Штучна радіоактивність грунтів

Штучна радіоактивність грунтів зумовлена забруд-
ненням їх радіоактивними ізотопами в результаті виробничої діяль-
ності людини. Вперше загроза радіоактивного забруднення грун-
тів виникла в 50-ті роки XX століття, коли в багатьох регіонах зем-
ної кулі проводились випробування атомної зброї в атмосфері.
В наш час кількість джерел радіоактивного забруднення значно
збільшилася. До них належать атомні електростанції, уранові шах-
ти і збагачувальні фабрики, заводи по переробці ядерного палива,
сховища радіоактивних відходів, теплові електростанції тощо.

Викиди радіоактивних речовин забруднюють не лише прилеглу
до підприємства територію. Вони переносяться вітром на значні
відстані і, випадаючи з атмосферними опадами, забруднюють по-
вітря, грунти і природні води на великих територіях.

Радіоактивні елементи, які мають, порівняно, короткий період
піврозпаду ¹¹⁰Ва; ¹¹⁴Се; ¹³³I; ⁸⁹Sr та ін.), можуть бути небезпечни-
ми, коли з краплями дощу вони випадають на поверхню грунту.
Особливо небезпечними е елементи з тривалим періодом піврозпа-
ду — ¹³⁷Cs (Т_1/2 = 33 роки) і ⁹⁰Sr (Т_1/2 = 28 років). Радіоактивні
елементи включаються в біологічний кругообіг і з рослинною і тва-
ринною їжею потрапляють в організм людини. Тут вони накопичу-
ються і зумовлюють радіоактивне опромінення. Отже, потрібно
знати процеси вбирання цих ізотопів грунтом, їх міграцію і засво-
єння рослинами.

11.3. ДИНАМІКА ВБИРАННЯ ТА МІГРАЦІЇ
РАДІОАКТИВНИХ ЕЛЕМЕНТІВ В ГРУНТАХ

Вміст в грунтах радіоактивних елементів незначний
і тому вони не впливають на зміну основних властивостей грунту:
реакцію грунтового розчину, рухомість елементів живлення рослин
тощо. Важливе значення для характеристики грунтів має гранична
концентрація радіоактивних речовин, які надходять з грунту в рос-
линні організми, розподіл їх по профілю та швидкість самоочищен-
ня грунту від радіоактивного забруднення.

В результаті аварії на Чорнобильській АЕС в грунти навколиш-
ніх територій потрапили різні радіоактивні елементи (¹³⁴Cs; ¹³⁷Cs;
¹⁴¹Се; ¹⁴⁴Ce; ¹⁰³Ru; ⁹⁵Zr; ⁹⁰Sr та інші). Найбільша частина від їх суми

припадає на ¹³⁴Cs; ¹³⁷Cs і ⁹⁰Sr. Проведені в 1986—1989 роках гео-
хімічні дослідження грунтів 30-кілометрової зони ЧАЕС (ж. Поч-
воведение, 1990, №10) показали, що механізми міграції даних
елементів різноманітні і залежать від форми сполук, в складі яких
були вони викинуті з реактора, особливостей клімату і властивос-
тей грунту. В основному переміщення радіонуклідів відбувається
за рахунок біологічного перемішування грунтової маси, просію-
вання часток радіоактивного пального крізь пори грунту та руху
грунтової вологи, яка містить розчинені і колоїдні форми радіоак-
тивних елементів.

Потрапляючи в грунт, частки радіоактивного пального зазна-
ють хімічних змін, в результаті чого виникають обмінні і необмін-
ні форми сполук. Обмінні форми вбираються ГВК в кількості, яка
зумовлена ємкістю вбирання цього грунту. Оскільки грунти Київ-
ського та Житомирського Полісся мають низьку ємкість вбирання,
обмінні форми ⁹⁰Sr і ¹³⁷Cs вбираються неповністю. В цих грунтах
швидкість вилуговування ⁹⁰Sr більша, ніж швидкість його закріп-
лення колоїдами. Частина їх в розчиненому стані мігрує в нижні
горизонти грунту. При випаданні таких сполук на грунти з висо-
кою ємкістю вбирання (сірі лісові, чорноземи, каштанові) вони
майже повністю будуть закріплені грунтом. Необмінні форми спо-
лук мігрують в нижні горизонти дуже повільно.

Рухомість радіоактивних елементів в грунтах неоднакова. За
цією властивістю вони утворюють такий ряд: ⁹⁰Sr > ¹⁰⁶Ru >
> ¹³⁷Cs > ¹⁴⁴Се > ¹²⁹І > ²³⁹Pu.

⁹⁰Sr і ¹³⁷Cs за хімічними властивостями є аналогами Са і К.
Тому поведінка їх в біологічному кругообігу речовин подібна до
поведінки зазначених елементів. Кореневі системи рослин однаково
засвоюють як кальцій, так і стронцій, як калій, так і цезій. Щоб
зменшити засвоєння рослинами зазначених радіоактивних ізото-
пів, слід підвищувати концентрацію Са і К внесенням мінеральних
добрив.

Розподіл радіоактивних елементів по профілю грунту зале-
жить від механічного складу і водного режиму грунту. На глинис-
тих і суглинкових грунтах з непромивним режимом основна части-
на радіонуклідів антропогенного походження протягом багатьох ро-
ків зберігається у верхньому (до 10 см) шарі грунту. Отже, швид-
кість вертикальної міграції на таких грунтах дуже низька. Значно
швидше мігруюіь радіонукліди вглиб піщаних грунтів. За 10—15
років вони проникають на глибину до 40—50 см. При досягненні
рівня грунтових вод вони починають мігрувати горизонтально і мо-
жуть потрапити в гідрографічну мережу.

Радіонукліди, що випали на поверхню грунту, виносяться за
межі забрудненої території поверхневим стоком води. За даними
Ф. А. Тихомирова (1988), на рівнинних територіях гумідних ланд-

шафтів поверхневий і грунтовий стоки ⁹⁰Sr за рік становлять 0,4%
загального його запасу, а в гірських районах — до 5%. Він підра-
хував, що період напівочищення орного горизонту з урахуванням
радіоактивного розпаду становить приблизно 0,4—0,7 періоду пів-
розпаду цих елементів (⁹⁰Sr, ¹³⁷Cs), тобто 10—20 років. Радіоак-
тивні ізотопи ¹⁴С та ¹²⁹І, які увійшли до складу гумусу, залишають-
ся в грунті на сотні років.

Отже, самоочищення грунтів від радіоактивного забруднення
залежить від тривалості життя радіоактивних ізотопів та їх мігра-
ційної здатності. Прискорити цей процес можна вивезенням з поля
біомаси рослин, яка засвоїла з грунту радіоактивні елементи.

Розділ 12

ЗНАЧЕННЯ ГРУНТУ В ЖИТТІ ЛЮДСЬКОГО
СУСПІЛЬСТВА

12.1. ГРУНТ ЯК ОСНОВНИЙ ЗАСІБ
СІЛЬСЬКОГОСПОДАРСЬКОГО ВИРОБНИЦТВА

Серед матеріальних умов, які необхідні для життя
людей, особливе місце займає грунтовий покрив Землі. Він є пер-
шою передумовою і природною основою в багатьох галузях народ-
ного господарства. Без грунту неможливе суспільне виробництво.
В різних галузях виробництва, які використовують землю, врахо-
вують різні властивості грунту. В промисловості грунти і грунто-
утворюючі породи функціонують лише як фундамент, на якому від-
бувається процес виробництва. Виробництво продукції в цьому ви-
падку не залежить від властивостей грунту. В будівництві важливе
значення мають рельєф, механічний і хімічний склад грунтів і
грунтоутворюючих порід.

Галуззю народного господарства, яка повністю базується на ви-
користанні грунтів, їх основної властивості родючості, є землероб-
ство. В цій галузі грунт є економічною основою, основним засобом
виробництва. Крім того, грунт в землеробстві виконує ще дві функ-
ції: одночасно він є предметом праці і продуктом праці.

Порівняно з іншими засобами виробництва грунт має ряд спе-
цифічних особливостей.

Всі засоби виробництва, крім грунту, є результатом людської
праці; грунт є природно-історичним тілом, продуктом самої приро-
ди і як засіб виробництва передує праці. Засобом виробництва
грунт стає в процесі праці.

Грунт є незамінним засобом виробництва. В інших галузях ви-
робництва замість одних можна використати інші, досконаліші за-

соби виробницгва. В землеробстві грунт не можна замінити ніяки-
ми іншими засобами.

Грунтовий покрив планети просторово обмежений. Його пло-
щу неможливо розширити. Крім того, використання грунту пов’я-
зано з постійністю місця, з його фізичним непереміщенням.

На відміну від інших засобів виробництва, які в процесі вико-
ристання фізично і морально зношуються, грунт є вічним засобом.
За правильних умов використання він не зношується, а в разі дбай-
ливого до нього ставлення поліпшується, родючість його підвищу-
ються.

Слід мати на увазі, що не лише грунт, його родючість визнача-
ють ефективне ведення сільського господарства, а й інші засоби
виробництва. Проте всі вони проявляють себе через грунт, через
його родючість.

РОДЮЧІСТЬ ГРУНТУ

Родючість — невід’ємна специфічна властивість
грунту. Вона створюється у процесі грунтоутворення і безперервно
змінюється залежно від характеру хімічних, фізичних, фізико-хі-
мічних та біологічних процесів, на які, в свою чергу, впливають
фактори грунтоутворення.

Родючість визначає народногосподарське значення грунту як
основного засобу сільськогосподарського виробництва. Від неї за-
лежить життя на Землі рослин, тварин і людини. Народи старо-
давнього світу обожнювали родючість грунту як сонце, вогонь і
воду. В стародавньому Єгипті богинею родючості була Ізіда, а в
Стародавньому Римі — Церера. Про родючість грунту писали трак-
тати філософи античної Греції.

Вчення про родючість грунту розробляли вчені багатьох поко-
лінь (А. Теєр, Ю. Лібіх, В. В. Вільямс та ін.). В сучасному грунто-
знавстві грунт розглядають як материнський організм, який транс-
формує сонячну енергію та речовини навколишнього середовища і
забезпечує життя рослин необхідними факторами: вологою, по-
живними речовинами, повітрям і частково теплом.

Фактори родючості грунту. Всі фактори життя рослин, крім
світла, є факторами родючості грунту. Рівень родючості грунту
визначають кількісним показником того чи іншого фактора. Для
нормального росту і розвитку рослин грунт повинен мати:

а) оптимальний вміст макро- і мікроелементів в легкодоступній
для рослин формі;

б) оптимальний вміст води в доступній для рослин формі (на-
самперед капілярної);
в) достатню кількість кисню;
г) достатню кількість тепла.

У грунті не повинно бути шкідливих для рослин сполук (кис-
лот, лугів тощо). В конкретних умовах грунтоутворення встанов-
люються певні параметри грунтових режимів, від яких залежить
рівень родючості. Основними грунтовими режимами є: температур-
ний, водний, повітряний, поживний, сольовий, окислювально-від-
новний та інші.

Крім того, родючість грунту залежить від цілого ряду фізичних,
хімічних, фізико-хімічних і біологічних показників (рис. 22).

Науково-дослідними установами і практикою сільського госпо-
дарства розроблений комплекс заходів відтворення родючості грун-
тів, запровадження якого в передових господарствах дає високий
економічний ефект.

Види родючості грунту. Розрізняють такі види родючості грун-
тів: природну, штучну (або ефективну), економічну і потенціальну.

Природна родючість визначається властивостями і режимами
цілинних (природних) грунтів, яка формується під впливом при-
родних факторів. Це та родючість, яку має грунт в природному
стані без втручання людини. Природна родючість оцінюється про-
дуктивністю природних фітоценозів на одиниці площі.

Штучна родючість. У процесі виробничої діяльності людина вно-
сить істотні зміни в хід і спрямування природних процесів грунто-
утворення, змінюючи при цьому режими і властивості грунтів. Такі
зміни зумовлюються обробітком грунту, внесенням добрив, меліо-
ративними заходами тощо. Якісні і кількісні зміни грунту, які зу-
мовлені втручанням людини, характеризують їх штучну родючість.
Отже, штучна родючість—це результат цілеспрямованого впливу
людини на поліпшення властивостей грунту.

В літературі часто використовують синоніми видів родючості.
Штучну родючість розглядають як ефективну, інші автори розумі-
ють під ефективною родючістю сукупність природної і штучної ро-
дючості. Крім того, замість терміна ефективна використовують тер-
мін економічна родючість. Цей вид родючості (ефективна, еконо-
мічна) оцінюється урожайністю сільськогосподарських культур.
Вона залежить від рівня природної родючості, умов використання
грунту, рівня розвитку науки, техніки та реалізації їх досягнень.

Економічну родючість пов’язують ще з економічною оцінкою
грунтів на різних ділянках залежно від рельєфу, розташування їх
в земельному масиві, відстані від садиби, зручності використання.
Будь-який грунт має певний запас поживних речовин, який час-
тинами щороку витрачається на формування урожаю сільськогос-
подарських культур. Запасний фонд поживних речовин, форми їх
сполук, певний взаємозв’язок властивостей і режимів визначають
здатність грунту тривалий час підтримувати високий рівень ефек-
тивної родючості. Таку здатність грунту називають потенціальною
родючістю.

Високу потенціальну родючість мають чорноземні грунти, тем-
но-каштанові, низьку—підзолисті. Меліоративні заходи (осушен-
ня, зрошення, вапнування, гіпсування) підвищують потенціальну
родючість грунтів.

Крім того, виділяють відносну родючість грунту. При цьому ро-
зуміють родючість цього типу грунту щодо певної групи або виду
рослин. Той самий грунт для одних рослин родючий і низькородю-
чий для інших. Так, дерново-підзолисті грунти Полісся (кислі, ма-
логумусні) родючі для лісових рослин і низькородючі для степових
і культурних рослин.

Оцінка родючості грунтів та шляхи її поліпшення. Після осво-
єння цілинного грунту, залежно від особливостей його використан-
ня, інтенсивності агротехнічних заходів, родючість його зміню-
ється.

При дотриманні науково обгрунтованої системи землеробства
родючість, як правило, підвищується. Однак частіше, в результаті
недбалого ставлення до землі, рівень її знижується. Тому періодич-
но оцінюють рівень родючості грунту.

Основною оцінкою грунтів є якісна оцінка, або бонітування. Під
бонітуванням розуміють порівняльну оцінку грунтів, їх потенціаль-
ної родючості по відношенню до природних або культурних фітоце-
нозів.

Показником якості грунтів є бонітет — кількість балів щодо
найкращого грунту, бонітет якого приймають за 100 балів. Для
кожного типу грунту з урахуванням кліматичних, геохімічних та
інших умов складають шкалу бонітування—перелік властивостей
цього грунту, які корелюють з урожайністю сільськогосподарських
культур.

Другою оцінкою родючості грунтів є агровиробниче групуван-
ня. Ця оцінка грунтується на виділенні серед великого різноманіт-
тя грунтів території з однорідними грунтами, які мають однакові
або подібні агрономічні показники і які потребують однотипних
меліоративних заходів (наприклад, кислі, лужні, еродовані, забо-
лочені та інші групи).

Бонітування та агровиробниче групування грунтів — основа
економічної оцінки земель. Економічна оцінка земель — порівняль-
на цінність грунту як засобу виробництва на основі економічних
показників його якості.

Крім того, застосовують біологічну оцінку родючості грунтів.
Вона грунтується на визначенні середньорічної біологічної продук-
тивності рослин на даному грунті.

Нераціональне використання грунтів, недотримування основних
законів землеробства призводять до виснаження родючості грун-
ту, до зниження його економічної оцінки.

Основним завданням сучасного землеробства є забезпечення

розширеного відтворення родючості грунтів, тобто одночасного рос-
ту ефективної і потенціальної родючості.

Основними заходами підвищення родючості грунтів є правильна
система обробітку грунту, раціональне застосування органічних і
мінеральних добрив, застосування науково обгрунтованих меліора-
тивних заходів, впровадження сівозмін, високопродуктивних сортів
сільськогосподарських рослин, ефективна боротьба з бур’янами,
шкідниками і хворобами культурних рослин.