137Cs distribution in the trunk of the Scots pine, depending on the age class

Abstract

The article examines the distribution features of one of the main radionuclides of the Chernobyl release — 137Cs — in the wood of the trunk of the Scots pine, depending on the age class. It is shown that in the long-term period after precipitation, the distribution of 137Cs in the stand of pine biogeocenoses in the territory of the Bryansk Polesie of the Russian Federation, which was most severely affected by the Chernobyl accident, at contamination  densities (2183 kBkm–2), exceeding the indicator established by the Law of the Russian Federation "On Social Protection of Citizens Exposed to radiation as a result of the Chernobyl disaster", and classifying the territories as radioactively contaminated (37 kBkm‒2), the minimum index (0,23 kBk kg‒1) and the average value of the specific activity of 137Cs in wood (2,24 23 kBkkg–1) does not exceed the standards for wood products for various purposes, with the exception of that for wood used for the construction of residential premises. The obtained novel data indicate that in the distribution of 137Cs, both by trunk height (from the top of the tree to the trunk) and by average indicators of wood contamination in general, there is a clear trend of a decrease in the specific activity of radionuclide depending on the age of the stand. In this regard, for the most adequate assessment of possible contamination of wood and compliance of the identified levels of specific activity of radionuclides with regulatory indicators, in particular in the context of construction use, sampling of this component should be carried out in relation to age groups in increments of 10 years.

Keywords: Bryanskoe Polesie, Chernobyl fallout, nuclear contamination, pine biogeocenoses, wood use, tree age class.

References

1. Закон РФ от 15.05.1001 № 1244-1 (ред. от 25.12.2023) «О социальной защите граждан, подвергшихся воздействию радиации вследствие катастрофы на Чернобыльской АЭС». 2. Алексахин Р.М., Нарышкин М.А. Миграция радионуклидов в лесных биогеоценозах. М., 1977. 142 c. 3. Анисимов В.С., Кузнецов В.К., Санжаров А.И. Вертикальная миграция 137Сs чернобыльских выпадений в различных ландшафтах // Радиационная биология. Радиоэкология, 2021. Т. 61, № 3. С. 286–300. https://doi.org/10.31857/S0869803121030036 4. Атлас загрязнения Европы цезием после чернобыльской аварии. ЕК / ИГКЭ. Росгидромет / Минчернобыль (Украина). Белгидромет, 1998. 176 с. 5. Ахременко С.А., Кочегарова Н.Л., Мурахтанов Е.С. Использование древесины с радиоактивно загрязненных территорий в строительном комплексе. М., 2003. 6. ГОСТ 18486-87 Лесоводство. Термины и определения. 7. ГОСТ 33795-2016. Межгосударственный стандарт «Древесное сырье, лесоматериалы, полуфабрикаты и изделия из древесины и древесных материалов. Допустимая удельная активность радионуклидов, отбор проб и методы измерения удельной активности радионуклидов». 8. Егоров В.В., Фридланд В.М., Иванова Е.Н. и др. Классификация и диагностика почв СССР. М., 1977. 223 с. 9. Лесной кодекс Российской Федерации от 04.12.2006 N 200-ФЗ (ред. от 08.08.2024) (с изм. и доп., вступ. в силу с 01.09.2024). 10. Марченко Т.А., Радин А.И., Раздайводин А.Н. Ретроспективное и современное состояние лесных территорий приграничных районов Брянской области, подвергшихся радиоактивному загрязнению // Радиационная гигиена. 2020. Т. 13, № 2. С. 6–18. https://doi.org/10.21514/1998-426Х-2020-13-2-6-18 11. Мерзлова О.А. Прогноз возможности возврата в сельскохозяйственный оборот земель Могилёвской области Республики Беларусь, выведенных в связи с высоким радиоактивным загрязнением // Радиация и риск. 2021. Т. 30, № 3. https://doi.org/10.21870/0131-3878-2021-30-3-21-31 12. Мерзлова О.А., Цыбулько Н.Н. Радиологическое и экономическое обоснование возврата радиационно опасных земель в сельскохозяйственное пользование // Мелиорация. 2018. № 3(85). С. 85–93. https://doi.org/10.21870/0131-3878-2021-30-3-21-31 13. Переволоцкий А.Н. Распределение 137Cs и 90Sr в лесных биогеценозах. Гомель, 2006. 255 с. 14. Переволоцкая Т.В. Радиационное лесоводство: основы лесной радиоэкологии. Гомель, 2014. 45 с. 15. СП 2.6.1.759-99. 2.6.1. Ионизирующее излучение, радиационная безопасность. Допустимые уровни содержания цезия-137 и стронция-90 в продукции лесного хозяйства. Санитарные правила (утв. Главным государственным санитарным врачом РФ 02.07.1999). 16. Цветнова О.Б., Щеглов А.И., Касацкий А.А. Динамика загрязнения 137Сs различных компонентов лесных экосистем Брянского Полесья // Вестн. Моск. ун-та. Сер. 17. Почвоведение. 2014. № 3. С. 17–22. 17. Хомутинин Ю.В., Кашпаров В.А., Жебровская Е.И. Оптимизация отбора и измерений проб при радиоэкологическом мониторинге. Киев, 2001. 18. Цветнова О.Б., Щеглов А.И. Динамика распределения радионуклидов чернобыльского выброса в древесине основных лесообразующих пород на территории Центрального федерального округа РФ // Проблемы агрохимии и экологии. 2024. № 2. С. 48–56. https://doi.org/10.26178/AE.2024.61.79.001 19. Bunzl K., Schimmack W., Krouglov S.V. et al. Changes with time in the migration of radiocesium in the soil, as observed near Chernobyl and in Germany, 1986–1994 // Science of the Total Environment. 1995. Vol. 175. P. 49–56. https://doi.org/10.1016/0048-9697(95)04842-1 20. Live Chart of Nuclides // International Atomic Energy Agency – Nuclear Data Section. 2023 (Электронный ресурс). URL:https://www-nds.iaea.org/relnsd/vcharthtml/VChartHTML.html (дата обращения: 12.09.2023). 21. Holiaka D., Yoschenko V., Levchuk S. et al. Distributions of 137Cs and 90Sr activity concentrations in trunk of Scots pine (Pinus sylvestris L.) in the Chernobyl zone // J. Environmental Radioactivity. 2020. Vol. 222. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2020.106319 22. Orlov O.O. Regularities of 137Cs radial distribution in trunk wood of the main forest-forming tree species of Ukrainian Polissya // Forestry and Forest Melioration (Kharkov). 2009. Vol. 116. 23. Ohashi S., Kuroda K., Fujiwara T. et al. Tracing radioactive cesium in stem wood of three Japanese conifer species 3 years after the Fukushima Dai‑ichi Nuclear Power Plant accident // J. Wood Science. 2020. Vol. 66. https://doi.org/10.1186/s10086-020-01891-2 24. Shcheglov A.I., Tsvetnova O.B., Kliashtorin A.L. Biogeochemical migration of technogenic radionuclides in forest ecosystems. M., 2001. 235 p. 25. Soukhova N., Fesenko, S. Klein D. et al. 137Cs distribution among annual rings of different tree species contaminated after the Chernobyl accidents // J. Environmental Radioactivity. 2003. Vol. 65. P. 19–28. https://doi.org/10.1016/ S0265-931X(02)00061-9 26. Zarubina N. Circulation of 137Cs in various forest plants in the Chornobyl exclusion zone during the year // Ecologies. 2023. Vol. 4. P. 310–324. https://doi.org/10.3390/ecologies4020020