Экологические особенности накопления радионуклидов компонентами наземных экосистем зоны отчуждения

Сергей Александрович Калиниченко; Александр Николаевич Никитин; Роман Алексеевич Ненашев; Ольга Александровна Шуранкова; Виктор Викторович Головешкин

Сергей Александрович Калиниченко Полесский государственный радиационно-экологический заповедник; Институт радиобиологии Национальной академии наук Беларуси https://orcid.org/
Александр Николаевич Никитин Институт радиобиологии Национальной академии наук Беларуси
Роман Алексеевич Ненашев Полесский государственный радиационно-экологический заповедник
Ольга Александровна Шуранкова Институт радиобиологии Национальной академии наук Беларуси https://orcid.org/
Виктор Викторович Головешкин Полесский государственный радиационно-экологический заповедник https://orcid.org/

Аннотация

Представлена информация об уровнях радона в воздухе жилых помещений населенных пунктов Лунинец. Исследования проведены спустя 30 лет после аварии на ЧАЭС на землях бывшего землепользования, подверженных естественным сукцессионным изменениям. Изучены особенности латерального распределения ¹³⁷Cs, ⁹⁰Sr, ²⁴¹Am в верхнем 20-сантиметровом слое почвы различных биогеоценозов зоны отчуждения ЧАЭС, в том числе в зависимости от высотных колебаний рельефа. Значения коэффициента вариации (V) содержания радионуклидов в верхнем слое почвы снижаются со временем, прошедшим с момента аварии. Наибольшее значение варьирования (75,2 %) было получено для ⁹⁰Sr в почве соснового леса. Изучено влияние различных почвенных условий на поступление радионуклидов в березовый сок, шляпочные грибы, луговые травы. Несмотря на значительное превышение плотности загрязнения почвы ¹³⁷Cs всех исследуемых сообществ (до 9,1 раза), объемная активность его в соке существенно ниже ⁹⁰Sr, что говорит о меньшей доступности ¹³⁷Cs по сравнению со ⁹⁰Sr. Проанализированы динамические процессы накопления радионуклидов в течение всего периода сокодвижения. С увеличением степени увлажнения почвы, накопление радионуклидов грибами имеет тенденцию к снижению. При этом обнаруживается ряд видовых различий, что связано с особенностями питания гриба и мозаичностью микроклиматических параметров. Исследовано влияние содержания почвенной влаги, соотношения форм подвижности ¹³⁷Cs в почве на биологическую доступность радионуклида луговыми злаками. Обнаружено снижение удельной активности радионуклидов в растительных компонентах экосистем по мере удаления фитоценоза от эпицентра аварии при идентичной плотности загрязнения почвы. Большое значение при этом имеют проективное покрытие и физическое состояние растений. Установлена взаимосвязь между накоплением радионуклидов и агрохимическими параметрами почвы: содержанием гумуса, емкостью поглощения, гидролитической кислотностью, содержанием обменного фосфора, концентрацией подвижных кальция, магния и калия на постагрогенных землях. Проведен анализ коэффициентов накопления (Кн) и перехода (Кп), коэффициента дискриминации (DF) ¹³⁷Cs химическим элементом-аналогом (калием). Видовые особенности растений, связанные с транспортом катионов K+ - Cs+, вносят существенные коррективы в механизмы накопления ¹³⁷Cs. Обращает внимание увеличение содержания ⁹⁰Sr во всех компонентах в последние годы.

Биографии авторов

Сергей Александрович Калиниченко, Полесский государственный радиационно-экологический заповедник; Институт радиобиологии Национальной академии наук Беларуси

кандидат биологических наук; ведущий научный сотрудник отдела радиационно-экологического мониторинга; ведущий научный сотрудник лаборатории радиоэкологии

Александр Николаевич Никитин, Институт радиобиологии Национальной академии наук Беларуси

кандидат сельскохозяйственных наук; заместитель директора по научной работе Института радиобиологии

Роман Алексеевич Ненашев, Полесский государственный радиационно-экологический заповедник

старший научный сотрудник отдела радиационно-экологического мониторинга

Ольга Александровна Шуранкова, Институт радиобиологии Национальной академии наук Беларуси

заместитель заведующего лабораторией радиоэкологии Института радиобиологии

Виктор Викторович Головешкин, Полесский государственный радиационно-экологический заповедник

научный сотрудник отдела радиационно-экологического мониторинга

Литература

1. Алексахин РМ. Ядерная энергия и биосфера. Москва: Энергоиздат; 1982. 216 с.
2. Алексахин РМ, Нарышкин МА. Миграция радионуклидов в лесных биогеоценозах. Москва: Наука; 1977. 144 с.
3. Булохов АД, Сковородникова НА, Дайнеко НМ, и др. Аккумуляция 137Cs растениями луговых экосистем приграничных территорий Брянской, Гомельской и Черниговской областей. Научный диалог: Естественные науки. 2014;1(25):5-13.
4. Иванов ЮА. Анализ факторов, определяющих долговременную динамику миграции радионуклидов в почвеннорастительном покрове. В: Проблемы чернобыльской зоны отчуждения. Чернобыль: [б. н.]; 2009. Выпуск 9. с. 23-39.
5. Ипатьев ВА, Багинский ВФ, Булавик ИМ. и др. Лес. Человек. Чернобыль. В: Лесные экосистемы после аварии на Чернобыльской АЭС: состояние, прогноз, реакция населения, пути реабилитации. Гомель: Институт леса НАН Беларуси; 1999. 454 с.
6. Апплби ЛД, Девелл Л, Мишра ЮК, и др. Пути миграции искусственных радионуклидов в окружающей среде. В: Радиоэкология после Чернобыля. Москва: Мир; 1999. 512 с.
7. Калиниченко СА. Характеристика латерального распределения 137Cs, 90Sr, 241Am в поверхностном слое почвы различных биогеоценозов белорусского сектора зоны отчуждения Чернобыльской АЭС. Известия Гомельского государственного университета имени Ф. Скорины. Естественные науки. 2018;3(108):42-48.
8. Калиниченко СА, Бондарь ЮИ, Никитин АН, и др. Особенности латерального перераспределения 137Cs, 90Sr, 241Am в поверхностном слое почвы геохимически сопряженных ландшафтов при значительном для белорусского Полесья перепаде высот. Известия Гомельского государственного университета имени Ф. Скорины. Естественные науки. 2019;3(114):29-35.
9. Калиниченко СА, Ненашев РА, Никитин АН. Латеральная миграция радионуклидов чернобыльского происхождения в почве зоны отчуждения. ВесшкБрэсцкагаутверстэта. Серыя 5. Бiялогiя. Навую абзямт. 2021;2:21-33.
10. Линник ВГ. Ландшафтная дифференциация техногенных радионуклидов: геоинформационные системы и модели [автореферат диссертации]. Москва: [б. н.]; 2008. 40 с.
11. Линник ВГ. Ландшафтно-географические исследования в связи с аварией на ЧАЭС. Вестник Московского университета. Серия 5. География. 1996;1:38-44.
12. Переволоцкий АН. Распределение 137Cs и 90Sr в лесных биогеоценозах. Гомель: Институт радиологии; 2006. 255 с.
13. Переволоцкий АН, Булавик ИМ, Диденко ЛГ. Некоторые аспекты накопления 90Sr и 90Y в березовом соке. Гомель: Институт леса НАН Беларуси; 2001. 5 с.
14. МВИ.МН 1181-2011. Методика измерений объемной и удельной активности 90Sr, 137Cs, 40K на гамма-бета-спектрометре типа МКС-АТ1315, объемной и удельной активности гамма-излучающих радионуклидов 137Cs, 40K на гамма-спектрометре типа EL 1309 (МКГ-1309) в пищевых продуктах, питьевой воде, почве, сельскохозяйственном сырье и кормах, продукции лесного хозяйства, других объектах окружающей среды. Минск: Атомтех; 2011. 31 с.
15. МВИ.МН 3151-2009. Методика выполнения измерений удельной активности гамма-излучающих радионуклидов 137Cs и 241Am в почве, донных отложениях и других объектах окружающей среды на гамма-спектрометрах с полупроводниковыми детекторами с бериллиевым или композитным углеродным окном. Хойники: Полесский государственный радиационноэкологический заповедник; 2009. 14 с.
16. Калиниченко СА, Никитин АН, Шуранкова ОА. Влияние различных почвенных условий на поступление 137Cs, 90Sr, 241Am в березовый сок на территории зоны отчуждения ЧАЭС. Известия Гомельского государственного университета имени Ф. Скорины. Естественные науки. 2020;3(120):52-58.
17. Калиниченко СА, Никитин АН, Шуранкова ОА. Накопление 137Cs, 90Sr, 241Am шляпочными грибами в экосистемах с различным режимом увлажнения зоны отчуждения ЧАЭС. Известия Гомельского государственного университета имени Ф. Скорины. Естественные науки. 2021;3(126):21-27.