CC BY
42
УДК 631.95:546.36 Докторант В.А. Проневич1, канд. с.-г. наук -
1нститут агроекологп i природокористування НААН, м. Кшв
М1ГРАЦ1Я У Л1СОВИХ БЮЦЕНОЗАХ ПОЛ1ССЯ
Встановлено, що на всiх вщмшах лiсових грунтш основна маса137С8 знаходиться в люовш пiдстилцi та верхшх шарах гумусового горизонту. Розподш радюнуклщу по гли-бинi профшю збшьшуеться вiд дерново-опiдзолених сухих пiщаних та сушщаних до си-рих лучно-торфових грунтш, де його актившсть вщзначена на глибиш 27-30см. Серед компоненпв лiсового бiоценозу найбiльш високим накопиченням 137С8 характеризують-ся споровi, насамперед гриби (25,1-296,1 кБк/кг) та лишайники (32,3-44,1 кБк/кг). Серед вищих рослин найбшьшим накопиченням вiдрiзняються листя берези, дуба, горобини, листя та плоди чорниЦ (17,8-20,6 кБк/кг) та зелена маса злакових багаторiчних трав.
Ключовi слова: радюактившсть, мiгранiя,137Сs, грунти, люовий бiоненоз.
Постановка проблеми. Екологiчне значения радiацiйного фактору особливо зросло в зв'язку з найбДльшою в Дсторп атомно! еиергетики аварieю на ЧорнобильськДй атомиiй електростаицií та викидом велико!' кДлькостД продуктiв радiоактивиого подДлу в бДосферу. Широкi дослiджеиня в галузi лiсовоí ра-дiоекологií, виконанi в нашДй краíнi та за кордоном, переконливо показали, що лiсовi бДогеоценози е одними з найбДльш радДочутливих тишв природних комплексов, радiацiйне ураження яких виявляеться за менших доз опромiнення, нiж променеве пошкодження iнших типiв природних екосистем [1, 2]. КрДм цього, треба врахувати, що лiсовi бiогеоценози мають свою специфДку первинного розподдлу та наступно! горизонтально! i вертикально! мiграцií радюнуклвдв по-рiвияно з iншими типами екосистем.
Аналiз результатов дослiджень показав, що спочатку 60-90 % радаоактив-них викидДв на лiс затримуються його надземною фiтомасою, особливо дерев-ним пологом [3, 4]. Тому безпосередньо шсля аварií крони дерев за сильного виру можуть слугувати джерелом надходження радюактивних аерозолiв у призем-ний шар атмосфери та !х вторинного вiтрового переносу на значнi вiдстанi. РадД-онуклДди мДгрують пДд полог лДсу, як показано в працях [4, 5], переважно з бД-огенним опадом, який пов'язаний Дз ростовими процесами (у складi листових лу-сок ешдермка, чохликДв бруньок, лусок кори). ЗвДдси випливае, що чим активнД-шД ростовД процеси, тим штенсившший опад Д вищД темпи дезактивацп крон.
Що стосуеться зони вДдчуження ЧАЕС, то через рДк шсля аварц близько 95 % радюнуклвдв мДгрувало з надземно! частини деревного ярусу на поверхню лДсово! пДдстилки, а в надземнш фДтомасД лишаеться в стДйко утримуванДй формД менше 5 % вДд загально! !х кДлькостД [6, 7]. У наукових дослДдженнях [1, 3, 8] зазначено, що в ландшафтах 30 км зони ЧАЕС у надземнш частинД деревного ярусу в 1989 р. мДстилося вДд 0,3 до 6,0 % загально! кДлькостД 137Сs у бДогеоцено-зД, в грунта зосереджено бДльше 90 % (причому вДд 75 до 96 % цДе! кДлькостД мДс-тилося в лковш шдстилщ Д лише 4-25 % - у мшеральнш частинД грунту). З опадом на поверхню грунту щорДчно надходить вДд 0,13 до 0,25 % 137Сs вДд щДль-ностД забруднення. З лДсово! пДдстилки в мДнеральну товщу грунту з вертикаль-ним водним потоком щорДчно мДгруе близько 0,08 %, а за межД 0-30-сантимет-
1 Наук. консультант: проф. Б.С. Пргстер, д-р бюл. наук - 1нститут проблем безпеки АЕС НАН Украши, м. Ки1в
рового кореневого шару - менше 0,003 %. Цi данi ще раз шдтверджують, що надходження радiонуклiдiв з рослинним опадом в 1,5-3,0 рази бшьше, нiж вине-сення 1х водним потоком з лiсовоí пiдстилки i майже на 2 порядки вище, нiж з мiнеральноí товшд грунту.
За осшньо-зимовий перiод з опаду вившьняеться вiд 60 до 80 % радь онуклiдiв, що мктилися в ньому. У листяних та мшаних лiсах вивiльнення ра-дюнуклвдв з опаду вище порiвняно з хвойними. У грунп 137Сs мкруе переваж-но в складi водорозчинних, органiчних сполук - продуктiв метаболiзму грунто-во1 флори та фауни. Дослщження показують, що визначальними факторами мк-рацií радiонуклiдiв по профшю грунту в лiсi е дифузк, бiогенна мiграцiя та лк-аваж [1, 4, 9, 10].
П1д впливом багатьох факторiв частина радюнуклвдв, що випали, переходить в рухомi форми i потрапляе у грунтовий розчин. ТШидккть перемщен-ня розчинних форм радiонуклiдiв у нижш шари грунту сильно залежить ввд водного внутрiшньогрунтового стоку, особливо в умовах Украшського Полiсся, де випадае достатньо багато щорiчних опадш (близько 600 мм) та легкого гра-нулометричного складу грунтiв [1-4]. Враховуючи цi обставини, на перший план у радюеколопчних дослiдженнях висунуто завдання вивчення процесш мiграцií в натурних природних комплексах та агросистемах, ят визначають ра-дiоактивне забруднення лково!' та сiльськогосподарськоí продукцií, що формуе дозу опромшення населения. На виршення цих питань i спрямованi вс зусилля пiд час проведення радюеколопчних дослвджень на територií, яка зазнала ра-дiоактивного забруднення внаслiдок аварц на ЧАЕС.
У деревному ярус найбшьше забрудненi кора дерев та органи асимшяцц (глиця, листя), потш дрiбне гiлля, велике гiлля i найменш забруднена деревина. За ступенем забруднення деревини рiзних порiд утворюеться такий ряд: береза > дуб > осика > вшьха > сосна. Найбшьшою концентрацiею радiонуклiдiв вщ-рiзияються лишайники, мохи, гриби та деят види лiсових ягiд (чорниця, журав-лина, брусниця), сiно з перезволожених лiсових угiдь. Вмiст радюнуклвдв 137Сs у продуктах перероблення деревини нижчий, шж у вихiднiй сировиш i вардае залежно вiд виду продукцп на кiлька математичних порядкш. Найменш забруд-ненi скипидар, смола i далi в порядку зростання - живиця, обрiзнi пиломатерi-али [3, 6, 7].
Об'екти i методи дослщжень. Науковi до^дженпя виконано на базi Сарненсько!' науково-дослдао!' станцií з освоення болiт 1ВШМ НААН. Бшь-шiсть населених пунктав зони Полiсся розташована поблизу лк1в, тому значну частку в дозу внутртнього опромiнения населення цiеí зони (до 50 %) вносить продукщя лiсу - гриби, ягоди. З метою ощнюванпя рiвнiв забруднення лкових екосистем, визначення шлянв мiграцií радюнуклвдш та характеру íх накопичен-ня в рiзних компонентах лiсового бюгеоценозу та пiдготовки рекомендацiй з ведения лкового господарства в умовах радиоактивного забруднення було зак-ладено лковий стацiонар на територií Бiльського лкництва Висоцького ДЛГ Дубровицького району Рiвненськоí областi зi шiльнiстю забруднення радюце-зiем вiд 2 до 5 Ю/км2.
Лiсовий стацiонар закладений у виглядi ландшафтного профшю загаль-ною площею 1,5 га i перетинае з швдня на пiвнiч кшька типiв умов мкцезрос-
тання з типами грунлв вiд сухих бщних скритопiдзолистих пiшаних на пiвднi до сирих лучно-торфових на пiвночi стащонару. Лiси, якi зростають в райош розташування стацiонару, належать до зони мшаних лiсiв. За грунтовим районуванням грунти територií Бiльського лiсництва Висоцького ДЛГ Дубро-вицького району Рiвненськоí обл., якi дослiджуються, вiдносять до Бторусько"1 провiнцií пiвденно-тайговоí пiдзони дерново-тдзолистих грунтiв. Поруч з ме-жею люового стацiонару (на вiдстанi 3-5 м) для кожного типу умов мюцезрос-тання (основних елементiв ландшафтного профтю) вiдкрито 5 грунтових розрь зiв (ГР) i пробурено свердловини для вимiрювання рiвнiв грунтових вод та 1х радiоактивного забруднення.
Вiдбiр, пiдготування грунтових i рослинних зразюв до аналiзу при радь олопчному обстеженнi здiйснено згiдно з методичними вказiвками з оцiнки ра-дiацiйноí обстановки на забрудненiй територн. Для визначення вмiсту гама-випромiнюючих радюнуклщв використано напiвпровiдниковий гама-спектро-метр з Ое-Ы детектором типу ДГДК-100 та багатоканальним амплiтудним ана-лiзатором iмпульсiв АМ-А-02Ф1. Для математичного аналiзу та узагальнення експериментальних даних використано пакет прикладних програм у складi МБ Ехе1-2003 i мSТаТisТiсsм.
Результаты дослщжень. Первинне накопичення та подальший перероз-подiл i мiграцiя 137Сs у люових грунтах залежать вiд IX типiв (рис. 1). Так, у сос-няку-бiломошнику ГР-1 вся радюактившсть зосереджена в малопотужнiй (до 2,0 см) люовш пiдстилцi (А0), а в генетичних горизонтах, якi знаходяться ниж-че, 137Сs практично вщсутнш. Варто зазначити, що з просуванням з пiвдня на пiвнiч вщ ГР-1 до ГР-5 розподiл радюнуклщу по глибинi профiлю збiльшуеться i досягае максимального значення на ГР-4 (до 20-30 см), але i тут основна його маса затримуеться в лiсовiй пiдстилцi та верхшх шарах гумусового горизонту. Дещо шший розподiл 137Сs по профтю грунту на ГР-5, де основна маса радь онуклщу знаходиться на глибиш 2-7 см. Це пов'язано з його розташуванням на мiсцевостi: розрiз розташований за межами лiсу на вщсташ 3 м з наявшстю луч-но"1 дернини та порушенням верхнього шару грунту сiльськогосподарською тех-нiкою при його обробiтку.
Рис. 1. Миращя1Г/С по профтю л1сових Грунт1в
Причини незначного заглиблення на ГР-1 пов'язаш з тим, що грунт в цьому тит лiсу шiльно покритий лишайником кладонiя (Qаdоniа dеfоrмis), який затримав радiоцезiй, що випав з атмосфери в великих кшькостях (до 9095 % вiд загально"1 маси радiоактивних випадiнь). Перехiд з лишайниково-
го покриву в Грунт ускладнений повiльним розкладанням кладонií. Другою причиною повшьного переходу 137Сб в Грунт в цьому розрiзi порiвняно з ГР-3,4,5 можуть бути органо-мiнеральнi форми знаходження цього елементу, якi надшшли в Грунт, та перехiд !'х з одше!' форми в шшу. Як вiдомо, велику роль при цьому вщграють органiчнi кислоти, яю знаходяться в гумусовому горизон-тг В ГР-3,4,5 гумусовi горизонти добре виражеш й переходять в торф.
Серед компоненпв лiсового бiоценозу, як вивчаються на стацiонарi, особливо люова пiдстилка та верхнiй односантиметровий и шар, найбiльше заб-рудненi. Питома актившсть розкладених шарiв лiсовоí тдстилки на стацiонарi досягае 36-38 кБк/кг, а власне Грунти, залежно вщ типiв, мають рiвнi забруднен-ня вiд 0,2 до 12 кБк/кг.
О 5 10 15 20
Рис. 2. Актившсть дерев та куш^в на л^овому стацiонарi
Бори-зеленомошники, в яких юнуе суцтьний покрив з лишайника кла-донп, е великим накопичувачем 137Сб. Питома активнiсть кладонп в цьому тит лiсу становила 32,3-44,1 кБк/кг повиряно-сухш маси, тодi як чебрець - 1,8, гли-ця сосни - 2,7 кБк/кг (рис. 2). Серед вищих рослин найбтьшим накопиченням радiоцезiю вiдзначаються деревнi - листя берези, дуба та горобини, трав'яш -перестрiч гайовий, куничник сiруватий, кущики - листя та плоди чорнищ, з стьськогосподарських культур - лучш трави.
Табл. Питома актившсть спорових рослин, л^ових комах, гризушв та деяких тварин, вiдловлених на лисовому стащошцп, (1992-1995 рр.)
Назва
Бк/кг
Назва
Бк/кг
Гриб-боровик
25068
Жаба гостроморда (все тшо)
21830
Горкуша
248000
Ящ1рка прудка (все тшо)
5180
Сирошка
133311
Пол1вка (м'язи + кютки)
12950
Свинуха
296111
Шкурка пол1вки
6290
Лишайник кладон1я
39540
Люова миша (м'язи + к1стки)
34410
Мох плерощум
35340
Шкурка люово! миш1
19610
Сосновий довгоносик (чол.)
Плавун булавовидний
11200
1420
Сосновий довгоносик (жш.)
Сфагнум болотний
20420
1652
Папороть орляк
21600
Коричнева люова мураха
3163
Особливу увагу привертае висока актившсть плодiв - япд чорнищ (17,8 та 20,6 кБк/кг повиряно-сухо!' маси в сосняку-зеленомошнику та на люо-
вш галявиш). Досить високоактивнi (11,2 к Бк/кг) i листя з молодими пагонами малини, якi часто вживае мкцеве населения для заварювання чаю.
Найвищим накопиченням радiоцезiю вiдзначаються споровi, передусш гриби та лишайники i мохи (табл.). Таю види грибiв, як свинуха товста, горку-ша та сиро!жка, накопичують 296,1, 248,0 та 133,3 к Бк/кг повиряно-сухо1 маси вщповвдно, а бiлий гриб-боровик на порядок менше, нiж пластиичастi (свинуха товста, горкуша). Також значне накопичення 137Cs у папоротях, зелених мохах, сфагнума Особливо привертае увагу, з точки зору радюактивного забруднення, сфагнум - як будавельний теплоiзоляцiйний матерiал, котрий достатньо широко використовують в шдивщуальному будiвництвi у сiльськiй мкцевосп.
Радiоспектрометричний аналiз проб грунту, рослинносп, окремих тва-рин та комах, ввдбраних на лiсовому стацiонарi 1992-1995 рр., дае змогу зроби-ти висновки та обгрунтувати рекомендацп щодо накопичення та мiграцiï основного забруднювача Чорнобильсько1 аварiï - радюнуклщу 137Cs у лiсових бюге-оценозах Полкся зi щшьшстю поверхневого забруднення грунпв 2,0-5,0 Ki/км2.
Висновки. Проведет дослвдження дають тдставу стверджувати, що пе-рерозподiл i мiграцiя 137Cs у лiсових грунтах залежать вщ 1х тишв. Зважаючи на специфiчнi умови лiсових угiдь, вся радюактивнкть 137Cs у сухих пiшаних грунтах зосереджена в малопотужнiй лiсовiй шдстилщ, а в генетичних горизонтах, яю знаходяться нижче, 137Cs практично ввдсутшй. У лучно-торфових грунтах у зв'язку з шдвищеною вологктю та вiдсутнiстю в профiлi сорбцшних мше-ралк у невеликих кшькостях радiоцезiй проникае до глибини 27-30 см. В орних грунтах прилеглих до лiсу територiй 137Cs перемiшуеться дещо нижче i основна його маса знаходиться в шарi (5-12 см).
Серед компонентов лiсового бюгеоценозу найбшьш високим накопиченням 137Cs характеризуються споровi, насамперед гриби (25,1-296,1 кБк/кг) та лишайники (32,3-44,1 кБк/кг). Серед вищих рослин найбiльшим накопиченням вщзначаються листя берези, дуба та горобини, листя та плоди чорнищ (17,820,6 кБк/кг).
Лiтература
1. Пристер Б.С. Проблемы безопасности атомной энергетики. Уроки Чернобыля : монография / Б.С. Пристер, А.А. Ключников, В.М. Шестопалов, В.П. Кухарь. - Чернобыль : Изд-во НАН Украины, Ин-т проблем безопасности АЭС. - 2013. - 200 с.
2. Bunze K. Interception and retention of Chernobyl derived Cs-134, Cs-137 and Ru-106 in Spruce Stand Sci / K. Bunze, W. Schimmack, K. Kreutzer, R. Schiel // Total Environ. - 1989. - Vol. 78. -Pp. 77-87.
3. Пристер Б.С. Проблемы сельскохозяйственной радиобиологии и радиоэкологии при загрязнении окружающей среды молодой смесью продуктов ядерного деления : монография / Б.С. Пристер. - Чернобыль : Изд-во НАН Украины, Ин-т проблем безопасности АЭС. - 2008. -320 с.
4. Тихомиров Ф.А. Моделирование радиоактивных выпадений на сосновые насаждения / Ф.А. Тихомиров, В.П. Юланов, Р.Т. Карабань // Лесоведение : науч.-теорет. журнал. - М. : Изд-во "Наука". - 1971. - № 1. - С. 56-60.
5. Фурдичко О. I. Еколопчш проблеми природокористування в наущ i практищ люогоспо-дарського виробництва / O.I. Фурдичко // Науковий вюник НЛТУ Украши : зб. наук.-техн. праць. - Л^в : РВВ НЛТУ Украши. - 2012. - № 22.4. - С. 39-47.
6. Медведев В.В. Мониторинг почв Украины. Итоги. Задачи. - Изд. 2-ое, [перераб. и доп.] / В.В. Медведев. - Харьков : Изд-во КП "Городская типография. - 2012. - 536 с.
7. Tikhomirov F.A. Forests and forestry: radiation protection measures with special reference to the Chernobyl accident Zone / F.A. Tikhomirov, A.I. Shcheglov, V.P. Sidorov // The Science Total Environ. - 1993. - Pp. 289-305.
8. Bachhuber H. The migration of 137Cs and 90Sr in multilayred soils: Results from bath, column and fallout investigations / H. Bachhuber, K. Bunzl, W. Schimmack // Nucl. Technol. - 1982. - Vol. 59. - tfa 2. - Pp. 291-302.
9. Macs E. Fixation of radiocaesium in an acid brown forest soil / E. Macs, B. Delvaux // Euroc-lay 95. Clay and clay materials sciences. Book of abstracts. - Louvain (Belgium). - 1995. - Pp. 299-300.
10. Delvaux B. Mechanisms controlling radionuclide mobility in forest soils / B. Delvaux, G.I. Agapkina, K. Bunzl et al. // The radiological consequences of the Chernobyl accident : Proceedings of the First Interna-tional Conference. - Minsk. - 1996. - Pp. 193-196.
Проневич В.А. Миграция 137С« в лесных биоценозах Полесья
Исследовано, что на всех типах лесных почв основная маса 137Cs находится в лесной подстилке и верхних слоях гумусного горизонта. Распределение радионуклида по глубине профиля увеличивается от дерново-подзолистых сухих песчаных и супесчаных к сырым лугово-торфяным почвам, где его активность отмечена на глубине 27-30 см. Среди компонентов лесного биоценоза наиболее высоким накоплением 137Cs характеризуются споровые, в первую очередь грибы (25,1-296,1 кБк / кг) и лишайники (32,344,1 кБк / кг). Среди высших растений наибольшим накоплением отличаются листья березы, дуба и рябины, листья и плоды черники (17,8-20,6 кБк / кг), зеленая масса злаковых многолетних трав.
Ключевые слова: радиоактивность, миграция, 137Cs, почвы, лесной биоценоз.
Pronevych V.A. Migration 137С« in forest biocenosis Polessya
The studies have proved that the main masa 137Cs of forest soils located in the forest bedding in the top humus layers. The distribution of radionuclide in depth increases from the sod-podzolic to the sand and dry to wet meadow peat soils, where its activity is noted at a depth of 27-30cm. Among the forest components of forestry biocenosis, the most high accumulation of 137Cs is the sporous, primarily the fungi (25.1-296.1 kBq / kg) and lichens (32,344,1 kBq / kg). Among the the plants, the greatest accumulation has the leaves of birch, oak and ash leaves and bilberries (17,8-20,6 kBq / kg), the green mass of the perennial grasses.
Key words: radioactivity, migration, 1 7Cs, soil, forest biocenosis.
УДК 631.95:615.849 Зав. лаб. Л.А. Райчук, канд. с.-г. наук -
1нститут агроекологп i природокористування НААН, м. Кшв
ЕЛЕМЕНТИ МЕТОДИКИ ОЦ1НЮВАННЯ ФОРМУВАННЯ ДОЗИ ВНУТР1ШНЬОГО ОПРОМ1НЕННЯ НАСЕЛЕННЯ НА В1ДДАЛЕНОМУ ЕТАП1 ПОДОЛАННЯ НАСЛ1ДК1В АВАРН НА ЧОРНОБИЛЬСЬКШ АЕС
За результатами обстеження мешканцв населених пункпв Украшського Полюся у вщдалений перюд шсля аварп на Чорнобильськш АЕС виявлено 1стотш вщмшност у формуванн структури дозових навантажень на мешканЦв населених пункпв Украшського Пол1сся, що належать до II, Ш та IV зон радюактивного забруднення, залежно вщ територ1ально1 ознаки. Апробовано методику, за якою дозу внутршнъого опромшення розглянуто як випадкову величину з наступним з'ясуванням статистичних закошв й розподшу. Запропоновано удосконалення процедури рендом1зацп мшмально! статис-тично! виб1рки даних.
Ключовi слова: доза внутршнього опромшення, радюнуклщ, 137Cs, випадкова величина, статистичний розподш, рендом1зац1я, гшотеза, критерп узгодженост1.
Постановка проблеми. Радюнуклвди чорнобильського походження, на-копичуючись у рослинах i тваринах, стали невiд'eмною складовою в трофiчних
