ISSN 0137-0944
En Ru
ISSN 0137-0944
Изотопное соотношение 137Cs/133Cs в почвах и растительном покрове лесных экосистем (обзор)

Изотопное соотношение 137Cs/133Cs в почвах и растительном покрове лесных экосистем (обзор)

Аннотация

Цель работы — обобщить имеющиеся в научной литературе данные по значениям изотопного соотношения 137Cs/133Cs в почвах и растительном покрове лесных экосистем на радиоактивно загрязненных и фоновых территориях. Представленные в радиоэкологических исследованиях значения удельной активности 137Cs и концентрации 133Cs унифицированы с помощью расчета молярного соотношения этих изотопов. На основе обобщенных литературных сведений показано, что значения 137Cs/133Cs в почвах, лесных подстилках и растительности увеличиваются на радиоактивно загрязненных территориях. В фоновых регионах, подверженных только глобальным радиоактивным выпадениям, изотопное соотношение 137Cs/133Cs составляет около 0,1–1,0 (× 10-8), тогда как в зоне чернобыльских выпадений повышается в 1000–100000 раз. Изотопное соотношение 137Cs/133Cs уменьшается вниз по профилям почв в различных лесных экосистемах. Пространственное варьирование соотношения 137Cs/133Cs в подстилках связано с разнообразием экотопов в лесных биогеоценозах. Выравнивание значений соотношения 137Cs/133Cs в растительном покрове и верхних почвенных горизонтах указывает на достигнутое равновесие техногенного 137Cs с природным стабильным 133Cs в биогеохимическом цикле этого элемента. В сравнительном исследовании выявлено, что изотопное соотношение 137Cs/133Cs возрастает в следующем ряду представителей растительного покрова: Bryophyta < Sorbus aucuparia < Lichenes < Russula vesca < Frangula alnus < Polypodióphyta. Для грибов отмечены межвидовые различия в следующем возрастающем ряду по изотопному соотношению Cs137/Cs133: Lactarius deliciosus < Sarcodon scabrosus < Suillus bovinus < Tricholoma saponaceum < Lepista nuda < Russula delica < Macrolepiota excoriata. Для эталонного вида хвойных деревьев — Pinus sylvestris — изотопное соотношение 137Cs/133Cs на загрязненном чернобыльскими выпадениями лесном участке Брянской области возрастает в следующем ряду компонентов: корни < крупные ветви < древесина ствола < хвоя < мелкие ветки < шишки.

Литература

1. Алексеенко В.А. Экологическая геохимия. М., 2000.

2. Добровольский В.В. Основы биогеохимии. М., 2003.

3. Краснов В.П., Орлов А.А., Бузун В.А. и др. Прикладная радиоэкология леса. Житомир, 2007.

4. Липатов Д.Н., Щеглов А.И., Цветнова О.Б. Содержание и распределение 137Cs в почвах лесных и агроэкосистем Тульской области // Радиационная биология. Радиоэкология. 2007. Т. 47, № 5.

5. Липатов Д.Н., Щеглов А.И., Манахов Д.В. и др. Пространственное распределение чернобыльского 137Сs, стабильного 133Сs и тяжелых металлов в подстилке ельника // Радиационная биология. Радиоэкология. 2018. Т. 58, № 6. https://doi.org/10.1134/S0869803118060085

6. Основные принципы оценки воздействия ионизирующих излучений на живые организмы, за исключением человека. Публикация 91 МКРЗ: Пер. с англ. М., 2004.

7. Павлоцкая Ф.И. Миграция радиоактивных продуктов глобальных выпадений в почвах. М., 1974.

8. Переволоцкий А.Н., Переволоцкая Т.В. Обоснование ведения системы радиоэкологического мониторинга в лесных биогеоценозах на различных этапах после радиоактивных выпадений // Радиационная биология. Радиоэкология. 2012. Т. 52, № 3.

9. Переволоцкий А.Н., Переволоцкая Т.В., Спиридонов С.И. Концептуальные положения дозиметрической модели облучения растений биогеоценозов при хронических радиоактивных выпадениях // Радиационная биология. Радиоэкология. 2019. Т. 59, № 1. https://doi.org/10.1134/S0869803119010089

10. Пути миграции искусственных радионуклидов в окружающей среде: Пер. с англ. / Под ред. Ф. Уорнера, Р. Харрисона. М., 1999.

11. Тихомиров Ф.А., Щеглов А.И., Цветнова О.Б. и др. Геохимическая миграция радионуклидов в лесных экосистемах зоны радиоактивного загрязнения ЧАЭС // Почвоведение. 1990. № 10.

12. Фокин А.Д., Лурье А.А., Торшин C.П. Сельскохозяйственная радиология. М., 2005.

13. Щеглов А.И. Биогеохимия техногенных радионуклидов в лесных экосистемах. М., 1999.

14. Burger A., Lichtscheidl I. Stable and radioactive cesium: A review about distribution in the environment, uptake and translocation in plants, plant reactions and plants' potential for bioremediation // Sci. Total Environ. 2018. Vol. 618. https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.09.298

15. Chao J.H., Chiu C.Y., Lee H.P. Distribution and uptake of 137Cs in relation to alkali metals in a perhumid montane forest ecosystem // Appl. Radiat. Isot. 2008. Vol. 66. https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2008.02.087

16. Cook L.L., Inouye R.S., McGonigle T.P. et al. The distribution of stable cesium in soils and plants of the eastern Snake River Plain in southern Idaho // J. Arid Environ. 2007. Vol. 69. https://doi.org/10.1016/j.jaridenv.2006.08.014

17. Fesenko S.V., Soukhova N.V., Sanzharova N.I. et al. 137Cs availability for soil to understory transfer in different types of forest ecosystems // Sci. Total Environ. 2001. Vol. 269. https://doi.org/10.1016/S0048-9697(00)00818-4

18. Fogh C.L., Andersson K. Dynamic behaviour of 137Cs contamination in trees of the Briansk region, Russia // Sci. Total Environ. 2001. Vol. 269. https://doi.org/10.1016/s0048-9697(00)00819-6

19. Giannakopoulou F., Gasparatos D., Haidouti C. et al. Sorption behavior of cesium in two Greek soils: effects of Cs initial concentration, clay mineralogy, and particle-size fraction // Soil Sediment Contam. 2012. Vol. 21. https://doi.org/10.1016/j.gexplo.2013.05.004

20. Karadeniz O., Yaprak G. Dynamic equilibrium of radiocesium with stable cesium within the soil-mushroom system in Turkish pine forest // Environ. Pollut. 2007. Vol. 148. https://doi.org/10.1016/j.envpol.2006.10.042

21. Karadeniz Ö., Karakurt H., Çakir R. et al. Persistence of 137Cs in the litter layers of forest soil horizons of Mount IDA/Kazdagi, Turkey // J. Environ. Radioact. 2015. Vol. 139. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2014.10.004

22. Konopleva I., Klemt E., Konoplev A. et al. Migration and bioavailability of 137Cs in forest soil of southern Germany // J. Environ. Radioact. 2009. Vol. 100. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2008.12.010

Поступила: 19.04.2022

Принята к публикации: 31.08.2022

Дата публикации в журнале: 31.12.2022

Ключевые слова: лесные почвы; лесная подстилка; грибы; радиоэкологический мониторинг; чернобыльские выпадения; биогеохимический цикл цезия

Доступно в on-line версии с: 31.12.2022

  • Для цитирования статьи:
Номер 4, 2022