зкологчЗ
СИСТЕМА
РАДИОЭКОЛОГИЧЕСКИХ СТАНДАРТОВ ЗОНАЛЬНЫХ БИОМОВ РАЗЛИЧНЫХ РЕГИОНОВ
Д. Á. Маркелов
ГУП МосНПО «Радон»
Предложена система радиоэкологических стандартов зональных биомов как основа рационального природопользования, позволяющая проводить диагностику радиоэкологического состояния территории, устанавливать степень соответствия ландшафтно-зональному типу, прогнозировать содержание радионуклидов в растениях и почве и на основе полученных знаний нормировать воздействие.
System of radio-ecological standards of zonal biomes as a base of environmental management is offered. This system allows to make diagnostics of radio-ecological condition of territories with determination of degree compliance with landscape zone type, make prognosis of radionuclide contents in vegetation and soil. Its allows to ration the impact on the base of received awareness.
Основу рационального природопользования составляет сохранение устойчивого развития природно-территориальных комплексов как составных частей биосферы. Природопользование, обусловливающее радиационную нагрузку на биосферу, регламентируется законами, определяющими контроль выбросов и сбросов радиоактивных веществ в окружающую природную среду, состояние эксплуатируемых природных и геотехнических экосистем законом не регламентируется и не контролируется. Состояние экосистем является индикатором изменения биосферных процессов, так как обмен веществ и энергии в биосфере реализуется через функционирование экосистем, природно-территориальных комплексов и биомов, поэтому структура, состояние и метаболизм природных систем должны стать эталонами или экологическими стандартами для регламентации и регулирования природопользования.
Радиационная нагрузка на экосистемы увеличивается в зональном спектре ландшафтов от тундры (52 мрад/год) до пустыни (94 мрад/год). Величина нормального фона для Земли в среднем равна 4,85 мкР/час. Анализ распределения доз и запасов 137Сз на территории СССР на период 1974 года показывает, что дозы составляли: в тундровых почвах — 3,5 мкР/час, в подзолистых — 2.9 мкР/час, сероземах — 8,6 мкР/час. Запас цезия-137 максимален в лесной и степной зонах, дозы и концентрации радионуклида увеличивались в
восточных регионах — в Сибири и на Дальнем Востоке. Аварийный выброс Чернобыльской АЭС в 1986 г. распространился на европейской территории в виде крупных фрагментарных ореолов. Вклад 137Сз аварийного происхождения составил на Европейской территории 20—50% глобального фона, а. на. Азиатской — 10%.
В работе представлены типовые уровни содержания радионуклидов в основных зональных биомах, выявленные в результате собственных исследований в составе комплексных экспедиций ГУП МосНПО «Радон» в период 1998-2005 гг. Для решения поставленных задач выбраны 4 крупных региона: Европейская территория России (ЕТР), Подтатран-ский район Карпатской горной страны в Словакии, Норильский промышленный район (НПР) и уезд Сыпин провинции Гирин Китая.
Материалы по Европейской территории России, Словакии и Китаю собраны автором в составе экспедиций Центра эколого-географических разработок (ЦЭГР) ГУП МосНПО «Радон» в 1997, 1998 и 1999 гг. Экспедиции проведены в рамках выполнения Федеральной программы «Безопасность населения и народнохозяйственных объектов с учетом риска возникновения природных и техногенных катастроф». При создании ГНС НПР автором использованы полевые материалы международной экспедиции географического факультета, предоставленные доктором биологических наук профессором Е. И. Голубевой: перечень мест отбора проб с координатной привязкой (93 пробные площади), пробы почвы и подстилки (200 проб). Радиометрические, радиохимические анализы проведены в ГУП МосНПО «Радон». В настоящей работе также обобщены результаты исследований, проведенных автором при поддержке Федеральной целевой программы «Интеграция» Проект М 0226 в период 1997-1999 гг. Полевые работы, лабораторная и камеральная обработка полученных результатов средствами ГНС технологий выполнены автором лично.
Тундра и лесотундра (Норильский промышленный регион). Радиоэкологическое состояние тундровых и лесотундровых экосистем оценено по
следующим показателям: 1) суммарная a-активность (по эталону 238+2зэри). 2) суммарная ß-активность (по эталону 90Sr+90Y); 3) содержание отдельных радионуклидов: 90Sr, 137Cs, 238Pu, 239Pu, 234U, 238U, 236U, 226Ra.
238+239pu_ Показатель колеблется в компонентах экосистем от 20 до 1200 Бк/кг, при этом в подстилке в среднем выше, чем в почве. Наибольшую радиационную нагрузку, индицируемую подстилкой, испытывают бореальные горные редколесья ( лиственничные из Larix dahurica) — 1200 Бк/кг и бореальные равнинные редколесья (лиственничные из Larix dahurica) — 640 Бк/кг. Максимальная нагрузка, индицируемая a-активностью почвы, наблюдается в бореальных горных тундрах (ольховни-ковых из Alnaster fruticosus) —
620 Бк/кг и бореальных равнинных редколесьях (лиственничных из Larix dahurica)— 760 Бк/кг.
90Y+90Sr. Диапазон изменения показателя —50 — 1900 Бк/кг. Высокий уровень ß-активности подстилки отмечен в бореальных лесах (березово-лиственничных) — 1700 Бк/кг, бореальных равнинных редколесьях (лиственничных из Larix dahurica) — 1000 Бк/кг и бореальных горных тундрах (ольховниковых из Alnaster fruticosus) — 1100 Бк/кг.
ß-активность почвы индицирует высокую нагрузку в бореальных горных тундрах (ерниковых из Betula exilis —1900 Бк/кг, разреженных — 910 Бк/кг) и в бореальных гарях — 1400 Бк/кг.
90Sr. Содержание радионуклида меняется от 20 до 170 Бк/кг. При этом в почве его содержание не превышает 20 Бк/кг. По максимальной радиационной нагрузке за счет 90Sr индицируется следующий ряд сообществ в порядке убывания: бореальные горные тундры (ольховниковые из Alnaster fruticosus) —170 Бк/кг, бореальные леса (ольховники) —140 Бк/кг, бореальные равнинные редколесья (лиственничные из Larix dahurica) — 94 Бк/кг.
137Cs. Содержание радионуклида меняется от 20 до 730 Бк/кг. По максимальному содержанию 137Cs в подстилке выделяются следующие сообщества: бореальные равнинные редколесья (елово-лиственничные) — 730 Бк/кг, бореальные горные тундры (ерниковые
из Betula exilis и ольховниковые из Alnaster fruticosus) — 400—440 Бк/кг и бореальиые горные редколесья (лиственничные из Larix dahurica) — 410 Бк/кг. Максимальное содержание 137Cs в почве отмечено в бореальных горных (ерниковых из Betula exilis) тундрах — 380 Бк/кг и бореальных лесах (елово-березовых) — 190 Бк/кг.
Типовые уровни содержания а-излу-чающих радионуклидов (по данным радиохимического анализа) составляют: 238ри отмечен в бореальных горных тундрах (ерниковых из Betula exilis) — 5,32 Бк/кг; 239 Pu отмечен в бореальных горных тундрах: ольховниковых из Alnaster fruticosus 69,6 Бк/кг и ерниковых из Betula exilis — 39 Бк/кг; 234U отмечен в бореальных горных редколесьях (лиственничных из Larix dahurica)—
43,8 Бк/кг; 238 U отмечен в бореальных горных тундрах (ольховниковых из Alnaster fruticosus) — 20 Бк/кг и бореальных гарях — 30 Бк/кг.
Радиоэкологический физиономический портрет региона представляет звездчатую форму в соответствии с рельефом, ветровым режимом и типами растительности. По a-активности максимальный ореол формируется в ю-з — с-в направлении и приурочен к полосе горных лесных и тундровых сообществ, а минимальный ореол приурочен к гарям Норильско-Рыбнинской депрессии и западным предгорьям плато Путорана. Портрет по р-активности подстилки представляет округлую форму с максимальными значениями по окраинам Норильско-Рыбнинской депрессии, примыкающим к склонам Норильского и Путоранского плато, занятым горными тундрами и редколесьями.
Как показал радиоэкологический анализ, сообщества ольховниковые из Alnaster fruticosus и лиственничные из Larix dahurica максимально накапливают радионуклиды, могут служить индикаторами степени воздействия и представляют наиболее уязвимое звено в структуре растительного покрова территории.
Создана ГИС в программной среде SPANS GIS, которая позволила построить серию карт, отражающих экологическое состояние растительности региона; оценить степень техногенного воздействия; охарактеризовать радиоэкологическую ситуацию региона; определить
наиболее уязвимые типы экосистем и территорий.
Хвойно-широколиственные леса (национальный парк «Мещёра»). Изученные типы лесных экосистем представляют собой классический ряд сосняков по классификации В. Н. Сукачева, характеризующийся различиями по режиму увлажнения, сухости, богатства почв.
Максимальные уровни а -активности (238+239ри) отмечены в лишайниках — 250 Бк/кг и подстилке — 170 Бк/кг при отсутствии в почве. Выделяются две тенденции содержания а-излучающих радионуклидов в компонентах экосистем: 1) равномерное содержание во всех ярусах фитоценозов (сосняк черничник, сосняк сфагновый, осиново-дубово-еловый крушиновый разнотравный); 2) содержание отмечено спорадически в отдельных ярусах, но с высокими значениями (сосняк беломошник, сосняк зеленомошник, сосняк долгомошник).
По р-активности (908г + 90У) наблюдаются высокие уровни радиоактивного загрязнения, от 170 до 3200 Бк/кг. Максимальное содержание р-излучающих радионуклидов отмечено в грибах подстилочных сапрофагах-микоризообразователях (3200 Бк/кг). На втором месте стоят растения травяно-кустарничкового яруса (470—1300 Бк/кг). Деревья, мхи и лишайники занимают третью позицию — 170—650 Бк/кг, и на последнем месте по уровню содержания 908г+90У стоят почва (230—970 Бк/кг) и подстилка (290—570 Бк/кг). Из обследованных грибов самыми активными накопителями являются свинушки (3200 Бк/кг), польский гриб (3100 Бк/кг), маслята (2300 Бк/кг), волнушки (2100 Бк/кг).
По уровню загрязнения почвы выделяются осиново-дубово-еловый крушиновый разнотравный лес и сосняк долгомошник, по подстилке — сосняк беломошник. Выделяется довольно четкая тенденция «взаимозаменяемости» ярусов растительного покрова по уровню накопления 908г+90¥.
137Сз отмечен во всех сообществах в очень высоких концентрациях. Особенно в напочвенных грибах — микоризообра-зователях (2800 Бк/кг — подберезовик). На втором месте стоят растения травяно-кустарнич
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.