Парамонова Татьяна Александровна

Рассмотрены возможности использования алгоритма VERT_MIG в имитационных моделях вертикальной миграции радионуклидов в почве. Алгоритм успешно применялся при построении моделей миграции 137Cs и 90Sr при радиоактивном загрязнении различных почв в результате аварий на Чернобыльской АЭС и АЭС Фукусима-1. Пред, ставлены результаты моделирования. Обсуждаются перспективы дальнейшего использования данного алгоритма и некоторые аспекты применения имитационного моделирования в этой области.

Особенности корневого поглощения цезия-137 (¹³⁷Cs) растениями ярового овса (Avena sativa L.) и листового салата (Lactuca sativa L.) изучали в условиях модельного опыта с имитацией поступления радионуклида в составе атмосферных осадков в монолиты пахотных черноземных почв ненарушенного сложения. На основе интегриро, ванного подхода с использованием методов цифровой авторадиографии и γ-спектрометрии выявлен гетерогенный характер вертикального и латерального распределения ¹³⁷Cs в профиле почв и показана низкая биологическая доступность радионуклида рас, тениям. Отмечены биологические особенности использованных тест-культур в отношении корневого потребления ¹³⁷Cs: у овса — ограничение транслокации элемента в побеги путем его относительной аккумуляции в корнях, у салата — ограничение общего поступления радионуклида в растения при его равномерном распределении между корнями и побегами.

Определено содержание и распределение сложных эфиров фталевой кислоты в поверхностных слоях почв Москвы. Суммарное содержание пяти фталатов (диметилфталат, диэтилфталат, диизобутилфталат, ди(н)бутилфталат, ди(2-этилгексил)фталат) в почвах города лежит в диапазоне 4,39-397,00 мг/кг при среднем значении 62,70 мг/кг и медиане 31,22 мг/кг и характеризуется логнормальным распределением. Вклад данных фталатов в их спектр в почве составляет 0,6; 0,7; 14,2; 57,9 и 26,6% соответственно. Выявлена значимая положительная корреляция между содержанием в почве исследуемых фталатов. Наибольшая сумма фталатов отмечена в почвах зоны резерва и селитебной, наименьшая - в селитебно-транспортной и парково-рекреационной.

Обсуждаются некоторые аспекты применения имитационного моделирования поведения радионуклидов в пищевых цепях наземных экосистем. Описана модель поведения ¹³⁷Cs в системе типа почва-растительность-травоядные животные-хищники. Представлены результаты моделирования, в том числе расчет динамики дозовой нагрузки на животных. Показано, что при упрощенном, «чернобыльском», сценарии развития радиологической ситуации дозовые нагрузки на травоядных животных существенно ниже, чем на хищников. В целом у животных в первые 10 лет основной вклад в дозовую нагрузку вносит внешнее облучение, затем внешняя и внутренняя дозовые нагрузки становятся примерно равными.

Показано дальнейшее развитие имитационной модели EcoradOak_CS_FW сезон) ной динамики ¹³⁷Cs в компонентах экосистемы снытевой дубравы, в число которых теперь включены консументы 1-го и 2-го порядков. Моделируется перераспределение радиоцезия в полнозвенной пищевой сети лесной экосистемы типа почва—растительный покров—травоядные животные—хищники. Алгоритм, использованный в модели, позволяет учитывать влияние почвенных, метеорологических, фенологических и физиологических факторов на поведение радионуклида в этой сети и прогнозировать радиологические ситуации при различных условиях радиоактивных выпадений. Данные по загрязнению организма животных радиоцезием, полученные с помощью модели, лежат в основе расчета динамики внутренней дозовой нагрузки. Результаты моделирования могут быть использованы при нормировании лесохозяйственной продукции лиственного леса. Модель также применима для изучения перераспределения калия в трофической цепи экосистемы лиственного леса.

Исследование было проведено с целью выявления особенностей поведения ¹³⁷Cs и К в системе «почва-растение» в агроценозах и природном луговом биогеоценозе черноземной зоны в отдаленный период после чернобыльских выпадений. В центральной части Плавского радиоактивного пятна Тульской области были выбраны площадки опробования в агроценозах с пшеницей, соей, гречихой, рапсом, подсолнечником, злаково-бобовой травосмесью, а также в естественном биогеоценозе суходольного луга. Установлено, что средний уровень радиоактивного загрязнения почв территории ¹³⁷Cs составил 171 ± 26 кБк/м² (498 ± 100 Бк/кг); среднее содержание валового К — 2,0 ± 0,1%, в том числе К_обм — 235 ± 54 мг/кг, К_необм — 816 ± 116 мг/кг. Профильное распределение ¹³⁷Cs в пределах загрязненного 30-см поверхностного слоя агроценозов, а также К_вал во всех почвах было равномерно-аккумулятивным, в то время как распределение К_обм и К_необм носило регрессивно-аккумулятивный характер; при этом микрораспределение ¹³⁷Cs в корнеобитаемой зоне было инвариантным, а для подвижных форм калия показано градиентное обогащение почвы вблизи поверхности корней. Интенсивность перехода ¹³⁷Cs из почв в растения для всех исследованных культур на 1–2 порядка уступала интенсивности корневого потребления растениями К. Различались и особенности распределения элементов между органами растений, причем для ¹³⁷Cs оно было акропетальным для представителей сем. Злаковые и базипетальным для культур из других семейств, а К распределялся базипетально во всех опробованных растениях.

В статье рассматриваются вопросы, посвященные развитию радиоэкологии как самостоятельной научной дисциплины. Анализируются достижения прошлых лет, исследования, которые проводятся в настоящее время, а также перспективные направления развития в данной области. Предложена скорректированная периодизация этапов развития радиоэкологии с учетом накопленного к настоящему времени опыта в области этой дисциплины. На начальном этапе (1895–1929 гг.) осуществлялся сбор эмпирического материала; на первом этапе (1930–1960 гг.) был заложен теоретический фундамент и радиоэкология сформировалась как самостоятельная дисциплина; на втором этапе (1961–1990 гг.) отмечалось интенсивное, а на третьем (1991–2010 гг.) — поступательное развитие радиоэкологии; четвертый, современный этап развития радиоэкологии приходится на начало ХХI в. (2011 г. — настоящее время). Для каждого этапа рассматриваются основные научные достижения и эволюция идей в области радиоэкологии. Постулируется, что в настоящее время развитие этой дисциплины связано с дальнейшим совершенствованием мировых ядерных технологий, ликвидацией последствий ряда радиационных инцидентов (авария на АЭС Фукусима, 2011 г.), пересмотром концепции радиационной защиты окружающей среды и рядом других положений. Особое внимание уделяется лесной радиоэкологии — одному из важнейших направлений этой науки.