04 июня 2016г.
Research is devoted to the analysis of accumulation and distribution of long-living radioactive nuclides of strontium - 90 and cesium - 137 processes in soils of eluvial components of the drainage areas of Malye Kirpichiky and Shablish lakes ecosystems with slowed down water exchange. Features of chemical pollutants redistribution are shown in the dependence on soil organic substance.
Согласно сложившемуся в настоящее время в экологии мнению, для замкнутых водоемов - озер, прудов - необходимо принимать во внимание при анализе функционирования экосистем и потоки веществ и энергии с водосборной площади, рассматривая их как внешние факторы по отношению к экосистеме замкнутого водоема [7]. В связи с этим, при анализе радиоэкологического состояния озерных экосистем необходимым звеном исследований является изучение водосборных территорий.
К настоящему времени, благодаря обобщению многолетних данных разных исследователей, сложилось общее представление об особенностях аккумуляции в почвах долгоживущих радионуклидов и включении их в пищевые цепочки в системе: радиоактивные выпадения - почва - сельскохозяйственные растения - сельскохозяйственные животные - человек. Выявлена также зависимость поведения радионуклидов в почвах от целого ряда физико-химических свойств и экологических факторов [1, 5]. Таким образом, определение содержания радионуклидов в пресноводных экосистемах представляет собой актуальную задачу.
Объектом для настоящего исследования явилась почва водосборных территорий озерных экосистем Шаблиш и Малые Кирпичики. Озеро Шаблиш расположено в Каслинском районе Челябинской области в переходной зоне пенеплена и Западно-Сибирской равнинной страны в 80 – 90 км от эпицентра взрыва. На побережье расположен поселок Шаблиш. Водоем Малые Кирпичики расположен на юго-востоке ВУРСа, на границе со Свердловской областью, в 20 км от эпицентра взрыва. Озеро слабопроточное, притоком является р. Караболка (Иртышский бассейн) у села Кирпичики.
Определение места закладки почвенных разрезов основывалось на исследовании особенностей ландшафтных катен [1] и вычленении в них элювиальных позиций.
Пробу из почвенных разрезов вынимали слоями с учетом генетических горизонтов и площади отбора проб
до глубины 70-100 см. Пробоподготовку и анализ физико-химического состава почв проводили на базе лаборатории физико-химических методов исследований Челябинского государственного педагогического университета. Образцы почв высушивали при комнатной температуре, растирали и просеивали через сита с ячейками диаметром 1 мм. Определение физико-химических показателей и содержание органического вещества проводили по стандартным методикам [5].
Определение 137Cs и 90Sr проводили на базе Отдела континентальной радиоэкологии Института экологии растений и животных УрО РАН (г. Заречный). Для определения удельной активности 137Cs в образцах почв использовали инструментальные методы. Измерения проводили, в зависимости от предполагаемой активности, на гамма-спектрометре фирмы «CanberraPackard» (США) с германиевым полупроводниковым детектором с эффективностью 25% при ошибке измерения не более 15% и нижнем пределе обнаружения 1 Бк/г или на сцинтилляционном гамма-спектрометре с программным обеспечением «Прогресс» (Россия) с нижним пределом обнаружения 3 Бк/г [3].
Отбор проб почв с элювиальных позиций водосбора проводился на расстоянии 700 м от берега. Разрез вскрыл серые лесные почвы с элементами оподзолевания (Табл.1, 2).
Водные и солевые вытяжки почвенных образцов характеризуются слабокислым и кислым характером среды, что характерно для серых лесных почв [6].
Для элювиальных элементов ландшафтов водосборных территорий исследованного озера характерен непромывной или периодически промывной режим, при котором затруднен вынос веществ (в том числе 90Sr и 137Cs).
Исследованные почвы элювиальных позиций характеризуются равномерным распределением органического углерода по всему профилю (Рисунок 1), что, вероятно, оказало значительное влияние на процессы распределения поллютантов.
Так, почвы элювиальных позиций водосбора озера М. Кирпичики, характеризующиеся высокой степенью гумификации по всему профилю, характеризуются равномерным распределением удельных активностей до глубины 35 см.
На Рисунке 2 представлены результаты радиохимического анализа, показывающие изменение удельной активности радионуклидов 90Sr и 137Cs в элювиальном компоненте почв водосборов озер: А- Малые Кирпичики, Б- Шаблиш в логарифмическом представлении
На глубине до 10 см сконцентрировано 23% удельной активности 137Cs и 26% удельной активности 90Sr. Равномерное же распределение органического вещества в почвах могло привести к перераспределению поллютантов по глубине профиля.
Согласно полученным данным почвы водосборной территории озера Малые Кирпичики не считаются токсичными (ПДК 90Sr и 137Cs для почв хозяйственно назначения составляет 55,5 Бк/кг и 185 Бк/кг соответственно). В почвах водосбора озера Шаблиш удельная активность 137Cs превышает предельно – допустимую величину, однако, содержание 90Sr находится в пределах нормы. На территории водоема Шаблиш следует продолжать мониторинговые исследования.
Таким образом:
1. На аккумуляцию и миграцию радионуклидов в почве влияет распределение органического вещества по профилю;
2. Имеющиеся различия в загрязнении почв озер Шаблиш и Малые Кирпичики цезием – 137, связаны с различным географическим расположением относительно центра эмиссии;
3.
Почвы водосборной территории озера Малые Кирпичики не считаются токсичными. На территории водоема Шаблиш следует продолжать мониторинговые исследования.
Список литературы
1. Алексахин P.M. Радиоактивное загрязнение почвы и растений
/ P.M. Алексахин. - М.: Изд-во АН СССР, 1963.-123
2.
Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М.: Изд-во Моск. ун-та, 1970. 487 с.
3.
Глазовская М.А. Общее почвоведение и география почв. М.: Высш. шк., 1981. – 400 с.
4.
Методика выполнения измерений удельной активности гамма-излучающих радионуклидов в пробах объектов внешней среды. Свидетельство № Ч 147/2002 об аттестации методики выполнения измерений / Гос. ком. РФ по стандартизации и метрологии. 2002.
5. Молчанова И.В. Эколого-геохимические аспекты миграции радионуклидов в почвенно-растительном покрове / И.В. Молчанова, Е.Н. Караваева. - Екатеринбург: УрО РАН, 2001. - 159 с.
6. Почвоведение. В 2 ч. / Под ред. В.А.
Ковды, Б.Г. Розанова. Ч.2 Типы почв, их география и использование / Богатырев Л.Г., Васильевская В.Д., Владыченский А.С. и др. – М.: Высш. шк., 1988. – 368 с.
7.
Трапезников А.В. Радиоэкология пресноводных экосистем Трапезников А.В., Трапезникова В.Н. ответственный редактор И.М. Донник; Российская Академия Наук, Уральское Отделение, Институт экологии растений и животных; Российская Академия сельскохозяйственных наук, Уральский научно- исследовательский ветеринарный институт. Екатеринбург: Изд-во УрГСХА. 2006. 390с.
