CC BY
17
Раздел 4 Section 4
ЭКОЛОГИЯ. ФЛОРА. ФАУНА ECOLOGY. FLORA. FAUNA
УДК 550.378: 627.157
РАДИОАКТИВНЫЕ ЭЛЕМЕНТЫ 238U, 232TH, 40K, 137CS В ПОЧВАХ ДОЛИНЫ РЕКИ ИЛЫЧ (РЕСПУБЛИКА КОМИ)
Д.Н. Балыкин, А.В. Пузанов
Институт водных и экологических проблем СО РАН, Барнаул, E-mail: balykindn@yandex.ru
Дана оценка уровням удельной активности радионуклидов'238U, 232Th, 40K, 137Cs в почвах долины р. Илыч (Республика Коми). Удельная активность 40K и Th возрастала от болотных и аллювиальных типов к горно-лесным подзолистым среднесуглини-стого гранулометрического состава. Максимальные уровни удельной активности 238U
137
и Cs отмечены в болотных почвах грядово-мочажинных комплексов. Выявлена значительная вариабельность удельной активности радиоцезия в почвах долины р. Илыч с максимальным накоплением элемента в торфяных горизонтах болотных почв.
Ключевые слова: естественные и искусственные радионуклиды, почвенный покров, река Илыч, Республика Коми.
DOI: 10.24411/2410-1192-2019-15511
Дата поступления 3.12.2019
Река Илыч является одним из крупных притоков р. Печора. Ее истоки расположены у подножья горы Тима-из (западные отроги Северного Урала), длина реки - 411 км, площадь водосбора составляет 16000 км [1]. В истоках и верхнем течении долина Илыча вытянута в направлении с севера на юг параллельно хребтам Северного Урала, здесь она представляет собой узкую и сильно извилистую речку с низкими болотистыми берегами и спокойным течением. В среднем течении Илыч течет поперек простирания предгорных возвышенностей, вытянутых полосой вдоль хребтов Северного Урала. Здесь речная долина часто меняет ширину и представляет собой либо узкий коридор, либо озеро-видное расширение. В нижнем течении река имеет западное направление, после выхода из предгорий пересекает Печорскую равнину [2].
Исследуемая территория характеризуется уникальностью природных комплексов междуречья Печеры и Илыча. Здесь находятся крупные особо охраняемые территории - Печеро-Илычский заповедник и национальный парк «Югыд ва», расположенные на западных склонах Северного и Приполярного Урала. Сохранившийся на данной территории массив первичных бореальных лесов включен в список всемирного наследия ЮНЕСКО [3]. Целью данной работы является оценка уровней удель-
238
ной активности радионуклидов ( и, !п, К, Сб) в почвах долины реки Илыч. Исследования были проведены совместно с институтом биологии Коми НЦ УрО РАН.
Объекты и методы
Для оценки уровней удельной активности радионуклидов в почвах долины р. Илыч были заложены почвенно-геоморфологические профиля, которые
Bulletin AB RGS [Izvestiya AO RGO]. 2019. Ш 4 (55)
охватывают: наиболее заболоченную часть долины верхнего течения; ландшафты пойменной террасы и ровной части предгорной увалистой полосы; ландшафты относительно дренированной надпойменной террасы и возвышенностей предгорной полосы Ыджид парма; ландшафты заболоченной надпойменной террасы. Для оценки удельной активности радионуклидов выделены широко распространенные на данной территории типы почв: аллювиальные дерновые, глееподзолистые тек-
Характеристика почвеш
стурно-дифференцированные, болотные [4] (табл. 1).
Исследование образцов почв на содержание радионуклидов проводили в лаборатории миграции радионуклидов института биологии Коми НЦ УрО РАН. Измерение удельной активности выполнено на сцинтилляционном гамма-спектрометре № 0334 Б-Г с использованием программного обеспечения «ПРОГРЕСС».
Таблица 1
разрезов в долине р. Илыч
Номер почвенного разреза Тип почвы Растительное сообщество, местоположение почвенного разреза
Р-5.1 болотная верховая торфяная кустарничковое сфагновое сообщество
О-Т1-Т2-Т3-...-Т грядово-мочажинного болота, надпоймен-
ная терраса, левобережная часть долины
р. Илыч
Р-5.2 болотная верховая торфяная осоково-сфагновое сообщество мочажины,
Оч-Т1 -Т2-Т3 -... -Т надпойменная терраса, левобережная
часть долины р. Илыч
Р-6 болотная торфяная остаточно-низинная осоково-сфагновое болото, надпойменная
О-Т1-Т2-Т3-...-Т терраса, левобережная часть долины
р. Илыч
Р-7 болотная торфяная остаточно -низинная на осоково-сфагновое болото с ивой, надпой-
мелких торфах менная терраса, левобережная часть доли-
О-Т1-Т2-Т3-в ны р. Илыч
Р-8 аллювиальная дерново-глеевая пойменный влажный злаково-разно-
Адер-А1-АШ^-Б0-0 травный луг, левобережная пойменная
терраса р. Илыч
Р-12 глееподзолистая иллювиально-гумусовая ельник чернично-зеленомошный, приреч-
текстурно -дифференцированная ный склон, левобережье р. Илыч
А0-А2g-[A2Bfh]-A2BBt-BC
Р-15 глееподзолистая иллювиально-гумусовая ельник чернично-зеленомошный
текстурно -дифференцированная
А0-А2g-[A2Bfh]-A2BBt-BCg
Р-21 горный подзол иллювиально-гумусовожеле- елово-пихтовый лес черничнозеленомош-
зистый ный, верхняя часть северного склона
А0-А2-Вfh-BC г. Развилки
Р-22 горная глееподзолистая иллювиально - пихтарник папоротниковый; верхняя часть
гумусовая - А0-А2g-ВfhB-ВC северного склона г. Развилки
Р-24 горная глееподзолистая иллювиальногуму- ельник черничнозеленомошный, нижняя
совая текстурнодифференцированная часть северного склона г. Развилки, выпо-
А0-А2g-Вfh-B-Вt-ВC ложенное плато
Р-25 горная глееподзолистая иллювиально- ельник черничнозеленомошный, нижняя
гумусовая часть крутого склона г. Развилки северной
А0-А2g-ВfhB-ВC экспозиции
Р-27 горная лесная кислая оподзоленная пихтарник кустарничково-папоротнич-
А0-А2В-В1-В2-ВС ково-зеленомошный, средняя часть склона
г. Развилки северной экспозиции
Результаты исследований
Удельная активность 40К и 232ТЬ в почвах долины р. Илыч возрастает от болотных и аллювиальных легкосуглинистых почв к горно-лесным подзолистым среднесуглинистого гранулометрического состава. Максимальные уров-
238
ни удельной активности И(Яа) в почвах отмечены в слоях торфа грядово-мочажинного болота на глубине 95105 см (72,5 Бк/кг) и в органогенном горизонте (51,2 Бк/кг) глееподзолистой текстурно-дифференцированной почвы с микропрофилем подзола (Р-24), сформированной на выположенном платооб-разном уступе в нижней части склона г. Развилка (водораздел рек Когель и Илыч) (табл. 2). Относительно повы-
40 232
шенным содержанием К и Тп отличаются аллювиальная дерново-глеевая (разрез Р-8), глееподзолистая текстурно-дифференцированная с микропрофилем подзола (Р-15) и болотная переходная торфяная (Р-7).
Средние уровни удельной активности естественных радионуклидов в почвах долины р. Илыч составляют: 238И(Яа) - 19,0; 232ТЬ - 11,2 Бк/кг; 40К -239,6 Бк/кг. Это в целом ниже мирового
238
глобального фона для почв: И(Яа) -32; 232ТЬ - 32 Бк/кг; 40К - 450 Бк/кг [5].
Удельная активность радиоцезия в почвах долины р. Илыч значительно варьирует, а пределы колебаний составляют от <3 до 140 Бк/кг. В болотных почвах верховых и переходных комплексов левобережья верхнего течения реки удельная активность элемента варьирует в пределах 14,5-131 Бк/кг. В аллювиальных почвах долины верхнего течения реки и глееподзолистых почвах предгорной ландшафтной зоны накопление радионуклида отмечено в верхней части профиля до глубины 15-20 см с максимальными значениями в органогенных горизонтах (50,2-51,1 Бк/кг). В почвах горно-лесного пояса предгорий
137
Северного Урала содержание Сб в ор-
ганогенных горизонтах варьирует в пределах от 33,7 до 140 Бк/кг.
Современный уровень техногенной радиационной нагрузки на почвы фоно-
137
вых территории для Сб составляет 530 Бк/кг. Превышающие фон уровни удельной активности радионуклида характерны для лесных подстилок (А0) почв горно-лесного пояса предгорий Северного Урала и болотных почв (табл. 2).
Кроме глобальных источников поступления радиоцезия в почвы региона, локальное загрязнение почвенного покрова на исследуемой территории, возможно, обусловлено ядерным подземным взрывом, произведенным 23 марта 1971 г. примерно в 5-6 км к северо-востоку от озера Чусовское (Пермская обл.) вблизи границы с Троицко-Печорским районом Республики Коми. Ядерный взрыв мощностью в 45 кт предназначался для отработки вопроса о возможности прокладки каналов для переброски вод северных рек в Каспийское море. Одновременный подрыв трех ядерных зарядов привел к выбросу грунта, загрязненного искусственными радионуклидами, в результате произошло радиоактивное загрязнение местности в непосредственной близости от эпицентра взрыва и на значительных расстояниях от него.
Заключение
Уровни удельной активности ЕРН в почвах долины р. Илыч обусловлены ландшафтно-геохимическими, почвен-но-геохимическими особенностями территории. Отмечена значительная вариа-
137
бельность удельной активности Сб в почвах. Радионуклид аккумулирован в пределах 0-15 (20) см слоя аллювиальных и горно-лесных почв. Высокие уровни элемента в болотных почвах обусловлены аккумулирующей способностью торфяников (средняя плотность загрязнения Сб наземных мхов на территории юга Западной Сибири составляет 130 Бк/кг [6]).
Bulletin AB RGS [Izvestiya AO RGO]. 2019. No 4 (55)
Таблица 2
Уровни удельной активности радионуклидов в почвах долины р. Илыч, Бк/кг
Горизонт Глубина, см 137Cs 238U(Ra) 232Th 40K
Р-5.1. Болотная верховая торфяная гряды
О1 0-10 79,9 <8 <7* <40
О2 10-20 56,1 <8 <7 <40
Т1 20-37 57,5 18,0 <7 <40
Т2 37-50 131,0 <8 <7 <40
Т3 50-68 51,7 11,6 <7 <40
Т4 68-95 40,2 19,8 <7 <40
Т5 95-105 23,0 72,5 <7 <40
Р-5.2. Болотная верховая торфяная мочажины
Т1 0-15 6,4 23,3 <7 <40
Т2 15-30 81,9 <8 <7 <40
Р-7. Болотная торфяная остаточно-низинная на мелких то рфах
Т1 0-10 70,9 28,5 <7 224
Т2 10-20 60,2 41,1 <7 70
Т3 20-40 14,5 27,4 <7 <40
Т4 40-60 17,8 10,0 <7 179
Р-8. Аллювиальная дерново-глеевая легкосуглинистая
Адер 0-5 50,2 14,9 <7 233
А1' 5-10 16,2 11,5 10,9 320
А1" 10-15 4,3 19,6 18,2 411
А1'" 15-20 <3 15,5 29,1 424
АВ 20-25 <3 19,8 18,6 409
Bg 45-70 <3 21,5 26,5 480
BG 70-90 <3 19,3 25,7 475
Gox 88 -105 <3 20,9 23,5 491
Р-11. Аллювиальная болотная
Т 0-20 54,6 14,0 <7 <40
Р-15. Глееподзолистая иллювиально-гумусовая среднесуглинистая
А0 0-5 51,1 <8 <7 <40
A2g 5-10 16,4 13,6 13,6 406
A2Bfh 10-15 3,8 18,1 15,1 521
A2B 15-20 3,4 11,6 19,7 567
A2B 20-25 <3 14,4 25,6 655
B1 30-48 <3 19,4 33,0 657
B2 48-78 <3 24,2 27,4 588
B3g 78-110 <3 14,5 23,3 584
Р-21. Горный подзол иллювиально-гумусово-железистый
А0 0-5 54,1 17,4 <7 93
Р-22. Горная глееподзолистая иллювиально-гумусовая
А0 0-4 140,0 <8 <7 <40
Р-24. Горная глееподзолистая иллювиально-гумусовая текстурно-дифференцированная
А0 0-5 33,7 51,2 <7 <40
Р-25. Горная глееподзолистая иллювиально-гумусовая
А0 0-8 99,3 26,6 <7 229
Р-26. Горная лесная кислая неоподзоленная
А0 0-10 34,4 17,7 28,6 532
Р-27. Горная лесная кислая оподзоленная
АО' 0-2 69,9 <8 <7 <40
АО'' 2-5 88,3 24,0 <7 <40
Примечание: * «<» ниже чувствительности метода определения
Работа выполнена в рамках государственного задания ИВЭП СО РАН (проект № 0383-2019-0005).
Список литературы
1. Гидрологическая изученность // Северный край. Т. 3. - Л.: Гидрометеоиздат, 1965. - С. 610.
2. Зверева О.С. Гидрографическое описание территории // Производительные силы Коми АССР. Т. II. Ч. II. - М.: Изд-во АН СССР, 1955. - С. 22-59.
3. Девственные леса Коми. - М., 2005. - 351 с.
4. Атлас почв Республики Коми / Под ред. Г.В. Добровольского, А.И. Таскаева, И.В. Забоевой. - Сыктывкар, 2010. - 356 с.
5. Алексахин Р.М., Архипов Н.П., Бархударов Р.М. Тяжелые естественные радионуклиды в биосфере: Миграция и биологическое действие на популяции и биогеоценозы. - М.: Наука. 1990. - 368 с.
6. Шура Л.П., Губина Л. А., Рындюк К.Ю. Влияние территории отбора и вида сфагновых мхов на содержание в них радионуклидов [Электронный ресурс]. - URL: http://www.lib.tpu.rU/fulltext/c/2009/C01/V3/028.pdf (дата обращения 10.01.20).
References
1. Gidrologicheskaya izuchennost // Severny kray. T. 3. - L.: Gidrometeoizdat, 1965. -S. 610.
2. Zvereva O.S. Gidrograficheskoye opisaniye territorii // Proizvoditelnye sily Komi ASSR. T. II. Ch. II. - M.: Izd-vo AN SSSR, 1955. - S. 22-59.
3. Devstvennye lesa Komi. - M., 2005. - 351 c.
4. Atlas pochv Respubliki Komi / Pod red. G.V. Dobrovolskogo, A.I. Taskayeva, I.V. Zaboyevoy. - Syktyvkar, 2010. - 356 s.
5. Aleksakhin R.M., Arkhipov N.P., Barkhudarov R.M. Tyazhelye estestvennye radi-onuklidy v biosfere: Migratsiya i biologicheskoye deystviye na populyatsii i biogeotsenozy. -M.: Nauka. 1990. - 368 s.
6. Shura L.P., Gubina L.A., Ryndyuk K.Yu. Vliyaniye territorii otbora i vida sfagnovykh mkhov na soderzhaniye v nikh radionuklidov [Elektronny resurs]. - URL: http://www.lib.tpu.ru/fulltext/c/2009/C01/V3/028.pdf (data obrashcheniya 10.01.20).
RADIONUCLIDES 238U, 232TH, 40K, 137CS IN SOILS OF ILYCH RIVER VALLEY (KOMI REPUBLIC) D.N. Balykin, A.V. Puzanov
Institute for Water and Environmental Problems of SB RAS, Barnaul, E-mail:balykindn@yandex.ru
The activity concentrations of radionuclides of 238U, 232Th, 40K, 137Cs in soils of the Ilych river valley was estimated. The specific activity of 40K and 232Th increased from marsh and alluvial types to mountain-forest podzolic medium loam granulometric composition. The max-
238 137
imum specific activity levels of U and Cs in the marsh soils of ridge-urea complexes were observed. Significant variability of the specific activity of radiocesium in the soils of the Ilych river valley with the maximum accumulation of the element in the peat horizons of bog soils was revealed.
Key words: natural and artificial radionuclides, soil cover, Ilych River, Komi Republic.
Received December 3, 2019
