БИОЛОГИЯ BIOLOGY
DOI: 10.12731/wsd-2015-8.2-1 УДК 574. 3 (574.4)
ОСОБЕННОСТИ НАКОПЛЕНИЯ МАКРОМИЦЕТАМИ ЕСТЕСТВЕННЫХ РАДИОНУКЛИДОВ В УСЛОВИЯХ СОЧЕТАННОГО РАДИАЦИОННО-ХИМИЧЕСКОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ (НА ПРИМЕРЕ БРЯНСКОЙ ОБЛАСТИ)
Анищенко Л.Н., Сковородникова Н.А., Борздыко Е.В., Агапова А.А., Ротарь Е.Ю.
Выявлена удельная активность естественных радионуклидов в плодовых телах фоновых видов грибов, а также коэффициенты накопления и перехода. Использовались маршрутные, методы исследования почв, определения удельной активности образцов гамма-спектрометрическим методом. Интенсивность накопления радионуклидов в плодовых телах грибов оценивали с помощью коэффициентов накопления (Кн) и перехода (Кп).
Максимальная удельная активность 137Cs определена для плодовых тел свинушки тонкой, моховика желто-бурого и волнушки белой - 11310, 5558 и 5443 Бк/кг соответственно, минимальная - в белом грибе и скрипице. В исследуемых пробах грибов велика также удельная активность 40K, 226Ra и 232Th, особенно интенсивно данные радиоизотопы накапливает моховик желто-бурый. Четко выраженной связи между удельной активностью 137Cs в грибах и почве не выявлено. Все виды грибов, отобранные в 2012 г., а также пробы свинушки тонкой и грибов рода сыро-
ежки, отобранные в 2014 г., не отвечают требованиям экологической безопасности, так как содержание 137Cs в них превышает допустимые уровни в 1,02-4,5 раз. Максимальные Кн 137Cs наблюдаются в плодовых телах свинушки тонкой - 16 - 41, минимальные в плодовых телах белого гриба - 1,43 и груздя черного - 1,7-2,81. Высокой интенсивностью аккумуляции 137Cs характеризуются также волнушка белая, сморчок конический и грибы рода Russula. Максимальными Кп 137Cs в плодовые тела характеризуются свинушка тонкая (128-329 м2/кгШ3), волнушка белая (102,8 м2/кг1&3) и сморчок конический (89,4 м2/кг1&3) - это виды аккумуляторы. В качестве биоиндикаторов радиоактивного загрязнения предложены грибы, наиболее интенсивно накапливающие радионуклиды - свинушку тонкую, волнушка белую, моховик желто-бурый, сморчок конический и грибы рода Russula. Полученные результаты - основа биомониторинговых и экоаналитических исследований миграции радионуклидов с участием компонентов лесных экосистем.
Ключевые слова: макромицеты; лесные экосистемы; естественные радионуклиды; удельная активность; коэффициенты накопления; коэффициенты перехода; Брянская область.
FEATURES OF THE ACCUMULATION OF MACROMYCETES OF NATURAL RADIONUCLIDES IN THE CONDITIONS OF COMBINED RADIATION AND CHEMICAL POLLUTION (ON THE EXAMPLE OF THE BRYANSK REGION)
Anishchenko L.N., Skovorodnikova N.A., Borzdyko E.V., Agapova A.A., Rotar E.J.
Identified the specific activity of natural radionuclides in fruit bodies of background species of fungi, as well as the rates of accumulation and transition. Used route, methods of soil testing, determination of specific activity
of samples gamma spectrometry. The intensity of radionuclide accumulation in fruit bodies of fungi was assessed using the accumulation factors (Kn) and passage (Kp).
The maximum specific activity of 137Cs was determinedfor fruiting Paxillus involutus, Suillus variegatus and Lactarius pubescens - 11310, 5558 and 5443 Bq/kg, respectively, the minimum in the Boletus edulis and Lactarius vellereus. In the studied samples of mushrooms is great also the specific activity of 40K, 226Ra and 232Th, especially data intensive radioisotopes accumulate Suillus variegatus. An explicit link between the specific activity of 137Cs in mushrooms and soil were not identified. All species of mushrooms, taken in 2012, as well as samples of Paxillus involutus,and fungi of the genus Russula, taken in 2014, do not meet the requirements of environmental safety as well as the content of 137Cs in them exceeds permissible levels in 1,02-4.5 times. Maximum Kn observed 137Cs in fruit bodies of Paxillus involutus, - 16 - 41, the minimum in the fruit bodies of Boletus edulis - 1,43 and Lactarius necator - 1,7 - of 2.81. High intensity of accumulation of 137Cs are also characterized by Lactarius necator, Morchella conica and mushrooms of the genus Russula. The maximum Kp of 137Cs in fruit bodies are characterized by Paxillus involutus (128-329 m2/ kg10-3), Lactarius pubescens (102,8 m2/kg10-3) andMorchella conica (of 89.4 m2/kg10-3), this are species of batteries. As bioindicators of radioactive contamination proposed mushrooms, the most intensively accumulate radionuclides - Paxillus involutus, Lactarius pubescens, Suillus variegatus, Morchella conica and mushrooms of the genus Russula. The results obtained are the basis of bio-monitoring-based and eco-analytical studies of radionuclide migration with the participation of components of forest ecosystems.
Keywords: macromycetes; forest ecosystems; natural radionuclides specific activity; accumulation factors; coefficients of the transition; Bryansk region.
Огромную роль в биосферных процессах играют представители царства Mycota (Fungi), направляющие круговорот веществ и энергии по разложению и трансформации органических веществ. В связи с постоянно возрастающим загрязнением окружающей среды радионуклидами
особенно актуально раскрытие значения грибов в трансформации этих токсикантов [1, 2] .
Общеизвестным является тот факт, что среди живых организмов, населяющих природные экосистемы суши, способностью к активной биоаккумуляции радионуклидов обладают макромицеты, благодаря чему они могут активно вовлекать названные токсиканты в биогеохимические циклы [3-7]. Величина накопления тяжелых металлов и радионуклидов во многом определяется биологическими особенностями представителей отдельных видов [1, 8]. Даже на территориях, не относящихся к зонам радиоактивного загрязнения, макромицеты способны накапливать радионуклиды в количествах, превышающих установленные нормативы. Особый интерес к грибам в прикладной экологии проявляется потому, что они являются концентраторами радионуклидов, и могут быть использованы в качестве биоиндикаторов загрязнения внешней среды [9-14]. Цель работы - изучение особенностей накопления лесными макромицетами естественных радионуклидов на территории сочетанного радиационно-химического загрязнения (на примере Дятьковского района Брянской области).
Дятьковский район Брянской области имеет территории наиболее загрязнённые в химическом отношении в связи с наличием самого крупного источника выбросов (ОАО «Мальцовский портландцемент»), а также с плотностью радиоактивного загрязнения до 10 Ки/км2 [15]. На выбранном участке леса в Дятьковском участковом лесничестве проводилось его экологическое описание на пробной площадке (площадь 100м2), отбор образцов почвы, биомассы макромицетов. Почва отбиралась методом конверта на глубину до 5 см (деятельностный горизонт) вблизи исследуемых плодовых тел грибов-макромицетов [16]. Стерилизация ножа осуществляли путем погружения его в почву 5-6 раз. Плодовые тела шляпочных грибов срезались ножом, грибница при этом не травмировалась. Плодовые тела и почву подвергали в сушке сначала при комнатной температуре, а затем в сушильном шкафу до полного высыхания [17]. При отборе грибов собирали объединенную пробу из
разных местообитаний участка. Грибы очищали от частиц почвы и растительных остатков, взвешивали и при необходимости измельчали [18]. Видовую принадлежность грибов определяли по общепринятым определителям [19].
Определение удельной активности (УА) 137Cs и других естественных радионуклидов (ЕРН) в пробах почвы и плодовых телах грибов проводили на универсальном спектрометрическом комплексе «Гамма плюс» с программным обеспечением «Прогресс 2000» [20]. Интенсивность накопления радионуклидов в плодовых телах грибов оценивали с помощью коэффициентов накопления (Кн) и перехода (Кп). Коэффициент накопления рассчитывали как отношение УА радионуклидов в плодовых телах грибов к УА радионуклидов почве. Коэффициент перехода (Кп) представляет собой отношение УА радионуклида в грибах (Бк/кг) к плотности загрязнения почвы (Бк/м2). Этот коэффициент позволяет снивелировать неравномерность распределения радионуклида по профилю почв и более адекватно оценить поступление радиоизотопа в пло-жовые тела грибов [21].
В ходе исследования на территории Дятьковского участкового лесничества было обнаружено 37 видов грибов, 32 вида - сапрофиты, 5 - к паразиты, исследовались только фоновые (наиболее распространённые) виды. Пробы макромицетов и почвы отбирались в 2012 и 2014 гг.
По накопительной способности 137Cs грибы значительно превосходят все другие компоненты лесного биогеоценоза, что отмечалось и другими авторами [3, 10, 13, 22]. В среднем УА грибов более чем в 20 раз больше максимально загрязненного слоя лесной подстилки [10, 22]. Грибы являются абсолютными концентраторами 137Cs в биогеоценозе, а с учетом того, что запасы биомассы мицелия составляют около 200 г/м2 [1, 9, 23], очевидна значимость роли грибов в биохимической миграции этого радионуклида. Удельная активность 137Cs и ЕРН в исследуемых видах высших грибов, произрастающих на территории сочетанного радиационно-хими-ческого загрязнения в пределах Дятьковского района Брянской области, представлена в таблице 1.
Таблица 1.
УА 137Cs и ЕРН в исследуемых видах высших грибов (сухая масса) в 2012-2014 гг.
Вид грибов УА, Бк/кг
137Cs 226Ra 232Th 40K
2012 г.
Lactarius pubescens 5443±635 128,2±63,1 40,8±45,9 1068±502
Lactarius necator 1064±271 62,5±76,4 54,6±77,2 1291±777
Suillus variegatu 5558±666 127,4±77,6 31,4±57,3 1172±619
Morchella conica 4773±705 297±223 214±218 4102±1589
2014 г.
Lactarius necator 2258±413 — * - 2195±2076
Виды рода Russula sp. 2540±422 126±179 - 746,3±1544
Lactarius necator 385±210 - 265±303 2483±2553
Paxillus involutus 5788±730 193±124 - 1056±941
Suillus variegatus 1558±988 21,0±66 773,2±1428 7372±11810
Lactarius vellereus 231,2±49,5 - - 893±420
Leccinum roseofractum 428±137 96±133 34±145 1138±1301
Boletus edulis 281,7±85,7 23,2±76 43,0±89,3 932±827
Примечание. * - ниже предела обнаружения прибора
Полученные значения УА 137Cs в пробах грибов варьировали в
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.