На основе обобщения цикла радиоэкологических исследований впервые дана сравнительная характеристика пространственного распределения 90Sr, 137Cs и 239,240Pu в почвенно-растительном покрове Приморского Края, острова Сахалин и полуострова Камчатка. Выявлена положительная зависимость запасов 90Sr и 137Cs в почвах от величины атмосферных осадков. Вклад 137Cs от аварии на АЭС «Фукусима» составил от 1 до 22% от общего содержания радионуклида в почвах
Изучена радиоэкологическая ситуация в Дальневосточном регионе России (рис. 1) и оценен вклад в загрязнение этих территорий аварийных выбросов от АЭС «Фукусима» в 2011 г. (Kirchner et al., 2012; Yoshida, Kanda, 2012)
Рисунок – 1. Схема расположения пробных площадок. Римскими цифрами (I-V) обозначены районы исследования; арабскими – пробные площадки: p-1 – p-12 (Приморье); s-1 – s -6 (о-в Сахалин); k-1 – k-7 (п-ов Камчатка)
Запас 90Sr в почвах изменялся в диапазоне 270 – 1910 Бк/м2, 137Cs – 430-3970 Бк/м2, 239,240Pu – 11-106 Бк/м2. Анализ полученных данных выявил их хорошую сопоставимость с современным фоновым уровнем радионуклидного загрязнения других территорий России (Атлас геоэкол. карт, 2007). Вклад 137Cs от аварийных выпадений АЭС «Фукусима» в загрязнение обследованных территорий был невелик (11-300 Бк/м2), что составляет 1-22% от суммарного содержания радионуклида в почвах. Ранжирование участков по уровню загрязнения почв показало, что максимальные запасы 90Sr, 137Cs и 137Cs аварийных выпадений наблюдаются на территории о. Сахалин и южной оконечности п/о Камчатка (табл. 1).
Таблица 1 – Запас долгоживущих радионуклидов в 0-20 см слое почв и уровни атмосферных осадков на разных территориях Дальневосточного региона
|
Район исследований |
Атмосферные осадки, мм/год |
Радионуклид |
|||||||
|
90Sr |
137Cs |
137Cs аварийный |
239,240Pu |
||||||
|
M, Бк/м2 |
CV, % |
M, Бк/м2 |
CV, % |
M, Бк/м2 |
CV, % |
M, Бк/м2 |
CV, % |
||
|
Приморский край |
600-900 |
874 |
18.4 |
1587 |
17.8 |
64 |
29.2 |
37.1 |
13.9 |
|
О. Сахалин |
800-1200 |
1227 |
20.7 |
2303 |
26.7 |
147 |
27.9 |
56.3 |
24.2 |
|
Камчатка (юг) |
1200 |
1392 |
9.5 |
1937 |
16.2 |
172.7 |
37.4 |
74.6 |
27.5 |
|
Камчатка (север) |
350 |
500 |
4.2 |
982 |
27.7 |
84.3 |
54.4 |
72.4 |
23.2 |
Вертикальное распределение радионуклидов в профилях почв, типичных для обследованных районов Дальневосточного региона, как правило, характеризовалось снижением концентрации с глубиной, с минимальным содержанием радионуклидов на глубине 15-20 см. Такое распределение характерно для радионуклидов глобальных выпадений в других регионах России (Buraeva et al., 2015; Молчанова и др., 2016). Исключением является плутоний в дерновых и слоисто-охристых почвах Камчатки, его максимальное содержание было обнаружено на глубине 15-20 см (табл. 2). Повышенный уровень вертикальной миграции 137Cs и 239,240Pu отмечен в почвах Камчатки.
Таблица 2 – Запас радионуклидов в компонентах почвенного покрова Дальнего Востока (Бк/м2 воздушно-сухого вещества, % от общего содержания в 0-20 см слое почвы)
|
Горизонт |
90Sr
|
137Cs
|
137Cs аварийный |
239,240Pu
|
||||
|
Бк/м2 |
% |
Бк/м2 |
% |
Бк/м2 |
% |
Бк/м2 |
% |
|
|
Приморский край, 2012 |
||||||||
|
L |
5.4±1.2 |
0.7 |
4.0±1.0 |
0.2 |
0.3±0.06 |
0.6 |
0.012±0.0004 |
0.03 |
|
F+H |
12.6±2.7 |
1.6 |
6.0±1.3 |
0.4 |
0.4±0.2 |
0.8 |
0.62±0.43 |
1.7 |
|
A (0-5см) |
338±118 |
40.6 |
674±153 |
40.4 |
23.0±8.0 |
44.5 |
14.0±2.0 |
35.1 |
|
Сахалин, 2012 |
||||||||
|
L |
10.0±3.4 |
1.0 |
4.8±0.4 |
0.2 |
1.8±0.01 |
1.3 |
0.01±0.01 |
0.2 |
|
F+H |
20.0±2.5 |
2.0 |
77±3 |
3.3 |
1.6±0.03 |
1.1 |
0.04±0.01 |
0.6 |
|
A (0-5см) |
435±81 |
45.1 |
698±118 |
30.3 |
65.0±14.3 |
44.2 |
22.0±7.0 |
39.1 |
|
Камчатка, 2013, юг |
||||||||
|
L |
8±2 |
0.6 |
8±6 |
0.4 |
Не обн. |
- |
- |
- |
|
F+H |
178±54 |
13.4 |
356±135 |
17.2 |
Не обн. |
- |
1.8±0.6 |
2.4 |
|
A (0-5см) |
623±174 |
44.7 |
689±376 |
35.6 |
18±16 |
10.4 |
4.9±1.5 |
6.5 |
|
Камчатка, 2013, север |
||||||||
|
L F+H |
3.5±1.6 24±10 |
0.7 4.8 |
1.3±1.1 9±7 |
0.1 0.9 |
Не обн. Не обн. |
- - |
- 0.1±0.06 |
- 0.1 |
|
A (0-5см) |
171±46 |
34.2 |
127±56 |
12.9 |
1.0±0.8 |
1.2 |
3.6±2.9 |
5.0 |
В биомассе травянистых растений, мхов и лишайников Камчатки 90Sr и 137Cs накапливаются одинаково, в травах Приморского Края превалирует 90Sr, а в биомассе мхов и лишайников о-ва. Сахалин ˗ 137Cs (табл. 3). Вклад выпадений 137Cs от АЭС «Фукусима» в загрязнение мохово-лишайникового покрова составил 7–42%. Через год после аварии более 40% 137Cs, поступившего с аварийными выпадениями, находилось в органогенных горизонтах почв, а через два года после аварии их осталось не более 10%. Поступления на территорию Дальнего Востока изотопов Pu от аварийных выбросов не обнаружено.
Таблица 3 – Удельная активность радионуклидов в растениях, Бк/кг воздушно-сухого вещества
|
Объект |
90Sr, Бк/кг |
137Cs, Бк/кг |
137Cs аварийный, Бк/кг (%) |
|||
|
Min-max |
M±δ |
Min-max |
M±δ |
Min-max |
M±δ |
|
|
Приморский край, 2012 |
||||||
|
Травы |
27.9-29.4 |
28.4±0.6 |
1.3-5.9 |
2.9±1.9 |
- |
Не обн. |
|
Лишайники |
9.5-95.3 |
36.8±18.4 |
7.0-46.0 |
18.4±5.9 |
0.5-3.8 |
2.6±0.5(14) |
|
Сахалин, 2012 |
||||||
|
Лишайники |
9.7-23.5 |
16.6±12.4 |
71.2-86.2 |
78.7±13.3 |
30.9-35.3 |
33.1±3.9(42) |
|
Мхи |
12.4-45.3 |
24.1±7.3 |
16.9-96.0 |
44.0±14.1 |
0-37.5 |
15.8±6.6(36) |
|
Камчатка, 2013 |
||||||
|
Травы |
6.5-23.3 |
15.1±3.0 |
2.3-45.5 |
14.4±7.7 |
|
Не обн. |
|
Лишайники |
13.1-22.9 |
19.2±2.8 |
8.4-18.8 |
11.7±4.4 |
|
Не обн. |
|
Мхи |
13.1-22.8 |
20.3±2.7 |
5.4-62.0 |
19.0±12.0 |
0-3.6 |
1.4±1.5(7) |