Анализ активности радионуклидов в биогеоцеозах юго-западных районов Брянской области

УДК 623.445.8. 713: 581:539.1.047

АНАЛИЗ АКТИВНОСТИ РАДИОНУКЛИДОВ В БИОГЕОЦЕОЗАХ ЮГО-ЗАПАДНЫХ РАЙОНОВ БРЯНСКОЙ ОБЛАСТИ

А.Д. Булохов, Е.В. Борздыко, Панасенко Н.Н., Н.А.Сковородникова

Проведен анализ многолетних данных по активности радионуклидов в основных компонентах лесных и луговых биогеоценозах радиационно загрязненных районах Брянской области. Показано, что наиболее высокая радиоактивность 137Cs характерна для мохово-лишайникового яруса, в плодовых телах грибов и лекарственных растениях. Наиболее высокая активность радионуклидов отмечена в биогеоценозах на природно-территориальных комплексах сформированных мощными песками и супесями с подзолистыми и дерново-подзолистыми песчаными почвами.

Ключевые слова: Брянская область, радионуклиды, биогеоценоз, удельная активность 137Cs, коэффициент перехода, природно-территориальный комплекс.

Несмотря на значительное снижение радиационного фона, за 23 года после аварии на Чернобыльской АЭС, на загрязненных территориях вследствие частичного распада радионуклидов и их миграции в глубокие слои почвы, аккумуляция их в различных компонентах лесных и луговых биогеоценозов продолжается. Анализ литературных данных свидетельствует о продолжающейся аккумуляции радионуклидов растениями и грибами и даже об увеличении их концентрации [1,3-6,8]. В наиболее загрязненных районах Брянской области вклад радионуклидов от потребления грибов и ягод в формировании дозы внутреннего облучения населения увеличился с 1987 по 1996 г с 5-10 до 40-45% [9]. В ряде юго-западных районах (Гордеевский, Злынковский, Климовский, Клинцовский, Красногорский, Новозыбковский) Брянской области находятся населенные пункты, в которых дозы облучения жителей превышают установленные законом «О радиационной безопасности населения» пределы облучения в 1 мЗв [1].

Остается невыясненным вопрос о том, как идет аккумуляция радионуклидов в различных компонентах лесных и луговых биогеоценозах.

Цель статьи - проанализировать многолетние данные об удельной активности радионуклидов в различных компонентах лесных биогеоценозов, сосредоточив внимание на концентрацию их в грибах и ягодах, являющихся продуктами питания населения и диких животных.

Исследование удельной активности радионуклидов в основных элементах различных типов биогеоценозов проводились на территории Гордеевского, Клинцовского, Красногорского и Новозыбковского и Злынковского районов в 1994-1995 годах, а затем в 2009г. на тех же пробных площадях и в тех же типах леса: сосняк лишайниковый, сосняк зеленомошник, сосняк черничный, сосняк орляковый, сосняк лещиновый, сосняк с дубом лещиновый, сосняк пушице-сфагновый, березняк травяной, ольс крапивный и др. Геоботаническое описание лесной растительности и установление типов биогеоценозов проведено по методике В.Н.Сукачева [6]. Описание травяных сообществ проведено на пробных площадках размером 100м2. Были обследованы сообщества ассоциаций Glycerietum maximae - большеманниковая, Corynephoretum canescentis - булавоносцевая, Koelerio gaucae-Corynephoretum canescentis - Сизотонконогово - булавоносцевая, сизокелеревая.

Отбор образцов для радиометрического анализа проводился на пробных площадках в 400м2. Для анализа отбирались следующие компоненты экосистемы (биогеоценоза): почва - 1 кг, взятый с горизонта на глубине 0-10см; мхи, включая отмершие части; лишайники, различные виды грибов; дикорастущие ягоды, лекарственные растения.

Экспозиционная доза МЭД (мкР/час) на пробных площадках определялась на поверхности почвы и на высоте 1м от поверхности почвы дозиметром РКСБ-104.

Радиометрический анализ проб проводился на радиометре "Гамма Плюс". В табл. 1-3 приведены результаты анализа удельной активности 137Сб по типам биогеоценозов, зонам загрязнения и ландшафтам.

Таблица 1. Удельная активность цезия-137 в основных компонентах лесных биогеоценозов при различных экспозиционных дозах в 1995 г.

№ Тип биогеоценоза Вид пробы Экспозицион ная доза мк/Р час: Удельная активность 137Cs Кн

на почве на высо те 1 м Ки /кг Бк/кг

1 2 3 4 5 6 7 8

1. Dicrano-Pinetum вар. Festuca ovina. Betula pendula facia, в 2 км к В. от п. Мирный Гордеевский р-н. Ьас1апш песа1;ог Груздь черный 128 80 4,5-10"7 16650 1,8

Ьас1апш ШгттоБиБ Волнушка розовая 128 96 9,2-10"7 34040 3,8

Почва песчаная 128 80 2,4-10"7 8880

Волнушка розовая 72 54 1,7-10"7 6290 1,5

Почва песчаная 71 48 1,1-10-7 4070

2. Dicrano-Pinetum вар. Festuca оvina . В 1,5 км от с. Ущерпье у развилки дорог Клинцы -Новозыбков. Р1еиго2шт всЬгеЬеп 157 123 2,3-10"7 8510 2,3

Бюгапит ро1уБе1;ит 157 123 3,2 10-7 11840 3,2

Моховик зеленый 159 110 2,5 10-6 92500 25

Горькушка 159 129 1,4 10-7 5180 1,4

Почва песчаная 135 103 1,2 10-7 4440

Р1еиго2шт всЬгеЬеп 143 103 3,2 10-7 11840 2,7

Почва песчаная 149 96 1,1 10-7 4070

3. Molinio-Pinetum - Сосняк черничник в 3 км от с. Ущерпье в сторону Клинцов Уасстшт тугШ1ш 123 94 9,7-10"9 359 0,15

Уасстшт тугШ1ш 123 94 2,0-10"8 740 0,31

Почва песчаная 125 86 5,9-10"8 2183

4. Agrostio-Betuletum - березняк тонко-полевичный (на плато) с. Писаревка Подберезовик обыкн. 150 120 8,8-10"8 3256 7,3

Сыроежка красная 132 92 5,5-10"8 2035 4,6

Почва супесчаная 131 92 1,2-10"8 444

Волнушка белая 150 120 8,8-10"8 3256 7,3

Волнушка белая 172 130 6,2-10"7 22940 2,9

5. Dicrano-Pinetum - сосняк овечьеовсяницевый I -я терраса реки Ипуть Р1еиго2шт всЬгеЬеп 65 45 5,6 10-7 20720 6,9

Рогатик желтый 65 45 5,8 10-8 1036 0,34

Рогатик желтый 65 45 6,2 10-8 2294 0,76

Моховик зеленый 65 50 9,3-10"7 34410 11,5

Пестрый зонтик 65 50 3,5 10-8 2960 0,99

Почва песчаная 65 45 1,1-10"8 4070

Продолжение таблицы 1

6 Cladonio- Pinetum - сосняк лишайнико-мшистый п. Ипуть Dicranum polysetum 91 65 4.2 10-7 15540 8,0

Pleurozium schreberi 91 65 4.7 10-7 17390 9,0

Cladonia sp. 91 65 8.6 10-7 31820 16,5

Клинцовский р-н Моховик зеленый 91 65 1,8 10-6 66600 34,6

7. Бкгапо-РтеШт - сосняк верещатниковый вариант, в 3 км к З. от с. Полона. Гордеевский р-н. Potentilla erecta корневище 113 78 1,5-10-7 5550 2,2

Calluna vulgaris (побег) 113 78 2,4-10-7 8880 3,6

груздь+ свинушка тонкая 113 85 1,8-10-7 6660 2,7

Моховик зеленый 74 59 3,5-10-7 12950 12,9

Почва песчаная 96 92 6,7-10-8 2479

8. Бкгапо-РтеШт - сосняк брусничник на дюне, у санатория Затишье, Клинцовский р-н. Vaccinium vitis-idaea 22 18 2,9-10-8 1073 2,6

Vacc. vtis-idaea 21 20 2,2-10-8 814 2,1

Почва песчаная 22 18 1,1-10"8 407

9. МоНпю-РтеШт - Березняк с осиной черничный (молиниевый) в 2 км к Ю. от с. Крыловка, Красногорский р-н. Vaccinium myrtillus 65 63 9,2-10-8 3404 1,0

Vac. myrtillus 65 63 8,8-10-7 32560 10

Vac. myrtillus ягода 65 63 3,3-10-8 1221 0,34

Груздь черный 65 63 4,7-10-8 1739 0,53

Cantharellus cibarius Лисичка обыкнов. 65 63 5,7-10-8 2109 0,64

10. Shpagno-Pinetum - сосняк пушице-сфагновый, 3,5 км по трассе Ущерпье -Клинцы. Ledum palustre 67 44 4,4-10-7 16280 12,7

Ledum palustre 67 44 3,2-10-7 11840 9,3

Oxycoccus palustris плоды 67 52 2,0-10-7 7400 5,8

Oxycoc. palustris плоды 67 44 1,7-10-7 6290 4,9

Sphagnum 67 44 4,1-10-7 15170 11,8

Подберезовик болотный 66 53 1,8-10-6 66600 52,1

Почва торфяная 67 53 4,0-10-8 1480

Повторное обследование этих же биогеоценозов было проведено в 2009 году (табл.2).

Таблица 2 Удельная активность цезия -137 в основных компонентах биогеоценозов при различных экспозиционных дозах в 2009 г.

№ Тип биогеоценоза Вид пробы Экспозиционная доза мк/Р час Удельная активность 137Cs Бк/кг

На почве на высоте 1м

1 Glycerietum maximae Glyceria maxima 38- 35 32-34 139,5±37,1

Близь п. Ущерпье, пойма реки Ипуть Манник большой

Bidens tripartita Череда трехраздельная 218±56.6

Продолжение таблицы 2

2 Corynephoretum canescentis Булавоносец седой 32-43 20-31 889±146

3. Koelerio glaucae-Corynephoretum canescenstis Пос. Мирный, Гордеевский р-н. Булавоносец седой Corynephorus canescens 4/-64 32-54 1200±19З

Тонконог сизый 1548±21З

Цмин песчаный 8П±14б

Грыжник голый /12±145

Икотник серый /22±12/

Очиток едкий 24З,З±4/,8

4. Pinetum vacciniosum Близь п. Любино трассы Злынка - Гомель Брусника 10/-139 /4-101 2610±338

Плаун булавовидный 2/460±0,4

Зимолюбка зонтичная 15820±0,4

5. Dicrano-Pinetum вар. Festuca ovina . В 1,5 км от с. Ущерпье у развилки дорог Клинцы -Новозыбков, у пос. Веприн. Lactarius deliciosus -Рыжик 90-120 62-90 11450

Моховик желто-бурый 12060

Lactarius rufa -Горькушка 86650

Моховик зеленый 48400

Сыроежка красная 9392±99б

Плаун булавовидный 12140

Цмин, цветы 29б±165

Цмин песчаный 90,3±64,2

Pleurozium schreberi 14890

Dicranum polysetum 6311±845

Ptilium crista castrensis /040±910-

6 Ольс крапивный Крапива двудомная 25-36 19-32 140/±212

/ Сосняк брусничный Вдоль трассы на пос. Барки Ландыш майский Convallaria majalis б/-98 60-81 З894±514

8 Querco-Pinetum corylosum Близь пос. Барки Купена лекарственная 9/-103 60-81 1256Í1//

Корневище купены 2010±З11

9 Dicrano-Pinetum dadonia mitis var. - шсняк лишайниково- мшистый . Пос. Мирный, Гордеевский р-н. Lactarius deliciosus -Рыжик /2-82 63-/3 162/Í95/

Масленок 22950±2405

Сыроежка желтая 10240±1091

Dicrnum+Pleurozium 14230±149б

10. Dicrano-Pinetum вар. Festuca ovina. Betula pendula facia - березняк с сосной зеленомошный в 2 км к В. от пос. Мирный, Гордеевский р-н. Paxillus involutus -Свинушка тонкая 69-/6 54-62 /601±80б

Сыроежка едкая 3603±40/

Волнушка розовая 6048±638

Подберезовик 15030

Волнушка розовая 6048±638

Черный груздь 6294±/З4

11. Peucedano-Pinetum - сосняк ландышево-зеленомошный Пос. Затишье, Lactrius rufa -Горькушка 22-29 11-12 62бЗ±б5/

Сыроежка серая 4082±4З1

Ландыш майский 1156±262

Клинцовский р-н. Pleurozium schreberi 1467±217

Dicranum polysetum 3838±522

Продолжение таблицы 2

12. Пижмовое сообщество Пижма обыкновенная 30-38 21-33 35,2±32,4

13. Сосняк зеленомошник Ландыш майский 11-29 12 1156±268

14. Сообщество Сосна лесная -чистотел большой Трасса Злынка-Гомель 95 кв. Чистотел большой (побег) 78-112 71-87 4,698-104

15. Agrostio-Betuletum - Березняк тонко-полевичный Пос. Писаревка-Петрова Буда Подберезовик обыкновенный 31-38 25-29 498,3±65,6

Волнушка белая 100,7±15,9

Белый гриб 11143±140

16. Dicrano-Pinetum- сосняк мшистый, вариант овечьеовсяницевый. Пос. Любин хутор, Злынковский р-н. Russula rubra -Сыроежка красная 107139 74-101 16440

Dicranum polysetum 13720

Крушина ягоды 657,6±88,7

Тонконог сизый 144,9±447

Очиток едкий 520±37,9

17. Dicrano-Pinetum Koeleria glauca var. Betula pendula facia - березняк с сосной мшистый. Пос. Перевоз, Новозыбковский р-н. Сыроежка желтая 112134 81-99 9156±948

Сыроежка красная 57772±620

Волнушка розовая 96860

Подберезовик 5962±624

Cladonia sylvatica 2738±477

Dicranum polysetum 16290

Pleurozium schreberi 7411±901

18 Shagno-Pinetum - сосняк пушице-сфагновый, в 3,5 км от Ущерпья по трассе Ущерпье - Клинцы. Ledum palustre листья 62-69 49-57 61370

Oxycoccus palustris плоды 11840

Oxyc. palustris литья 12920

Подбел многолистный 27750

Sphagnum sp. 18250

Подберезовик болотный 29470

Горькушка 48400

Анализ табл. 1-2 позволяет сделать некоторые выводы. Несколько снизилась МЭД с 1995 года за счет полураспада и миграции радионуклидов вглубь почвы. Тем не менее, в мохово-лишайниковом ярусе, в плодовых телах грибов и лекарственных растениях удельная активность цезия-137 остается высокой и, иногда, в несколько раз превышает допустимый уровень СанПиН 2.3.2.1807-01. Редким исключением являются суккуленты -очиток едкий и псаммофит - тонконог сизый.

В табл.3 приведены результаты анализа удельной активности цезия -137 по зонам загрязнения и ландшафтам. На обследованных районах выделяют 4 зоны радиационного загрязнения: 1-5 Ки/км2; 5-15 Ки/км2; 5-15 Ки/км2; более 40 Ки/км2. Первые две зоны загрязнения встречаются и не только в юго-восточных районах области. Пятна радиационного загрязнения отмечены в Дятьковском, Рогнеденском, Трубчевском, Карачевском районах.

Таблица 3. Удельная активность грибов 137Сб в грибах и ягодах по зонам загрязнения и ландшафтам

Плотность загрязнения по зонам и типам ландшафтов 1-5 Ku/км2 5-15 Ku/км2 15- 40Ku/™2 Более 40 Ku/км2

Тип ландшафта Проба Число проб*/ Удельная активность l3/Cs: Бк/кг

39,58,79* Boletus edulus 26 */ 925 i 185 44 / 2220 i 481 60 / 5920 i 1110 85// 82510 i 25260

38, 59 Подберезовик обыкновенный 17 / 1110 i 31 / 2220 i 370 36/ 5550 i 1480 20 / 66600

Моховик зеленый -Xerocomus subtomentosus 12// ll470i - 8/ 51800±370 10/ 5l800± 740

Маслено к поздний - Suillus luteus 333/ 740 i 148 40/ 4070 i 1110 56 / 5180± 1480 17/ 46990± 12210

59,58 Масленок обыкновенный 4 / 1850 4/ 4837

Черный груздь Lactarius necator 17/ 370 i 74 25/ 2220 i 370 12 / 9054±l230 19/ 25530 i 6660

Опенок настоящий -Armillariella mellea 11/ 259 i 148 34/ 1480 i 370 46 / 5550±370 -

Lactarius rufa-Горькушка 18/ 74 0i 220 50/ 2690 i 740 60/ 5920± 740 36/ 180190±555

Лисичка настоящая -Cantharellus cibarius 20/ 925 i 296 60/ 2030 i 370 80 / 5920 ± 1480 17/ 3959 0±l0360

58.59 Cantharellus cibarius 3 / 296 i57 - 7/ 8036 -

Tricholoma portentosum Радовка серая 3/ 555 - 3/ 15589 -

58 Tricholoma flavovirens Зеленушка - - 5 / 13408 -

58,39,79 Черника - Vaccinium myrtillus 54/ 580 i 148 200/ 2220 i 370 170 / 4810± 1480 60/ 7770 ±2220

Vaccinium myrtillus 16/763i 24 //5l45i 6 5206 -

Брусника - Vaccinium vitis-idaea 5/ 2220 i 7/ 3700 i 1110 10/ 5550± 1110 -

38 Клюква болотная Oxycoccus palustris 5/ 17760 i 1111 4/ 22090 i 3700 - -

Земляника лесная 24/ 113/ 30/ 44/ Fragaria vesca 185± 111 370± 85,1 740± 222 2590± 740

59 Земляника лесная 3/ - - - 926

Клина - Viburnum - 18/ - -opulus 1110± 220

59 Ежевика- Rubus 4/ 6/ - -caesius 370± 74 777± 259

Примечание: * - цифры показывают название и тип ландшафта. Ландшафты морено-зандровых равнин: 38 - Клинцовский, 39 - Новозыбковский, 58 - Злынковский; Ландшафты речных долин: 78 - Среднеипутский, 79 - Ниженеипутский.

Территории радиационно загрязненных районов находятся в пределах ландшафтов морено-зандровых равнин. Это ландшафты - Клинцовский, Новозыбковский, Злынковский и ландшафты речных долин: Среднеипутский, Ниженеипутский (Пастернак,1967). Наиболее широко распространен природно-территориальный комплекс (ПТК), сформированный мощными песками и супесями, с подзолистыми и дерново-подзолистыми почвами, преимущественно под сосновыми лесами. Значительные площади заняты террасами речных долин. Это - волнистые поверхности первых-четвертых террас, так же сложенные мощными песками и супесями с подзолистыми и дерново-подзолистыми почвами, тоже под сосновыми и возникающими на их месте березовыми и осиновыми лесами.

В этом ПТК наблюдается высокая удельная активность радионуклидов. Они активно поглощаются живыми компонентами биогеоценозов. Вероятно, это связано с особенностями коллоидных частиц песчаных почв, которые обладают способностью удерживать радионуклиды в гумусовом, корнеобитаемом слое почвы.

The analysis of the many-years 137Cs-activity data in forest and meadow biogeocenoses of radioactive contaminated part of Bryansk region is done. It is shown that the high radioactivity of the 137Cs is characterized for grasses of herbal layer, mosses and lichens and medicinal plants. The high 137Cs-activity in biogeocenoses on natural-territorial complexes with deep sands and loam with sandy soils is noted.

The Key words: Bryansk region, radionucleides, biogeocenosis, 137Cs-activity, coefficient of migration, natural-territorial complex.

Работа выполнена в рамках трехстороннего международного проекта фундаментальных исследований в приграничных областях «РФФИ-БРФФИ-ГФФИ-2009» при поддержке гранта РФФИ № 09-04-90354 РБУа.

Список литературы

1. Борздыко Е.В. Аккумуляция Cs лекарственными растениями, произрастающими в условиях с разной плотностью загрязнения // Мат-лы науч-практ. конфер. «Актуальные проблемы науки и образования». Брянск - Новозыбков 26 апреля 2009 г.

2. Гигиенические требования к безопасности и пищевой ценности пищевых продуктов. Санитарно-эпидемиологичские правила и нормы СнаПиН 2.3.2. 1078-01. М.: Минздрав РФ, 2002. 164с.

3. Орлов А. А., Ирклиенко С.П., Краснов В.П.и др. Закономерности накопления Cs дикорастущими грибами и ягодами в Полесье Украины // Гигиена населенных мест. Киев, 2000. вып. 36. Ч.1. С. 431-445.

4. Попов А.В., Фесенко С.В., Алексахин Р.М., Пастернак А.Д., Прудников П.В. Радиологическая ситуация в сельскохозяйственной сфере на загрязненных территориях России в отдаленный период после аварии на Чернобыльской АЭС // Радиационная биология и радиоэкология , 2007. Т.47, №4. С. 423-434.

5. Сапегин Л.М., Дейнеко Н.М., Тимофеев С.Ф. Состояние растительности в зоне отчуждения 20 лет спустя после аварии Н ЧАЭС // Радиационная биология и радиоэкология , 2008. Т.48, №1. С. 67-75.

6. Сукачева В.Н. Методические указания к изучению типов леса. М.: 1957. 114.с

7. Спиридонов С.И., Алексахин Р.М., Фесенко С.В., Санжарова Н.И. Чернобыль и окружающая среда // Радиационная биология и радиоэкология , 2007. Т.47, №2. С. 196203.

8. Федеральный закон «О радиационной безопасности населения» от 09. 01.1996, №3 Ф-3.11//Собрание законодательства РФ,1996. № 11 . С. 1362.

9. Fesenko S.V., Vogit G., Spiridonov S.I. et al. // Radiat Enverion. Biophs. 2000. V.39. P.291-300.

Об авторах

А. Д.Булохов -док. проф. Брянского государственного университета им. акдемика И.Г. Петровского, ка1Ъо12002@таИш.

Е. В. Борздыко - канд. стар. препод. Брянского государственного университета им. академика И.Г. Петровского, 1<а1Ъо12002@таП. ги

Н. Н. Панасенко - канд. стар. препо. Брянского государственного университета им академика И.Г. Петровского, 1<а1Ъо12002@таП. ги.

Н. А. Сковородникова- канд. стар. преп. Брянского государственного университета им. академика И.Г. , 1<а1Ъо12002@таП. ги