ЭКОЛОГИЯ, 2007, № 2, с. 154-157
КРАТКИЕ СООБЩЕНИЯ =
УДК 546.425:577.4
ПРЕВЕНТИВНОЕ РАЗГРАНИЧЕНИЕ ОЗЕР СЕВЕРО-ЗАПАДА ПО НАКОПЛЕНИЮ 90Sr РЫБОЙ
© 2007 г. Н. А. Бакунов, Л. М. Саватшгин, Д. Ю. Большиянов
ГУ Арктический и Антарктический научно-исследовательский институт 199397 Санкт-Петербург, ул. Беринга, 38 E-mail: bolshiyanov@ aari.nw. ru Поступила в редакцию 12.04. 2006 г.
Ключевые слова: 90Sr, водоем, рыба, коэффициент накопления, Са, разграничение.
В настоящее время не исключаются, но принимаются как маловероятные инциденты на ядерных реакторах с инжекцией искусственных радионуклидов (ИРН) в атмосферу и переносом их на значительные расстояния. Масштабный инцидент на АЭС (Украина, Чернобыль, 1986 г.) сопровождался не только локальным загрязнением промплощадки АЭС, но и дальним трансграничным воздушным переносом наиболее летучего компонента радиоактивного загрязнения - 137Cs.
Для случаев подобного развития ситуации с ядерными материалами необходимо превентивно располагать оценками радиоэкологического состояния территорий, наименее устойчивых к фактору радиоактивного загрязнения долгоживущи-ми ИРН. К наиболее чувствительным относятся территории высоких широт Субарктики и, локально, средних в районах полесий Русской равнины. Для населения этих территорий дозы облучения глобальными 90Sr, 137Cs были в 5-10 раз выше, чем в других регионах (Марей и др., 1980; Троицкая и др., 1982). Причины наблюдаемого феномена обусловлены более высоким поступлением этих радионуклидов из внешней среды в пищу населения Субарктики и полесий.
Рыба из пресных водоемов Субарктики и мясо оленей определяют на 90-98% загрязнение ИРН рациона оленеводов и членов их семей. В ихтиофауне из водоемов с низкой минерализацией вод Европейского Севера и Северо-Запада длительное время регистрировали более высокие концентрации 90Sr и 137Cs, чем в рыбах из водоемов средней полосы и юга страны (Бакунов и др., 1998; Буянов и др., 1979; Марей и др., 1980). Считается , что наблюдаемое повышенное содержание глобальных радионуклидов в организме рыб связано с низким и ультранизким содержанием элементов кальция и калия в воде рек и озер Кольского полуострова и Карельского перешейка. Эмпирическая связь накопления 90Sr хищной пресноводной рыбой (Бакунов, Макеев, 2004; Whicker, Schultz,1982) в зависимости от содержа-
ния кальция в воде была использована для радиоэкологической характеристики озер Кольского полуострова и Карельского перешейка.
Задача настоящей работы состояла в обобщении и анализе материалов по концентрации кальция и ее изменении в озерах восточной части Фен-носкандии в целях превентивного разграничения водоемов по радиоэкологическому критерию -коэффициенту накопления (КН) 908г хищной пресноводной рыбой. Такое разграничение можно рассматривать как контрмеру, способствующую минимизации ущербов для природопользо-вателей в случаях инцидентов с ядерными материалами, вызвавшими загрязнение водоемов и их ихтиофауны.
Использовали сведения по гидрохимическому составу вод пресноводных водоемов в восточной части Фенноскандии и их морфогидрологическим показателям (Атлас..., 1971; Баранов, 1961; Большие..., 1975; Ресурсы., 1970), а также результаты наблюдений за накоплением 90Бг в пресноводной ихтиофауне.
В работе использованы сложившиеся представления о накоплении 90Бг пресноводной рыбой (Куликов, Молчанова, 1975; Куликов, Чеботина, 1988) и эмпирическая зависимость КН 90Бг рыбой (кость) от концентрации кальция в воде (Бакунов и др., 1988; Бакунов, Макеев, 2004).
Водоемы Кольского полуострова и Карельского перешейка имеют невысокую минерализацию вод и низкое содержание в воде кальция, а поэтому озера этих территорий в таксономической шкале разграничения водоемов по КН 90Бг преимущественно занимают верхние позиции (см. таблицу). В кости хищной пресноводной рыбы накопление 90Бг характеризуется (Бакунов, Маке-ев,2004) следующими интервалами КН : ~100000, 34000-6800, 6800-2300, 2300-760, 760-380 и менее 360 для соответствующих концентраций Са в воде: менее 1, 1-5, 5-10, 10-30, 30-60 и более 60 мг/л. Аккумуляции 908г в организме рыб в за-
ПРЕВЕНТИВНОЕ РАЗГРАНИЧЕНИЕ ОЗЕР СЕВЕРО-ЗАПАДА Разграничение водоемов Северо-Западного региона по КН 9С^г в кости рыбы
№
Водоем
Содержание Са в воде, мг/л
Са/Mg (вода )
Диапазон КН 9С^г
1
2
3
4
5
6
7
8 9
10 11
Озера Кольского полуострова (Атлас..., 1971; Баранов, 1961;Большие..., 1975; Ресурсы..., 1970)
0.5 2.5 100000
0.5 8.0 100000
1.6 1.0 34000-6800
2.4 4.0 34000-6800
2.5 3.6 34000-6800 2.8 2.8 34000-6800 3.1 6.2 34000-6800 3.4 3.4 34000-6800
3.6 2.0 34000-6800 5.4 5.4 6800-2300
5.7 5.1 6800-2300
Сейдозеро
Сердцевидное
Ловозеро
Верхнетуломское вдхр.
Амозеро
Вялозеро
Ковдозеро
Имандра
Колозеро
Умбозеро
Нижнее Индельское
Озера Карельского перешейка (Баранов, 1961)
1 Топозеро 2.3 3.5 34000-6800
2 Среднее Куйто 2.5 - 34000-6800
3 Нижнее Куйто 2.8 - 34000-6800
5 Ондозеро 3.0 1.6 34000-6800
6 Сандал 3.6 3.0 34000-6800
7 Сямозеро 3.8 3.5 34000-6800
8 Сегозеро 4.1 - 34000-6800
9 Онежское 4.3 1.7 34000-6800
10 Выгозеро 5.1 2.2 6800-2300
11 Чужмозеро 5.2 5.6 6800-2300
13 Елмозеро 5.8 3.4 6800-2300
14 Габозеро 6.1 2.3 6800-2300
15 Шотозеро 6.1 4.1 6800-2300
16 Гакхозеро 6.3 4.8 6800-2300
17 Викшозеро 9.6 1.5 6800-2300
18 Лижмозеро 10.9 2.7 2300-760
19 Ладмозеро 10.9 2.7 2300-760
20 Ладожское 12.8 3.1 2300-760
21 Вандозеро 15.5 3.6 2300-760
22 Псковское* 22.1 - 2300-760
23 Ильмень* 24.1 5.9 2300-760
24 Валдайское* 29.1 8.8 2300-760
* Озера Лужско-Валдайской возвышенности. ЭКОЛОГИЯ < 2 2007
156
БАКУНОВ и др.
висимости от содержания в воде кальция носят нелинейный характер. При степенном виде связи между этими параметрами максимальное накопление 90Бг в рыбе наблюдается при самых низких и ультранизких концентрациях ионов Са в водоемах (Бакунов, Макеев, 2004).
Сведения по концентрации Са в воде наиболее крупных озер восточной Фенноскандии в летний период и соответствующие им значения диапазонов КН 908г в кости рыб дополнены данными по озерам Псковское, Ильмень, Валдайское, расположенным южнее 60° с.ш. По гидрохимическим представлениям, ниже этой условной границы наблюдаются нарушения устойчивости карбонатной системы водоемов, следствием чего становится декальцинизация вод, сопровождающаяся процессами выделения из водной фазы пресноводных водоемов карбонатов Са, М§, Бг (Алекин, 1970; Баранов, 1961). Этот процесс усиливается в направлении север - юг.
Озера Кольского полуострова отличаются высоким накоплением 908г в кости рыб (см. таблицу). Приблизительно для 70 % озер полуострова КН 908г составили 34 000-6800 единиц, так как в воде содержалось менее 5 мг/л Са. На Карельском перешейке доля озер с высокими КН была ниже (~50 %) из-за увеличения числа озер с содержанием Са в воде более 5 и 10 мг/л.
На содержание Са в воде озер влияют смена сезонов года и отдельные морфогидрологические особенности водоемов, что следует учитывать при радиоэкологическом мониторинге водоемов. В бессточном озере Б. Миассово (Урал) концентрации Са в воде (зима-лето) изменялись примерно от 18 до 60 мг/л (Куликов, Чеботина, 1988), принимая в летний период среднегодовое значение. В глубоком Ладожском озере среднее значение концентрации Са в воде изменялось с глубиной водоема. В интервале глубин 0-10, 0-20, 0-30 и 0-40 м оно составляло соответственно 11.0, 11.2, 12.8 и 12.4 мг/л (Баранов, 1961).
Оценка КН 908г рыбой, обитающей в озерах с содержанием Са в воде менее 1 мг/л, встречает определенные затруднения вследствие ограниченности наблюдений за содержанием Са и 90Бг в воде таких озер и объектах ихтиофауны. В условиях природной вариабельности концентраций Са в пресных водах озер с ультранизким содержанием элемента возможны изменения положения водоема в градационной шкале КН 908г (см. таблицу) при уточнении содержания Са в водоеме. Самые низкие концентрации характерны для озер альпийского типа. В Западной Европе в результате исследований по программе AL:PE ^аШпе et а1, 1995) из выборки в 12 водоемов в пяти концентрации Са в воде составили менее 1 мг/л. В рыбах из таких озер КН 90Бг превысят 34000.
По трофности озера Кольского полуострова и Карельского перешейка представлены водоемами олиго- и мезотрофного типа (Алекин, 1970; Баранов, 1961) с содержанием Са в воде от ~1 до 15 мг/л. Условно можно принять, что озера с концентрацией Са в воде менее 5 мг/л относятся к олиготрофным водоемам. Для них КН 908г в рыбе превысят 6800 (см. таблицу). В градации концентраций Са в воде (5-10 мг/л) встречаются олиго- и мезотрофные озера, но последние преимущественно приурочены к южной части Карельского перешейка. Накоплению 90Бг в рыбе из таких озер свойственны средние значения КН.
Озера Северо-Западного региона, расположенные южнее 60° с.ш. (Псковское, Ильмень, Валдайское), относятся к эвтрофному типу. Это высокопродуктивные озера рыбохозяйственного назначения, для которых КН 908г в рыбе ниже средних величин, так как содержание Са в воде более 20 мг/л (см. таблицу). С позиций радиоэкологии совпадение высокой трофности с невысокими КН 90Бг рыбой для этих озер является положительным обстоятельством, так как при загрязнении озер накопление 908г рыбой не будет достигать высоких значений.
Из-за сильной зависимости КН 90Бг рыбой от содержания Са в воде даже в условиях близких уровней загрязнения водоемов 908г в пресноводных экосистемах будет формироваться неодинаковая радиоэкологическая ситуация. При неблагоприятном сочетании факторов - низком содержании Са в воде и повышенном по сравнению с фоном 90Бг, такие водоемы в числе первых будут выводиться из природопользования по санитарно-гигиеническим показаниям. На Южном Урале (Крышев и др., 2001) из 29 озер, имеющих следы загрязнения промышленным 908г, только в трех концентрации Са составили 7-8 мг/л, а в остальных - от 11 до 100 мг/л. Более 30% озер из этой выборки характеризовались концентрацией Са в воде >30 мг/л, что соответствует (см. таблицу) низким значениям КН 90Бг в кости рыбы. Содержание Са в пресных водоемах является их важной характеристикой, позволяющей преве
Для дальнейшего прочтения статьи необходимо приобрести полный текст. Статьи высылаются в формате PDF на указанную при оплате почту. Время доставки составляет менее 10 минут. Стоимость одной статьи — 150 рублей.