Моделювання забруднення ґрунтово-рослинного покриву Одеської області радіонуклідами
Альтернативна назва
Modeling of soil and vegetation contamination in the Odesa oblast by radionuclides
Вантажиться...
Дата
2025
Науковий керівник
Укладач
Редактор
Назва журналу
ISSN
E-ISSN
Назва тому
Видавець
Одеський національний університет імені І. І. Мечникова
Анотація
Інтенсивні випробування ядерної зброї протягом другої половини 20-го століття значною мірою сприяли викиду довгоживучих штучних радіонуклідів, включаючи трансуранові елементи, продукти поділу та продукти активації. Радіоактивне забруднення природного середовища штучними радіонуклідами продовжує становити одну з найскладніших екологічних проблем, оскільки вивільнені радіонукліди вступають у біогеохімічні цикли та накопичуються в компонентах екосистеми протягом тривалих періодів. Тому, дослідження поведінки радіонуклідів залишаються дуже актуальними, особливо щодо механізмів, що регулюють їх міграцію та перерозподіл у компонентах навколишнього середовища. Поглиблення цього розуміння є важливим для оцінки та прогнозування радіоекологічної ситуації на забруднених територіях, оцінки потенційних ризиків для екосистем та здоров'я людини, а також для підтримки розробки стратегій відновлення та довгострокового моніторингу.
Ґрунтовий покрив є ключовим елементом навколишнього середовища, що виконує найважливіші біосферні функції та формує разом із рослинністю єдину взаємопов'язану систему. Втрата ґрунтом родючості та її деградація позбавляють рослини основи існування. В Україні останніми роками переважала незбалансована, дефіцитна система землеробства, що призвело до значного зменшення гумусу. В результаті навіть унікально родючі чорноземи поступово перетворилися на ґрунти із середнім рівнем родючості, і процес їхньої деградації триває.
Забруднюючі речовини впливають на фізіологічні та біохімічні процеси, характерні для кожного виду рослин, порушуючи роботу продихів, фотосинтез, дихання та основні шляхи метаболізму. В результаті це призводить до зниження врожайності, погіршення якості продукції та зниження її екологічної безпеки. Реакція рослин на комплекс забруднювачів може помітно змінюватися під впливом кліматичних умов, які здатні послаблювати, так і посилювати негативний вплив токсичних речовин.
Для Одеської області, що належить до агропромислового регіону України, родючість ґрунтів має ключове значення для виробництва сільськогосподарської продукції. Ґрунт поглинає та утримує значну частину радіонуклідів, зменшуючи їх доступність для кореневих систем рослин. Однак таке закріплення призводить до тривалого збереження радіонуклідів в поверхневих шарах і перешкоджає вимиванню за межі зони, що живе.
У сучасних умовах ключовим завданням сільського господарства при радіоактивному забрудненні ґрунтів є максимальне скорочення надходження радіонуклідів у продукцію рослинництва та запобігання їх накопиченню в екосистемах. Отже, подальший розвиток аграрного сектору неможливий без урахування поточного стану та прогнозованого подальшого рівня забруднення ґрунтів.
Метою кваліфікаційної роботи магістра є оцінка радіонуклідного забруднення ґрунтово – рослинного покриву Одеської області, вивчення і аналіз сучасного стану використання добрив, що зменшують радіонуклідне навантаження, а також надання рекомендацій щодо зниження забруднення радіонуклідами агроценозів Одеської області.
Об’єктом дослідження став ґрунтово-рослинний покрив Одеської області. Предметом дослідження – показники радіонуклідного навантаження в ґрунтах Одещини.
Наукова новизна одержаних результатів полягає у тому, що вперше для умов Одеської області виконано оцінку ефективності внесення мінеральних добрив з метою зменшенні біодоступності радіонуклідів для сільськогосподарських культур.
Магістерська робота присвячена комплексному дослідженню формування та поширення радіонуклідного забруднення у ґрунтово-рослинному покриві Одеської області з урахуванням природних, агрохімічних та біологічних чинників. Дослідження показали, що за період спостереження внесення різних видів добрив відбувалось нерівномірно. Найбільші обсяги припадають на азотні добрива (820 тис. ц.), фосфорні добрива застосовувалися у значно менших кількостях (40 тис. ц), тоді як внесення калійних добрив було мінімальним і не перевищувало 5 тис. ц. Також було встановлено, що основна продукція агросектору області, належать до групи рослин, здатних акумулювати радіонуклід цезій-137 (137Cs). При моделюванні можливого переходу радіонуклідів з ґрунтів у сільськогосподарську продукцію, яка вирощена в умовах Одеської області, було встановлено, що найбільшу частку становлять сіно та насіння соняшнику, що свідчить про їхню відносно вищу здатність накопичувати 90Sr порівняно з іншими культурами.
Робота складається зі вступу, 4 основних розділів, висновку, переліку посилань. Обсяг роботи складає 70 с., в т.ч. 21 рис., 4 табл. та 30 літературних джерел.
Intensive nuclear weapons testing during the second half of the 20th century contributed significantly to the release of long-lived artificial radionuclides, including transuranic elements, fission products, and activation products. Radioactive contamination of the natural environment with artificial radionuclides continues to be one of the most challenging environmental problems, as released radionuclides enter biogeochemical cycles and accumulate in ecosystem components over long periods of time. Therefore, research into the behavior of radionuclides remains highly relevant, especially with regard to the mechanisms that regulate their migration and redistribution in environmental components. Deepening this understanding is important for assessing and predicting the radioecological situation in contaminated areas, evaluating potential risks to ecosystems and human health, and supporting the development of remediation strategies and long-term monitoring. Soil cover is a key element of the environment, performing vital biospheric functions and forming a single interconnected system together with vegetation. Loss of soil fertility and degradation deprive plants of their basis for existence. In recent years, Ukraine has been dominated by an unbalanced, deficient system of agriculture, which has led to a significant reduction in humus. As a result, even uniquely fertile black soils have gradually turned into soils with average fertility, and the process of their degradation continues. Pollutants affect the physiological and biochemical processes characteristic of each plant species, disrupting transpiration, photosynthesis, respiration, and basic metabolic pathways. As a result, this leads to lower yields, poorer product quality, and reduced environmental safety. The reaction of plants to a complex of pollutants can vary significantly under the influence of climatic conditions, which can either weaken or intensify the negative impact of toxic substances. For the Odessa region, which belongs to the agro-industrial region of Ukraine, soil fertility is crucial for agricultural production. The soil absorbs and retains a significant portion of radionuclides, reducing their availability to plant root systems. However, this fixation leads to the long-term preservation of radionuclides in the surface layers and prevents them from being washed out of the living zone. In the current conditions, the key task of agriculture in the context of radioactive soil contamination is to minimize the entry of radionuclides into crop production and prevent their accumulation in ecosystems. Therefore, further development of the agricultural sector is impossible without taking into account the current state and projected future level of soil contamination. The purpose of the master's thesis is to assess radionuclide contamination of the soil and vegetation cover of the Odessa region, to study and analyze the current state of use of fertilizers that reduce radionuclide load, and to provide recommendations for reducing radionuclide contamination of agrocenoses in the Odessa region. The object of the study was the soils of the Odessa region. The subject of the study was the indicators of radionuclide load in the soils of the Odessa region. The scientific novelty of the results obtained lies in the fact that, for the first time for the conditions of the Odessa region, an assessment of the effectiveness of mineral fertilizer application was carried out with the aim of reducing the bioavailability of radionuclides for agricultural crops. The master’s thesis is devoted to a comprehensive study of the formation and spread of radionuclide contamination in the soil and vegetation cover of the Odessa region, taking into account natural, agrochemical, and biological factors. Studies have shown that during the observation period, the application of various types of fertilizers was uneven. The largest volumes were nitrogen fertilizers (820 thousand tons), phosphorus fertilizers were used in significantly smaller quantities (40 thousand tons), while the application of potash fertilizers was minimal and did not exceed 5 thousand tons. It was also found that the main products of the region's agricultural sector belong to a group of plants capable of accumulating the radionuclide cesium-137 (137Cs). When modeling the possible transfer of radionuclides from soil to agricultural products grown in the Odessa region, it was found that hay and sunflower seeds account for the largest share, indicating their relatively higher ability to accumulate 90Sr compared to other crops. The work consists of an introduction, four main sections, a conclusion, and a list of references. The volume of the work is 70 pages, including 21 figures, 4 tables, and 30 references.
Intensive nuclear weapons testing during the second half of the 20th century contributed significantly to the release of long-lived artificial radionuclides, including transuranic elements, fission products, and activation products. Radioactive contamination of the natural environment with artificial radionuclides continues to be one of the most challenging environmental problems, as released radionuclides enter biogeochemical cycles and accumulate in ecosystem components over long periods of time. Therefore, research into the behavior of radionuclides remains highly relevant, especially with regard to the mechanisms that regulate their migration and redistribution in environmental components. Deepening this understanding is important for assessing and predicting the radioecological situation in contaminated areas, evaluating potential risks to ecosystems and human health, and supporting the development of remediation strategies and long-term monitoring. Soil cover is a key element of the environment, performing vital biospheric functions and forming a single interconnected system together with vegetation. Loss of soil fertility and degradation deprive plants of their basis for existence. In recent years, Ukraine has been dominated by an unbalanced, deficient system of agriculture, which has led to a significant reduction in humus. As a result, even uniquely fertile black soils have gradually turned into soils with average fertility, and the process of their degradation continues. Pollutants affect the physiological and biochemical processes characteristic of each plant species, disrupting transpiration, photosynthesis, respiration, and basic metabolic pathways. As a result, this leads to lower yields, poorer product quality, and reduced environmental safety. The reaction of plants to a complex of pollutants can vary significantly under the influence of climatic conditions, which can either weaken or intensify the negative impact of toxic substances. For the Odessa region, which belongs to the agro-industrial region of Ukraine, soil fertility is crucial for agricultural production. The soil absorbs and retains a significant portion of radionuclides, reducing their availability to plant root systems. However, this fixation leads to the long-term preservation of radionuclides in the surface layers and prevents them from being washed out of the living zone. In the current conditions, the key task of agriculture in the context of radioactive soil contamination is to minimize the entry of radionuclides into crop production and prevent their accumulation in ecosystems. Therefore, further development of the agricultural sector is impossible without taking into account the current state and projected future level of soil contamination. The purpose of the master's thesis is to assess radionuclide contamination of the soil and vegetation cover of the Odessa region, to study and analyze the current state of use of fertilizers that reduce radionuclide load, and to provide recommendations for reducing radionuclide contamination of agrocenoses in the Odessa region. The object of the study was the soils of the Odessa region. The subject of the study was the indicators of radionuclide load in the soils of the Odessa region. The scientific novelty of the results obtained lies in the fact that, for the first time for the conditions of the Odessa region, an assessment of the effectiveness of mineral fertilizer application was carried out with the aim of reducing the bioavailability of radionuclides for agricultural crops. The master’s thesis is devoted to a comprehensive study of the formation and spread of radionuclide contamination in the soil and vegetation cover of the Odessa region, taking into account natural, agrochemical, and biological factors. Studies have shown that during the observation period, the application of various types of fertilizers was uneven. The largest volumes were nitrogen fertilizers (820 thousand tons), phosphorus fertilizers were used in significantly smaller quantities (40 thousand tons), while the application of potash fertilizers was minimal and did not exceed 5 thousand tons. It was also found that the main products of the region's agricultural sector belong to a group of plants capable of accumulating the radionuclide cesium-137 (137Cs). When modeling the possible transfer of radionuclides from soil to agricultural products grown in the Odessa region, it was found that hay and sunflower seeds account for the largest share, indicating their relatively higher ability to accumulate 90Sr compared to other crops. The work consists of an introduction, four main sections, a conclusion, and a list of references. The volume of the work is 70 pages, including 21 figures, 4 tables, and 30 references.
Опис
Ключові слова
радіонукліди, радіологічне забруднення ґрунтів, мінеральні добрива, система «ґрунт-рослина», сільське господарство, radionuclides, radiological contamination of soils, mineral fertilizers, soil-plant system, agriculture, 101 Екологія, ОПП «Екологія та охорона навколишнього середовища»
Бібліографічний опис
Пелешок Ю. М. Моделювання забруднення ґрунтово-рослинного покриву Одеської області радіонуклідами : кваліфікац. робота на здобуття ступеня магістра : 101 ОПП «Екологія та охорона навколишнього середовища» / Ю. М. Пелешок ; наук. керівник А. О. Ільїна ; ОНУ імені І. І. Мечникова. Одеса, 2025. 71 с.