CC BY
129
Вестник ДВО РАН. 2013. № 5
УДК 631.438 (571.56)
П.И. СОБАКИН, А.А. ПЕРК
Радиоактивные элементы в почвах Якутии
Исследовано содержание радиоактивных элементов в некоторых типах мерзлотных почв в тундровой и таежной зонах Якутии. Установлено, что вертикальное распределение радиоактивных элементов в профиле изученных почв в целом зависит от почвообразовательных и криогенных процессов, а также от воздействия лесных пожаров на почвенный покров и химических свойств самих элементов.
Ключевые слова: радиоактивные элементы, миграция, почва, ландшафт, мерзлота, Якутия.
Radioactive elements in soils of Yakutia. P.I. SOBAKIN, A.A. PERK (Institute for Biological Problems of Criolithozone, SB RAS, Yakutsk).
The content of radioactive elements in some types of frozen soils in tundra and taiga zones of Yakutia has been studied. It was found that the vertical distribution of radioactive elements in the soil cross section generally depends on the soil-forming and cryogenic processes as well as on the impact of forest fires on the soil mantle and on chemical properties of the elements.
Key words: radioactive elements, migration, soil, landscape, permafrost, Yakutia.
Содержание радиоактивных элементов (РАЭ) в мерзлотных почвах Якутии до настоящего времени изучено слабо. Впервые поэлементные карты распределения 40K, 238U и 232Th для территории СССР, причем без высокогорных областей Якутии, были составлены на основании данных самолетной гамма-спектральной съемки, проведенной Институтом прикладной геофизики АН СССР в 1968-1973 гг. [3]. В последние годы научно-исследовательские работы по изучению концентраций РАЭ в целинных и пахотных мерзлотных почвах Якутии эпизодически выполнялись сотрудниками Госсанэпиднадзора, Северо-Восточного федерального университета (ранее Якутский государственный университет), институтов Сибирского отделения РАН [1, 4, 9, 10].
Цель настоящей работы - изучение содержания и особенностей распределения естественных радионуклидов 40К, 238U, 226Ra и 232Th в почвах разных природно-климатических зон Якутии.
Экспедиционные исследования проводились в 2002-2009 гг. в тундровой и таежной зонах Якутии с использованием воздушного (вертолетные маршруты с посадками в заранее намеченных точках), водного и наземного вездеходного транспорта (рис. 1). Почвенные разрезы были заложены на ключевых участках геохимически сопряженных по стоку элементов ландшафтов. Отбор образцов почв из разрезов вели с учетом генетических горизонтов с морфологическим их описанием до глубины 100 см. Параллельно измеряли уровни естественного радиационного фона с помощью радиометра СРП-68-01. Химический анализ почв (рН водной вытяжки, потеря при прокаливании, гумус, обменные основания (Са2+, Mg2+, Н+) и гранулометрический состав) проводили с использованием стандартных методик, принятых в почвоведении [2]. После предварительной подготовки образцы были проанализированы на содержание 40К, 238U, 226Ra и 232Th ядерно-физическими методами
[8, 13].
*СОБАКИН Петр Иннокентьевич - кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, ПЕРК Александр Александрович - научный сотрудник (Институт биологических проблем криолитозоны СО РАН, Якутск). * E-mail: [email protected]
76* 120" 132" 1«' 156' 76*
132*
Рис. 1. Места отбора проб в ходе проведения радиологических исследований в Якутии: 1 - о-в Земля Бунге; 2-5 - Анабаро-Оленёкская низменность; 6, 7 - устье р. Лена; 8 - Яно-Индигирская низменность; 9 - Вилюйское плато; 10, 11 - Бытантайское холмогорье; 12 - Абыйская низменность; 13 - Момская котловина; 14 - хр. Ула-хан-Чистай; 15 - высокогорная равнина Улахан-Чистай; 16-22 - Центрально-Якутская равнина; 23, 24 - Алданское нагорье. Кружками обозначены ключевые участки
Почвообразующими породами обследованных районов Якутии являются суглинки и пески разного генезиса. В устье р. Лена, как и в Яно-Индигирской, Анабаро-Оленёкской и Абыйской низменностях, почвообразующие суглинистые и песчаные породы имеют озер-но-аллювиальное происхождение, а на водораздельных пространствах Центрально-Якутской равнины - аллювиальное или аласное. Суглинки водоразделов Вилюйского плато, Алданского нагорья и хр. Улахан-Чистай формируются на элювии доломитов, гранитов, гранито-гнейсов, кристаллических сланцев и других горных пород. Пески и супеси в поймах и долинах водотоков (рек, ручьев) этих районов имеют аллювиальное происхождение. Обследование показало, что мощность экспозиционной дозы гамма-излучения на поверхности изученных почв варьирует от 6 до 32 мкР/ч, содержание 40К - от 0,004 до 0,069 %, 238и - от 0,4 до 7,0 ■ 10-4%, а 2321Ъ - от 0,4 до 19,6 ■ 10-4% (см. таблицу). Наиболее высокое среднее содержание 238и обнаружено в горно-тундровых подбурах хр. Улахан-Чистай, которые формируются на суглинках элювио-делювии коренных гранитных пород, обогащенных ураном. Повышенная концентрация этого элемента в почвах связана также с высоким содержанием в их составе физической глины и ила. Формирующиеся на средних и тяжелых суглинках тундрово-глеевые, палевые, дерново-луговые, дерново-карбонатные
Содержание РАЭ в мерзлотных почвах (0-100 см) Якутии
-О ЧО
Номер Район исследо- Ландшафт (почва) Число Содержание РАЭ, п • ю-4% Механический состав Почвообразующая порода
участ- вания проб (40К - в %)*
ка 40К 238^ 232Х11
1 О-в Земля Бунге Арктическая тундра(тундровая глеевая) 2 0,013/0,011-0,015 1,2/1,0-1,4 4,2 / 1,2-7,2 Песчаный Аллювиальные отложения
2-5 Анабаро-Оле-нёкская низмен- Субарктическая тундра (тундровая глеевая) 42 0,015/0,006-0,020 1,3/0,8-1,4 7,8 / 0,6-10,6 Среднесуглинистый Озерно-аллювиальные отложения
ность Субарктическая тундра (под-бур тундровый) 5 0,023/0,019-0,024 1,0/0,6-1,1 4,4 / 2,0-7,8 Супесчаный —«—
6, 7 Устье р. Лена Субарктическая тундра (тундровая глеевая) 34 0,012/0,010-0,014 1,4/1,0-2,4 6,8 / 1,8-9,8 Легко-и среднесуглинистый —«—
8 Яно-Индигирская Субарктическая тундра 72 0,015/0,006-0,020 2,4 / 0,4-3,2 8,2/1,2-12,5 Средне- и тяжелосуг- —«—
низменность (тундровая глеевая) линистый
9 Вилюйское плато Северная тайга (дерново-кар-бонатная) 42 0,026 / 0,005-0,034 2,5 /1,2-5,8 5,3 / 0,4-7,7 Тяжело суглинистый Элювио-делювий доломитов и известняков
10, 11 Бытантайское холмогорье Северная тайга (мерзлот-но-таежная) 16 0,017/0,005-0,021 1,4 / 0,4-2,4 6,2/1,2-11,4 Легкосуглинистый Элювио-делювий песчаников и алевролитов
12 Абыйская низменность Северная тайга (мерзлот-но-таежная) 10 0,015/0,005-0,022 1,5/0,4-2,3 7,3 / 1,2-9,5 Легко-и среднесуглинистый Озерно-аллювиальные отложения
13 Момская котловина Северная тайга (подбуры, подзолистые) 16 0,019/0,005-0,028 1,4/0,8-2,5 5,5 / 2,4-7,5 Легкосуглинистый Элювио-делювий туфа песчаников и известняков
14 Хребет Ула-хан-Чистай Горная тундра (подбур гор-но-тундровый) 32 0,016/0,005-0,022 3,5 /1,0-5,4 8,7/4,2-14,3 Среднесуглинистый Элювио-делювий гранитов (биоти-товые, аляскитовые)
15 Равнина Ула-хан-Чистай Тундра (горно-тундровая глееватая) 8 0,019/0,012-0,022 1,1 /1,0-1,3 7,4/4,5-10,2 Легкосуглинистый Моренно-флювиогляциальные отложения
16-22 Центр ально-Якут-ская равнина Средняя тайга (палевая) 87 0,020 / 0,006-0,028 2,1/0,5-2,6 10,6/2,1-15,4 Средне- и тяжело суглинистый Аллювиальные отложения
Средняя тайга (мерзлотно-та- 82 0,017/0,008-0,028 1,3 / 0,6-2,7 4,6/0,8-11,6 Песчаный —«—
ежная)
Алас (дерново-луговая, торфя- 78 0,020 / 0,006-0,028 2,7/1,1-7,0 12,4/2,4-16,0 Средне- и тяжелосуг- Аласные отложения
нисто-сапропелево-глееватая) линистый
23,24 Алданское нагорье (южная Верхняя и средняя тайга (подзолистая) 238 0,017/0,008-0,026 1,5/0,6-3,8 5,4/1,0-12,1 Супесчаный, легко- и среднесуглинистый Элювио-делювий кристаллических сланцев и гнейсов
Якутия) Средняя тайга (подбур гор-но-таежный) 246 0,031 /0,004-0,069 1,2 / 0,4-3,3 6,9 / 1,0-19,6 Супесчаный, легко- и среднесуглинистый
* В числителе указано среднее, в знаменателе - предельные содержания РАЭ.
почвы содержат 238и в среднем в 1,8 раза больше, чем тундрово-глеевые, мерзлотно-таежные и тундровые подбуры на песчаных и легкосуглинистых отложениях. В обследованных типах мерзлотных почв Якутии средние концентрации 40К, 238и и 232!Ъ близки к их фоновым значениям для почв Западной Сибири, Урала и европейской части России [7, 10, 12].
Первый ключевой участок (№ 8 в таблице) находился в субарктической тундре Яно-Ин-дигирской низменности. Здесь на вершине плоскохолмистой водораздельной поверхности были заложены почвенные разрезы по мерзлотному микрорельефу в виде небольших слабовыпуклых полигонов с лысыми пятнами или полностью задерненных и разделенных западинами или трещинами. На полигонах развиваются мерзлотные тундровые перегной-но-глеевые и глееватые почвы, а в западинах и трещинах - тундровые перегнойно-торфя-нисто-глеевые почвы. Почвы имели кислый и слабокислый уровень рН водной вытяжки -от 4,2 до 6,2. В составе поглощенных катионов преобладал Са2+ (7,2-12,2 мг-экв на 100 г почвы). В профиле почв содержание гумуса с глубиной резко уменьшалось: от 11,0-13,8% в перегнойно-гумусовом и перегнойно-торфянистом горизонтах почв до 1,6-2,4% в минеральных горизонтах. Распределение гумуса в глееватой почве было более равномерным по глубине. Почвы имели среднесуглинистый гранулометрический состав. В профиле всех исследованных почв наблюдалась многолетняя мерзлота, которая залегала на глубине 34-50 см. Вследствие слабой испаряемости и близкого залегания мерзлоты к дневной поверхности почвы переувлажнены и оглеены, причем степень их оглеения с глубиной увеличивается. Концентрации 40К, 238и и 232!Ъ в почвах изученного геохимического профиля мерзлотного микрорельефа тундрового ландшафта не отличались от содержаний этих элементов в западине. Вертикальное распределение 40К, 238и и 232!Ъ по профилю глееватой почвы более равномерное, чем в перегнойно-глеевой и перегнойно-торфянисто-глеевой почвах (рис. 2).
Распределение 40К, 238и и 232!Ъ по глубине перегнойно-торфянисто-глеевой почвы западины было почти одинаковым. При этом максимальные их концентрации отмечались на глубине 13-17 см. В то же время в перегнойно-глеевой почве наиболее высокие содержания РАЭ фиксировались на разной глубине. Возможно, это связано с особенностями криогенных процессов при формировании микрорельефа и пятнообразовании (частичном оголении полигона) [6]. На обследованном участке Яно-Индигирской субарктической тундры при разном характере распределения РАЭ в почвенных профилях полигонного пятна и западины не обнаружено существенных различий в средних концентрациях радионуклидов. При этом более тесная положительная взаимосвязь между концентрациями РАЭ наблюдается только для перегнойно-торфянисто-глеевой почвы. Отрицательная корреляция 40К, 238и и 232!Ъ с гумусом в почве задерненного полигона и западины указывает на слабую биогенную аккумуляцию радионуклидов в органогенной части почвы.
Второй ключевой участок (№ 9 в таблице) находился в северной тайге Вилюйско-го плато. Геохимический профиль длиной около 2000 м охватывал вершину водораздела р. Далдын и его заросшую разнотравьем пойму. На водоразделе под лиственничным лесом развивается дерново-карбонатная почва, имеющая аккумулятивный характер распределения органического вещества. Механический состав почвы тяжелосуглинистый с характерной щелочной реакцией среды из-за высокого содержания обменных оснований и СО2 карбонатов при криогенно-промывном водном режиме. Наибольшее содержание гумуса в почве обнаруживается в перегнойно-гумусовом горизонте АоА (24,4%), а наименьшее - в минеральном горизонте ВС (3,8%). рН водной вытяжки слабощелочная - 7,3-7,5. В составе обменных оснований отмечается преобладание Са2+ (22,1-30,1 мг-экв на 100 г почвы) над Мg2+ и Н+. Содержание СО2 карбонатов в почве изменялось от 1,8 до 5,0%. В пойме реки на среднесуглинистых отложениях из-за насыщенности почвенно-поглоща-ющего комплекса основаниями при сравнительно низкой концентрации СО2 формируется аллювиальная светлогумусовая почва со щелочной реакцией среды (рН водной вытяжки составляет 7,7-7,8). Содержание гумуса в данной почве плавно уменьшалось с глубиной.
Рис. 2. Распределение РАЭ по почвенным профилям тундрового ландшафта Яно-Индигирской низменности
Если в дернине гумуса 8,0%, то в минеральной части почвы на глубине 25-30 см - 2,6%. В составе обменных катионов также преобладал Са2+ по сравнению с М^2+ и Н+. Верхняя часть аллювиальной почвы до глубины 15 см имела более легкий гранулометрический состав, чем нижняя.
Вертикальное распределение 40К, 238и и 232!Ъ по профилю дерново-карбонатной почвы неравномерное. Для 40К отмечалась небольшая аккумуляция в иллювиальном горизонте, а для 238и - сложное распределение по глубине. Максимумы концентраций урана (3,0-3,3 • 10-4%) характерны для гумусового и иллювиального горизонтов и нижней части почвенного профиля. Подобное распределение урана обусловлено его вымыванием атмосферными осадками из гумусового горизонта по сети микроморозобойных трещин в послепожарный период в форме растворимых органоминеральных соединений в составе жидкого стока. Следы пожара в данном почвенном профиле фиксируются в виде мелких обугленных растительных остатков и черных древесных углей даже в нижних горизонтах. В дерново-карбонатной почве выявлен аккумулятивно-иллювиальный тип распределения 232!Ъ с наибольшими концентрациями в нижней части гумусового и верхней части иллювиального горизонтов (5,9-6,3 • 10-4%). Такое распределение может быть связано
с более слабой по сравнению с 238U вертикальной миграцией 232Th после лесного пожара из верхней части почвы в нижние ее горизонты. Описанный характер распределения РАЭ в профиле дерново-карбонатной почвы не отличался от такового в карбонатных почвах, формирующихся на остаточной коре выветривания [11]. В аллювиальной почве 40K, 238U и 232Th по глубине распределяются практически одинаково: их наиболее высокие концентрации отмечены в интервале глубин 13-17 см и составляли 1,3%, 2,1 • 10-4 и 7,7 • 10-4%, соответственно. Такое распределение РАЭ по профилю аллювиальной почвы обусловлено послепожарным залповым сносом с водораздела мелкозема с продуктами выгорания (лесная подстилка, гумусовый горизонт) в результате затяжных дождей поверхностными водными стоками и дальнейшей аккумуляцией в пойме. Корреляционный анализ выявил положительную связь между концентрацией 232Th и количеством гумуса (r = 0,74-0,89, Р = 0,05), а также между уровнями 40K, 238U и содержанием физической глины и ила в дерново-карбонатной и аллювиальной почвах. Из исследованных РАЭ тесную взаимную связь имели только 40K и 238U в аллювиальной почве.
Третий ключевой участок (№ 21 в таблице) был расположен в нижнем течении р. Амга на Центрально-Якутской равнине. Здесь изучено два геохимически сопряженных профиля: пойма-надпойменная терраса и водораздел-термокарстовая котловина (алас).
Один профиль был изучен на среднесуглинистых отложениях узкой поймы и надпойменной речной террасы, где под травянистым покровом формируются аллювиальные, лугово-черноземные и дерново-луговые почвы. Почвенные разрезы были заложены через 50-80 м. Результаты показали, что средние концентрации 40K, 238U и 232Th в пределах изученных почвенных глубин аккумулятивного ландшафта практически не отличались от таковых в почвах элювиального ландшафта при наличии различий в распределении 40K, 238U и 232Th по глубине. В аллювиальных и лугово-черноземных почвах распределение 40K по профилю было достаточно равномерное, а концентрации 238U и 232Th в верхней, средней и нижней частях профиля увеличивались или уменьшались. Наблюдаемые различия в концентрациях 40K (1,3-1,6%), 238U (1,0-2,2 • 10-4%) и 232Th (5,3-10,9 • 10-4%) в пределах почвенного профиля в основном связаны с неоднородным составом почвообразующих речных отложений.
Другой геохимический профиль длиной около 200 м начинался на водоразделе, спускался на разнотравный луг замкнутой термокарстовой котловины (аласа) и выходил в центр заросшего осокой высохшего озера. Глубина термокарстовой котловины от дна озера до поверхности водораздела около 10-30 м. На водоразделе в палевой выщелоченной почве рН водной вытяжки изменялась от кислой (4,3) в гумусовом горизонте А до щелочной (8,4) в минеральном горизонте ВС. С глубиной почвенного профиля содержание гумуса уменьшалось. В составе поглощенных катионов почвы Са2+ преобладал над Mg2+ и Na+. При этом в профиле почвы содержание обменного Са2+ уменьшалось сверху вниз. Палевая почва имела тяжелосуглинистый гранулометрический состав и в минеральной части содержала СО2 карбонатов (2,9-3,6%). При переходе от водораздела к аласу палевая почва сменяется аласной дерново-луговой и торфянисто-сапропелево-глееватой, формирование которых тесно связано с процессом термокарстового седиментогенеза отложений аласо-почвообразующих пород, отличающихся от окружающих почвообразующих пород водораздела механическим, минералогическим, химическим и органическим составом, а от аллювиальных и озерных отложений - своим многокомпонетным гетерогенно-слоис-тым строением [5]. Гетерогенная слоистость аласных отложений нарушает классическое строение профиля почв, т. е. упорядоченную смену сверху вниз генетических горизонтов А-В-С, и формирует в почвенном профиле вместе с поверхностными слоями два-три погребенных органогенных горизонта LD (lakustrine deposit) лимнического и болотного генезиса. Число горизонтов LD соответствует количеству циклов метаморфического развития почвы, а мощность определяется продолжительностью фаз озерного и болотного развития. В центре обследованного аласа отсутствовали погребенные озерные отложения,
а на его периферии в разрезе дерново-луговой почвы обнаружен только один погребенный горизонт ЬБ, что указывает на один метаморфический цикл формирования почвы, связанный с заполнением аласной котловины водой в период повышенного увлажнения территории.
Дерново-луговая и торфянисто-сапропелево-глееватая почвы термокарстовой котловины имели слабощелочную и щелочную реакцию среды (рН водной вытяжки 7,7-8,5), насыщенную обменными основаниями, и высокое содержание грубого органического вещества. В верхних органогенных горизонтах почв потери при прокаливании составляли 24,6-47,0%. Содержание гумуса с глубиной профиля уменьшалось. Дерново-луговая среднесолонцеватая почва отличалась от однородной по гранулометрическому составу тяжелосуглинистой торфяно-сапропелево-глееватой почвы своей гетерогенностью. Содержание ила варьировало от 4,8 до 15,7%, физической глины - от 9,9 до 42,5 %. Наиболее легкий гранулометрический состав свойствен погребенному горизонту ЬБ. В отличие от палевой аласные почвы вскипали от раствора НС1 почти с поверхности и были огле-ены начиная с глубины 12-18 см. Содержание СО2 карбонатов в этих почвах составляло 2,9-4,7%. 2
Почвы в изученном геохимическом сопряжении аласно-таежного ландшафта не различались по среднему содержанию РАЭ. В профиле палевой почвы распределение 40К, 238и, 22<6Яа и 232!Ъ почти равномерно и только в лесной подстилке и перегнойно-аккумулятив-ном горизонте отмечалась обедненность РАЭ (рис. 3). Это связано с их исходно слабой биогенной аккумуляцией в верхнем слое почвы при периодическом воздействии лесных пожаров, уничтожающих ее органическую часть. Последний пожар произошел чуть более 40 лет назад. В профиле дерново-луговой почвы 40К, 22<6Яа и 232!Ъ распределялись по глубине синхронно, причем в почвенном разрезе на лугу периферии аласа обнаруживалось уменьшение концентраций РАЭ в горизонте погребенного озерного отложения, и такое же сокращение содержания радионуклидов фиксировалось в верхней части почвенного разреза на дне высохшего озера.
Четвертый ключевой участок (№ 23 в таблице) находился на Алданском нагорье в южной Якутии. Геохимический профиль длиной около 1 км начинался в верхней части водораздельного склона крутизной 45°, включал его нижнюю часть и выходил в пойму р. Курунг. Абсолютная высота обследованных участков составляла 600-1000 м над у.м. В силу горного характера территории и гумидности климата на водораздельном пространстве широко развиты эрозионные процессы, активизированные в разные годы лесными пожарами. Последний крупный пожар был более 40 лет назад. Тогда огнем была охвачена водораздельная поверхность всего водосборного бассейна р. Курунг. После пожара почвы были размыты дождевыми и талыми водами, поэтому значительную поверхность водораздела занимает слабозадернованный элювий горных пород, между крупными обломками и глыбами которого под горно-лиственничным лесом на скоплениях мелкозема фрагментарно развиваются подбуры и подзолистые почвы.
Подзолистая почва в верхней части водораздельного склона имела сильнокислую и кислую реакцию рН водной вытяжки (3,2-4,9). При этом кислотность почвы увеличивалась вниз по профилю. Содержание гумуса в аккумулятивном горизонте А1А2 составляло 7,6%, иллювиальном горизонте В - 4,3%, минеральном горизонте ВС - 3,1%. Изменение концентрации гумуса с глубиной связано с вымыванием его из органогенных слоев в условиях промывного водного режима. Содержание суммы обменных катионов в подзолистой почве изменялось от 4,4 до 27,5 мг-экв на 100 г почвы. В органогенной части почвы, как и в нижерасположенных горизонтах, содержание обменного Н+ превышало содержание Са2+ и Подзолистая почва имела среднесуглинистый щебнисто-каменистый гранулометрический, а подбур у подножия склона - песчано- и легкосуглинистый щебнисто-ка-менистый состав. Для подбура установлена кислая реакция водной вытяжки (рН 4,0-4,2) и сумма обменных катионов на уровне 5,8-10,3 мг-экв на 100 г почвы. В органогенной
Рис. 3. Распределение РАЭ по профилю почв аласно-таежного ландшафта центральной Якутии
части подбура количество обменного Н+ было выше, чем Са2+ и Мg2+. Содержание органического вещества уменьшалось вниз по профилю: в перегнойно-гумусовом горизонте оно достигало 11,5%, а в минеральном - только 3,6%. Аллювиальная светлогумусная почва в пойме р. Курунг имела кислую реакцию рН водной вытяжки (4,2-4,7) и легкий песчаный гранулометрический состав. Органическое вещество в гумусовом горизонте составляло 8,2%, в минеральном - 2,4-3,6%. Содержание обменных катионов в аллювиальной почве низкое - от 5,6 до 12,3 мг-экв на 100 г.
Концентрация 40К, 238и, 22<6Яа и 232!Ъ в породах на участке № 23 более чем в 5 раз превышала их кларковое содержание в горных породах земной коры. На месте заложения геохимического профиля мощность дозы гамма-излучения на поверхности почв варьировала в пределах 4-12 мкР/ч, что отражает невысокие концентрации РАЭ в кристаллических
сланцах водораздела. Концентрация РАЭ в водораздельных почвах в основном ниже, чем в аллювиальной. Это последствие эрозионного сноса РАЭ в составе жидкого и твердого стоков с водосборной поверхности гранитных массивов, расположенных выше по течению реки от места заложения профиля. Отношение урана к радию в аллювиальной почве составляло 0,4 при его большей, чем у радия, выщелачиваемости, миграционной способности в составе жидкого и твердого стоков и аккумуляции в пойменной почве. Исследования показали сложное вертикальное распределение 40K, 238и, 22<6Яа и 232^ в почвенном профиле, связанное с постпирогенными эрозионными и почвообразующими процессами, а также с исходной неоднородностью состава почвообразующих суглинков на элювио-де-лювии кристаллических сланцев.
Профиль подзолистой почвы на вершине водораздела свидетельствовал об аккумулятивно-иллювиальном типе распределения: биогенной аккумуляции 22<6Яа в перегнойно-гу-мусовом слое, уменьшении его концентрации в подзолистом и увеличении - в иллювиальном горизонтах. При общем увеличении концентрации 232^ с глубиной отмечается его миграция из подзолистого горизонта в иллювиальный, где он и аккумулируется. По профилю подзолистой почвы распределение 40К и 238и было более равномерным, и только в верхней части гумусово-аккумулятивного горизонта обнаруживалось снижение их концентраций. В гумусовом и гумусово-иллювиальном горизонтах подбура в начале водораздельного склона наблюдалось резкое повышение концентраций РАЭ. Это связано с залповым сносом РАЭ с дождевыми водами после пожара с верхней части водораздела в составе мелкозема почвы и продуктов выгорания подстилки и гумусового слоя. На участке речной поймы почва сложена более однородным по составу речным почвообразующим аллювием, поэтому в профиле аллювиальной почвы 40К, 238и, 22<6Яа и 232^ по глубине распределяются более равномерно. В подзолистой почве выявлена тесная корреляция между содержаниями 40К и 232Т^ а также этих элементов с величиной рН водной вытяжки и содержанием физической глины и ила. Во всех изученных почвах кроме взаимной достоверной положительной связи между этими РАЭ прослеживается тесная связь их концентраций с глубиной нахождения в почвах. В подзолистой почве 238и обнаруживал значимую корреляцию с содержанием 40К, а в подбуре - с содержанием 232^ и суммой поглощенных оснований. В остальных случаях между содержанием 238и в почвах и изученными параметрами почв (рН водный, гумус, физическая глина, ил и глубина) связь была отрицательной либо слабоположительной. В почвах водораздела между генетически связанными 238и и 22<6Яа фиксируется положительная зависимость, однако она недостоверна (Р = 0,05). В подбуре и аллювиальной почве между содержанием 22<6Яа и содержанием гумуса, суммой поглощенных оснований, физической глиной и илом установлена отрицательная связь.
Таким образом, в изученных типах мерзлотных почв Якутии средние концентрации 40К, 238и и 232^ близки к уровню их фоновых концентраций в других регионах России. При этом концентрация РАЭ в изученных почвах связана с геохимическими особенностями почвообразующих пород, их минералогическим и механическим составом, причем на вертикальное распределение этих элементов по глубине влияют ландшафтное расположение почв, почвообразовательные процессы, неоднородности состава почвообразующих пород, криогенные и постпирогенные явления. Наиболее значимая положительная корреляция концентраций РАЭ в почвенных профилях наблюдаются с рН, гумусом и мелкими гранулометрическими фракциями. В мерзлотных почвах выявлено аккумулятивное и аккумулятивно-иллювиальное распределение РАЭ по профилю.
ЛИТЕРАТУРА
1. Алексеев А. А., Степанов В.Е., Ушницкий В.Е., Борисов Г.И., Бутурлин В.И., Малеев С.В., Нежданов Г.А. Исследование радиационной обстановки в Булунском районе (нижнее течение р. Лена) Республики Саха (Якутия) // Радиационное загрязнение территории Республики Саха (Якутия): проблемы радиационной безопасности: сб. докл. I Респ. науч.-практ. конф. Якутск, 1993. С. 199-212.
2. Аринушкина Е.В. Руководство по химическому анализу почв. М.: Изд-во МГУ, 1970. 487 с.
3. Болтнева Л.И., Ионов В. А., Кузнецова З.В., Назаров И.М. Региональные закономерности в распределении естественных радиоактивных элементов на территории Советского Союза // Тр. Ин-та прикл. геофизики. 1980. Вып. 43. С. 23-54.
4. Государственный доклад о состоянии и охране окружающей среды Республики Саха (Якутия) в 2005 г. / Мин-во охраны природы Республики Саха (Якутия). Якутск: Бичик, 2006. 120 с.
5. Десяткин Р.В., Романов В.И. Почвы долины среднего течения реки Амги. Якутск: ЯНЦ СО АН СССР, 1989. 120 с.
6. Еловская Л.Г., Петрова Е.И., Тетерина Л.В. Почвы северной Якутии. Новосибирск: Наука, 1979. 303 с.
7. Кузнецова М.И. Радиационно-экологическая ситуация в Горном Алтае: автореф. дис. ... канд. биол. наук. Новосибирск, 2004. 22 с.
8. Определение урана рентгеноспектральным методом. М.: Мин-во геологии СССР, 1983. 10 с.
9. Собакин П.И., Чевычелов А.П. Содержание и распределение естественных радионуклидов в мерзлотных почвах // Отражение био-, гео-, антропосферных взаимодействий в почвах и почвенном покрове: материалы IV Всерос. науч. конф. Томск: ТМЛ-Пресс, 2010. Т. 2. С. 192-195.
10. Сухоруков Ф.В., Щербаков Б.Л., Страховенко Б.С. Экологическая обстановка (радионуклиды, тяжелые металлы) территории Нюрбинского и Усть-Алданского улусов Республики Саха (Якутия). Якутск, 2001. 155 с.
11. Титаева Н.А., Таскаев А.И. Миграция естественных радионуклидов в условиях гумидной зоны. Л.: Наука, 1983. 232 с.
12. Тяжелые естественные радионуклиды в биосфере: миграция и биологическое действие на популяции и биогеоценозы / под ред. Р. М. Алексахина. М.: Наука, 1990. 368 с.
13. Якубович А.Л., Зайцев Е.И., Пржиялговский С.М. Ядерно-физические методы анализа горных пород. М.: Энергоатомиздат, 1982. 264 с.
Новые книги
Сокарев А.Н., Кулинич Р.Г. Палеомагнетизм япономорского сектора зоны перехода от континента к Тихому океану: справочник палеомагнитных характеристик горных пород.
SokarevA.N., Kulinich R.G. Paleomagnetism of Japan Sea sector of transition zone from continent to Pacific ocean.
Владивосток: Дальнаука, 2012. - 135 с. - ISBN 978-5-8044-1352-2.
Тихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичёва ДВО РАН
690041, Владивосток, ул. Балтийская, 43
Fax: (423) 231-25-73, 231-26-00. E-mail: [email protected]
В монографии впервые достаточно полно отражены результаты палеомагаитных исследований, проведенных в процессе крупномасштабного геологического картирования территории Приморского края и островов Японского моря. Фактологическую основу монографии составляют систематизированные данные, характеризующие величину и направление остаточной намагниченности горных пород различного генезиса и состава в возрастном диапазоне от протерозоя до неогена включительно. В изученных коллекциях ориентированных образцов представлены основные породные комплексы практически всех структурно-фор-мационных зон региона. В табличной форме приведены сведения по геологической и топографической привязке изученных разрезов, магнитной восприимчивости, естественной остаточной намагниченности и направлениям характерной остаточной намагниченности опробованных осадочных и вулканогенно-осадочных отложений, вулканогенных и интрузивных образований, а также региональных и локальных метасоматитов рудных полей, руд и вмещающих руды пород ряда месторождений.
Монография может служить справочником для широкого круга специалистов, работающих в области геологии и геофизики Дальневосточного региона, а также для аспирантов и студентов геолого-геофизических специальностей. Материалы монографии могут быть использованы также при планировании специальных научных палеомагнитных исследований в регионе.
