РАДИАЦИОННАЯ БИОЛОГИЯ. РАДИОЭКОЛОГИЯ, 2014, том 54, № 2, с. 201-208
РАДИОНУКЛИДЫ
УДК 574::539.1.04:58.051:621.039.8:581.526.42:582.28
ОЦЕНКА СОДЕРЖАНИЯ 13^s ГЛОБАЛЬНОГО И ЧЕРНОБЫЛЬСКОГО ПРОИСХОЖДЕНИЯ В ЛЕСНЫХ ПОЧВАХ И НЕКОТОРЫХ ВИДАХ
СЪЕДОБНЫХ ГРИБОВ © 2014 г. Т. В. Переволоцкая*, А. Н. Переволоцкий
Гомельский государственный университет им. Ф. Скорины, Гомель, Республика Беларусь
В статье проанализирована плотность загрязнения почвы радиоизотопами цезия и содержание 137Cs в плодовых телах некоторых видов лесных грибов на "дальнем" следе радиоактивных выпадений Республики Беларусь в 1994 и 2012 гг. На основании рассчитанной плотности загрязнения почвы 134Cs в 1986 г. для исследованной территории определен вклад в суммарную плотность загрязнения 137Cs глобальных радиоактивных выпадений и выбросов вследствие аварии на Чернобыльской АЭС. Установлено, что при плотности загрязнения почвы 137Cs 12—19 кБк/м2 на 1986 г. около 35% загрязнения обусловлено глобальными радиоактивными выпадениями. В 1994 и 2012 гг. проанализированы удельная активность и коэффициенты перехода 137Cs для плодовых тел некоторых видов лесных грибов. Коэффициенты перехода 137Cs для плодовых тел Boletus edulis находятся на уровне 10 х 10-3 м2/кг, Leccinum scabrum и Leccinum aurantiacum — (15—20) х 10-3 м2/кг, Xerocomus badius — (60-80) х 10-3 м2/кг.
137Cs, удельная активность, плотность загрязнения почвы, глобальные радиоактивные выпадения, выбросы ЧАЭС, коэффициент перехода, грибы.
DOI: 10.7868/S0869803114020088
После аварии на Чернобыльской АЭС радиоэкологические исследования [1—4] проводились, главным образом, при относительно высоких плотностях загрязнения почвы радионуклидами. В Беларуси типичными изучаемыми территориями стали "ближний" (белорусский сектор 30-километровой зоны вокруг ЧАЭС) и "дальний" (граница Могилевской и Гомельской областей, территории в Брестской и Минской областях) следы радиоактивных выпадений, где плотность загрязнения значительно превышала 37 кБк/м2 по 137Cs. Данное обстоятельство позволило достоверно определить параметры перехода радионуклидов в компоненты лесных экосистем и разработать на их основе рекомендации по ведению лесного хозяйства на радиоактивно-загрязненных территориях. При этом было установлено, что наибольшей накопительной способностью по отношению к 137Cs обладают лесные шляпочные грибы, коэффициент перехода для которых может достигать 8 м2/кг сырой массы [5]. В соответствии с полученными закономерностями суще-
* Адресат для корреспонденции: Республика Беларусь, 246654 Гомель, ул. Советская, 104, Учреждение образования Гомельский госуниверситет им. Ф. Скорины, биологический факультет; тел.: (375-0232) 57-11-15; e-mail: forest rad@mail.ru.
ственный уровень содержания 137С8 в лесных грибах наблюдался даже при радиоактивном загрязнении почвы, близком к фоновому, обусловленному глобальными радиоактивными выпадениями [6, 7]. Таким образом, целью исследований стали оценка вклада различных источников радиоактивного загрязнения (глобальных и "чернобыльских" выпадений) в суммарную плотность загрязнения почвы и определение уровней накопления 137С8 некоторыми видами лесных грибов при плотностях радиоактивного загрязнения, близких к фоновым.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА
Исследования проведены в 70-летнем сосняке чернично-мшистом естественного происхождения, относящемся ко 2-му выделу 54-го квартала Голынковского лесничества Клецкого лесхоза Минского ПЛХО. Для выдела характерна практически прямоугольная форма размером 110 х 70 м2, географические координаты его центра 52°53'15.3" северной широты и 26°32'06.4" восточной долготы. Северо-восточная и северо-западная стороны выдела примыкают к сельскохозяйственным угодьям, юго-западная и юго-восточная — к выделам вышеназванного квартала.
Таблица 1. Параметры радиоактивного загрязнения почвы 137Cs и 134Cs
Координаты точек отбора почвы Масса пробы, кг Удельная активность на 1994 г., Бк/кг Плотность загрязнения почвы на 1994 г., кБк/м2 Расчетные плотности загрязнения на 1986 г., кБк/м2 Расчетная плотность глобальных выпадений 137С8 на начало 1970-х гг., кБк/м2
X, м Y, м 137Cs К41994 134Cs UA1994 137r P, 1994 134Cs P, 1994 134Cs p, cS 1986 137r p, Cs P,1986 TT 137„ P,1986 r 137 r-P,1986
20 20 0.85 184 5.9 10.2 0.326 4.94 12.2 9.87 2.34 3.71
37 22 0.85 238 6.3 13.1 0.346 5.24 15.7 10.5 5.23 8.28
52 20 0.88 306 9.9 17.5 0.566 8.58 21.0 17.2 3.88 6.15
70 22 0.86 307 9.7 17.2 0.542 8.21 20.6 16.4 4.20 6.65
90 18 0.86 148 3.6 8.27 0.201 3.05 9.94 6.10 3.85 6.10
20 37 0.89 249 8.3 14.4 0.480 7.27 17.3 14.5 2.76 4.38
35 35 0.92 143 3.8 8.55 0.227 3.44 10.3 6.88 3.39 5.38
52 35 0.82 266 8.5 14.2 0.453 6.86 17.0 13.7 3.31 5.25
70 37 0.82 211 5.8 11.2 0.309 4.68 13.5 9.36 4.15 6.58
88 35 0.85 184 4.8 10.2 0.265 4.02 12.2 8.03 4.18 6.63
20 52 0.87 292 9.4 16.5 0.531 8.05 19.8 16.1 3.74 5.93
37 50 0.82 242 7.6 12.9 0.405 6.13 15.5 12.3 3.23 5.12
50 48 0.82 280 7.9 14.9 0.421 6.38 17.9 12.8 5.18 8.21
68 51 0.83 275 7.9 14.8 0.426 6.45 17.8 12.9 4.92 7.79
92 53 0.83 207 6.1 11.2 0.329 4.98 13.4 9.97 3.45 5.47
Среднее 235 7.03 13.0 0.39 5.89 15.6 11.8 3.85 6.11
Стандартное отклонение 54.1 2.03 2.99 0.11 1.73 3.59 3.46 0.83 1.31
Примечание. Ошибка измерения удельной активности 137Cs и 134Cs не превышала 40%.
Состав насаждения — 8С2Б (80% сосны (Pinus sylvestris L.), 20% березы бородавчатой (Betula pendula Roth.)), средний диаметр — 24 см, высота — 21 м, II класс бонитета, тип лесорастительных условий — А2. В подросте присутствовали сосна, береза, дуб (Quercus robur L.) и осина (Populus tremula L.), в подлеске — рябина (Sorbusaucuparia L.). В напочвенном покрове преобладали мхи (Шребе-ра и дикранум) (Pleurozium schreberi (Brid.) Mitt., Dicranum polysetum Sw.), отдельными куртинами присутствовали черника (Vaccinium myrtillus L.), встречалась овсяница овечья (Festuca ovina L.), золотая розга (Solidago virga-aurea L.), вейник наземный (Calamagrostis epigeios (L.) Roth), земляника (Fragaria vesca L.). Тип почвы определен с помощью почвенной прикопки как дерново-подзолистая песчаная свежая почва, развивающаяся на рыхлом свежем песке. Леса данной территории относятся к Западно-Предполесскому лесорасти-тельному району Неманско-Предполесского округа центральной подзоны грабово-дубово-темнохвойной зоны лесов [8]. Расстояние до ЧАЭС составляет 300 км, направление на ЧАЭС —
юго-восток. Плотность загрязнения почвы 137С8 для данной территории согласно [9] составляла от 4 до 10 кБк/м2. В пределах исследованного выдела отбирали пробы почвы и лесных грибов.
Отбор образцов почвы проводили в сентябре 1994 г. вместе с лесной подстилкой с помощью кольца диаметром 14 см и высотой 5 см в межкроновом пространстве. Для указанного типа лесорастительных условий спустя 8 лет после радиоактивных выбросов свыше 95% радионуклидов находилось в лесной подстилке и 0-5-сантиметровом слое минеральной части почвы [6, 10]. Относительные координаты точек отбора почвы в пределах выдела определяли с помощью рулетки и буссоли (табл. 1). За начало координат принимали юго-западный угол выдела (рис. 1 и 2). Из почвы извлекали корни и мелкие ветки, высушивали до воздушно-сухого состояния и подвергали у-спектрометрическому анализу.
В пределах данного выдела осуществляли сбор грибов в сентябре 1994 г. и августе 2012 г. Для изучения параметров накопления радионуклидов
70 60 50 40 30 20 10 0
70
- 60
5
50
- 40
- 30
8 " 20
- 10
1 0
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110
137
Рис. 1. Распределение поверхностной активности Cs глобальных радиоактивных выпадений (кБк/м2) в 1986 г. на территории выдела.
Рис. 2. Распределение поверхностной активности 137С8 (кБк/м2) вследствие аварийных выпадений ЧАЭС в 1986 г. на территории выдела.
были собраны наиболее употребимые местным населением виды грибов: белый гриб (Boletus edu-lis (Bull. ex Fr.)), подберезовик (Leccinum scabrum (Bull. ex Fr.)) подосиновик (Leccinum aurantiacum (Bulliard ex Saint-Amans) S.F. Gray) польский гриб (Xerocomus badius (Fr.) Kuhner). Грибы очищали от растительных остатков и почвы, сортировали по видам и из одного-двух плодовых тел каждого вида готовили пробы для спектрометрического анализа.
Пробы почвы и лесных грибов в 1994 г. подвергали у-спектрометрическому анализу с помощью у-спектрометрического комплекса, состоящего из компьютера с платой аналогово-цифрового преобразователя с подключенным к ней измерительным устройством УИ-36 (Российская Федерация) с полупроводниковым детектором. Эффективность регистрации на линии 661.6 кэВ составляла 0.003, минимально детектируемая активность с дополнительным блоком защиты — 2 Бк. Время измерения проб почвы составляло 2.5—3 ч. В 2012 г. измерения удельной активности 137Cs в пробах лесных грибов были проведены с помощью у-спектрометра "Атомтех" El-1315 (Республика Беларусь) со сцинтилляционным блоком детектирования, эффективность регистрации на линии 661.6 кэВ составляла 0.02, минимально детектируемая активность — 10 Бк, время измерения образцов составляло 0.5—1 ч. Относительная погрешность измерения удельной активности 137Cs и 134Cs в пробах почвы <40%, в пробах лесных грибов — <20%.
Основы методологии определения глобального радиоактивного загрязнения на фоне промышленного были изложены в работе Силантье-
ва А.Н. и Шкуратовой И.Г. [11]. Определение доли глобального и чернобыльского загрязнения территории 137Сб проводили по следующей методике.
По результатам измерения удельной активно-
,тг
134,-
сти 137Сб и 134Сб в 1994 г. (иА1994с и ЦА199С) проводили расчет плотности загрязнения почвы для каждого из радионуклидов (для примера приведены только формулы для 137С8):
_ ттл 137Cs -
Pll994 — t/Л. 1994 X m X S
(1)
где т — масса почвенного образца, кг (находилась в диапазоне от 0.8 до 0.9 кг); ж — площадь отбора пробы почвы (1.54 х 10-2 м2).
Плотность загрязнения почвы для каждого радионуклида на 1986 г. рассчитывали исходя из плотности загрязнения почвы в 1994 г.:
P/137cs — pi 1986 — p/
137cs 1994
[-ln(2)t/rV2] -1 X (e / )
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.