Dynamics of factor of 137Cs accumulation by fishes of I - II trophic levels in case of radionuclide concentration variation in water of freshwater bodies

РАДІОБІОЛОГІЯ ТА РАДІОЕКОЛОГІЯ УДК 582.287.539.16 : 546.36 СЕЗОННЫЕ ИЗМЕНЕНИЯ УДЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ 137Cs В ПОЧВЕ НА ТЕРРИТОРИИ ПОЛИГОНОВ 30-КИЛОМЕТРОВОЙ ЗОНЫ ЧАЭС И «ЮЖНОГО СЛЕДА» Н. Е. Зарубина, И. А. Малюк, Э. Ю. Котишевская, С. В. Телецкая, А. И. Головач, Л. А. Головач Институт ядерных исследований НАН Украины, Киев Исследовались сезонные изменения содержания 137Cs в почве. На территории полигонов «Парышев» и «Стайки» минимальные уровни удельной активности этого радионуклида в слое лесной подстилки соответствует по времени максимальным значениям содержания 137Cs в почве в слоях 0 - 5 и 5 - 10 см. На территории полигона «Дитятки» изменения содержания 137Cs в слое лесной подстилки и верхнем (0 - 5 см) слое почв совпадают. Ключевые слова: содержание 137Cs, почва послойно, сезонная динамика. После аварии на ЧАЭС огромное количество публикаций посвящено загрязнению почв 137Cs. В литературе рассматриваются такие вопросы, как распределение и перераспределение этого радионуклида по вертикальному профилю почв, зависимость уровней содержания 137Cs от типа почв, состава и количества гумуса и др. [1 - 7]. Однако сезонные изменения уровней удельной активности 137Cs в различных почвенных слоях практически не изучаются. В работе [8] указывается, что существуют сезонные колебания содержания 137Cs в различных компонентах лесных экосистем. По данным [7], интенсивность биогеохимических процессов, определяющих поведение радионуклидов в системе «почва - растение» в лесных экосистемах, нестабильна и изменяется в годовом цикле. Целью нашей работы было исследование сезонных изменений уровней удельной активности 137 Cs в почве. Материалы и методики Пробы почв отбирались послойно: опад, подстилка, слой почвы 0 - 5 см и слой почвы 5 10 см. Полигоны относятся к одному типу экотопа (А1), характеризуются типами почв: «Дитятки» – дерново-подзолистая, песчаная; «Стайки» – дерново-подзолистая, песчаная; «Парышев» – дерново-подзолистая, глеевато-песчаная; различаются уровнем загрязнения почв 137Cs. Для исследования послеаварийной динамики содержания 137Cs пробы почв отбирались в осенний период: в конце сентября - середине октября ежегодно. На полигонах «Дитятки» (зона отчуждения и зона безусловного (обязательного) отселения) и «Стайки» (территория «южного следа») пробы отбирались в период с 1986 г. по настоящее время (2009 г.); на полигоне «Парышев» (зона отчуждения и зона безусловного (обязательного) отселения) - с 1995 г. ЯДЕРНА ФІЗИКА ТА ЕНЕРГЕТИКА Т. 10, № 4 2009 Для исследования сезонной динамики содержания 137Cs в почвах отбор проб проводился ежемесячно в 2007 - 2009 гг. Исключение составляет полигон «Стайки», на котором отбор проб не проводится с декабря по март. Пробы почв отбирались с учетом таких требований: на местах с ненарушенной после формирования радиоактивного загрязнения поверхностью при отсутствии признаков смыва или намыва поверхностного слоя почв за это же время; на задернованных местах; место пробоотбора должно быть ровным, однородным, открытым. Почвы отбирались методом «конверта»: со стороной 1 м – полигоны «Дитятки» и «Парышев»; со стороной 1,5 м – полигон «Стайки» с помощью пробоотборника площадью 100 см2. После отбора пробы почвы с одного полигона и одной глубины помещали в один полиэтиленовый пакет. В лабораторных условиях методом квартирования отделялась одна проба массой не меньше 0,5 кг. При подготовке проб к гамма-спектрометрическим измерениям их высушивали до воздушно-сухой массы при комнатной температуре. Перед измерениями пробы взвешивались, тщательно измельчались, перемешивались [9 11]. Измерение содержания 137Cs в пробах почв послойно проводилось по стандартным методикам. Результаты исследований и их обсуждение На территории всех полигонов исследований отмечено постепенное ежегодное снижение уровней удельной активности 137Cs в лесной подстилке и слое почв 0 - 5 см (рис. 1 - 3). Характерным является более медленное снижение содержания этого радионуклида на территории, менее загрязненной в результате аварии - полигоне 413 Н.Е. ЗАРУБИНА, И.А. МАЛЮК, Э.Ю. КОТИШЕВСКАЯ И ДР. 10000 Бк/кг воздушно-сухой массы 10000 подстилка почва 0 - 5 см 1000 1000 100 10000 1000 1000 100 1985 10 1990 1985 1990 1995 1995 2000 2005 2000 2005 2010 2010 Рис. 1. Динамика содержания 137Cs в слое лесной подстилки и почвы (0 - 5 см) на полигоне «Стайки». 10000 10000 Бк/кг воздушно-сухой массы подстилка почва 0 - 5 см 10000 100 1985 100 10 1985 1000 1000 подстилка почва 0 - 5 см 100 100 1995 1995 2000 2000 2005 2005 2010 2010 Рис. 2. Динамика содержания 137Cs в слое лесной подстилки и почвы (0 - 5 см) на полигоне «Парышев». Анализ сезонных изменений уровней удельной активности 137Cs в почве указывает на то, что на протяжении года колебания содержания этого радионуклида могут быть значительными (до 4,5 раз) (табл. 1 - 3). Сезонная динамика содержания 137Cs в разных слоях почвы сходна для двух полигонов, находящихся на разном расстоянии от ЧАЭС - «Стайки» и «Парышев» (см. табл. 1 и 2). Однако на полигоне «Стайки» пробы почв не отбираются в 414 период с конца ноября до конца марта – начала апреля. Поэтому изменение уровней удельной активности 137Cs в пробах почвы к концу вегетационного периода на этой точке пробоотбора не зафиксировано, в отличие от полигона «Парышев». Бк/кг воздушно-сухой массы «Стайки». На этом полигоне содержание 137Cs в почве снизилось по сравнению с 1986 г. приблизительно в два раза. На территории зоны отчуждения и зоны безусловного отселения ЧАЭС по сравнению с 1986 г. уменьшение уровней удельной активности в почве составляет один порядок. На территории всех полигонов до настоящего времени (2009 г.) основной запас 137Cs находится в слое лесной подстилки. В слое почв 0 - 5 см его количество меньше приблизительно в 10 раз - всего около 10 % от общего запаса (см. рис. 1 - 3). 1990 1990 1995 1995 2000 2000 2005 2005 2010 2010 Рис. 3. Динамика содержания 137Cs в слое лесной подстилки и почвы (0 - 5 см) на полигоне «Дитятки». На обоих полигонах закономерности содержания 137Cs в почвенных слоях 0 - 5 см и 5 - 10 см сходны - максимумы и минимумы совпадают по времени. Противоположные закономерности характерны для слоя лесной подстилки. Т.е. минимум уровней удельной активности 137Cs в подстилке совпадает по времени с максимальным содержанием этого радионуклида в почве в слоях 0 - 5 и 5 - 10 см. По-видимому, в конце вегетационного периода с отмиранием части биоты, 137Cs может освобождаться из слоя подстилки и перемещаться в минеральную часть почвы. С началом вегетации активный рост почвенной биоты и ее потребность в калии, вероятно, может приводить к перемещению химического аналога калия - 137Cs из более глубоких слоев почвы в слой лесной подстилки - наиболее густо заселенной части почв. Для полигона «Дитятки» характерной чертой вертикального разреза почв является очень тонкий (1,5 см) слой лесной подстилки, в отличие от других полигонов исследования, на которых он равен приблизительно 5 см. На этом полигоне сезонные различия не носят волно (...truncated)