ЭКОЛОГИЯ, 2013, № 5, с. 334-338
УДК 502.5:504.5(571.63)
ТЕХНОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВЕННО-РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА ЮГА ПРИМОРСКОГО КРАЯ
© 2013 г. И. В. Молчанова*, Л. Н. Михайловская*, В. Н. Позолотина*, Ю. Н. Журавлев**, Я. О. Тимофеева**, М. Л. Бурдуковский**
*Институт экологии растений и животных УрО РАН 620144 Екатеринбург, ул. 8 Марта, 202 e-mail: molchanova_i_v@mail.ru **Биолого-почвенный институт ДВО РАН 690022 Приморский край, Владивосток, просп. 100-летия Владивостока, 159 e-mail: timofeeva@biosoil.ru Поступила в редакцию 03.12.2012 г.
Оценка техногенной нагрузки на экосистемы юга Приморского края показала, что запас 90Sr в почвах варьирует в пределах 0.3—1.3 кБк/м2, а 137Cs — 0.4—3.0 кБк/м2. Эти значения не отличаются от современного фонового уровня, характерного для пояса между 50—60° с.ш. Присутствие в образцах 134Cs указывает на вклад аварийных выбросов АЭС "Фукусима". Расчеты показали, что дополнительное поступление 137Cs в почвы обследованной территории составляет 0.03—0.30 кБк/м2. Исследовано содержание в почвах тяжелых металлов и микроэлементов. Обнаружено дополнительное, техногенное, поступление в почву Cu и Pb, в среднем в 2 раза превышающее ПДК. Для остальных элементов превышение удерживается на уровне 8—32%.
Ключевые слова: мониторинг, радионуклиды, авария на АЭС "Фукусима", тяжелые металлы, Приморский край.
БО1: 10.7868/80367059713050119
Мониторинг окружающей среды в целях оценки воздействия промышленных и атомно-энерге-тических комплексов, а также последствий ядерных аварий является важнейшей задачей экологии. Дальневосточный регион РФ с особенностями его климата и рельефа, оказавшийся в непосредственной близости от эпицентра аварии на АЭС "Фукусима" в Японии, представляет особый интерес. В литературе имеется мало данных, характеризующих техногенную, в частности радиационную, нагрузку на естественные экосистемы в этом регионе, в то время как потребность в подобных материалах значительна. На востоке вблизи Российских берегов расположено 13 АЭС, из них 9 — на западном побережье Японии, 4 — на восточном берегу Корейского полуострова. В пределах береговой зоны полуострова Муравьева-Амурского располагаются промышленные зоны крупных металлургических предприятий и ранее базировались объекты атомного флота. Отслужившие свой срок атомные корабли размещаются, в частности, на базе "Павловское". Слаборадиоактивные отходы, образующиеся в результате эксплуатации атомного флота, сбрасывались в Охотское и Японское моря. Все это создает потенциальную
опасность для территории Приморья, которая особенно проявилась в период аварии на АЭС "Фукусима". По оценкам экспертов в ходе аварии в атмосферу поступило около 150 х 1015 Бк 131I и 6-15 х 1015 Бк 137Cs (Masson et al., 2011). Вклад радиоактивных выпадений был зарегистрирован на всем Северном полушарии планеты, в том числе и на территории России (Bolsunovsky, Dementyev, 2011; Statement..., 2011; Kirchner et al., 2012).
Цель данной работы — оценка техногенной нагрузки (радионуклиды и тяжелые металлы) на экосистемы густонаселенных участков юга Приморского Края.
МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ
Исследованы территории береговой зоны полуострова Муравьева-Амурского (см. рисунок). Площадки были расположены на удалении 500— 800 м от уреза воды в районе бухт Чажма (уч. 1, 2), Павловского (уч. 3), Патрокл (уч. 4), Горностай (уч. 6), Лазурная (уч. 7), Муравьиная (уч. 8), а также на территории Покровского парка (уч. 5). Преобладающая форма рельефа — мелкосопочник с
ТЕХНОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВЕННО-РАСТИТЕЛЬНОГО ПОКРОВА
335
ровка Провалово
V
Западный
Давыдовка авричанка Девятый вал
Артем
ш
рудовое
Богатое вдхр.
Пионерское вдхр. Автовокзал
Владивосток
Мор Ж/Д Вокзал
Старк
поселок Рейнеке
Емар
№ 7
Стеклянуха Шкотово
V /V ' ■ '
Смоляниново ;
Новороссия
О0'
уф»
Речица
.У
..^Романовка
7",,
Ца1
одол
Царевка
Лиановка
Новонежино
Ш
дол Петровка
_Б- - V. \
Большой Камень
дан
Рождественка
Моленый Мыс
Мысовой Стрелок
%
Промысловка
Фокино
Шш
№ 1
№ 2 / № 2 № 3
Дунай Бухта Широкая П
ш
Путятин
V'
Лива
Анна
Карта-схема района исследований.
останцовыми возвышенностями, у подножий которых, как правило, формируются делювиальные шельфы. Растительность представлена широколиственными и хвойно-широколиственными лесами, в которых доминируют дуб зубчатый и монгольский, орех маньчжурский, березы пушистая, плосколистная, шерстистая и даурская, липы амурская и маньчжурская, клены приречный, маньчжурский, моно и зеленокорый, лещина маньчжурская, многочисленные виды ивы. Из хвойных пород широко распространены кедр корейский, ель корейская, пихты цельнолистная и почкочешуйная, лиственница Гмелина (Селедец, 2011). Климат в Приморье — муссонный, с малоснежной зимой и влажно-тропической погодой летом, что способствует активному разложению поступающих в почву растительных остатков. В почвенном покрове преобладают буроземы типичные, формирующиеся на коре выветривания кислых кристаллических пород и делювиальных отложениях (Иванов, 1976).
На участках со сходным почвенно-раститель-ным покровом были заложены реперные площадки размером 100 х 100 м. Отбор проб растительного опада, лесных подстилок и почв проводили по
общепринятым схемам ландшафтно-геохимиче-ских исследований. Для создания представительной пробы соответствующие образцы из трех индивидуальных разрезов, расположенных в вершинах равностороннего треугольника (длина стороны 10 м), усредняли.
Содержание 908г в образцах определяли радиохимическим методом по дочернему 90У. Для радиометрии препаратов использовали установку УМФ-2000 (Россия), предел обнаружения 0.2 Бк. Содержание 137С8 и 134С8 определяли на многоканальном у-анализаторе с германиевым полупроводниковым детектором фирмы "ORTEC" (США), нижний предел обнаружения 0.1 Бк. Погрешность методов не превышала 20%. Количественное определение содержания тяжелых металлов в образцах почв проводили в вакууме с использованием рент-генфлуорисцентного анализатора ЕЭХ-800 (8Ы-шаёги, Япония) и государственных стандартных образцов сравнения. Пробы листового опада и подстилки озоляли при температуре 450°С. Содержание элементов в них определяли в воздушной среде в формате качественно-количественного анализа. При обработке данных использовали общепринятые статистические методы.
336
МОЛЧАНОВА и др.
Таблица 1. Запас радионуклидов в органогенных образованиях (лесные подстилки, листовой опад) и почвах на территории юга Приморского края, Бк/м2
№ участка Органогенные образования Почвы 137Cs/ 90Sr
90Sr 137Cs 134Cs 90Sr 137Cs 134Cs
1, 2 23 ± 6 10 ± 1.0 0.4 ± 0.2 1330 ± 380 2190 ±200 184 ± 45.0 1.6
3 3 ± 1 2 ± 0.2 0.2 ± 0.05 520 ± 150 1530 ± 75 11 ± 2.6 3.0
4 10 ± 3 6 ± 0.6 0.05 ± 0.02 610 ± 200 800 ± 80 28 ± 7.5 1.3
5 2 ± 0.5 3 ± 1 0.4 ± 0.2 270 ± 54 430 ± 40 10 ± 5.0 1.6
6 17 ± 3.4 11 ± 0.6 1 ± 0.5 610 ± 60 1200 ± 150 15 ± 8.0 1.9
7 18 ± 3 1 ± 0.3 0.1 ± 0 940 ± 180 3040 ± 30 30 ± 12.0 3.2
8 24 ± 4 140 ± 15 6 ± 2.0 600 ± 200 1140 ± 140 33 ± 3.0 2.1
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Анализ полученного материала показал, что величина удельной активности (Бк/кг сухого вещества) листового опада убывает в ряду 908г > 137С8 > 134Сз. При этом удельная активность 908г варьирует в пределах 10-40, 137С8 - 2-10 и 134С8 - 0.2-1 Бк/кг. В лесной подстилке радионуклиды располагаются в такой же последовательности, однако абсолютное содержание в ней 137С8 несколько выше (15-20 Бк/кг). Исключение составили образцы растительного опада, собранные на участке 8, в районе бухты Муравьиная: содержание в них 137С8 и 134Сб удерживается на уровне 150 и 12 Бк/кг соответственно.
Запас 908г в органогенных горизонтах почв (растительный опад + лесная подстилка) не превышает 24 Бк/м2, 137Сб - 140 Бк/м2 , а 134С; - 6 Бк/м2, что составляет 4, 11 и 15% соответственно от их общего запаса в 0-20 см слое почв (табл.1). Близкие уровни загрязнения 134С8 и 137С8 органогенных горизонтов почв отмечены после аварии в Фукусиме в 2011 г. на территории Урала и Сибири (ВокипоУ8ку, ЭетеПуеу, 2011; Молчанова и др., 2012).
Запас 908г в почвах обследованных участков Приморского края варьирует в пределах 2701330 Бк/м2, а 137Сб - от 430 до 3040 Бк/м2. Минимальное содержание радионуклидов отмечено в почвах Покровского парка (уч. 5), испытывающего антропогенный прессинг, а более высокое - в районе бухты Чажма (уч. 1, 2), где в 1986 г. произошла авария ядерно-энергетической установки на атомной подводной лодке, и в районе бухты Лазурная (уч. 7).
В целом содержание этих радионуклидов в почвах Приморского края не отличается от современного фонового уровня, который в поясе между 50°-60°с.ш. равен 1.3 кБк/м2 для 908г и 2.2 кБк/м2 - для137Сб, т.е. отношение 137С8/ 908г составляет 1.7 (Атлас..., 2007). В среднем на обследо-
ванной нами территории отношение 137Cs/90Sr равно 2.1. Повышенное содержание 137Cs относительно 90Sr может быть связано с аварийными выбросами АЭС "Фукусима". На это указывает и присутствие в исследуемых образцах 134Cs. Через год после аварии запас этого изотопа в почвенном слое составлял 10—184 Бк/м2 — это значение в среднем в 10—100 раз ниже такового для 137Cs. Учитывая, что на момент аварии в газоаэрозольных выбросах отношение 134Cs/137Cs было близко к единице (Онищенко и др., 2011; Kirchner et al., 2012), мы рассчитали количество 137Cs, поступившего в окружающую среду в поставарийный период. Плотность загрязнения разных участков обследованной территории Приморья 137Cs аварийных выпадений составила 30—300 Бк/м2. Отметим, что в почвенном покрове Уральского и Сибирского регионов вклад аварийных поступлений 137Cs несколько ниже (0.9—42 Бк/м2), а уровни загрязнения почв в зоне аварии в Японии несопоставимо выше — от 600 до 3000 кБк/м2 (Yoshida, Kanda, 2012).
Оценка состояния почвенного покрова включала наряду с радиоэкологическим исследованием выявление уровня и характера распределения в почвах тяжелых металлов и микроэлементов, которые входят в состав любых природных объектов. Многие из них относятся к числу биогенных элементов, в малых количествах необходимых для поддержания
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.