Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Аккумуляция ¹³⁷Cs растениями луговых экосистем приграничных территорий Брянской, Гомельской и Черниговской областей

Основу работы составляют материалы исследования луговых экосистем, проведенного в 2013 году на территории Брянской (Россия), Гомельской (Республика Беларусь) и Черниговской (Украина) областей, пострадавших от радиационного загрязнения после аварии на ЧАЭС. Районы исследования расположены в пределах ландшафтов речных долин рр. Ипуть, Десна, Снов, Днепр.

Синтаксономия луговой растительности разработана в соответствии с общими установками метода J. Braun-Blanquet [BraunBlanquet, 1964] на основе системы, разработанной А. Д. Булоховым [Булохов, 2001] для Юго-Западного Неченоземья России и Л. М. Сапегиным [Сапегин, 1989] для Белорусского Полесья. Предварительные названия новых синтаксонов даны в соответствии с Международным кодексом фитосоциологической номенклатуры [Вебер и др., 2005]. Названия сосудистых растений даны по С. К. Черепанову [Черепанов, 1995].

Отбор образцов для радиометрического анализа проведен на пробных площадках площадью 10 м². Для анализа отбирались: грунт с глубины 0-10 см и фитомасса сосудистых растений.

Мощность экспозиционной дозы (МЭД, мкР/час) на пробных площадках определена на поверхности почвы и на высоте 1 м от поверхности дозиметром-радиометром РКСБ-104. Удельная активность ¹³⁷Cs (УА, Бк/кг) в образцах установлена с использованием универсального спектрометрического комплекса «Гамма Плюс» со сцинтилляционным детектором по стандартным методикам. Регистрация излучения и обработка спектров произведена с помощью программного обеспечения «Прогресс 2000».

Коэффициент накопления (Кн) рассчитывали как отношение удельной активности радионуклида в растениях (Бк/кг) к его удельной активности в почве (Бк/кг).

В таблице приведены результаты анализа удельной активности, коэффициенты накопления и перехода ¹³⁷Cs в фитомассу луговых растений (табл.).

Как показывают результаты проведенного исследования, луговые растения различных биологических видов, экологических групп, обитающие в сообществах различных синтаксонов, демонстрируют разную способность к аккумуляции радионуклидов.

Наибольшая удельная активность ¹³⁷Cs в фитомассе отмечается для растений в асс. Caricetum gracilis и асс. Caricetum praecocis у д. Добродеевка Брянской области в пойме р. Ипуть, где наблюдается очень высокое содержание радионуклида в почве. Максимальная удельная активность ¹³⁷Cs на пойменных лугах характерна для фитомассы Carex acuta: 2090 Бк/кг, что коррелирует с данными, полученными нами при проведении предыдущих исследований [Булохов и др., 2010; Булохов и др., 2011]. Высокая удельная активность радионуклида отмечена также для фитомассы Carex praecox: 1986 Бк/кг, а также Phalaroides arundinacea: 1792 Бк/кг. Кроме того, значительное загрязнение фитомассы ¹³⁷Cs отмечено для Alopecurus pratensis, Deschampsia cespitosa и растений в асс. Agrostio stoloniferae-Beckmannietum eruciformis.

Для оценки интенсивности поступления радионуклидов из почвы в растения использован коэффициент накопления (Кн). Максимальные значения коэффициента ¹³⁷Cs отмечены у растений Carex praecox: 2,42. Высокими значениями Кн характеризуются также растения Deschampsia cespitosa и Festuca pratensis. Коэффициенты накопления для растений рода Agrostis варьируют в достаточно широких пределах, причем наблюдается тенденция уменьшения значения коэффициента накопления по мере увеличения степени загрязнения почвы. К сожалению, пока наших данных не хватает для детального выяснения особенностей накопления радионуклидов. Возможно, что при насыщении растения калием и цезием (Cs является химическим аналогом K) интенсивность поступления данных элементов снижается, в связи с чем, видимо, относительное поступление радионуклидов (Кн) в растения на высокозагрязненных почвах ниже, чем на слабозагрязненных.

Таблица Параметры накопления ¹³⁷Cs растениями в луговых экосистемах

Низкой интенсивностью аккумуляции ¹³⁷Cs характеризуется фитомасса Festuca arundinacea и Dactylis glomerata: Кн составил 0,05.

Сенокосно-пастбищные угодья до настоящего времени остаются критическими экосистемами в загрязненных ландшафтах. В них наличие луговой дернины, в которой сосредоточена большая часть ¹³⁷Cs, обеспечивает интенсивное и длительное поступление радионуклидов в растения. Поэтому одной из важнейших проблем на радиоактивно-загрязненных территориях остаётся проблема производства чистых кормов и, соответственно, обеспечения населения радиационно-безопасной продукцией животноводства. Это особенно актуально для личных подсобных хозяйств, выпасающих скот и заготавливающих сено, как правило, на неокультуренных пойменных лугах.

Анализ наших данных показал, что практически на всех обследуемых площадках в Брянской области, на которых плотность загрязнения почвы ¹³⁷Cs составляет более 74 кБк/м² (2 Ku/км²), удельная активность радионуклида в сухой фитомассе превышает контрольный уровень (КУ) содержания радионуклида в сене для РФ (600 Бк/ кг). Минимальной накопительной способностью среди исследуемых ассоциаций характеризуется асс. Festucetum arundinaceae, где содержание в травостое ³⁷Cs невелико (даже при высоких уровнях загрязнения почвы) и не превышает КУ.

В связи с тем, что в Беларуси республиканский допустимый уровень содержания ¹³⁷Cs в сене существенно выше утвержденного в РФ и составляет 1300 Бк/кг, заготавливаемое на пойменных лугах в Добрушском р-не Гомельской обл. сено на корм скоту отвечает требованиям РДУ-2003.

Плотность загрязнения ¹³⁷Cs почв исследуемых сообществ в Черниговской обл. Украины низкая, и содержание радионуклида в сухой фитомассе не превышает допустимых уровней.

Таким образом, наиболее высокая удельная активность ¹³⁷Cs характерна для растений рода Carex, максимальный коэффициент накопления отмечен для Carex praecox. Высокая накопительная способность отмечается также у Deschampsia cespitosa и Festuca pratensis. Однако в целом луговые растения характеризуются сравнительно более низким коэффициентом накопления радионуклида по сравнению с лесными травами [Булохов и др., 2010]. Пойменные почвы лугов по сравнению с дерново-подзолистыми и подзолистыми песчаными лесными почвами обладают более благоприятными физико-химическими и агрохимическими свойствами, менее кислой реакцией среды, достаточно высоким содержанием гумуса и тонкодисперсных глинистых частиц, вследствие чего интенсивность поступления ¹³⁷Cs в луговые растения, как правило, ниже, чем в лесные, несмотря на то, что в луговых экосистемах значительная масса радионуклида сосредоточена в дернине. Также различие показателей Кн связано с видовой специфичностью растений в накоплении радионуклидов.

Литература

1. Булохов А. Д. Аккумуляция ¹³⁷Cs в лесных биогеоцеозах юго-западных районов Брянской области / А. Д. Булохов, Е. В. Борздыко, Н. Н. Панасенко, Ю. А. Семенищенков, Н. А. Сковородникова // Вестник Брянского государственного университета : Математика. Физика. Биология. Химия. Медицина. - 2010. - № 4. - С. 107-115.

2. Булохов А. Д. Аккумуляция ¹³⁷Сs растениями в водных и прибрежноводных экосистемах юго-западных районов Брянской области / А. Д. Булохов, Н. А. Сковородникова, Е. В. Борздыко, Н. Н. Панасенко, Ю. А. Семенищенков // Вестник Брянского государственного университета : Математика. Физика. Биология. Химия. Медицина. - 2011. - № 4. - С. 97-103.

3. Булохов А. Д. Травяная растительность Юго-Западного Нечерноземья России / А. Д. Булохов ; Брян. гос. ун-т им. И. Г. Петровского. - Брянск : БГУ, 2001. - 296 с.

4. Вебер Х. Э. Международный кодекс фитосоциологической номенклатуры : 3-е изд. / Х. Э. Вебер, Я. Моравец, Ж.-П. Терийя // Растительность России. - 2005. - № 7. - С. 3-38.

5. Сапегин Л. М. Синтаксономия луговой растительности как основа разработки экологической стратегии использования (на примере пойм Белорусского Полесья) : автореферат… доктора биологических наук : 03.00.05 / Л. М. Сапегин. - Москва, 1989. - 48 с.

6. Черепанов С. К. Сосудистые растения России и сопредельных государств / С. К. Черепанов. - Санкт-Петербург : Мир и семья, 1995. - 992 с.

7. Braun-Blanquet J. Pflanzensociologie : 3. Aufl. / J. Braun-Blanquet. - Wien ; New York, 1964. - 865 S.

Размещено на Allbest.ru