидетельствуют о том, что основная доля этого изотопа сосредоточена в лесной подстилке с живем напочвенным покровом. Она составляет 80,03 кБк/м2 или 49,8% от суммарного содержания в подстилке с живем напочвенным покровом и 20 сантиметровом слое почвы.
По мере минерализации подстилки происходит высвобождение минеральных и радиоактивных веществ. Наиболее высокие показатели содержания цезия-137 отмечались в слое почвы 0-5 см. На 1 м2 площади этого слоя содержалось 47,4 кБк/м2 или 29,4% от его суммарного количества. При этом основная доля этого изотопа (57%) присутствовала в 0-2 см слое от суммарного запаса в пятисантиметровом слое подстилающей части почвы.
С увеличение глубины почвенного профиля (табл. 2.3.1, рис. 1) отмечается дальнейшее снижение запаса цезия-137 по анализируемым градациям почвенных слоев с ростом вариации этого показателя в пределах каждого слоя, что связано с неоднородностью строения лесной подстилки, мозаичностью напочвенного покрова. В публикуемых материалах сообщается, что перемещение радионуклидов с инфильтрационным потоком влаги проходи волнами в местах преимущественного просачивания воды, в том числе и по корневым ходам. Влияние этих факторов приводит к изменениям скорости миграции радионуклидов в вертикальном профиле почвы и возрастанию коэффициента вариации содержания радионуклидов [10].
Так в 6-10 сантиметровом слои почвы было сосредоточенно цезия -137 10,1% суммарного запаса или 16,3 кБк/м2. При этом активность в пределах отмеченного выше слое варьирует от 2,7 кБк/м2 до 4,4 кБк/м2. Содержания изотопа в минеральной части почвы в 11-15 сантиметровом слое составило 10,7 кБк/м2 или 6,7 % от суммарного запаса, при максимальном значении активности в пределах градации - 3,5 кБк/м2 и минимальном - 1,6 кБк/м2 Различия между минимумам и максимум содержание цезия-137 по этому слою составляли 2,2 раза.
В слое почвы 16-20 см в расчете на 1 м2 концентрировалось 6,4 кБк/м2 или 4 % от его суммарного содержания в почве с подстилкой и живым напочвенным покровом. В пределах градации содержание цезия-137 изменялась от 0,9 кБк/м2 до 2 кБк/м2 или разница составляла 2,2 раза.
При ведении лесного хозяйства в зонах радиоактивного загрязнения одним из факторов дозовых нагрузок на работников лесного хозяйства является внешнее облучения, обусловленное гамма- излучениям цезия-137, содержащегося в почве и объектах лесного ценоза. Кроме уровня гамма- фона одним из показателей радиационной обстановки в лесах является плотность загрязнения территорий, определяющая уровень гамма- фона на обследуемой территории.
Таблица 2.2.2 Динамика показателей радиационной обстановки в Хойникском лесхозе.
Показатели |
Год | |||||||
2002 |
2003 |
2004 |
2005 |
2006 |
2007 |
2008 |
2009 | |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Плотность загрязнения цезия-137 почвы с лесной подстилкой и напочвенным покровом, кБк/м2 |
183,7 |
180,1 |
176,6 |
173,1 |
169,6 |
166,3 |
162,9 |
159,7 |
Продолжения таблицы 2.3.2
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
Мощность дозы на высоте 3-4 см, мкЗв/ч |
0,37 |
0,36 |
0,35 |
0,34 |
0,34 |
0,33 |
0,32 |
0,31 |
Мощность дозы на высоте 1 м. мкЗв/ч |
0,33 |
0,32 |
0,31 |
0,30 |
0,29 |
0,28 |
0,27 |
0,26 |
Рисунок 3. показателей динамики радиационной обстановки в Хойникском лесхозе.
Показатели динамики радиационной обстановки приведены в таблице 2.3.2 и рисунке 3. Приведенные данные свидетельствуют о том, что плотность загрязнения почв цезием-137 в Хойникском лесничестве снижалась по годам исследований с 183,7 кБк/м2 в 2002 году до 159,7 кБк/м2 в 2009 году, что было ниже на 13,1 % за восьмилетний срок наблюдений или на 1,64 % за год, что хорошо согласуется с имеющимися литературными данными ежегодного очищения почв за счет естественного распада (на 1,6-1,7 % в год).
Динамика мощности экспозиционной дозы согласуется с показателями плотности загрязнения почв цезием-137. Показатели плотности дозы в зависимости от высоты измерений равномерно снижались с 0,37-0,33 в 2002 году до 0,31-0,26 мкЗв/час в 2009 году или соответственно на 0,6 и 0,7 мкЗв/час за период наблюдений (на 16,2 и 21,2 %).
Приведенные данные свидетельствуют о том, что темп снижения уровня радиации был выше темпа снижения активности почвы с подстилкой и живым напочвенным покровом. Это связано с тем, что наряду с естественным распадам цезия-137 идет процесс его миграции в глубь по профилю почвы, а также экранированием части гамма- излучения верхними слоями почвы и процессами аккумуляции этого изотопа растительностью лесного ценоза.
Приведенные данные мощности дозы не превышают.
2.3 Распределения радионуклидов в структуре
деревьев в зависимости от их вида и возроста
Поступления радионуклидов в корни деревьев осуществляется в процессах ионообменных реакций и диффузии. Поступившие в корни радионуклиды распределяются между наземной и подземной частями древесных растений. Уровень накопления цезия-137 в древесной растительности напрямую зависит от плотности радиоактивного загрязнения, а при одинаковой плотности радиоактивной плотности – в зависимости от видовых особенностей и места доминирования в наземной части. Изучения распределения радиоцезия является важным для оценки возможно использования древесной продукции для дальнейшего использования.
Таблица 2.3.1. Распределения радионуклидов в древесины и в их частях
Наименование пробы |
Вид растения |
Удельная активность кБк/кг, М±m |
Коэффициент перехода, Бк/кг:кБк/м2*10-3 |
1 |
2 |
3 |
4 |
Кора
|
береза |
524±107 |
3,5 |
сосна |
1013±203 |
6,6 | |
осина |
3729±746 |
24,2 |
Продолжения таблица 2.3.3
1 |
2 |
3 |
4 |
Суммарная активность |
5276±1056 |
||
Древесина
|
береза |
198±40 |
1,3 |
сосна |
243±49 |
1,6 | |
осина |
301±60 |
2,0 | |
Суммарная активность |
742±149 |
||
Хвоя (листья)
|
сосна |
1483±297 |
9,6 |
береза |
1768±354 |
11,5 | |
осина |
6135±1227 |
39,9 | |
Суммарная активность |
9686±1877 |
||
Ветви
|
сосна |
1623±325 |
10,5 |
береза |
801±160 |
5,2 | |
Осина |
1277±255 |
8,3 | |
Суммарная активность |
3701±740 |
Рисунок 4. Коэффициенты перехода цезия-137 в части деревьев основного яруса (кору, древесину, ветви, (хвою, листья)) основных лесообразующих пород
Данные распределения цезия-137 в древесной растительности основного яруса и коэффициенты перехода этого изотопа из почвы в части растений, с учетом их вида, представлены в таблице 2.3.1 и рисунке 4. Приведенные данные свидетельствуют о том, что содержание цезия-137 в частях растений было не одинаковым и зависело от вида растений. В порядке убывания активности части деревьев основных лесообразующих пород располагались в следующем порядке: хвоя →кора→ветви→древесина. Среди видов по способности аккумулировать цезий-137 доминирует осина. Далее в порядке убывания располагаются сосна и береза. Максимальное количество цезия-137 депонировалось в листьях и коре осины, а минимальное содержание наблюдалось в древесине всех обследуемых видов деревьев. Удельная активность листьев и коры осины соответственно составляла 6135 и 3729 Бк/кг находится в наиболее физиологически активно растущих органах (хвоя, листья), являющихся индикаторами обеспеченности растений элементами минерального питания. У сосны удельная активность в хвои составляет 1483±297 Бк/кг при этом коэффициент перехода (Кп) равен 9,6 м2/кг*10-3, немного выше у березы 1768±354 Бк/кг, Кп равен 11,5 м2/кг*10-3, Наибольшая в несколько раз привыкающие значения удельной активности сосны и березы у осины 6135±1227 Бк/кг, Кп равен 39,9 м2/кг*10-3, это связанно с физиологической особенностью строения листа.
В ветвях наблюдается совсем другая ситуация, самая большая удельная активность наблюдается у сосны 1623±325 Бк/кг, Кп равен 10,5 м2/кг*10-3, у осины 1277±225 Бк/кг, Кп равен 8,3 м2/кг*10-3, наименьшая у березы 1801±160 Бк/кг, Кп равен 5,2 м2/кг*10-3.
В целом, такая же закономерность загрязнения сохраняется и в каре, хотя в ней имеются некоторые особенности: накопление цезия-137 в коре осины несколько выше чем у сосны и березы, и составляет 3729±746 Бк/кг при этом (Кп) равен 24,2 м2/кг*10-3, это почти в семь раза выше чем у березы 534±107 Бк/кг при этом (Кп) равен 3,5 м2/кг*10-3.Это в определенной мере отражает строение поверхности коры, более высокая концентрация цезия-137 отмечается у пород с шероховатой и трещиноватой поверхностью, таких как осина и в значительно меньшим загрязнением характеризуется породы с относительно гладкой корой, к которой относится береза. Что касается коры сосны, хотя она имеет сильно трещиноватую поверхность, её загрязнения составляет 1013±203 Бк/кг при этом (Кп) равен 6,6 м2/кг*10-3. Видимо, это связано с интенсивным естественным самоочищением сосновой коры вследствие отшелушения наиболее загрязненных верхних ее слоев.
Информация о работе Накопление Cs-137 растительностью лесного ценоза ГЛХУ «Хойникский лесхоз»