РАДІОЕКОЛОГІЧНА ОЦІНКА СІРОГО ЛІСОВОГО ҐРУНТУ ПРИРОДНИХ ЛУК ЛІСОСТЕПУ ПРАВОБЕРЕЖНОГО ПІСЛЯ 37-РІЧНОГО ПЕРІОДУ ВІД АВАРІЇ НА ЧОРНОБИЛЬСЬКІЙ АЕС

Ігор Миколайович Дідур; Олексій Олександрович Алєксєєв; Ганна Віталіївна Панцирева; Юрій Сергійович Приймак

doi:10.32782/agrobio.2024.4.5

Ігор Миколайович Дідур Вінницький національний аграрний університет https://orcid.org/0000-0002-6612-6592
Олексій Олександрович Алєксєєв Вінницький національний аграрний університет https://orcid.org/0000-0001-5807-4932
Ганна Віталіївна Панцирева Вінницький національний аграрний університет https://orcid.org/0000-0001-5853-9429
Юрій Сергійович Приймак Львівський національний університет природокористування https://orcid.org/0009-0000-1060-6354

DOI: https://doi.org/10.32782/agrobio.2024.4.5

Ключові слова: природні луки, ґрунти, забруднення, радіонукліди, цезій-137, фіторемедіація

Анотація

Техногенне навантаження на природні кормові угіддя щороку зростає внаслідок антропогенної діяльності населення. Серед токсикантів радіонукліди займають одне із перших місць по небезпечності для живих організмів. Перебуваючи в обмінній формі та мігруючи в природних екосистемах, радіонукліди потрапляють в живі організми, викликаючи різні порушення на клітинному, органному та організмовому рівні в цілому. Порушення, які виникають при опроміненні викликають цілий ряд захворювань, внаслідок яких відбувається пониження імунної ланки організму. Основний шлях надходження радіонуклідів до живих організмів є харчовий ланцюг. Забруднення ґрунтів радіоактивними речовинами призводить до накопичення їх в продукції рослинництва. Використання такої продукції в харчуванні людини сприяє підвищенню радіаційного навантаження на її організм включаючи різні захворювання. З метою зниження радіаційного навантаження на населення використовують ряд заходів, які перешкоджають переміщення радіонуклідів в системі ґрунт → рослинна продукція → організм людини. До основних із них необхідно віднести агротехнічні заходи, зокрема, обробіток ґрунту, застосування сорбентів, мінеральні удобрення, спеціалізація галузі рослинництва, яка передбачає виробництво на забруднених ґрунтах продукції яка не використовується в харчовій сфері людини, але є необхідна для промисловості, зокрема енергетичні культури. Однак, в умовах природних лук дані заходи є малоефективними, тому використання їх рослинності повинно бути під постійним контролем. Проблеми використання агротехнічних заходів щодо зниження міграції радіонуклідів у системі ґрунт → рослинність в умовах природних лук полягають у високих матеріальних витратах на відновлення цих угідь. Природні луки перед застосуванням агротехнічних заходів щодо зниження міграції радіонуклідів у рослинність потребують додаткових витрат для проведення підготовки площ під відновлення, до того ж нерівномірний рельєф не дає можливості ефективного застосування агротехніки. Моніторинг на забруднення природних кормових лук цезієм-137 в умовах Вінниччини показав, що вміст цього токсиканту в сірих лісових ґрунтах не перевищує рівень до аварійного періоду на Чорнобильській атомній електростанції та складає від 0,105 Ki/км² до 0,247 Ki/км². За результатами досліджень встановлено, що в умовах Лісостепу правобережного вміст цезію-137 у сірому лісовому ґрунті природних кормових лук знаходився у такий зростаючий послідовності: нормальні суходоли → абсолютні суходоли → суходоли надмірного зволоження. Найнижчий вміст цезію-137 у сірому лісовому ґрунті спостерігався в умовах нормальних суходолів, тоді як найвищий – у перезволожених суходолів. Найвищу різницю за період 2019–2024 рр. по вмісту цезію-137 у сірих лісових ґрунтах виявлено в умовах нормальних суходолів, які характеризуються високою злаково-бобовою рослинністю та активним використанням під випас великої рогатої худоби. Тоді як найнижча різниця була виявлена в умовах перезволожених лук, кормова сировина яких малопридатна для годівлі тварин. Тобто продуктивність природних лук та інтенсивність використання тваринами їх рослинності має суттєвий вплив на радіологічний стан природних лук. Радіонукліди, перебуваючи в обмінній формі по трофічному ланцюгу, накопичуються в рослинності, а по мірі її споживання тваринами і в їх організмі. На територіях з малопридатною для споживання тваринами рослинністю винесення цезію-137 внаслідок фіторемедіації малоефективне, що притаманне перезволоженим лукам, на яких зростають переважно осокові.

Посилання

1. Baranovskyi, M. O., & Baranovska, O. V. (2016). Radiatsiine zabrudnennia terytorii Chernihivskoi oblasti: osoblyvosti, dynamika ta naslidky [Radiation contamination in Chernihiv region: characteristics, dynamics, and consequences]. Fizychna heohrafiia ta heomorfolohiia, 3 (83), 48–54 (in Ukrainian).
2. Bohovin, A. V., Saiko, V. F., & Ptashnyk, M. M. (2012). Pidvyshchennia produktyvnosti luk-pasovyshchnykh uhid na osushenykh nyzynnykh torfovyshchakh Polissia [Improving the productivity of meadow-pasture lands on drained lowland peatlands of Polissya]. Zemlerobstvo, 84, 11–17 (in Ukrainian)
3. Bulyhin, S. Yu., Prister, B. S., Furdychko, O. I., & Dutov, O. I. (2012). Shchodo prohramy bezpechnoho vedennia silskohospodarskoho vyrobnytstva na terytoriiakh, zabrudnenykh radionuklidamy vnaslidok Chornobylskoi katastrofy [Regarding the program for safe agricultural production on territories contaminated with radionuclides due to the Chernobyl disaster]. Visnyk ahrarnoi nauky, 5, 53–57 (in Ukrainian).
4. Chobotko, H. M., Kuchma, M. D., Landin, V. P., Raichuk, L. A., Shvydenko, I. K., Tarariko, M. Yu., Umansky, M. S., Teteruk, O. R., Solomko, V. L., Kominar, M. F., & Liabakh, S. V. (2020). Rekomendatsii z reabilitatsii radioaktyvno zabrudnenykh zemel i vidrodzhennia ahropromyslovoho vyrobnytstva na radioaktyvno zabrudnenykh terytoriiakh [Recommendations for rehabilitating radioactively contaminated lands and restoring agro-industrial production in contaminated territories]. DIA, Kyiv (in Ukrainian).
5. Datsko O.M., Yatsenko V.M. (2024). Suchasni metody remediatsii gruntiv. Fitoremediatsiia yak kliuch do ochyshchennia gruntiv ta zberezhennia ecosystem [Modern methods of soil remediation. Phytoremediation as the key to soil cleaning and ecosystem preservation]. Ahrarni innovatsii, 25, 20–24. doi: 10.32848/agrar.innov.2024.25.3 (in Ukrainian).
6. Datsko, O. M., & Yatsenko, V. M. (2024). Suchasni metody remediiatsii gruntiv. Fytoremediiatsiia yak kliuch do ochyshchennia gruntiv ta zberezhennia ekosystem [Modern soil remediation methods. Phytoremediation as a key to soil purification and ecosystem preservation]. Ahrarni innovatsii, 25, 20–24 (in Ukrainian). doi: 10.32848/agrar.innov.2024.25.3
7. Deisan M.M. et al. (2011). Rekomendatsii po vedenniu silskohospodarskoho vyrobnytstva v umovakh radioaktyvnoho zabrudnennia pivnichnykh raioniv Zhytomyrshchyny postrazhdalykh u rezultati avarii na Chornobylskii AES na period 2011–2016 rr [Recommendations for conducting agricultural production in conditions of radioactive contamination of the northern regions of Zhytomyr region affected by the Chernobyl nuclear power plant accident for the period 2011–2016.]. Korosten: Druk, 1. S. 4–5 (in Ukrainian).
8. Drebot, O.I., Demianiuk, O.S. & Raichuk, L.A. (2022). Naukovo-metodychni zasady reabilitatsii radioaktyvno zabrudnenykh ahrolandshaftiv u konteksti Zelenoi ekonomiky [Scientific and methodological principles of rehabilitation of radioactively contaminated agricultural landscapes in the context of the Green Economy]. Visnyk ahrarnoi nauky, 100, 2 (827), 74-81. DOI: 10.31073/agrovisnyk 202202-10 (in Ukrainian).
9. Drebot, O. I., Demianiuk, O. S., & Raichuk, L. A. (2022). Naukovo-metodychni zasady reabilitatsii radioaktyvno zabrudnenykh ahrolandshaftiv u konteksti Zelenoi ekonomiky [Scientific-methodological principles of rehabilitating radioactively contaminated agrolandscapes in the context of the Green Economy]. Visnyk ahrarnoi nauky, 100 (2), 74–81 (in Ukrainian). doi: 10.31073/agrovisnyk202202-10
10. Dutov O.I. (2014). Ahroekolohichni pidkhody do minimizatsii doz oprominennia naselennia u viddalenyi period rozvytku radiolohichnoi sytuatsii pislia avarii na ChAES [Agroecological approaches to minimizing radiation doses to the population in the long-term development of the radiological situation after the Chernobyl accident]. Ekolohichni nauky. DAE, Kyiv: 1(5), 24–30 (in Ukrainian).
11. Dutov, O. I., & Abidov, S. T. (2015). Radiatsiino-ekolohichni pidkhody do ratsionalnoho vykorystannia zabrudnenykh zemel dlia vyrobnytstva bezpechnoi silskohospodarskoi produktsii [Radiation-ecological approaches to the rational use of contaminated lands for the production of safe agricultural products]. Zbalansovane pryrodokorystuvannia, 1, 89–93 (in Ukrainian).
12. Furdychko, O. I. (2016). Radioekolohichna bezpeka ahrarnykh i lisovykh ekosystem u viddalenyi period pislia avarii na ChAES [Radioecological safety of agrarian and forest ecosystems in the distant period after the Chornobyl disaster]. Ahroekolohichnyi zhurnal, 1, 6–14 (in Ukrainian).
13. Havrysh, N. S. (2016). Vykorystannia, vidtvorennia ta okhorona gruntiv v Ukraini: teoretyko-pravovi aspekty [Usage, restoration, and protection of soils in Ukraine: theoretical and legal aspects]. Yuryd. l-ra, Odessa (in Ukrainian).
14. Hryhora, I. M., & Yakubenko, B. E. (2001). Vysokotravni bolotni ta luchno-bolotysti uhrupovannia Lisostepu Ukrainy [Tall wetland and meadow-wetland groups of the forest-steppe of Ukraine]. Ahrarna nauka i osvita, 1–2, 11–21 (in Ukrainian).
15. Hrynyk O.I. (2015). Osoblyvosti funktsionalnoho vykorystannia radioaktyvno zabrudnenykh silskohospodarskykh zemel Kyivskoho Polissia [Features of the functional use of radioactively contaminated agricultural lands of Kyiv Polissya]. Ahrosvit, 15, 73–77 (in Ukrainian).
16. Hrynyk, O. I. (2015). Osoblyvosti funktsionalnoho vykorystannia radioaktyvno zabrudnenykh silskohospodarskykh zemel Kyivskoho Polissia [Features of the functional use of radioactively contaminated agricultural lands in Kyiv Polissya]. Ahorosvit, 15, 73–77. (in Ukrainian)
17. Hudkov, I. M. (2016). Radiobiolohiia: pidruchnyk [Radiobiology: textbook]. OLDI-PLYUS, Kherson (in Ukrainian).
18. Hudkov, I. M., Kashparov, V., & Paryeniuk, O. (2018). Radioekolohichnyi monitorynh: navch. рosib. [Radioecological Monitoring: teaching aid]. Kyiv, 55–65. (in Ukrainian)
19. Jeong, S.-W., & Choi, Y. J. (2017). Research Perspective of an Extremophilic Bacterium. Deinococcus radiodurans on Bioremediation of Radioactive Wastes. Applied Chemistry for Engineering, 28 (2), 133–140. doi: 10.14478/ace.2017.1003
20. Khomutinin, Yu. V., Kosarchuk, O. V., Polishchuk, S. V., Lazaryev, M. M., Levchuk, S. E., & Pavlyuchenko, V. V. (2022). Otsinka mozhlyvosti povernennia do hospodarskoho obihu vyvedenykh, vnaslidok avarii na ChAES, pasovyshch i sinozhatok [Assessment of the possibility of returning withdrawn pastures and hayfields into agricultural circulation due to the Chornobyl accident]. Yaderna fizyka ta enerhetyka, 23 (1), 47–56. doi: 10.15407/jnpae2022.01.047 (in Ukrainian)
21. Kovalenko, V. P. (2012). Bioloho-tekhnolohichni peredumovy oderzhannia vysokoiakistnykh kormiv [Biologicaltechnological prerequisites for obtaining high-quality feeds]. Kormy i kormovyrobnytstvo, 74, 41–47. (in Ukrainian)
22. Landin, V. P. (2016). Radiatsiino-ekolohichni problemy vidnovlennia silskohospodarskoho vyrobnytstva v Ukrainskomu Polissi [Radiation-ecological issues of agricultural production recovery in Ukrainian Polissya]. Ahroekolohichnyi zhurnal, 1, 88–93 (in Ukrainian).
23. Landin, V. P., Chobotko, H. M., Tarariko, M. Yu., Raichuk, L. A., & Shvydenko, I.K. (2018). Ekolohichno-ekonomichni zasady reabilitatsii radioaktyvno zabrudnenykh zemel Polissia [Ecological-economic principles for rehabilitating radioactively contaminated lands in Polissya]. Ahrarna nauka, Kyiv (in Ukrainian).
24. Lopushniak, V. I., Avhustynovych, M. B., & Bortnik, T. P. (2016). Vplyv ekolohichno bezpechnykh tekhnolohii na balans pozhyvnykh rechovyn u siromu lisovomu hrunti zakhidnoho Lisostepu Ukrainy [Impact of environmentally safe technologies on nutrient balance in gray forest soil of the western forest-steppe of Ukraine]. Visnyk Lvivskoho NAU. Ahromoniia, 20, 149–155 (in Ukrainian).
25. Makarenko, P. S. (2008). Luchne i polove kormovyrobnytstvo [Meadow and field fodder production]. V.H., Vinnytsia, FOP Danyliuk (in Ukrainian).
26. Melnyk, V. V. (2020). Osoblyvosti rozpodilu 137Cs u komponentakh lisovoho bioheotsenoza svizhykh boriv Ukrainskoho Polissia [Features of 137Cs distribution in the components of the forest biogeocenosis of fresh pine forests in Ukrainian Polissya]. Visnyk Poltavskoi derzhavnoi ahrarnoi akademii, 2, 88–98 (in Ukrainian).
27. Moisiienko V.V. & Shevchuk О.Ia. (2006). Ekolohichnyi stan, shliakhy polipshennia i produktyvnist pryrodnykh kormovykh uhid v umovakh radioaktyvnoho zabrudnennia Polissia Ukrainy [Ecological condition, ways of improvement and productivity of natural forage lands in conditions of radioactive contamination of Polissya, Ukraine]. Tem. mizhvid. nauk. zb. “Kormy i kormovyrobnytstvo”, 58, 9–196 (in Ukrainian).
28. Moosavi, S. G., & Mohamd, J. S. (2013). Phytoremediation: a review. Advance in Agriculture and Biology, 1 (1), 5–11.
29. Mudrak, O. V. (2011). Ekolohichnyi stan dovkillia Vinnytskoi oblasti: navch.-metod. posib. [Environmental status of Vinnytsia region: teaching-methodological manual]. Vinnytsia (in Ukrainian).
30. Olifirovych, V. O. (2018). Produktyvnist bahatorichnykh ahrofytotsenoziv zalezhno vid skladu travosumishok i rezhymu yikh vykorystannia [Productivity of perennial agro-phytocenoses depending on the composition of grass mixtures and their usage mode]. Visnyk ahrarnoi nauky, 3, 13–17 (in Ukrainian).
31. Omelianets, M. I., Piven, N. V., Hunko, N. V., Korotkova, N. V., & Sribna, V. D. (2014). Stan radioaktyvnoho zabrudnennia produktiv kharchuvannia ta osoblyvosti yikh spozhyvannia meshkantsiamy naibilsh radioaktyvno zabrudnenykh terytorii Ukrainy u viddalenyi period likvidatsii naslidkiv Chornobylskoi katastrofy [Radioactive contamination of food products and peculiarities of their consumption by residents of the most contaminated areas of Ukraine in the distant period after the Chernobyl disaster]. Problemy radiatsiinoi medytsyny ta radiobiolohii, 19, 126–135 (in Ukrainian).
32. Petrychenko, V. F. (2010). Aktualni problemy kormovyrobnytstva v Ukraini [Current issues of fodder production in Ukraine]. Visnyk ahrarnoi nauky, 10, 18–21 (in Ukrainian).
33. Razanov, S. F., Shevchuk, V. V., & Kominar, M. F. (2021). Vplyv obrobky hruntu na nakopychennia 137Cs u kvitkovomu pylku ta u produktakh pererobky yoho medonosnoiu bdzholoiu [Effect of soil cultivation on 137Cs accumulation in pollen and its processing products by honey bees]. Silske hospodarstvo ta lisivnytstvo, 3 (22), 161–173 (in Ukrainian). doi: 10.37128/2707-5826-2021-3-13
34. Romanchuk, L. D. (2015). Radioekolohichna otsinka formuvannia dozovoho navantazhennia u meshkantsiv silskykh terytorii Polissia Ukrainy [Radioecological assessment of dose load formation in rural residents of Polissya, Ukraine]. Polissia, Zhytomyr (in Ukrainian).
35. Romanchuk, L. D., Lopatyuk, O. V., & Kovalova, S. P. (2019). Otsinka vmistu radionuklidu 137Cs u produktakh kharchuvannia meshkantsiv radioaktyvno zabrudnenykh terytorii u viddalenyi period pislia avarii na ChAES [Assessment of 137Cs content in food products consumed by residents of radioactively contaminated areas in the distant period after the Chornobyl accident]. Naukovi horyzonty, 8 (81), 82–86. (in Ukrainian). doi: 10.33249/2663-2144-2019-81-8-82-86
36. Singh, B. S. M., Singh, D., & Dhal, N. K. (2022). Enhanced phytoremediation strategy for sustainable management of heavy metals and radionuclides. Case Studies in Chemical and Environmental Engineering, 5, 100–176. doi: 10.1016/j.cscee.2021.100176
37. Vedennia silskohospodarskoho vyrobnytstva na terytoriiakh, zabrudnenykh vnaslidok Chornobylskoi katastrofy, u viddalenyi period [Conducting agricultural production in the territories contaminated as a result of the Chernobyl disaster in the long term]. navch. vyd. za red. akad. UAAN B. S. Pristera (2007). Kyiv: TOV VPF «MEHA» (in Ukrainian).
38. Vedennia silskohospodarskoho vyrobnytstva na terytoriiakh, zabrudnenykh vnaslidok Chornobylskoi avarii, u viddalenyi period [Conducting agricultural production in the territories contaminated as a result of the Chernobyl accident in the long term]: Metodychni rekomendatsii. Za zah. red. akad. B.S. Pristera (2007). Atika-N (in Ukrainian).