Аэрозольное загрязнение растений

Аэральное радиоактивное загрязнение растений происходит при оседании на их надземной части компонентов аэрозольных и газообразных выбросов. Источниками радиоактивного загрязнения могут быть локальные и глобальные выпадения при испытании ядерных устройств, нормальные и аварийные выбросы радионуклидов при работе предприятий полного ядерного топливного цикла (ЯТЦ). Выбросы АЭС состоят  из инертных газов (радиоизотопы аргона, криптона, ксенона), летучих газов (радиоизотопы йода, трития, цезия), нелетучих радионуклидов (радиоизотопы стронция, рубидия, лантана). Кроме того, в эти выбросы могут поступить и продукты нейтронной активации (нуклиды наведенной активности – марганец-54, железо-55,59, кобальт-60, цинк-65, кадмий-115 и др.). На предприятиях ЯТЦ выбросы могут включать тяжелые естественные радионуклиды (уран-238, торий-232, радий-226, полоний-210, свинец-210), а также трансурановые элементы (нептуний-237, плутоний-238, 239, 240, америций-241 и др.).

Для некоторых радионуклидов внекорневое поступление является основным путем вовлечения в сельскохозяйственные цепи миграции, например, для углерода-14. Оседание радионуклидов на растительный покров происходит под влиянием гравитационных сил, а также под действием метеорологических факторов (дождей, тумана, снега). Кроме того, оседание радионуклидов происходит и при турбулентном движении воздушных масс в атмосфере. Значительную роль в аэральном загрязнении растений играют подъем и вторичное загрязнение растений радиоактивных частиц, осевших на почву или частиц загрязненной почвы. Наиболее важными факторами, влияющими на ветровую эрозию почв, являются скорость движения воздуха у поверхности почвы; турбулентность (хаотическое движение), плотность, температура, давление, влажность и вязкость воздуха; структура, плотность и влажность почвы и т.д.

Подъем загрязненных почвенных частиц на территории, используемой в сельском хозяйстве, может быть обусловлен проведением агротехнических мероприятий: во время проведения сельхозработ меняется интенсивность ветрового подъема частиц. Подъем почвенных частиц происходит быстрей на сухой неровной поверхности с бедной растительностью в условиях, характерных для засушливых районов, вспашенных полей, выдуваемых склонов.

Оседая на наземных частях растений, одни радионуклиды прочно сорбируются, другие смываются дождем, сдуваются ветром, третьи проникают в растения и участвуют в обмене веществ в процессе их роста и развития. Задержание растениями радиоактивных веществ, выпадающих из атмосферы, зависит от физических свойств выпадений (частицы, пары, роса, туман, дождь), дисперсности выпавшего материала и скорости роста растений. Задерживание радионуклидов при попадании на посевы в растворимой форме колеблется от 8 до 90%.

Осевшие из воздуха и задержанные на поверхности листьев и стеблей радионуклиды могут находиться как в свободном, так и в сорбированном виде. На сорбцию задержанных растениями радионуклидов оказывают влияние температура и влажность воздуха, особенности строения поверхности листьев, солевой состав и рН раствора, содержащего радионуклиды, наличие или отсутствие кутикулы.

Передвижение радионуклидов в органы, не подвергшиеся прямому загрязнению, определяется как физико-химическими свойствами радионуклидов, так и биологическими особенностями растений. Стронций-90, рубидий-106, церий-144 передвигаются из листьев в другие органы растений в 100 раз медленнее, чем цезий-137. Сначала радионуклиды проникают во внутреннюю структуру в месте соприкосновения, а затем перемещаются в другие органы растений. Перенос радионуклидов в продуктивные части растений зависит от их возраста и физиологического состояния тканей, на которые попали радионуклиды. Передвижение радионуклидов из старых листьев идет интенсивнее, чем из молодых.