Диссертация (1151556), страница 11
Текст из файла (страница 11)
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ3.1. Содержание радионуклидов в почвахВ таблице 6 показано проведенные исследования по плотностизагрязнения верхнего 30–см слоя почв искусственными радионуклидами Сs137и 90Sr по разным почвенно – географических зон республики Саха (Якутии).Таблица 6. Плотность загрязнения радионуклидами 30-см слоя почв, кБк/м2Место отбора проб137137кБк/м2Кu/м2кБк/м2Кu/м21,5±0,34,05 ∙ 10-80,5±0,61,35∙ 10-81,15±0,53,11∙ 10-80,67±0,61,8∙ 10-81,08±0.92,9 ∙ 10-80,4±0,71,08∙ 10-81,1±1,52,9 ∙ 10-80,70±0,61,8∙ 10-8Сs1.
Южная тайга:Первая надпойменнаятерраса р. ЧараВторая надпойменнаятерраса р. Лена2. Северная тайга:Приверхоянская равнина,горное редколесье3. Зона тундры:Колымская низменность,кустарничковая тундраСs9090SrSrПо результатам исследования выяснилось, что по разным почвенногеографических зонамрадионуклидами1370,70 кБк/м2 пореспублики Саха (Якутии) плотность загрязненияСs и 90Sr колеблется от 1,08 – 1,5 кБк/м2 по90137Сs, и 0,4 –Sr. Судья по наличии выпадения искусственныхрадионуклидов разными колебаниями плотности в обследованных участках,можно сделать вывод о глобальном характере радиоактивного загрязнения.643.2. Вертикальное распределение стронция-90 и цезия-137 ив почвенно – растительном покровеВ таблице 7 показано вертикальное распределение90Sr и137Сs впочвенно – растительном покрове средней, южной и северной тайги, а такжетундровой зоны республики Саха (Якутии).Таблица 7.
Вертикальное распределение 90Sr и 137Сs в почвенно –растительном покрове, Бк/кг (Кu/кг) воздушно-сухого веществаПочва9090137137Кu/кгБк/кгКu/кг1,09 ∙ 10-970±27,51,8 ∙ 10-91,5 ∙ 10-93,8 ∙ 10-101,3 ∙ 10-106,9 ∙ 10-101,16 ∙ 10-95,5 ∙ 10-101,3 ∙ 10-101,3 ∙ 10-1088,5±208,05±2–166±32,552,8±157,7±2менее 5–2,9 ∙ 10-92,3 ∙ 10-10–4,4 ∙ 10-91,4 ∙ 10-92 ∙ 10-101,3 ∙ 10-10–6,8∙ 10-1095±34,52,5 ∙ 10-99,7 ∙ 10-1049±251,3 ∙ 10-91,3 ∙ 10-10менее 5–1,3 ∙ 10-10–7,8 ∙ 10-101,22 ∙ 10-91,3 ∙ 10-10101±4154 ±35менее 5–2,7 ∙ 10-91,4 ∙ 10-91,3 ∙ 10-10–SrБк/кгЮжная тайга:1. Мерзлотнаяглинистая38±7,158±3514,3±54,9±32.
Мерзлотная песчаная 25,8±10,5Почва42,9±2020,6±55,1±6менее 5Северная тайга:1. Мерзлотная25,5±21,8северотаежнаяТипичная31,6±25(тиксотропная)Щебнистаяменее 5–Тундровая зона:1. Подбур тундровый29,19±12Мерзлотный45,01±25менее 5–Варьирование активности90Sr иSrСsСs137Сs по вертикальной миграциирадионуклидов в почвенно – растительном покрове в ландшафтахмноголетней мерзлоты представляет особый интерес с точки зренияисследования распределения и миграции техногенных радионуклидов в65природных экосистемах. В подбурах почвах тундровой зоны была характернанаименьшая миграция90Sr и137Сs в глубь почвенного профиля.
В пробах90почвы взятых из зоны южной тайги наибольшая концентрацияSrнаблюдается в глубине 3–5 см, что объясняется залеганием вечной мерзлоты.Содержание137Сs наибольшая (88,5 Бк/кг) находится на глубине 3-5 смглинистой мерзлотной почвы и на глубине 0-3 см в пробах мерзлотныйпесчаной почвы, что можно объяснить вымыванием 137Cs грунтовыми водамина поверхность песчаной мерзлотный почв, а также связыванием с глиной впробах мерзлотной глинистой почвы. В пробах почвы взятой из севернойтайги на глубине 3-6 см наблюдается увеличение концентрацииБк/кг), что касается концентрации90Sr (31,6137Сs, то она увеличивается ближе кповерхности почвы и составляет 95 Бк/кг.
Причина – старение цезия. Такаяже зависимость наблюдается в тундровой зоне, концентрации 90Sr наглубине 2-5 см составляет 45 Бк/кг. Исследование глинистой и песчанойпочвы показали следующие результаты: наибольшая миграция137Сs вглубьпочвенного профиля наблюдалась в песчаной почве. По распределению90Srсущественных различий между двумя почвами не наблюдалось. Наибольшеесодержание 90Sr и 137Сs в глинистой почве отмечалось в верхнем горизонте.Следует отметить, что в результате проведения исследований повертикальному распределению радионуклидов в почвенно-растительномпокрове было установлено:1.
Максимальная активность 137Сs отмечается в подстилке состоящей излишайников, которая до 3 раз выше, чем в верхнем горизонте почвы(исключение составила мерзлотная глинистая почва, где активность137Сs влишайниках была ниже, чем в верхнем горизонте почвы).2. Активность90Sr в лишайниковом покрове во всех случаях быланиже, чем в верхнем горизонте почвы в 1,2–3,0 раз, также90Srхарактеризуется большей миграционной способностью вглубь почвенногопрофиля, по сравнению с 137Сs.663.3. Горизонтальная миграция цезия-137 и стронция-90в почвенно-растительном покровеВ целях изучения горизонтальной миграции радионуклидов, былиисследованы пробы 30-см слоя почвы из разных рельефов местности.Таблица 8. Плотность загрязнения радионуклидами 30-см слоя почв, кБк/м2137Место отбора пробСредняя тайга, перваянадпойменная терраса р.
Ленавершина увалаСs90Sr137Сs / 90Sr0,51±0,30,28±0,11,2склон увала0,78±0,50,45±0,21,1подножие увала1,05±0,50,62±0,20,3На примере таблицы 8 видно, что наибольшая плотность загрязнениярадионуклидами137Сs (1,05 кБк/м2) и90Sr (0,62 кБк/м2) в 30-см слое почвыотмечается у подножья увала, на вершине увала 137Сs (0,51кБк/м2) и 90Sr (0,28кБк/м2). Это свидетельствует об относительно большей мобильности90Sr вландшафте, по сравнению с радионуклидом 137Cs.3.4.
Формы нахождения радионуклидов в почвахС целью объективного рассмотрения миграции радионуклидов вовнешней среде, необходимо учитывать их распределение между фракциями,отличающимися природой и энергией связи с различными компонентамипочвы.Количества, в которых радионуклиды могут переходить через звенопочва – растения в другие биологические объекты, зависит от тех свойствпочвы, которые обуславливают поглощение и закрепление в поглощенномсостоянии радионуклида почвами. Величина емкости поглощения почвы,состав обменных катионов, кислотность почвенного раствора, содержание67органического вещества, гранулометрический и минералогический составпочвы влияют на прочность закрепления радионуклидов.
В зависимости отпрочности поглощения, радионуклиды в почве могут находиться вводорастворимой, обменной, необменной и прочно фиксированной форме.Результаты определения форм нахождения137Сs и90Sr в почвахпредставлены в таблицах 9 и 10. Для исследования брался только верхнийгоризонтыпочв,посколькунижележащиеслоиобладалинизкойактивностью.Таблица 9. Формы нахождения 137Сs в верхнем профиле почвПереход в почвенную вытяжку, %Почва1.
Мерзлотная глинистаяН2О-NH4Ac8,051N HCl 6N HCl5,1810,8Ост45,92. Мерзлотная песчаная1,2614,637,1423,723,23. Мерзлотная северотаежнаятипичная4. Подбур мерзлотный0,4911,555,4627,125,30,8412,399,5213,633,6тундровыйТаблица 10. Формы нахождения 90Sr в верхнем профиле почвПочваПереход в почвенную вытяжку, %Н2ОNH4Ac 1N HCl 6N HCl1. Мерзлотная глинистая1,237,321,69,872. Мерзлотная песчаная1,144,121,92,83. Мерзлотная северотаежнаятипичная4. Подбур мерзлотный тундровый2,6634,822,69,875,840,1112,2511,9Миграция радионуклидов в почвах протекает медленно, и основнаядоля радионуклидов в настоящее время находится в основном в слое 0-5см.Для всех изотопов установлена зависимость сорбции от емкости поглощения68и минералогического состава почв.
Как правило почвы с высокимсодержанием органического вещества и глинистых материалов обладаютбольшейсорбционнойспособностью,чемпочвылегкиесмалымсодержанием гумуса.Многие радионуклиды, например, 137Сs и 90Sr постепенно рассеиваютсяв биоценозе, захватывая все больше его компонентов. Радиоизотопы в почвепоглощаются растительностью, перемешаются вниз по почвенному профилюв направлении движения воды, мигрируют в горизонтальном направлении иразличными путями поступают в организм человека.
По этому почвенно –растительный покров является одним изосновных биогеоценотическихзвеньев, откуда радиоактивные вещества, загрязняющую биосферу, начинаютсложный путь миграции с почвенно – грунтовыми водами по биологическимцепочкам.Определеннуюрольвсорбциирадионуклидыиграетгранулометрический состав почвы. Почвы, содержащие большое количествовысокодисперсных частиц (размером менее 0,001мм), характеризуютсявысокой емкостью поглощения и прочностью закрепления. В почвахпесчаного и супесчаного механического состава содержание радиоцезиябыло почти на порядок ниже, чем в глинистых и суглинистых, обладающихлучшими сорбционными свойствами.Важное значение имеют реакция среды, также минералогическийсостав, которые влияет на поглотительную способность сорбции нуклидовпочвы.
Наибольшей сорбцией обладают минералы. Это обусловленоразличной структурой кристаллической решетки минералов. Почвы сбольшим содержанием гумуса (перегноя), гуминовых кислот и фульвокислотобладают высокой способностью к сорбции радионуклидов.693.5. Содержание цезия-137 и стронция-90 в эпигейных лишайникахТаблица 11. Содержание 137Сs и 90Sr в эпигейных лишайниках(Бк/кг воздушно – сухого вещества)Место отбораЮжная тайга(Олѐкминскийрайон)Северная тайга(Томпонскийрайон)Тундра(Нижнеколымский район)Растительноесообщество, почваСосняклишайниковый(песчаная почва)Вид лишайникаЛиствягбрусничноголубичномоховый(глинистая почва)CladinaЛиствягбрусничнолишайниковый серником икедровымстлаником (северотаежная типичнаяпочва)Кустарничковаятундра (подбуртундровыймерзлотный)CladinarangiferinaCladina stellarisrangiferinaCladina stellarisCetraria cucullataCladinarangiferinaCetraria cucullataCladinarangiferina13790CsSr137Cs/Sr90132,33019,684,6199,53532,06134,3632716,87,22,6773521,77,02,4103±3420,7±8,83,487,5±3530,3±131,9110,8±4522,75±94,891,7±3735,7±151,7В зоне южной тайги в песчаной почве эпигейные лишайникинакапливают радионуклид137Сs в два раза больше (Cladina rangiferina 132,3Бк/кг) по сравнению с эпигейными лишайниками произрастающих наглинистых почвах того же региона (Cladina rangiferina – 63 Бк/кг), Этосвязано с тем, что при вертикальной миграции137Сs по цепочке почва –лишайник, глинистая почва блокирует поступление137Сs в лишайники,благодаря своей кристаллической решетки.
Что касается по накоплению 90Srэпигейными лишайниками, то он распределяется равномерно на всех типахпочв данного региона. В зонах северной тайги и тундры, накопление137Сsэпигейными лишайниками (Cetraria cucullata – 103 Бк/кг) схоже снакоплением137Сs эпигейными лишайниками произрастающих на песчанойпочве южно – таежного региона. Аналогичную картину можно наблюдать по7090Sr. Соотношение137Сs и90Sr эпигейными лишайниками во всех регионахпримерно одинаково. Для одного вида от 2,6 до 4,6 для другой 1,7 до 4,3.3.6. Поступление цезия-137 и стронция-90 в эпигейныелишайники из почвыТаблица 12. Коэффициенты накопления (КН) 137Сs и 90Sr разными видамилишайников в природных условияхРастительноесообществоПочваВид лишайникаКН*КН*13790CsSrСоснякМерзлотнаяCladina rangiferina1,80,3лишайниковыйпесчанаяCladina stellaris2,590,5Листвяг бруснично-МерзлотнаяCladina rangiferina0,490,1голубичномоховыйглинистаяCladina stellaris0,60,25Листвяг брусничнолишайниковый серником икедровымстланикомКустарничковаятундраМерзлотнаясеверотаежная Cetraria cucullata1,440,45типичнаяCladina rangiferina1,230,67(тиксотропная)ПодбурCetraria cucullata1,40,35тундровыйCladina rangiferina1,120,58мерзлотныйБк/кг, растения* - КН = ----------------------Бк/кг, почвыОдним из важнейших показателей перехода радионуклида из почвы вэпигейные лишайники является коэффициент накопления.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
