МІНІСТЕРСТВО АГРАРНОЇ ПОЛІТИКИ УКРАЇНИ

ДЕРЖАВНИЙ ВИЩИЙ НАВЧАЛЬНИЙ ЗАКЛАД

"ДЕРЖАВНИЙ АГРОЕКОЛОГІЧНИЙ УНІВЕРСИТЕТ"

КУРБЕТ ТЕТЯНА ВОЛОДИМИРІВНА

УДК 630*241:630*283.9

ЕКОЛОГІЧНІ ОСОБЛИВОСТІ НАКОПИЧЕННЯ ЦЕЗІЮ-137 ЇСТІВНИМИ МАКРОМІЦЕТАМИ ЛІСІВ ПОЛІССЯ УКРАЇНИ

03.00.16 – екологія

Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата сільськогосподарських наук

Житомир – 2007

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Поліському філіалі Українського ордена "Знак Пошани" науково-дослідного інституту лісового господарства і агролісомеліорації ім. Г.М. Висоцького

Науковий керівник: доктор сільськогосподарських наук, професор

Краснов Володимир Павлович, Український науково-дослідний інститут лісового господарства і агролісомеліорації ім. Г.М. Висоцького, директор Поліського філіалу УкрНДІЛГА

Офіційні опоненти: доктор сільськогосподарських наук, професор

Веремеєнко Сергій Іванович, завідувач кафедри агрохімії, ґрунтознавства та землеробства Національного університету водного господарства та природокористування МОН України;

кандидат сільськогосподарських наук

Коткова Тетяна Миколаївна, доцент кафедри загальної екології Державного агроекологічного університету Міністерства аграрної політики України

Провідна установа: ННЦ "Інститут ґрунтознавства та агрохімії

ім. О.Н. Соколовського" УААН, м. Харків

Захист відбудеться “21” березня 2007 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради К .083.01 у Державному вищому навчальному закладі "Державний агроекологічний університет" Міністерства аграрної політики України за адресою: 10001, м. Житомир, бульвар Старий, 7.

З дисертацією можна ознайомитися в бібліотеці Державного вищого навчального закладу "Державний агроекологічний університет" Міністерства аграрної політики України: 10001, м. Житомир, бульвар Старий, 7.

Автореферат розісланий “16” 02 2007 р.

Вчений секретар

спеціалізованої вченої ради Побірський М.М.

ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ

Актуальність теми. Радіоактивне забруднення значної площі Українського Полісся є одним із найважливіших факторів, що лімітують використання лісових ресурсів, зокрема їстівних грибів. Тому проблема їх використання є актуальною для спеціалістів лісового господарства та населення регіону в цілому. Складна радіоекологічна ситуація в лісах зумовлює необхідність наукового обґрунтування використання дикорослих грибів. Незважаючи на важливість проблеми раціонального використання їстівних грибів на радіоактивно забруднених територіях, багато питань вивчено недостатньо. У процесі наукових досліджень, спрямованих на вирішення проблем, що постали перед лісовим господарством у даний період, слід враховувати територіальну нерівномірність у забрудненні лісових масивів радіоактивними викидами; видові особливості грибів; відмінності в гідрологічних і ґрунтових умовах, мінливість основних характеристик лісових підстилок та ґрунтів, різну глибину розташування міцелію різних видів грибів у певних екологічних умовах, багаторічну динаміку радіоактивного забруднення грибів. Отже, існує необхідність поглибленого вивчення факторів, що впливають на процес накопичення радіонуклідів грибами. Ці дослідження дозволяють не тільки пояснити отримані результати, але й дати прогноз радіоактивного забруднення грибів на перспективу.

Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Роботу виконано в акредитованій лабораторії радіаційної екології лісу Поліського філіалу Українського науково-дослідного інституту лісового господарства і агролісомеліорації ім. Г.М. Висоцького в період з 1996 р. по 2005 р. у межах державних програм і бюджетних тем:

1.

2.

3. Тема № 11 "Вивчити закономірності міграції радіонуклідів у лісових екосистемах з метою реабілітації лісів і оптимізації нормативних документів". (2001–2005 рр.). Номер держреєстрації – 0101U005117.

Мета і завдання дослідження. Метою досліджень, покладених в основу дисертаційної роботи, є розробка наукових основ використання найбільш поширених видів їстівних грибів лісів Полісся України в умовах радіоактивного забруднення.

Для досягнення даної мети поставлено та вирішено такі завдання:

·

·

·

Об’єкт дослідження – процес міграції радіонуклідів у лісових екосистемах, що зазнали радіоактивного забруднення внаслідок аварії на Чорнобильській АЕС.

Предмет дослідження – плодові тіла їстівних грибів лісів Полісся України та особливості їх радіоактивного забруднення.

Методи досліджень – загальноприйняті методи порівняльної екології, радіоекології, лісознавства та лісівництва, геоботаніки, таксації лісу.

Наукова новизна одержаних результатів. Проведені дослідження дозволили на типологічній основі уточнити гранично допустимі величини щільності забруднення ґрунту 137Сs, за яких можлива заготівля їстівних грибів з урахуванням різниці у накопиченні радіонуклідів у різних типах лісорослинних умов. Вперше на підставі аналізу даних багаторічних досліджень зроблені узагальнення щодо радіоактивного забруднення грибів. Виявлено залежності між концентрацією 137Сs у плодових тілах грибів та у ґрунті. Встановлено величини коефіцієнтів переходу та накопичення 137Сs для їстівних грибів Українського Полісся в залежності від лісорослинних умов. Вперше для певних видів їстівних грибів вказані ефективні способи їх технологічної переробки, що сприяють зменшенню вмісту 137Сs у кінцевому продукті переробки. Вперше розроблено наукові основи використання їстівних грибів у лісах України, забруднених радіонуклідами.

Практичне значення одержаних результатів. Окремі положення дисертаційної роботи знайшли застосування у "Рекомендаціях з ведення лісового господарства в умовах радіоактивного забруднення" (Київ, 1998). Результати останніх досліджень використані у новій редакції "Рекомендацій з ведення лісового господарства в умовах радіоактивного забруднення". Розроблені наукові рекомендації дозволяють регламентувати використання їстівних грибів різних видів з метою запобігання додаткового опромінення населення.

Особистий внесок здобувача. Автор дисертації особисто склав програму та методику досліджень; здійснив підбір основних дослідних об’єктів; провів дослідження у польових та лабораторних умовах, здійснив статистичну обробку й аналіз отриманих результатів, написання дисертаційної роботи.

Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації доповідалися на міжнародних з’їздах та конференціях з питань радіоекології:

· Міжнародна конференція "Проблемы сельскохозяйственной радиологии. Десять лет спустя после аварии на ЧАЭС", Державний сільськогосподарський інститут, Житомир, 1996;

· Міжнародна нарада "Лесная наука на рубеже XXI века", Гомель, Інститут лісу НАН Бєларусі, 1997;

· Міжнародна конференція "Наука, Чорнобиль – ", Міністерство з надзвичайних ситуацій, Київ, 1997;

· ІІІ з’їзд з радіаційних досліджень "Радиобиология, радиоэкология, радиационная безопасность", Москва, 1997;

· Міжнародна конференція "Экология и молодежь" , Міністерство освіти Республіки Бєларусь, Гомельський держуніверситет, Інститут лесу НАН Бєларусі, Білоруський держуніверситет транспорту, Гомельський обласний Комітет природних ресурсів та охорони оточуючого середовища, Гомельський обласний ліцей, Гомель, 1998;

· Міжнародна конференція "Наука, Чорнобиль – ", Міністерство з надзвичайних ситуацій, Київ, 1998;

· Наукова конференція Інституту ядерних досліджень НАН України, Київ, 1998;

· Конференція "Роль охоронюваних природних територій у збереженні біорізноманіття", Київський національний університет, Канівський природний заповідник, Черкаська обласна рада, Канів, 1998;

· Міжнародна наукова конференція молодих вчених "Лес. Наука. Молодежь", Інститут лісу НАН Бєларусі, Гомель, 1999.

· Міжнародна конференція "П'ятнадцять років Чорнобильської катастрофи. Досвід подолання", Київ, 2001;

· ІV з’їзд з радіаційних досліджень "Радиобиология, радиоэкология, радиационная безопасность", Москва, 2001;

· ІІІ з’їзд з радіаційних досліджень (радіобіологія і радіоекологія), Київ, 2003;

· Міжнародна науково-практична конференція "Трансграничное сотрудничество в области охраны окружающей среды: состояние и перспективы развития", Гомель, 2006  р.

Публікації. За матеріалами досліджень опубліковано 27 наукових праць, з них 17 статей у наукових журналах та збірниках, у тому числі 5 – у фахових виданнях, що належать до переліку ВАК України; 1 розділ у збірнику рекомендацій виробництву; 9 тез та матеріалів доповідей.

Структура і обсяг роботи. Матеріал дисертації викладено на 161 сторінці комп’ютерного тексту, у тому числі основний текст – на 122 сторінках. Дисертація складається зі вступу, 6 розділів, висновків, списку використаних літературних джерел (105 найменувань, з яких 34 англомовних) та додатків. Текст містить 20 таблиць, 31 рисунок.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ

Сучасний стан питання з накопичення 137Сs макроміцетами

Ще в доаварійний період багатьма дослідниками відмічався високий вміст 137Cs у плодових тілах грибів (Марей, Бархударов та ін., 1970; Новикова, 1975; Hanselmann, 1979). Після аварії на ЧАЕС дослідники наводять ранговані ряди видів за інтенсивністю накопичення 137Сs (Булавик, Переволоцкий, 1997; Краснов, Ірклієнко та ін., 1994), дані щодо впливу екологічних умов на інтенсивність накопичення 137Сs плодовими тілами грибів (Краснов, 1998). Фактичні дані, отримані різними авторами, важко порівнювати внаслідок методичних особливостей виконання досліджень, проведення їх у різних регіонах, екологічних умовах, у різні роки після аварії.

Широке розповсюдження багатьох видів їстівних грибів у лісах бореальних районів та їх традиційне використання у їжу місцевим населенням обумовлює надходження значних активностей радіонуклідів по харчових ланцюжках із лісу до людини (Михайлов, Лось, Богданов, 1998). Це викликало необхідність вивчення зміни вмісту радіонуклідів у грибах при їх кулінарній обробці (Лес и Чернобыль, 1994; Булавик, Переволоцкий, 1997). Ці дослідження є актуальними та потребують конкретних рекомендацій для впровадження у практику.

Аналіз літературних джерел, які присвячені вивченню радіоактивного забруднення макроміцетів, дозволив виявити різний, але завжди недостатній рівень вивченості того чи іншого питання. Окремі проблеми залишилися поза увагою дослідників, деякі – вивчені фрагментарно, а частина з них потребує більш поглибленого вивчення.

ПРИРОДНО-КЛІМАТИЧНІ УМОВИ РЕГІОНУ ДОСЛІДЖЕНЬ

У розділі проаналізовані кліматичні умови, рельєф, ґрунти і рослинність регіону досліджень. Проведений їх аналіз щодо їх впливу на інтенсивність міграції радіонуклідів у лісових екосистемах.

ПРОГРАМА, МЕТОДИКА ТА ОБ’ЄКТИ ДОСЛІДЖЕНЬ

Враховуючи поставлену мету досліджень та стан вивченості питання, були сформульовані програмні завдання:

1. Вивчити розподіл 137Cs у ґрунтах найбільш характерних для зростання грибів типів лісорослинних умов.

2. Дослідити особливості накопичення 137Cs різними видами їстівних грибів.

3. Встановити залежність вмісту 137Cs у плодових тілах їстівних грибів від щільності радіоактивного забруднення ґрунту.

4. Встановити відмінності в накопичення радіонуклідів їстівними грибами у різних типах лісорослинних умов.

5. Вивчити закономірності накопичення 137Cs їстівними грибами різних трофічних груп.

6. Дослідити динаміку радіоактивного забруднення плодових тіл їстівних грибів у процесі кулінарної обробки.

Дослідження проводили шляхом маршрутного обстеження у державних підприємствах лісового господарства Житомирської, Рівненської та Волинської областей. Всього закладено 46 маршрутних ходів, які охоплювали 12 типів лісорослинних умов. Відібрано та проаналізовано 2300 зразків ґрунту, 3500 зразків плодових тіл грибів. Відбір зразків проводився за загальноприйнятою методикою.

В усіх випадках відбирали плодові тіла грибів та парні до них зразки ґрунту – циліндричним пробовідбірником діаметром 5 см, на глибину 10 см, методом конверту. Вміст 137Сs визначали у свіжих та сухих плодових тілах грибів та у повітряно-сухому ґрунті. Питому активність 137Сs у зразках вимірювали за допомогою спектрометра "AFORA" LP-4900B, з GeLi детектором ДГДК-100В3. Обробку даних проводили на ПЕОМ за допомогою стандартних пакетів програм СУБД, "Statistica", Microsoft Excel, із застосуванням методів кореляційного, регресійного та дисперсійного аналізів.

ЗАКОНОМІРНОСТІ РАДІОАКТИВНОГО ЗАБРУДНЕННЯ ЛІСОВИХ ЕКОСИСТЕМ

У розділі узагальнено закономірності просторового розподілу лісових насаджень регіону досліджень за щільністю забруднення грунту 137Cs. Виявлено значну мозаїчність pадiоактивного забpуднення як у межах кварталів лісництв, так і у межах виділів. Наприклад, щільність радіоактивного забруднення ґрунту у кварталі 34 Веледницького лісництва ДП "Словечанське ЛГ" Житомирської області коливалася від 2,5 до 27,4 Кі/км2. Значна мозаїчність радіоактивного забруднення виявлена також у так званих "грибних місцях". Так, у кварталі 28 Кропивнянського лісництва ДП "Коростишівське ЛГ" Житомирського обласного управління лісового господарства на ділянці 50х50см, де зростали польські гриби, щільність радіоактивного забруднення ґрунту знаходилась у межах 4-10 кБк/м2, а питома активність плодових тіл грибів коливалася від 270 до 750 Бк/кг. Враховуючи значну мозаїчність радіоактивного забруднення "грибних місць", необхідно вести жорсткий радіологічний контроль цієї лісової продукції.

Встановлено, що для вертикального розподілу 137Сs у ґрунтах головних типів лісорослинних умов характерним є експоненційне зменшення питомої активності радіонукліда з глибиною. Наприклад, у межах 10-см шару мінерального ґрунту виявлена залежність була тісною – коефіцієнти кореляції дорівнювали: для вологого субору – 0,89; для вологого бору – 0,82; для свіжого бору – 0,76. При цьому біля 95% активності радіонукліда залишається у лісовій підстилці та у 10-см шарі ґрунту, найбільш щільно заселеному міцелієм.

Виявлено, що з підвищенням трофності грунту в ряду лісорослинних умов борисуборисугрудки, у кожному з відповідних п’яти верхніх 2-см шарів мінеральної частини ґрунту частка активності 137Cs зростає. Так, у свіжих умовах у 0-2-см шарі в середньому містилося 12,5% активності 137Cs грунту в борах, 34,9% – у суборах та 46,4% – у сугрудках (табл. 1).

Таблиця 1

Вертикальний розподіл 137 Cs у ґрунтах свіжих гігротопів

Глибина, см | Свіжий бір (А2) | Свіжий субір (В2) | Свіжий сугрудок (С2)

сумарна активність 137 Cs у грунті на площі 0,05 м2

Бк | % | Бк | % | Бк | %

Сучасний опад | 170 | 0,4 | 53 | 0,2 | 74 | 0,2

Моховий покрив | 15936 | 35,3 | 5030 | 15,5––

Но напіврозкладена | 14872 | 33,0 | 5005 | 15,4 | 488 | 1,1

Но розкладена | 3416 | 7,6 | 4655 | 14,2 | 8866 | 20,1

0–2 см | 5647 | 12,5 | 11354 | 34,9 | 20493 | 46,4

2–4 см | 1682 | 3,7 | 2855 | 8,8 | 6674 | 15,1

4–6 см | 843 | 1,9 | 1232 | 3,8 | 2310 | 5,3

6–8 см | 475 | 1,1 | 559 | 1,7 | 1147 | 2,6

8–10 см | 330 | 0,7 | 299 | 0,9 | 774 | 1,8

10–30 см | 1760 | 3,7 | 1444 | 4,6 | 3171 | 7,4

При підвищенні вологості грунту частка 137Cs у відповідних мінеральних горизонтах збільшується. Зокрема, у мінеральній частині ґрунтів борів та сугрудків спостерігалося істотне (на 95% довірчому рівні) збільшення частки утримуваного 137Cs у верхніх 3-4 горизонтах у вологих гігротопах у порівнянні зі свіжими. Так, якщо лісова підстилка свіжих сугрудків утримує 21,4% валового вмісту 137Cs ґрунтового профілю, то в умовах вологих сугрудків – тільки 12,0%. Відповідно, у мінеральній частині грунту у свіжих сугрудках зосереджено менше активності 137Cs – 78,6% проти 88,0% – в умовах вологих сугрудків. Таким чином, підвищення гідрологічного режиму сприяє швидшому заглибленню радіонуклідів у товщу грунту. Розглядаючи активність 137Cs у різних фракціях лісової підстилки, виявлено, що найменша питома активність 137Cs характерна для сучасного опаду. Частка активності, яка міститься в ньому, у досліджених трофотопах є незначною і складає від 0,3 до 2,7% валового вмісту радіонуклідів у лісовій підстилці. Кількісні параметри вмісту 137Cs у названому шарі для свіжих умов складають відповідно 80,6; 51,6; 5,2% від загального запасу органічного опаду, а для вологих – 47,2; 57,4 та 19,0%. Навпаки, у розкладеному шарі підстилки у наведеному ряду трофотопів простежується тенденція підвищення частки активності 137Cs. Завдяки мінералізації опаду відбувається поступове заглиблення радіонуклідів у мінеральну частину грунту. Кількісні характеристики даного процесу в різних едатопах також відрізняються.

Дослідження вертикальної міграції 137Cs у 30-см мінеральному шарі лісових ґрунтів демонструє, що основна частка сумарної активності радіонукліда знаходиться у 2-см мінеральному шарі грунту: у свіжих борах – 58,73%, у вологих борах та суборах – відповідно 42,68% та 35,50%. У 10-см мінеральному шарі грунту вологого субору міститься 87,06% від сумарної активності 137Cs 30-см шару. Для вологого та свіжого бору ці показники становлять відповідно 84,61 та 90,36%.

Описані процеси створюють сприятливі умови для надходження радіонуклідів у плодові тіла їстівних грибів, оскільки їх міцелій знаходиться у шарах грунту, які містять найбільшу кількість радіонуклідів.

Видові особливості радіоактивного забруднення їстівних грибів

Встановлено, що інтенсивність акумуляції радіонуклідів плодовими тілами грибів залежить від їх видових характеристик. У свіжих суборах найменшою інтенсивністю акумуляції 137Cs із грунту характеризуються види грибів, міцелій яких знаходиться у верхніх шарах лісової підстилки – рядовка фіолетова, клітоцибе сірий, колібія рудувато-сіра (КП ,2–13,8). Максимальна інтенсивність переходу 137Cs із грунту до плодових тіл грибів спостерігається у видів, міцелій яких займає всю товщу лісової підстилки – вовнянка, польський гриб, свинушка тонка (КП = 86,1–184,3). Виходячи із середнього значення коефіцієнта переходу у видів різних трофічних груп, останні за інтенсивністю акумуляції 137Cs утворюють такий рангований ряд: паразити-ксилотрофи < гумусові сапротрофи < підстилкові сапротрофи < мікоризоутворювачі. Дослідження, проведені у свіжих сугрудках, підтвердили, що група симбіотрофів (мікоризоутворювачів) виділяється підвищеним вмістом 137Сs у плодових тілах.

Згадана закономірність зберігається також у видів широкої екології, наприклад опенька справжнього, який може належати до різних трофічних груп. Найбільша питома активність 137Cs як у свіжих (3206 Бк/кг), так і у сухих (51442 Бк/кг) плодових тілах була характерною для опенька-симбіотрофа. Результати дисперсійного аналізу середніх значень питомої активності 137Cs у свіжих плодових тілах опенька в залежності від топічної групи переконливо свідчать про те, що середні значення питомої активності 137Cs у свіжих плодових тілах опенька, який зростав "на ґрунті", суттєво (на 99% довірчому рівні) вищі за відповідні значення у плодових тілах, зібраних на деревах (Fф = ,8 (1; ; 0.99)  = ,64). При цьому середнє значення показника, що вивчається, у першому випадку дорівнювало 2894 Бк/кг і перевищувало показник деревної топічної групи (1546 Бк/кг) на 87%. Трофічні групи опенька утворюють наступний низхідний ряд: симбіотрофи > ксилофіти-сапротрофи > ксилофіти-паразити. Середня величина КП 137Cs із грунту у сухі плодові тіла опенька досить значна у всіх випадках – від 50,1 ± ,76 у ксилотрофів-паразитів до 105,9 ± ,43 у симбіотрофів. Це викликає необхідність врахування трофічної приналежності опенька при його заготівлі.

В усі роки досліджень у межах конкретних типів лісорослинних умов між вмістом 137Cs у грибах та щільністю радіоактивного забруднення грунту спостерігалася тісна та достовірна на 95% довірчому рівні кореляція (r ,65–0,96), що відкриває можливості для прогнозування вмісту 137Cs у плодових тілах грибів (як свіжих, так і сухих) при відомій щільності забруднення грунту радіонуклідом.

Виявлено тісну залежність між вмістом 137Cs у плодових тілах грибів та потужністю експозиційної дози гамма-випромінювання (ПЕД) на висоті 1 м, а також на поверхні грунту. Для практичних цілей заготівлі нормативно-чистих плодових тіл грибів розраховані граничні значення цих показників.

Дослідження особливостей радіоактивного забруднення різних видів макроміцетів були проведені в основних типах лісорослинних умов Полісся України, які характеризуються високою врожайністю їстівних грибів. У сухих борах на основі середніх значень коефіцієнтів переходу (рис. 1) досліджувані види грибів за інтенсивністю акумуляції 137Сs були поділені на однорідні групи.

Рис. 1. Середні значення коефіцієнта переходу 137Cs до плодових тіл макроміцетів у сухих борах

До групи грибів слабкого накопичення 137Сs із грунту (КП 15–20) належить рядовка штрихувата (КП ,3). Групу помірного накопичення радіонукліда (КП –55) утворюють такі види, як лисичка, білий гриб та рядовка зелена. Група сильного накопичення 137Сs (КП –180) складається з таких макроміцетів: моховик жовто-бурий, козляк, польський гриб. Дуже сильними накопичувачами 137Сs із грунту (КП –280) виступають хрящ-молочник гірчак, сироїжки, свинушка. У цілому, у сухих борах міжвидова різниця середніх значень КП коливається від 18,3 до 271,1 і складає 14,8 раза.

Більшість видів їстівних грибів у сухих борах характеризуються значними середніми величинами коефіцієнтів переходу та накопичення радіонукліда із грунту. Показано, що при щільності забруднення грунту 137Cs у 37 кБк/м2 (1,0 Кі/км2) у сухих борах вміст 137Cs у свіжих плодових тілах їстівних грибів значно перевищує рівні, передбачені ДГН-2006, і становить від 1467 Бк/кг у рядовки штрихуватої до 11282 Бк/кг у свинушки. Таким чином, якщо їстівні гриби – слабкі та посередні накопичувачі 137Cs – можна заготовляти у сухих борах Полісся із щільністю забруднення грунту радіонуклідом до 1,0 Кі/км2 (із проведенням обов’язкового спектрометричного контролю), то гриби, які є сильними та дуже сильними накопичувачами 137Cs, заготовляти в сухих борах Полісся недоцільно внаслідок їх значного радіоактивного забруднення.

У свіжих суборах міжвидові відмінності середніх значень КП у макроміцетів були суттєвими і становили біля 9 разів. До групи слабкої акумуляції радіонукліда (КП ) віднесені клітоцибе ароматний та опеньок справжній. Підберезовик, рядовка фіолетова та білий гриб належать до групи помірного накопичення 137Cs (КП = 11–20). Групу сильних накопичувачів (КП –25) утворюють сироїжки та хрящ-молочник гірчак; а концентраторами 137Cs є маслюк звичайний, свинушка та польський гриб (КП ). Слід відзначити, що внаслідок значного всихання плодових тіл величина коефіцієнта переходу у сухих грибів у порівнянні зі свіжими істотно збільшується – від 7,7 раза у підберезовика до 12,6 раза у білого гриба. Вже при щільності радіоактивного грунту 37 кБк/м2 вміст 137Cs у свіжих плодових тілах усіх проаналізованих видів макроміцетів перевищує величини, передбачені ДГН-2006 (500 Бк/кг). Дозволяється заготівля свіжих плодових тіл білого гриба та маслюка звичайного при щільності радіоактивного забруднення грунту до 18–20 кБк/м2 (0,5 Кі/км2).

У вологих суборах найвища інтенсивність накопичення 137Cs плодовими тілами грибів відмічалася для таких видів, як свинушка, маслюк звичайний, моховик жовто-бурий та підберезовик. Питома активність плодових тіл останніх трьох видів перевищувала питому активність грунту у 5 разів, а для першого виду таке перевищення складало 8 разів. За значеннями коефіцієнта переходу досліджувані види грибів утворюють такий висхідний ряд: хрящ-молочник оливково-чорний < лисичка < підосиковик < моховик-жовто-бурий < маслюк звичайний < підберезовик < свинушка. Значні відмінності в характері накопичення 137Cs в плодових тілах грибів досліджуваних видів дозволили згрупувати їх за величиною коефіцієнта переходу (рис. 2). До першої групи (незначне накопичення) входить хрящ-молочник оливково-

Рис. 2. Групи різних видів грибів за інтенсивністю накопичення 137Cs у вологих суборах

чорний, до другої (середній ступінь накопичення) – лисичка та підосиковик, до третьої (сильний ступінь накопичення) – моховик жовто-бурий, маслюк звичайний та підберезовик, до четвертої (концентратори радіоцезію) – свинушка.

Особливості радіоактивного забруднення плодових тіл макроміцетів у різних типах лісорослинних умов і ОБҐРУНТУВАННЯ його зниження

Встановлено, що трофність та зволоженість грунту суттєво впливають на інтенсивність накопичення 137Cs плодовими тілами грибів із грунту. Кількісна оцінка згаданого явища може бути продемонстрована на прикладі лисички, – виду, який зустрічається в дев’яти різних типах лісорослинних умов. За результатами наших досліджень, середнє значення коефіцієнта переходу 137Cs у плодові тіла лисички у свіжих борах дорівнювало 42,7 м2кг-110-3, що у 2,1 раза більше такого у сухих борах (КП ,8), та у 3,7 раза більше, ніж у свіжих суборах (КП ,4). Перевищення значень коефіцієнтів переходу 137Cs у плодові тіла лисички у вологих суборах у порівнянні зі свіжими суборами та сугрудками становило 4,6 та 3,7 раза відповідно (рис. 3).

В тих самих едатопах були зібрані плодові тіла моховика жовто-бурого – виду, екологічний ареал якого охоплює 11 типів умов місцезростання – від дуже бідних та сухих (А1) до відносно бідних мокрих (В5) та відносно багатих вологих (С3). Наші дані свідчать про те, що збільшення вологості грунту призводить до підвищення концентрації даного радіонукліда в плодових тілах: вміст 137Cs у плодових тілах моховика жовто-бурого у свіжих борах перевищував такий в сухих у 2,5 рази, а в сирих суборах у порівнянні зі свіжими – у 3,6 рази. У свіжих суборах у порівняні з вологими значення коефіцієнта переходу 137Cs у плодові тіла було у 2 рази меншим.

Рис. 3. Інтенсивність накопичення 137Cs плодовими тілами лисичок у різних типах лісорослинних умов

Радіоактивне забруднення деяких видів їстівних грибів вивчалося нами на типовій для Полісся ділянці геохімічно взаємопов’язаних ландшафтів, які закономірно чергуються у рельєфі. На геохімічному профілі у 6-ти типах умов місцезростання була вивчена інтенсивність акумуляції 137Cs плодовими тілами макроміцетів. Отримані дані демонструють істотне збільшення інтенсивності акумуляції 137Cs у всіх видів грибів при переході від верхніх елементів мезорельєфу до нижніх. Так, наприклад, у свинушки у сухому бору значення коефіцієнта переходу дорівнювало 1999, у свіжому бору – 4064, у вологому бору – 8633, у мокрому бору – 18412 м2кг-110-3. Для хряща-молочника гірчака відповідні значення дорівнювали: 2226, 3268, 4588 та 11479 м2кг-110-3 (рис. 4).

Рис. 4. Значення коефіцієнта переходу 137Сs у плодові тіла грибів (повітряно-суха вага) у різних типах лісорослинних умов

Значення коефіцієнта переходу для плодових тіл польського гриба є максимальними у мокрих борах (А5) і перевищують такі у порівнянні з сухими борами (А1) у 9,2 раза, зі свіжими (А2) – у 4,5 раза, з вологими борами (А3) – у 2,1 раза. Для хряща-молочника гірчака величина коефіцієнта переходу у мокрому бору була майже в 5 разів вища, ніж у сухому. Подібна тенденція спостерігалася і при порівнянні значень коефіцієнта переходу 137Cs до плодових тіл грибів у вологих та сирих суборах: для свинушки перевищення складало 2,8 раза; для хряща-молочника гірчака – 1,8 раза.

Узагальнюючи отримані результати, слід зробити важливий як науковий, так і практичний висновок про те, що рівень накопичення 137Cs в плодових тілах грибів, незалежно від їх виду, обумовлюється лісорослинними умовами, що слід враховувати при їх заготівлі.

Зменшення вмісту радіонуклідів у грибах можна досягти шляхом їх вимочування та відварювання. При відварюванні грибів у підсоленій воді вже через 5 хвилин сумарна активність 137Сs в них зменшується в середньому на 70%, а через 20 хвилин в плодових тілах грибів залишається біля 8% початкової активності даного радіонукліда (рис. 5).

Рис. 5. Зміна вмісту 137Cs у свіжих плодових тілах грибів у процесі відварювання

Якщо початкова сумарна активність 137Сs у плодових тілах підберезовиків складала 2020 Бк, то в процесі їх відварювання протягом 5, 10 та 20 хвилин цей показник зменшувався відповідно в 4, 8 та 18 разів, а залишковий вміст радіоцезію складав лише 5,5% від початкового. Відварювання плодових тіл підосиковиків протягом аналогічних проміжків часу (початкова сумарна активність 137Сs – 1020 Бк) дозволило зменшити концентрацію радіонукліда в його плодових тілах відповідно у 3, 5 та 7 разів; а після 20 хвилин відварювання 85% початкової активності 137Сs перейшло у водний розчин. Найбільш ефективним виявився цей метод кулінарної обробки для польських грибів та лисичок – після 20-хвилинного відварювання величина сумарної активності в плодових тілах польських грибів зменшилася в 30 разів, а після 10-хвилинного відварювання лисичок – у 60 разів. У водний розчин перейшло відповідно 97% та 99% початкової концентрації радіоцезію.

Зменшення вмісту радіонуклідів у грибах можна досягти також шляхом їх вимочування. Після вимочування польських грибів у 2% розчині солі протягом 20 хвилин сумарна активність 137Сs у них зменшилася на 21%, ще через 20 хвилин – на 41%, а через 60 хвилин від початку вимочування вміст радіоцезію зменшився на 85%. "Очищення" лисичок від радіонукліда в процесі вимочування відбувалося швидше, ніж польських грибів. Вже через 40 хвилин концентрація 137Сs у плодових тілах лисичок становила 30% від початкової Найбільш ефективним виявилось вимочування для плодових тіл хрящів-молочників оливково-чорних. При їх вимочуванні протягом доби вміст радіоцезію зменшився на 80% (у 5 разів) від початкової величини, ще через добу – на 92% (у 12 разів) і наприкінці третьої доби вимочування 99% 137Сs перейшло у розчин. Якщо початкова сумарна активність 137Сs у хряща-молочниках оливково-чорних дорівнювала 1500 Бк, то через три доби значення показника зменшилося до 21 Бк.

Як показують результати досліджень, гриби, вміст 137Сs у яких навіть дуже високий і перевищує гранично допустиму концентрацію (500 Бк/кг для сирих грибів та 2500 Бк/кг для сухих) після відварювання можна вживати в їжу.

ВИСНОВКИ ТА РЕКОМЕНДАЦІЇ ВИРОБНИЦТВУ

У дисертаційній роботі узагальнені результати вивчення особливостей радіоактивного забруднення плодових тіл їстівних грибів у залежності від їх видових та екологічних особливостей. Обґрунтовані шляхи зменшення вмісту 137Cs у найбільш поширених видах їстівних грибів та розроблені рекомендації щодо використання даного виду продукції лісового господарства.

Висновки:

1. Забруднення лісових площ 137Cs зменшується у напpямку зi сходу на захiд по мipi вiддалення вiд ЧАЕС. Спостерігається значна мозаїчність радіоактивного забруднення лісових площ як в межах державних підприємств лісового господарства, так і в межах лісових кварталів та таксаційних виділів.

2. Для всіх типів ґрунтів, що досліджувались, активність 137Cs з глибиною експоненційно зменшується. При цьому біля 95% активності радіонукліда нині залишається у лісовій підстилці та 10-см шарі грунту.

3. Моховий покрив та лісова підстилка відіграють суттєву роль у процесі перерозподілу 137Cs в мінеральні шари грунту. Параметри лісової підстилки обумовлюють швидкість вертикальної міграції 137Cs у ґрунтах.

4. Зі зменшенням трофності та підвищенням зволоженості грунту вертикальна міграція радіонуклідів в лісових грунтах прискорюється. Лісова підстилка свіжих гігротопів утримує більшу частку активності ґрунтового профілю у порівнянні з вологими. У мінеральній частині ґрунтів борів та сугрудків спостерігається збільшення частки утримуваного 137Cs у верхніх горизонтах у вологих гігротопах у порівнянні зі свіжими. З підвищенням трофності грунту в ряду: борисуборисугрудки зростає частка активності 137Cs у кожному з відповідних п’яти верхніх 2-см шарів мінеральної частини ґрунту.

5. Трофічні групи грибів у досліджених лісорослинних умовах за інтенсивністю акумуляції 137Cs утворюють наступний рангований ряд: паразити-ксилотрофи < гумусові сапротрофи < підстилкові сапротрофи < мікоризоутворювачі.

6. Максимальна інтенсивність акумуляції 137Cs у сухих борах характерна для грибів, які належать до мікоризоутворювачів, проте в межах згаданої трофічної групи у різних видів спостерігається істотне варіювання середніх значень коефіцієнту переходу. Більшість видів їстівних грибів у сухих борах характеризуються значними середніми величинами коефіцієнтів переходу та накопичення радіонукліда із грунту. Вже при щільності забруднення грунту 137Cs у 37 кБк/м2 (1,0 Кі/км2), вміст 137Cs у свіжих плодових тілах їстівних грибів у цьому едатопі значно перевищує рівні, передбачені ДГН-2006.

7. У свіжому суборі види, що вивчалися, утворюють такий рангований ряд за середніми значеннями коефіцієнту переходу у свіжі плодові тіла: свинушка тонка > польський гриб > маслюк звичайний > хрящ-молочник гірчак > сироїжки > білий гриб > рядовка фіолетова > підберезовик > опеньок справжній > клітоцибе ароматний.

8. У вологому суборі високим вмістом 137Cs в плодових тілах характеризуються такі види грибів, як свинушка тонка та підберезовик. До групи грибів із невисоким рівнем питомої активності віднесено хрящ-молочник оливково-чорний, лисичку та підосиковик. В умовах суборів, які є зональними для Центрального Полісся, величина даного показника практично для всіх досліджуваних видів, за винятком хряща-молочника оливково-чорного, перевищувала в 1,6 - 7 разів існуючі в Україні Державні гігієнічні нормативи для даного виду лісової продукції (500 Бк/кг) при рівні щільності радіоактивного забруднення ґрунту вище 74 кБк/м2.

9. Рівень накопичення 137Cs в плодових тілах грибів, незалежно від їх виду, обумовлюється лісорослинними умовами. Інтенсивність накопичення радіоцезію грибами зростає з підвищенням зволоженості та зі зменшенням багатства ґрунтів.

10. Особливо високу активність 137Сs мають сухі гриби. За рахунок усушки значення питомої активності 137Сs у них збільшується в середньому у 10-14 разів. Величина коефіцієнта переходу у сухих грибів також істотно збільшується у порівнянні зі свіжими – від 7,7 рази у підберезовика до 12,6 рази у білого гриба.

11. Прості, доступні методи кулінарної обробки плодових тіл грибів здатні істотно (до 99% від початкової) зменшити у них питому активність 137Сs. Гриби, вміст 137Сs в яких значно перевищує гранично допустиму концентрацію, після відварювання можна вживати в їжу. Сироїжки є винятком – хоча початкова сумарна активність 137Сs в їх плодових тілах була майже в 2 рази нижчою у порівнянні з польськими грибами, 10-хвилинного відварювання виявилось недостатньо для зниження концентрації радіоцезію до допустимих рівнів.

Рекомендації виробництву.

1. При заготівлі грибів рекомендується враховувати видову специфіку акумуляції 137Сs. В усіх лісорослинних умовах рекомендується заборонити заготівлю видів-акумуляторів радіонукліда – польського гриба, свинушки, моховика жовто-бурого. Для грибів, що характеризуються дещо меншою здатністю до накопичення (підосиковик, підберезовик, маслюк звичайний) необхідно проводити жорсткий радіологічний контроль. Найменш критичну групу грибів утворюють такі цінні у харчовому відношенні види як білий гриб, лисички та опеньки.

3. Рекомендується враховувати тип лісорослинних умов при заготівлі грибів. Найбільш критичним з погляду можливості заготівлі грибів є сухі бори. У цьому едатопі доцільно заборонити заготівлю даного виду недеревної продукції лісу. У свіжих та вологих суборах види грибів, які віднесені нами до слабких накопичувачів 137Сs, рекомендується заготовляти при щільності радіоактивного забруднення грунту до 47 кБк/м2.

4. При заготівлі грибів рекомендується враховувати трофічну приналежність грибів, оскільки мікоризоутворювачі характеризуються максимальною інтенсивністю акумуляції 137Сs. При заготівлі опенька справжнього пропонується враховувати його екологічні особливості. Опеньки, що зростають "на грунті", можна заготовляти при щільності забруднення грунту 137Сs не більше 74 кБк/м2, а тих, які зростають на стовбурах дерев, – при 111 кБк/м2.

5. Не рекомендується висушування грибів, зібраних у всіх типах лісорослинних умов (навіть тих, вміст 137Сs у свіжих плодових тілах яких не перевищує допустимих рівнів), враховуючи те, що вміст 137Сs у сухих грибах перевищує такий у свіжих у 10-14 разів. Виключенням є едатоп С2-3 - білий гриб може заготовлятися в ньому при щільності забруднення грунту 119 кБк/м2 (3,2 Кі/км2); лисичка – 175 кБк/м2 (4,7 Кі/км2), сироїжка луската – 55 кБк/м2 (1,5 Кі/км2), підосиковик – 26 кБк/м2 (0,7 Кі/км2), польський гриб – 15 кБк/м2 (0,4 Кі/км2).

6. Для зменшення вмісту 137Сs у грибах пропонується використовувати кулінарну обробку – відварювання та вимочування у підсоленій воді. Відварювання протягом 20 хвилин зменшує початковий вміст 137Сs у плодових тілах грибів до 60 разів. Враховуючи те, що при відварюванні до 99% концентрації 137Сs переходить у відвар, використовувати останній у їжу забороняється. Вимочування плодових тіл грибів у підсоленій воді протягом 60 хвилин дозволяє зменшити вміст радіонукліда до 85%. Вимочування протягом 3-х діб хрящів-молочників оливково-чорних дозволяє зменшити в них вміст 137Сs на 99%.

7. Пропонується вимірювання потужності експозиційної дози гамма-випромінювання як метод визначення орієнтовного радіоактивного забруднення певного виду грибів у конкретних лісорослинних умовах. Наприклад, у вологому суборі значення ПЕД на висоті 1 м від поверхні грунту не повинні перевищувати для білого гриба 18 мкР/год, а для моховика жовто-бурого – 12 мкР/год. У типі лісорослинних умов С2-3 значення потужності експозиційної дози гамма-випромінювання на висоті 1 м не повинні перевищувати для заготівлі: сироїжки лускатої – 19 мкР/год, польського гриба – 14 мкР/год, підосиковика – 15 мкР/год, білого гриба – 26 мкР/год, лисички – 31 мкР/год. У вологому суборі ці показники не повинні бути вищі, ніж 12 мкР/год – для моховика жовто-бурого, 14 мкР/год – для сироїжки лускатої, 18 мкР/год – для білого гриба та 17 мкР/год – для лисички. Гранично допустимі показники ПЕД на поверхні грунту для заготівлі грибів дещо "жорсткіші" – наприклад, у вологому суборі для моховика жовто-бурого вони не повинні перевищувати 10 мкР/год, а для сироїжки лускатої – 13 мкР/год.

Список праць, опублікованих за темою дисертації

1. Орлов О.О., Короткова О.З., Курбет Т.В. Побічні лісові користування // Рекомендації з ведення лісового господарства в умовах радіоактивного забруднення / Під ред. М.М. Калетника. – Київ, 1998. – С. 35-46.

Дисертантом написаний підрозділ 6.5.

2. Орлов О.О., Каліш О.Б., Короткова О.З., Курбет Т.В. Кількісна оцінка ґрунтових параметрів та інтенсивності міграції 137Cs в ланцюжках “грунт-рослина”, “грунт-гриби” на основі еколого-фітоценотичного підходу // Агрохімія і грунтознавство. – Міжвідомчий наук. тематич. збірник. – Спец. випуск до V з’їзду Укр. тов-ва грунтознавців та агрохіміків, м.Рівне, 6-10 липня 1998 р. – Частина IV. Грунти-екологія-продовольство. – Харків, 1998. – С. 169-176.

Дисертант брала участь у зборі польових матеріалів, аналізі отриманих результатів та написанні статті.

3. Орлов О.О., Ірклієнко С.П., Турко В.М., Курбет Т.В. Вплив трофічної та топічної груп опенька справжнього (Armillariella mellea (Fr.) Karst.) на інтенсивність акумуляції 137Cs у плодових тілах // Вісник Державної агроекологічної академії України. – 1999. – № 1-2. – С. 11-22.

Дисертанту належать основні матеріали досліджень, а також написання статті.

4. A.A.Z.M. Shelest, A.B. Kalish, T.V. Mushrooms (Higher Macromycetes) as radionuclide accumulators. Modern convictions, accomplishments and some open problems // Chernobyl Digest’ 95-98: Interdisciplinary Bulletin of the Chernobyl Problem Information. – Issue 5. – Minsk, 1999. – P. 32-46.

Дисертант брала участь у зборі польових матеріалів, аналізі отриманих результатів та написанні статті.

5. Краснов В.П., Турко В.М., Орлов О.О., Ірклієнко С.П., Курбет Т.В. Вміст 137Cs у недеревній продукції лісів України за даними багаторічного моніторингу в місцях випасу приватної худоби, заготівлі грибів та ягід навколо населених пунктів // Проблеми екології лісів і лісокористування на Поліссі України / Наукові праці Поліської ЛНДС. – Житомир: Волинь-1999. – Вип. 6. – С. 7-11.

Дисертант брала участь у