научная статья по теме ТРАНСФОРМАЦИЯ РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ БРЯНСКО-БЕЛОРУССКОГО ПОЛЕСЬЯ Геофизика

Текст научной статьи на тему «ТРАНСФОРМАЦИЯ РАДИОАКТИВНОГО ЗАГРЯЗНЕНИЯ ПОЧВ БРЯНСКО-БЕЛОРУССКОГО ПОЛЕСЬЯ»

УДК 504.53.054:621.039.586(470.333+476)

Трансформация радиоактивного загрязнения почв Брянско-Белорусского Полесья

Е. В. Квасникова*, Е. Д. Стукин*, Г. И. Титкин*, О. М. Жукова*, А. Е. Самонов**, Е. Н. Борисенко**, Э. Д. Шагалова***, О. М. Жукова***

В результате полевых работ в брянско-белорусском цезиевом пятне через 15 лет после аварии на Чернобыльской АЭС оценен современный радио-нуклидный состав загрязнения и показано, что ландшафтно-геохимические условия полесских ландшафтов способствуют пространственному фиксированию пятен загрязнения почв 137С$. Описана методика исследования миграции радионуклидов с применением принципа ландшафтно-геохимического профилирования в пределах малых водосборов. Показано, что в луговых ландшафтах краевой зоны пойменных болот наблюдается некоторое увеличение уровней загрязнения при заметном увеличении их изменчивости, что авторы объясняют медленно идущим процессом накопления радиоцезия на сорбцион-но-глеевом барьере. Установлено, что по состоянию на лето 2000 г. 90% запаса ,37Св в дерново-подзолистых супесчаных почвах сосредоточено в верхнем 5—6-сантиметровом слое, в дерново-подзолисто-глееватых и глеевых, а также в дерново-глеевых — в верхнем 12—16-сантиметровом слое, а в тор-фяно-болотных почвах — в верхнем 10—11-сантиметровом слое. При этом основная доля запаса радионуклида, как правило, не выходит за пределы горизонтов А о и А/.

Введение

В результате аварии на Чернобыльской АЭС, произошедшей 15 лет назад, почвы Брянско-Белорусского Полесья были в значительной степени загрязнены радионуклидами как конденсационной, так и топливной составляющей выброса из аварийного реактора. При этом известно, что основным долгоживущим дозообразующим радионуклидом в регионе является '"Се [1,5].

Целью настоящей работы является анализ пространственных тенденций изменения за последние 15 лет поля загрязнения местности радионуклидами чернобыльского происхождения и, прежде всего, 137Сз в брянско-белорусском цезиевом пятне. Такой анализ делается для получения и подтверждения ряда выводов в рамках фундаментальной научной пробле-

* Институт глобального климата и экологии Росгидромета и Российской академии наук.

* * Институт геологии рудных месторождений, петрографии, минералогии и геохимии Российской академии наук.

*** Центр радиационного контроля и мониторинга окружающей среды Госкомгидромета Республики Беларусь.

мы геохимии искусственных радионуклидов в ландшафте. В частности, рассматриваются вопросы накопления 137Сз на глеевом барьере краевых зон болот; скорости погребения максимума содержания этого радионуклида под свежими наносами в аккумулятивных ландшафтах низких рангов; значимости изменений радиационной обстановки в сопряжениях геохимических ландшафтов. Задача решается путем исследований загрязнения почв сопряженных ландшафтов малых водосборов, где можно ожидать проявления изменений уровней загрязнения как в связи с механическими перемещениями почвенной массы в результате смывов и эрозии, так и с накоплением радионуклидов на геохимических барьерах различного генезиса. Сопоставление полученных в 2000 г, экспедиционных данных с архивными данными о загрязнении тех же водосборов в период первых лет после выпадений [3—6] позволяет подтвердить выводы о тенденциях изменения структуры поля радиоактивного загрязнения за 15 лет после аварии на ЧАЭС.

Постановка вопроса об исследовании изменений полей радиоактивного загрязнения имеет, кроме чисто научного, и социально-значимый аспект, связанный е предположениями о "расползании пятен загрязнения" со временем, Результаты настоящей работы дают конкретный фактический материал для комментариев таких предположений.

Район полевых работ

В июне — августе 2000 г. были проведены полевые работы в брян-ско-белорусском цезиевом пятне на водосборах малых рек бассейна Днепра с получением экспериментального материала в сопряженных элементарных ландшафтах, характерных для Полесья (рис. 1). Один из таких характерных участков был выбран в Клинцовском районе Брянской области России, в окрестностях д. Тулуковщина. Работы проводились в сопряженных ландшафтах малого водосбора р. Московка, являющейся притоком 5-го порядка бассейна Днепра. Другой участок располагался в Ветковском районе Гомельской области Белоруссии в окрестностях деревень Бартоло-меевка и Осово на водосборе р. Беседь, являющейся притоком 3-го порядка бассейна Днепра.

Работы выполнялись на двух катенах водосбора р. Московка:

— от вершины палеодюнного террасированного холма до низкой заболоченной поймы через высокую пойму с притеррасным понижением (правый берег р. Московка, длина профиля 0,8 км);

— от привершинной части пологого водно-ледникового склона междуречья под коренным сосновым бором до склона высокой поймы через пологий склон междуречья, обширное заболоченное понижение в тыловой части высокой поймы и прирусловой вал (левый берег р. Московка, длина профиля 1,7 км).

Была обследована катена на водосборе р. Беседь:

— от привершинной части водно-ледникового междуречья (частично под лугом на старопахотной почве, частично под коренным сосновым бором) до заливной низкой поймы с валами и старицами через склон междуречья, осложненный палеоэоловыми формами, и обширное заболоченное

Рис. 1. Район экспедиционных работ.

Указаны изолинии плотности загрязнения местности "7Cs (Ки/км2).

понижение в тыловой части поймы (левый берег р. Беседь, длина профиля 2,5 км).

Была отобрана 261 проба почвы (в том числе послойно), произведено 352 гамма-спектрометрических измерений in situ, в 60 пробах почвы был измерен ряд параметров почвенной химии.

Методика исследований

Теоретической предпосылкой при разработке методики полевых работ в рамках данного исследования было представление о миграции микроколичеств химических элементов в ландшафте и их накоплении и (или) рассеянии на ландшафтно-геохимических барьерах [10, 11]. Главной особенностью полевых работ является выделение на местности ряда элементарных геохимически сопряженных ландшафтов и их характеристика в отношении концентрации радионуклидов [2]. В качестве картографической основы использовались ландшафтные схемы, составленные на базе топографических карт масштаба 1 : 10 000 или 1 : 25 000.

Места отбора проб подбирались таким образом, чтобы могли характеризовать каждый элементарный ландшафт геохимического сопряжения (катены). В каждом элементарном ландшафте закладывался почвенный разрез с описанием генетических горизонтов, из каждого горизонта отбиралась почвенная проба с фиксированной площади общим весом I—1,2 кг для последующего гамма-спектрометрического анализа на содержание радиоцезия. От каждой из таких проб отбиралась навеска для выполнения анализов на рН, содержание микроэлементов и органического углерода. Для дополнительной характеристики элементарных ландшафтов проводился отбор проб почвы при помощи пробоотборников с известным диаметром рабочей части (использовались стальные трубы разного диаметра для отбора почвенных колонок 0—20 и 20—40 см).

Обработка проб почвы производилась следующим образом. Вначале проба, отобранная из разреза, вручную гомогенизировалась, из нее отбирались навески до 80—100 г для химических анализов. Большая часть пробы с фиксированной геометрией поступала на дальнейшую пробопод-готовку перед гамма-спектрометрическим анализом [9]. Такая проба раз-48

малевалась на керамической шаровой мельнице после специальной просушки в сушильном шкафу при температуре до 200°С.

Затем пробы измерялись в гамма-спектрометрических лабораториях. Лаборатория Института глобального климата и экологии (Москва) располагает гамма-спектрометрическим комплексом фирмы "Ортек" с детектором (НРОе) СЕМ-30185 с относительной эффективностью 30% и энергетическим разрешением 1,8 кэВ. Лаборатория Центра радиационного контроля и мониторинга окружающей среды (Минск) также имеет гамма-спектрометрический комплекс фирмы "Ортек" с детектором (НРСе) СЕМ-80205-Р с относительной эффективностью 30%.

Малые навески (80—100 г) разделялись на 3 части, в одной из которых измерялся рН, в другой — органический углерод, а третья навеска поступала на спектральный анализ. Использовались стандартные методики химического анализа. Реакция почвенных растворов измерялась портативным потенциометром для водной суспензии (соотношение почва —-вода — 1:2,5). Органический углерод выделялся по методу Тюрина. Был проведен также полуколичественный спектральный анализ, показавший, что наиболее значимыми для исследования контрастности геохимических условий в районах исследования являются следующие микроэлементы: Тц Мп, Сг, V, N1, Со, Си, А§, 2п, РЬ, Бп, Мо, У, Ът, определение содержания которых позволило уточнить границы выделенных по морфологическим признакам в полевых условиях элементарных ландшафтов. Рассмотрение результатов химических анализов с точки зрения их контрастности дало возможность уточнить предполагаемые по ландшафтным описаниям границы геохимических ландшафтов изучаемых мальрс водосборов и распространить по аналогии данные измерений на площади изучаемых ландшафтов в соответствии с основными методическими положениями ландшафтно-ориентированного крупномасштабного картографирования, Таким образом, были получены ландшафтно-геохи-мические картосхемы изучаемых районов (рис. 2).

Рис. 2. Распределение плотности загрязнения местности137Cs (Ки/км2) в сопряженных ландшафтах долины р. Московка (Брянская область, Россия) (в) и долины р. Беседь (Гомельская область, Белоруссия) (б) в июне 2000 г.

Тонкие линии — изолинии плотности загрязнения местности '"Cs (Ки/км1). Римскими цифрами указаны геохимические ландшафты. 1 — элювиальный; II — трансэлювиальный; III — трансаккумулхтннный; IV — суперак-вальный; V— еубаквальный, Гранины ландшафтов — жирные линии.

Результаты анализов по каждому разрезу представлялись в виде графиков вертикального распределения содержания измеренного компонента, что дало возможность сопоставлять не только абсолютные значения измеренных параметров, но и тенденции их изменения по вертикали, сопрягая результаты такого сопоставления с ландшафтным описанием точки. Коррект

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.

Показать целиком