Оцінка радіоекологічних особливостей використання золи як добрива при вирощуванні культурних рослин

Abstract

Бакалаврська кваліфікаційна робота на тему «Оцінка радіоекологічних особливостей використання золи як добрива при вирощуванні культурних рослин» викладена на 49 сторінках рукописного тексту, містить 9 таблиць, 11 рисунків та 1 додаток. Кількість використаних джерел літератури: 34. Актуальність даної роботи полягає у зростанні обсягів спалювання біомаси рослин та, відповідно, утворенню значної кількості золи, що потребує раціонального й безпечного використання цього побічного продукту. Опалення приватних домогосподарств, особливо на території Житомирської та Київської областей, а також використання побічних продуктів спалювання як добрив, потребують належного контролю та регулювання. Це зумовлено тим, що окремі райони зазначених територій зазнали радіоактивного впливу внаслідок аварії на Чорнобильській АЕС, що створює ризик концентрування у золі накопичених радіонуклідів при спалюванні деревини. Зола є цінним джерелом мікроелементів, які сприяють покращенню родючості ґрунтів і підвищенню врожайності сільськогосподарських культур на 10 – 30 %. Використання золи як добрива дозволяє не лише зменшити кількість відходів, а й підвищити ефективність агровиробництва шляхом збагачення ґрунтів необхідними поживними речовинами. Водночас застосування золи пов’язане з певними екологічними ризиками, оскільки вона може містити радіонукліди у суттєвих кількостях. Це створює потенційну небезпеку радіоактивного забруднення ґрунтів, рослинної продукції та навколишнього середовища загалом. Тому оцінка радіоекологічних особливостей використання золи є важливою складовою забезпечення екологічної безпеки агровиробництва та контролю якості сільськогосподарської продукції. Проведення таких досліджень сприяє формуванню екологічно обґрунтованих технологій удобрення, раціонального використання ресурсів і безпечної утилізації відходів енергетики. Метою нашої роботи була комплексна оцінка впливу радіоактивно забрудненої золи домогосподарств Народицького району Житомирської області на надходження 137Cs у рослини вівса та вики. Вивчення рівнів радіоактивного забруднення 137Cs ґрунту та біомаси рослин в умовах лабораторного експерименту. Для досягнення поставленої мети були сформульовані наступні завдання: 1. Виміряти питому активність 137Cs у зразках золи домогосподарств та проаналізувати спектр гамма-випромінювання; 2. Визначити кількість золи, яку необхідно вносити для різних варіантів експерименту, збільшення питомої активності 137Cs у ґрунті за рахунок внесення золи; 3. Обрати види та сорти культурних рослин для експерименту, провести визначення схожості насіння; 4. Розробити схему експерименту та виростити рослини в лабораторії для отримання зеленої маси; 5. Виміряти питому активність 137Cs та 40К у біомасі рослин гамма-спектрометричним методом; 6. Розрахувати коефіцієнти накопичення 137Cs та 40К; 7. Провести аналіз отриманих результатів та сформувати висновки. Предметом дослідження є рівні питомої активності радіонукліду 137Cs та 40К у зразках ґрунту та рослин, коефіцієнти накопичення 137Cs та 40К. Об’єктом дослідження є перехід 137Cs та 40К з ґрунту в рослини вівса та вики за внесення радіоактивно забрудненої золи та без.This bachelor’s thesis, entitled ‘Assessment of the radioecological characteristics of using ash as a fertiliser in the cultivation of crops’, comprises 49 pages of handwritten text, including 9 tables, 11 figures and 1 appendix. Number of references cited: 34. The present study is of particular pertinence in light of the escalating magnitude of biomass combustion, a process that invariably gives rise to the generation of substantial quantities of ash. This, in turn, underscores the imperative for the judicious and secure utilisation of this by-product. The utilisation of domestic heating systems, particularly in the Zhytomyr and Kyiv regions, and the application of combustion by-products as fertilisers, necessitate effective control and regulation. This phenomenon can be attributed to the fact that specific regions within these areas were exposed to radioactive contamination as a result of the Chernobyl nuclear power plant accident. This exposure presents a risk of accumulated radionuclides concentrating in the ash during the process of wood combustion. Ash has been shown to be a valuable source of micronutrients, which have been demonstrated to enhance soil fertility and increase crop yields by 10 – 30 %. The utilisation of ash as a fertiliser has been demonstrated to engender a reduction in waste, whilst concomitantly enhancing agricultural productivity by enriching the soil with essential nutrients. Conversely, the utilisation of ash is associated with specific environmental risks, as it may contain substantial quantities of radionuclides. This poses a potential risk of radioactive contamination of soil, crops and the environment as a whole. Consequently, the evaluation of radioecological aspects pertaining to ash utilisation constitutes a pivotal element in the assurance of environmental safety within the context of agricultural production and the quality control of agricultural produce. Conducting such research contributes to the development of environmentally sound fertilisation technologies, the rational use of resources, and the safe disposal of energy sector waste. The objective of the present study was to conduct a comprehensive evaluation of the impact of radioactively contaminated household ash from the Narodychi district of Zhytomyr region on the uptake of 137Cs by oats and vetch plants. The study entailed the investigation of the levels of 137Cs radioactive contamination in soil and plant biomass under laboratory conditions. In order to achieve the aforementioned objective, the following tasks were formulated: 1. The objective of the present study is twofold: firstly, to measure the specific activity of 137Cs in samples of household ash, and secondly, to analyse the gamma-ray spectrum. 2. The objective of this study is to ascertain the quantity of ash necessary for various experimental variants, and to determine the increase in the specific activity of 137Cs in the soil due to the addition of ash. 3. The experiment will involve the selection of species and varieties of cultivated plants, in addition to the determination of seed germination rates. 4. The development of an experimental design is imperative for the cultivation of plants in a laboratory setting, with the objective of acquiring green biomass. 5. The specific activity of 137Cs and 40K in plant biomass is to be measured using the gamma-spectrometric method. 6. The accumulation factors for 137Cs and 40K are to be calculated; 7. The results obtained should then be analysed and conclusions drawn. The subject of the present study is the specific activity levels of the radionuclides 137Cs and 40K in soil and plant samples, and the accumulation coefficients of 137Cs and 40K. The objective of the present study is to examine the transfer of 137Cs and 40K from soil to oats and vetch plants, with and without the application of radioactively contaminated ash.