Спосіб дезактивації радіонуклідзабруднених грунтів

Спосіб дезактивації радіонуклідзабруднених грунтів методом застосування сівозміни вищих рослин – соняшнику, гороху, кук урудзи, конюшини, які ефективно засвоюють радіонукліди у кореневій системі та стеблах при внесенні в грунт, при цьому насіння цих культур обробляють селекціонованими мікроорганізмами родів Mycobacterim і/або Arthrobacter, які виділені з грунту. (19) (21) 2003043519 (22) 18.04.2003 (24) 10.09.2007 (46) 10.09.2007, Бюл. №14, 2007р. (72) Павленко Микола Ілліч, Кутлахмедов Юрій Олексійович, Зезіна Наталія Вікторівна, Кухар Валерій Павлович, Павленко Людмила Олексіївна (73) ІНСТИТУТ БІООРГАНІЧНОЇ ХІМІЇ ТА Н АФТОХІМІЇ Н АЦІОНАЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ Н АУК УКРАЇНИ, ІНСТИТУТ КЛІТИННОЇ БІОЛОГІЇ ТА ГЕНЕТИЧНОЇ ІНЖЕНЕРІЇ НАЦІОН АЛЬНОЇ АКАДЕМІЇ Н АУК УКРАЇНИ (56) US, патент №5809693, A01B79/00, публ. 22.09.1998. Кутлахмедов Ю.А. и др. Фитодезактивация радионуклидзагрязненных почв: проблемы и перспекти 3 65745 складовими ґрунту, завдяки чому являється недоступним для засвоювання вищими рослинами, тобто цей метод не вилучає із ґрунту більшість цезію-137. Задачею винаходу є створення нового методу дезактивації ґрунту, який би одночасно дезактивував радіонукліди стронцію-90 та цезію-137. Поставлена задача вирішується в способі дезактивації радіонуклідзабруднених грунтів методом застосування сівозміни вищих рослин - соняшнику, гороху, кук урудзи, конюшини, які ефективно засвоюють радіонукліди у кореневій системі та стеблах при внесенні в грунт, при цьому насіння цих культур обробляють селекціонованими мікроорганізмами родів Mycobacterim і/або Arthrobacter, які виділені з грунту. Тобто, додаткове внесення в ґрунт спеціально селекціонованих мікроорганізмів (ССМ) при фітодезактйвації дозволяє проводити дезактивацію радіонуклідзабруднених грунтів від цезію-137, оскільки вони переводять його у доступні форми для засвоєння вищими рослинами. А це значить що використовується новий фітомікробний спосіб дезактивації. На основі вивчення морфолого-культуральних та фізіолото-біохімічних властивостей селекціоновані мікроорганізми віднесені до родів: Bacillus, Myoobacterium, Arthrobacter. Відомо, що цезій є хімічним аналогом калію. Останній міцно фіксується компонентами ґрунту, але-може частково звільнятися у навколишнє середовище в результаті життєдіяльності ґрунтової мікрофлори. В зв'язку з цим виникла ідея використання ґрунтових бактерій, як фактора який сприяє переходу міцно фіксованого цезію в доступні для вищи х рослин форми, внаслідок чого може відбуватися збільшення виносу цього радіонукліду з ґрунту із рослинною біомасою. Мікроорганізми виділяли з ґрунту 30-км зони ЧАЕС (полігон "Буряківка") на агаризованому середовищі з алюмосилікатом калію. Кількісну оцінку споживання калію з алюмосилікатів проводили з використанням виділених асеоціативних культур бактерій, які вирощували на рідкому живильному середовищі. Щоденно, протягом 4 діб у відцентрифугованій культуральній рідині визначали іон калію на полум'яному фотометрі ПАЖ-2, аммонійний азот - з реактивом Неслера, рНпотенціометрично. Досліджена можливість культур мікроорганізмів засвоювати водорозчинний цезій. Про засвоєння цезію судили по біомасі мікроорганізмів шляхом вимірювання оптичної густини на КФК-2 МП. Після підбору активних культур, які розкладають зв'язаний з мінеральною частиною ґрунту калій, та засвоюють розчинний цезій, були проведені дослідження по вивченню здатності мікроорганізмів переводити радіонуклід цезію, фіксований мінеральною частиною ґрунту, в обмінну та розчинну форми, що доступні для рослин. З цією метою в ґрунт з радіоцезієм вносили селекціоновану культуру бактерій. Після інкубації протягом 21 доби 4 проводили аналіз форми знаходження цезію у відповідності з методикою послідовного виділення цього радіонукліду з ґрунту за допомогою дистильовоної води (для розчинної форми), і IN розчину оцтовокислого амонію (для обмінної форми). Вміст радіоцезію у ґр унті, а також у водній та сольовій витяжках визначали за допомогою гамма - спектрометру з германієвим детектором. Результати дослідів обробляли статистичне, повторність шестикратна. Проведені дослідження показали, що селекціоновані мікроорганізми розкладають алюмосилікати з виділенням водорозчинного калію, про що свідчить поява цього іона в середовищі в концентраціях, які перевищують фоновий вміст за рахунок домішок в інгредієнтах середовища. Суть винаходу пояснюється конкретними прикладами виконання. В зоні ЧАЕС на полігоні «Буряківка» на ділянці №1 було висіяно насіння гороху та кукур удзи (дослід-прототип). На ділянці №2 висіяно насіння гороху та кукурудзи тієї самої партії, що і для досліду ділянки №1, але насіння попередньо обробили спеціально селекціонованими мікроорганізмами (ССМ). Через місяць після висівання насіння на ділянках №1 і №2 проведено вимірювання кількості водорозчинного цезію-137 та кількості обмінного цезію-137. Результати наведені у таблиці 1. Після того, як рослини виросли, було проведено визначення коефіцієнта накопичення цезію137 як у коріннях рослин, так і в вегетативній частині рослин (таблиця 2). У результаті дослідної перевірки встановлено ефективність застосування СММ для вищи х рослин, оскільки із даних таблиць 1,2 видно, що: 1. Кількість водорозчинного цезію-137 на ділянці із внесеними в ґрунт спеціально селекціонованих мікроорганізмів зростає в 2,5 рази, а кількість обмінного цезію зростає в 3,2 рази. 2. Коефіцієнт накопичення цезію-137 вищими рослинами значно збільшується у випадку внесення в ґрунт С ММ як для коріння рослин, так і для стебел рослин, а саме : для коріння кукурудзи - в 3 рази; для стебел та коріння гороху - 1,8 рази . Наведені приклади підтверджують досягнення технічного результату при здійсненні заявленого способу. Джерела інформації: 1. Поликарпов Г.Г., Аркроч А. Проблеми радиоэкологии Евразии. Источник радиоактивного загрязнения окружающей среды в бывшем СССРУ/Радиобиология.- 1993. -33,№1,-с.15-24.2. 2. Пристер B.C., Лощинов И.А., Немец О.Ф., Поярков В.А. Основы сельськохозяйственный радиоэкологии. - К.: Урожай,-1991,-470с. 3. Кутлахмедов Ю.А. и др. Фи тодезактивация радионуклидзагрязненяіх почв (проблемы и псропективы).//Гигиена населенных мест. - Киев. 2000. Вып.36, часть I, с.445-454. 5 65745 6 Таблиця 1 Варіант Ділянка №1 (ґрунт без ССМ) Ділянка №2 (ґрунт із ССМ) Водорозчинний Cs-137 Бк±м % 738±80 6,0 1906±l24 15,2 ОбміннийCs-137 Бк±м % 1455±127 12,6 4325±451 39,8 Таблиця 2 Варіант Горох без ССМ Горох із ССМ Кукур удза без ССМ Кукур удза із ССМ Комп’ютерна в ерстка В. Клюкін Коефіцієнт накопичення Cs-137 для коріння рослин для стебел рослин 4,09±0,46 0,69±0,30 4,47±0,38 1,02±0,34 2,13±0,50 0,89±0,20 5,80±2,34 1,37±0,20 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство осв іт и і науки України Держав ний департамент інтелектуальної в ласності, вул. Урицького, 45, м. Київ , МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислов ої в ласності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601