Глава 1
РАДИОНУКЛИДНОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ ПОЧВЫ И РАСТИТЕЛЬНОСТИ В РАЙОНЕ ТОЦКОГО РАДИОАКТИВНОГО СЛЕДА
Летом 1994 г. сотрудниками Отдела континентальной радиоэкологии и лаборатории почвоведения Института экологии растений и животных УрО РАН при участии Комитета по науке Администрации Оренбургской области и Оренбургского педагогического Института было проведено комплексное радиоэкологическое обследование почвенно-растительного покрова в районе Тоцкого радиоактивного следа (ТРАС). Исследования были сосредоточены на предполагаемой центральной оси следа, начинающегося в районе ядерного взрыва (северо-восточный выступ Тоцкого полигона), вблизи д. Маховка в Сорочинском районе (эпицентр взрыва) и проходящего далее в направлении н.п. Пронькино, Кинзелька, Яшкино, Султакай, Рождественка, расположенных соответственно в 4, 25, 35, 105 и 120 км от места взрыва. При отсутствии сведений о четких границах ТРАС условно были выбраны контрольные точки. Ими служили территории в районе н.п. Павлово-Антоновка (Сорочинский район), Нижнекристалка (Октябрьский район) и Дмитриевка (Александровский район). Контрольная точка у н.п. Дмитриевка удалена от эпицентра на восток на 130 км. В пределах выбранных участков закладывали почвенные разрезы, из которых отбирали образцы с привязкой к границам генетических горизонтов и учетом площади. Территория ТРАСа захватывает подзону обыкновенных черноземов шириной 60-80 км в пределах северо-западной и центральной частей Оренбургской области. Наряду с черноземами обыкновенными в районе исследований представлены черноземы типичные и южные. Последние нередко солонцеватые. К долинам рек приурочены разные типы аллювиальных почв, характерные для степной зоны. Для того, чтобы учесть пестроту почвенного покрова и вычленить почвы в максимальной степени аккумулирующие радионуклиды в основу полевых почвенных исследований был положен ландшафтный подход, когда изучаются геохимически сопряженные ряды почв (почвенные катены).
Радиоэкологическое обследование почвенно-растительного покрова. Материалы по содержанию 137Cs на участках почвенно-растительного покрова в пределах предполагаемой центральной оси Тоцкого радиоактивного следа (ТОП 1-7) и вне ее (ТОП 8-10) представлены в таблице 4.
По типу вертикального распределения цезия обследованные почвы можно разделить на две группы: 1 - наибольшая концентрация радионуклида (25-100 Бк/кг) фиксируется в задернованном верхнем (до 10 см) слое почвы, причем в нижележащих слоях она снижается в несколько раз (до единиц Бк), а на глубине 30-40 см, как правило, находится на пределе чувствительности применяемого метода обнаружения радионуклида; 2 - концентрация радиоцезия даже в дернине и верхних слоях почвы не превышает 50 Бк/кг , а с глубиной она постепенно снижается и достигает минимальных значений в 30-40 см слое почвенного профиля. К первой группе следует отнести участки чернозема обыкновенного около д. Маховка и Пронькино (ТОП 1 и 2), целинный чернозем и аллювиальную дерновую почву в районе д.Кинзелька (ТОП 3), чернозем типичный вблизи д.Султакай (ТОП 5), а также аллювиальную луговую почву в пойме р. Неть недалеко от д. Рождественка (ТОП 6). Во вторую группу попадает распаханный чернозем в районе д.Кинзелька (ТОП 3), выщелоченный чернозем у д.Султакай (ТОП 5), чернозем обыкновенный около д. Нижнекристалка (ТОП 9), а также разновидности аллювиальных почв в остальных точках отбора, включая контрольные (ТОП 9 и 10). Соответственно изменению концентрации 137Cs по глубине почвенного профиля изменяется его содержание в расчете на единицу площади. В результате в почвах, условно отнесенных к первой группе, за исключением чернозема обыкновенного (ТОП 2) более половины (до 80 %) радиоцезия от общего его содержания в профиле сосредоточено в поверхностном 0-10 см слое, в то время как в почвах второй группы отмечено более или менее равномерное вертикальное распределение 137Cs. В ряде случаев (ТОП 6 и 8) равномерность такого распределения может нарушаться формированием четко выраженного максимума содержания радионуклида на грубине 30-40 см.
Концентрация 137Cs в растениях обследованных участков изменяется в широких пределах от 1 до 284 Бк/кг сухого веса (табл. 4). Эти колебания, вероятно, в большей степени связаны с условиями произрастания и видовыми особенностями растений, чем с воздействием Тоцкого радиоактивного следа. Несмотря на достаточно высокую концентрацию 137Cs в растениях они, обладая незначительной массой в расчете на единицу площади, не вносят существенного вклада в загрязнение почвенно-растительного покрова.
Как отмечалось выше, для изучения миграционных процессов радионуклидов в природной обстановке был использован ландшафтный подход. С этой целью заложен геохимический профиль в районе д.Кинзелька, который начинался на водоразделе, охватывая середину склона и выходил к его подножью. Анализ представленных в таблице 4 данных свидетельствует об отсутствии существенных различий в запасе и характере распределения 137Cs в почвах трансэлювиального и аккумулятивного элементов геохимического сопряжения. В перепаханном черноземе водораздельного участка ландшафта запас 137Cs оказался несколько выше, а распределение нуклида по профилю более равномерное. Учитывая недостаточный объем и разброс полученных данных, невозможно сделать определенные выводы о направленности ландшафтной миграции 137Cs. Для этого требуется проведение многолетних исследований. Не удалось также установить какой-либо зависимости между содержанием 137Cs в почвенно-растительном покрове и расстоянием от эпицентра ядерного взрыва.
Из таблицы 5 видно, что почвы обследованного района отличаются весьма низким содержанием стронция-90. Независимо от точки отбора проб концентрация 90Sr в почвенном профиле не превышает 10 Бк/кг. Основное количество (до 70 %) 90Sr в целинных черноземах содержится в слое 0-10 см. В перепаханном черноземе и аллювиальных пойменных почвах радиостронций распределяется по почвенному профилю более равномерно. В первом случае глубина миграции составляет 20 см, а во втором - 30 см.
С учетом площадного содержания радионуклидов оценили их запас в 0-30 см слое почвы и в растениях. Поскольку в выбранных нами контрольных участках суммарный запас 90Sr и 137Cs находится практически в тех же пределах, что и в других точках отбора (табл. 2,3), представляло интерес сравнить его с глобальным уровнем. Заметим, что глобальный уровень загрязнения почвенно-растительного покрова радионуклидами, поступающими из атмосферы на широте 50-600 по данным UNSCEAR (1982) оценивался величиной 2,9 и 4,6 кБк/м2 для 90Sr и 137Cs соответственно. К 1990 году эта величина снизилась за счет распада до 1,5 кБк/м2 для 90Sr и до 2,4-3,2 кБк/м2 для 137Cs (Arkrog et al. , 1992).
Таблица 4. Содержание 137Cs в почвенно-растительном покрове в зоне Тоцкого радиоактивного следа
Точка отбора проб (? раз- резов ) |
Место отбора проб |
Почва |
Горизонт, глубина, см |
Бк / кг |
кБк /м2 |
%, от общего содерж. в профиле |
1 (7) |
Склон к пруду у д. Маховка. Днище временного водотока |
Чернозем обыкновен-ный карбо-натный |
Разнотр. |
12,6 + 5,4 |
< 0,01 |
< 0,1 |
Адер. 0-2 |
82,0 + 30,0 |
1,0 + 0,2 |
18,2 |
|||
А1Ca 2-7 |
62,5 + 50,0 |
2,1 + 0,5 |
38,2 |
|||
7-12 |
7,7 + 3,4 |
0,4 + 0,1 |
7,3 |
|||
12-17 |
6,0 + 1,3 |
0,4 + 0,1 |
7,3 |
|||
17-27 |
12,4 + 11,0 |
1,6 + 1,0 |
29,1 |
|||
ABCa 27-50 |
н.о. |
н.о. |
|
|||
Сумма |
|
5,5 |
|
|||
2 (4) |
Склон к пруду у д. Пронькино. Днище временного водотока. |
Чернозем обыкновен-ный средне-мощный (намытый) |
Разнотр. |
15,5 + 13,0 |
< 0,01 |
< 0,1 |
Адер. 0-2 |
43,3 + 17,3 |
0,5 + 0,1 |
9,4 |
|||
А1 2-7 |
14,9 + 7,8 |
1,1 + 0,5 |
20,8 |
|||
7-12 |
17,6 + 10,0 |
1,3 + 0,5 |
24,6 |
|||
12-17 |
12,9 + 9,0 |
1,2 + 1,0 |
22,6 |
|||
17-37 |
5,6 + 1,0 |
1,2 + 0,1 |
22,6 |
|||
AB 37-47 |
н.о. |
н.о. |
|
|||
Сумма |
|
5,3 |
|
|||
3 (1) |
Склон к р. Ольховке у д.Кинзелька. Водораздел, пашня. |
Чернозем обыкновен-ный карбонат-ный |
Кукуруза |
1,0 |
< 0,01 |
< 0,1 |
Просо |
11,0 |
< 0,01 |
< 0,1 |
|||
Апахат. 0-15 |
18,8 |
3,6 |
48,6 |
|||
15-30 |
13,0 |
2,5 |
33,8 |
|||
А1B 30-40 |
9,6 |
1,3 |
17,6 |
|||
40-50 |
н.о. |
н.о. |
|
|||
Сумма |
|
7,4 |
|
|||
3 (2) |
Середина склона |
Чернозем обыкновен-ный мало-мощный |
Разнотр. |
3,8 + 6,0 |
< 0,01 |
< 0,1 |
Ветошь |
15,9 |
< 0,01 |
< 0,1 |
|||
Адер. 0-2 |
85,3 + 13,5 |
1,4 + 1,0 |
25,5 |
|||
А 2-7 |
41,9 + 29,0 |
2,2 + 1,0 |
40,0 |
|||
7-12 |
9,5 + 9,0 |
0,4 + 0,4 |
7,3 |
|||
12-17 |
8,4 + 3,0 |
0,4 + 0,4 |
7,3 |
|||
АВ 17-30 |
17,0 + 7,0 |
1,1 + 0,7 |
19,9 |
|||
Сумма |
|
5,5 |
|
|||
3 (3) |
Подножие склона. Надпоймен-ная терраса. |
Аллювиаль-ная дерновая |
Разнотр. |
10,9 |
< 0,01 |
< 0,1 |
Адер. 0-2 |
108,8 + 49,0 |
1,2 + 0,4 |
20,3 |
|||
А1S 2-7 |
40,0 + 15,0 |
2,2 + 1,0 |
53,7 |
|||
7-12 |
6,4 + 0,4 |
0,4 + 0,1 |
9,8 |
|||
A1 12-17 |
6,0 |
0,3 |
7,3 |
|||
17-30 |
н.о. |
н.о. |
|
|||
30-50 |
н.о. |
н.о. |
|
|||
Сумма |
|
4,1 |
|
|||
4 (14) |
Около д. Грачевка. На берегу реки, старое русло. |
Аллювиаль-ная наносная слабо солонцева-тая с погребен-ным гумусовым горизонтом |
Разнотр. |
23,7 + 34,2 |
< 0,01 |
< 0,1 |
ABCa 0-5 |
12,9 + 0,3 |
0,3 + 0,01 |
20,0 |
|||
наносный |
|
|
|
|||
5-10 |
10,6 + 0,5 |
0,7 + 0,1 |
17,5 |
|||
10-15 |
8,1 + 0,9 |
0,6 + 0,4 |
15,0 |
|||
BCa 15-20 |
10,9 + 1,8 |
0,6 + 0,1 |
15,0 |
|||
20-30 |
8,5 + 0,9 |
1,3 + 0,3 |
32,5 |
|||
30-40 |
н.о. |
н.о. |
|
|||
Сумма |
|
4,0 |
|
|||
5 (20) |
В 2,5 км к северу от д. Султакай. На берегу притока р. Ток. 1 надпоймен-ная терраса. |
Чернозем выщелочен-ный слабо солонцева-тый |
Разнотр. |
58,6 + 79,0 |
< 0,01 |
< 0,1 |
Адер.Ca 0-5 |
19,2 + 13,0 |
0,8 + 0,6 |
20,0 |
|||
5-10 |
12,0 + 9,0 |
0,6 + 0,4 |
15,0 |
|||
A1 10-15 |
7,0 + 0,9 |
0,4 + 0,01 |
10,0 |
|||
15-20 |
7,6 + 6,0 |
0,4 + 0,3 |
10,0 |
|||
20-30 |
7,7 + 2,6 |
0,8 + 0,2 |
20,0 |
|||
30-40 |
8,2 + 2,0 |
1,0 + 0,7 |
25,0 |
|||
Сумма |
|
4,0 |
|
|||
5 (22) |
Середина склона к реке. |
Чернозем типичный |
Разнотр. |
20,4 |
< 0,01 |
< 0,1 |
Адер. 0-2 |
75,2 + 15,0 |
1,3 + 1,1 |
31,5 |
|||
А1 2-5 |
24,7 |
1,1 |
19,3 |
|||
5-10 |
10,1 + 6,3 |
0,5 + 0,3 |
8,8 |
|||
10-15 |
7,0 + 2,5 |
0,3 + 0,1 |
5,3 |
|||
15-20 |
12,0 + 6,7 |
0,6 + 0,3 |
10,5 |
|||
AB 20-30 |
9,0 + 1,8 |
0,7 + 0,5 |
12,3 |
|||
30-40 |
7,4 + 2,3 |
0,7 + 0,2 |
12,3 |
|||
Сумма |
|
5,7 |
|
|||
6 (24) |
с. Рождест-венка левый берег р. Неть. Незатаплива-емая пойма. |
Аллювиаль-ная луговая солонцева-тая |
Разнотр. |
6,8 + 1,3 |
< 0,01 |
< 0,1 |
Адер.Ca 0-5 |
39,0 + 10,1 |
1,7 + 0,01 |
31,5 |
|||
5-10 |
26,7 + 2,8 |
1,4 + 0,2 |
25,9 |
|||
A1Ca 10-15 |
7,4 + 4,8 |
0,3 + 0 ,2 |
5,6 |
|||
15-20 |
5,1 + 0,9 |
5,1 + 0,9 |
5,6 |
|||
ABCa 20-30 |
6,6 + 4,5 |
6,6 + 4,5 |
13,0 |
|||
30-40 |
10,4 + 4,1 |
1,0 + 0,4 |
18,5 |
|||
Сумма |
|
5,4 |
|
|||
6 (26) |
Затапливае-мая пойма. |
Аллювиаль-ная луговая солонцева-тая |
Разнотр. |
284,4 |
0,1 |
1,0 |
Адер.Ca 0-5 |
15,7 |
0,3 |
8,2 |
|||
A1Ca 5-10 |
19,8 |
1,0 |
10,0 |
|||
10-15 |
15,1 |
0,8 |
8,2 |
|||
15-20 |
18,4 |
0,9 |
9,5 |
|||
20-30 |
19,0 |
2,1 |
22,1 |
|||
30-40 |
34,1 |
3,8 |
40,0 |
|||
Сумма |
|
9,5 |
|
|||
7 (12) |
В 1,5-2 км к югу от д. Кирсановка. Пойма левого притока р. Самары |
Аллювиаль-ная дерновая слоистая с погребен-ным гумусовым горизонтом |
Разнотр. |
54,2 + 81,2 |
0,01 |
0,2 |
Адер.Ca 0-2 |
20,2 + 11,0 |
0,2 + 0,1 |
3,8 |
|||
BCa 2-7 |
20,5 + 20,0 |
1,2 + 1,2 |
22,6 |
|||
7-12 |
7,7 + 3,7 |
0,6 + 0,2 |
11,3 |
|||
12-17 |
5,8 + 0,1 |
0,5 + 0,1 |
9,4 |
|||
Апогреб. 17-22 |
6,6 + 0,4 |
0,8 + 0,2 |
15,1 |
|||
22-32 |
5,7 |
0,9 |
17,0 |
|||
32-42 |
8,3 + 3,0 |
1,1 + 0,8 |
20,8 |
|||
Сумма |
|
5,3 |
|
|||
8 (10) |
Вблизи села Павлово-Антоновка. |
Аллювиаль-ная дерновая слоистая с погребен-ным гумусовым горизонтом |
Адер.Ca 0-2 |
25,4 + 7,4 |
0,4 + 0,2 |
4,4 |
A1Ca 2-7 |
15,4 + 5,0 |
0,8 + 0,8 |
8,8 |
|||
7-12 |
14,0 + 8,5 |
1,0 + 0,5 |
11,0 |
|||
12-17 |
7,7 + 0,4 |
0,6 + 0,1 |
6,8 |
|||
BCa 17-30 |
5,5 + 2,4 |
1,0 + 0,7 |
11,0 |
|||
Апогреб.Ca 30-45 |
39,0 + 8,4 |
5,3 + 4,5 |
58,0 |
|||
Сумма |
|
9,1 |
|
|||
9 (17) |
Между д. Кристалка и д.Нижнекри-сталка. Берег притока р. Ток. 1 надпойменная терраса. |
Чернозем обыкновен-ный |
Разнотр. |
1,8 |
< 0,01 |
<0,1 |
Aстаропах.Ca |
|
|
|
|||
0-12 |
32,6 |
3,1 |
40,8 |
|||
12-25 |
25,9 |
3,8 |
50,0 |
|||
ASCa 25-35 |
6,4 |
0,7 |
9,2 |
|||
35-45 |
н.о. |
н.о. |
|
|||
Сумма |
|
7,6 |
|
|||
9 (16) |
Пойма реки. |
Аллювиаль-ная луговая слоистая слабо солонцева-тая |
Разнотр. |
72,6 + 83,5 |
< 0,01 |
< 0,1 |
A1Ca 0-5 |
15,2 + 2,4 |
0,8 + 0,1 |
10,7 |
|||
5-10 |
14,6 + 9,0 |
0,9 + 0,5 |
12,0 |
|||
10-15 |
17,4 + 0,4 |
1,0 + 0,3 |
13,3 |
|||
ABCa 15-25 |
18,2 + 4,1 |
2,4 + 1,0 |
32,0 |
|||
25-40 |
17,6 + 9,0 |
2,4 + 1,7 |
32,0 |
|||
Сумма |
|
7,5 |
|
|||
10 (19) |
Вблизи д. Дмитриевка. Пойма в верховьях р. Ток. |
Аллювиаль-ная дерновая слоистая |
Разнотр. |
15,4 + 22,8 |
< 0,01 |
< 0,1 |
Дернина |
47,5 |
0,8 |
19,5 |
|||
A1Ca 0-5 |
18,3 + 15,0 |
1,2 + 0,9 |
29,3 |
|||
5-10 |
13,8 + 6,1 |
1,0 + 0,5 |
24,4 |
|||
10-15 |
9,6 + 3,7 |
0,7 + 0,4 |
17,1 |
|||
BCa 15-20 |
5,5 + 0,1 |
0,4 + 0,1 |
9,8 |
|||
20-30 |
н.о. |
н.о. |
|
|||
30-40 |
н.о. |
н.о. |
|
|||
Сумма |
|
4,1 |
|
Таблица 5. Содержание 90Sr в почвенно-растительном покрове в зоне ТРАС
Точка отбора проб (? раз- резов ) |
Место отбора проб |
Почва |
Горизонт, глубина, см |
Бк / кг |
кБк /м2 |
%, от общего содерж. в профиле |
1 (7) |
Склон к пруду у д. Маховка. Днище временного водотока. |
Чернозем обыкновен-ный карбонат-ный |
Разнотр. |
48,2 + 65,0 |
0,01 |
0,7 |
Aдер. 0-2 |
6,5 + 5,2 |
0,1 + 0,1 |
6,6 |
|||
AlCa 2-7 |
7,4 + 1,9 |
0,5 + 0,1 |
33,1 |
|||
7-12 |
4,5 + 0,2 |
0,3 + 0,1 |
19,9 |
|||
12-17 |
3,1 + 0,3 |
0,2 + 0,0 |
13,2 |
|||
17-27 |
2,7 + 1,3 |
0,4 + 0,4 |
26,4 |
|||
ABCa 27-50 |
н.о. |
н.о. |
|
|||
Сумма |
|
1,5 |
|
|||
2 (4) |
Склон к пруду у д. Пронькино. Днище временного водотока |
Чернозем обыкновен-ный средне-мощный (намытый) |
Разнотр. |
40,3 + 17,1 |
< 0,01 |
< 0,1 |
Aдер. 0-2 |
6,6 + 5,0 |
0,1 + 0,0 |
5,2 |
|||
AlCa 2-7 |
2,4 + 2,5 |
0,2 + 0,2 |
15,8 |
|||
7-12 |
3,7 + 4,7 |
0,3 + 0,3 |
36,8 |
|||
12-17 |
2,0 + 3,3 |
0,3 |
15,8 |
|||
17-37 |
1,9 |
0,5 |
26,4 |
|||
AB 37-50 |
н.о. |
н.о. |
|
|||
Сумма |
|
1,4 |
|
|||
3 (1) |
Склон к р.Ольховке у д.Кинзелька. Водораздел, пашня. |
Чернозем обыкновен-ный карбонат-ный |
Кукуруза |
6,7 |
< 0,01 |
< 0,1 |
Просо |
7,1 |
< 0,01 |
< 0,1 |
|||
Апах. 0-15 |
1,0 |
|
28,6 |
|||
15-30 |
1,0 |
|
28,6 |
|||
AlB 30-40 |
1,2 |
|
28,6 |
|||
40-50 |
1,0 |
|
14,2 |
|||
Сумма |
|
0,7 |
|
|||
3 (2) |
Середина склона |
Чернозем обыкновен-ный маломощ-ный |
Разнотр. |
22,3 + 23,2 |
< 0,01 |
< 0,1 |
Ветошь |
74,5 |
0,02 |
2,4 |
|||
Aдер. 0-2 |
4,3 + 0,4 |
0,1 + 0,0 |
12,2 |
|||
A 2-7 |
4,1 + 1,8 |
0,3 + 0,1 |
36,6 |
|||
7-12 |
2,6 + 2,2 |
0,2 + 0,1 |
24,4 |
|||
12-17 |
1,8 + 0,4 |
0,1 + 0,0 |
12,2 |
|||
AB 17-30 |
1,0 + 0,0 |
0,1 + 0,0 |
12,2 |
|||
Сумма |
|
0,8 |
|
|||
3 (3) |
Подножие склона. Надпоймен-ная терраса |
Аллювиаль-ная дерновая |
Разнотр. |
22,2 |
< 0,01 |
< 0,1 |
Адер. 0-2 |
8,0 + 8,0 |
0,2 + 0,3 |
22,2 |
|||
AlS 2-7 |
6,4 + 0,8 |
0,4 + 0,1 |
44,5 |
|||
7-12 |
4,1 + 0,4 |
0,2 + 0,0 |
22,2 |
|||
Al 12-17 |
2,0 + 0,4 |
0,1 + 0,0 |
11,1 |
|||
17-30 |
н.о. |
н.о. |
|
|||
30-50 |
н.о. |
н.о. |
|
|||
Сумма |
|
0,9 |
|
|||
4 (14) |
Возле д. Грачевка. На берегу реки, старое русло. |
Аллювиаль-ная наносная слабо солонцева-тая с погребен-ным гумусовым горизонтом |
Разнотр. |
|
|
|
АBCa 0-5 |
1,6 + 0,2 |
0,1 + 0,0 |
10,0 |
|||
наносный |
|
|
|
|||
5-10 |
1,8 + 0,2 |
0,1 + 0,0 |
10,0 |
|||
10-15 |
1,0 + 1,0 |
0,1 + 0,1 |
10,0 |
|||
BCa 15-20 |
1,0 + 1,5 |
0,1 + 0,1 |
10,0 |
|||
20-30 |
1,1 + 0,2 |
0,2 + 0,0 |
20,0 |
|||
30-40 |
2,7 + 2,9 |
0,4 + 0,5 |
40,0 |
|||
Сумма |
|
1,0 |
|
|||
7 (12) |
В 1,5-2 км к югу от д. Кирсановки. Пойма левого притока р. Самара. |
Аллювиаль-ная дерновая слоистая с погребен-ным гумусовым горизонтом |
Разнотр. |
6,4 |
< 0,01 |
< 0,1 |
Aдер.Ca 0-2 |
1,0 + 0,0 |
0,1 + 0,0 |
12,5 |
|||
Bca 2-7 |
1,2 + 0,4 |
0,1 + 0,0 |
12,5 |
|||
7-12 |
1,0 + 0,0 |
0,1 + 0,0 |
12,5 |
|||
12-17 |
2,2 + 2,1 |
0,2 + 0,2 |
25,0 |
|||
Aпогр. 17-22 |
1,0 + 0,0 |
0,1 + 0,0 |
12,5 |
|||
22-32 |
1,0 + 0,0 |
0,2 + 0,1 |
25,0 |
|||
32-42 |
н.о. |
н.о. |
|
|||
Сумма |
|
0,8 |
|
|||
8 (10) |
Вблизи с. Павлово-Антоновка. Пойма левого притока р. Самара. |
Аллювиаль-ная дерновая соистая с погребенным гумусовым горизонтом |
Aдер.Ca 0-2 |
2,4 + 0,6 |
0,04 |
4,2 |
AlCa 2-7 |
2,1 + 0,3 |
0,1 + 0,0 |
10,6 |
|||
7-12 |
2,0 + 1.3 |
0,2 + 0,1 |
22,3 |
|||
12-17 |
2.2 + 0,4 |
0,2 + 0,1 |
21,3 |
|||
Bca 17-30 |
1,0 + 0,0 |
0,2 + 0,1 |
21,3 |
|||
Aпогр.Ca 30-45 |
1,0 + 1,3 |
0,2 + 0,3 |
21,3 |
|||
Сумма |
|
0,9 |
|
|||
9 (16) |
Между д. Кристалка и Нижнекрис-талка. Берег притока р. Ток. Пойма реки. |
Аллювиаль-ная слоистая слабо солонцева-тая |
Разнотр. |
- |
|
|
AlCa 0-5 |
1,0 + 0,0 |
0,1 + 0,0 |
14,3 |
|||
5-10 |
2,0 + 1,3 |
0,2 + 0,1 |
28,5 |
|||
10-15 |
1,0 + 0,1 |
0,1 + 0,0 |
14,3 |
|||
ABCa 15-25 |
1,6 + 1,0 |
0,1 + 0,0 |
14,3 |
|||
25-40 |
2,2 + 1,0 |
0,1 + 0,0 |
14,3 |
|||
Сумма |
|
0,7 |
|
Плотность загрязнения 137Cs участков почвенно-растительного покрова вблизи всех охваченных обследованием населенных пунктов в 1,4 - 3,2 раза превышает глобальный уровень. Вклад в такое загрязнение почвенно-растительного покрова могли внести, наряду с Тоцким ядерным взрывом, ядерно-энергетические объекты и промышленные предприятия сопряженных территорий Урала, Поволжья и Казахстана, а также Чернобыльская авария.
В некоторых из отобранных образцов почв в зоне воздействия Тоцкого радиоактивного следа определяли содержание тяжелых естественных радионуклидов - 232Th и 238U. Установлено, что концентрация 232Th в почвах изменяется от 2,5.10-4 % до 6,2.10-4 % , а 238U - от 1,0.10-4 % до 2,4.10-4 % и не отличается от средних уровней содержания этих элементов в почвах (Титаева, Таскаев, 1983).
При ?-спектрометрическом анализе образцов растений из зоны Тоцкого радиоактивного следа, наряду с 137Cs, было обнаружено присутствие 7Be. Радионуклид 7Be с периодом полураспада 53 суток, наряду с 3H, 14C и 22Na является радионуклидом космогенного происхождения. Искусственный изотоп 7Be получается при облучении лития в циклотронах, а также в некоторых типах реакторов при ядерных превращениях по типу 7Li (p,n) 7Be, 6Li (d,n) 7Be. Кроме того, в результате работы промышленных предприятий, использующих ядерные технологии, вероятно может образовываться и поступать в окружающую среду техногенный 7Be. Согласно литературным данным (Heyder, 1974 цит. по Алексахин, 1982) запасы бериллия-7 в биосфере составляют 30 . 1014 Бк. Если принять биомассу суши, равной 1. 1016 кг (Ковда, 1975), то концентрация 7Be в биосфере оказывается равной 0,3 Бк/кг. В образцах растений из зоны Тоцкого радиоактивного следа нами зафиксированы значительно более высокие (100-600 Бк/кг) количества 7Be, что дает основание предполагать его техногенное происхождение. Отсутствие четко выраженного энергетического пика этого нуклида в образцах почв, на которых произрастают загрязненные растения, указывает на "свежий" характер выпадений, приуроченных, по крайней мере, к весенне-летнему вегетационному сезону. В это время развитая надземная масса растений может достаточно полно задерживать аэрозольные выпадения из атмосферы. Для сравнения важно отметить, что концентрации 137Cs в тех же растительных образцах, в зависимости от места отбора, оказались в 2-150 раз ниже, чем 7Be. Содержание последнего в растениях в пересчете на единицу площади колеблется от 0,02 до 0,26 кБк/м2, в то время как плотность загрязнения растительного покрова 137Cs, как правило, менее 0,01 кБк/м2. В будущих радиоэкологических исследованиях территории важно учитывать факт обнаружения 7Be и обратить внимание на генезис, пути поступления и особенности поведения этого радионуклида в окружающей среде.
Определение содержания плутония в пробах почв, отобранных на территории Тоцкого радиоактивного следа. Особый интерес представляют данные, характеризующие содержание плутония (Pu) в пробах почв, отобранных в ходе проведенного в 1994 г. почвенно-радиоэкологического обследования участков ТРАС. Полученные значения концентрации Pu в почвенных образцах и содержание его в пересчете на единицу площади для 15 точек наблюдений приведены в таблице 6. Из представленных данных видно, что концентрация изотопов Pu в поверхностном, дерновом слое почв варьирует в пределах 4,1-82,6 Бк/кг, а соответствующие значения плотности загрязнения этого слоя изменяются от 42 до 5284 Бк/м2.
Для сравнения отметим, что концентрация этого элемента в поверхностном 0-2 см слое почв 16 населенных пунктов Брянской обл., оказавшейся под воздействием аварии на ЧАЭС, варьировала в пределах 0,8-7,8 Бк/кг, а плотность поверхностного загрязнения колебалась от 23 до 230 Бк/м2 (Швыдко и др.,1995). Сопоставление этих величин показывает, что уровни содержания Pu в поверхностном слое почв Оренбургской области в 2-20 раз превышают таковые в "неблагополучной" Брянской области. По имеющимся литературным данным содержание Pu глобальных выпадений составляет 44 Бк/м 2, а пятикратное значение этой величины (220 Бк/м2 ) позволяет утверждать наличие других источников поступления (Орлов и др., 1994). Принимая во внимание эту величину, можно в пределах обследованной территории выделить участки с поверхностным загрязнением превышающим 5-кратный уровень глобальных выпадений. Такими участками являются пойменные почвы р. Самары в окрестностях д. Кирсановка, аллювиальные почвы в районе д. Грачевка, почвы участка, отнесенного к контрольному, в районе д. Павлово-Антоновка. Мозаичность поверхностного загрязнения почв отчасти обусловлена миграцией Pu и заглублением его со временем , которое в значительной степени определяется физико-химическими особенностями почвенных разностей. Анализ распределения Pu по глубине почв выявляет в ряде случаев довольно высокие концентрации на глубине 2-7 и даже 7-12 см. Это обстоятельство , а также различия в удельном весе почвенных горизонтов приводят к тому, что максимум содержания Pu в почвенном профиле также смещается с поверхности в глубже лежащие слои. В результате содержание его в поверхностном дерновом слое составляет 1,5-28 % от найденного запаса в обследованной части почвенного профиля, а на глубине 2-12 см оно достигает 72-98,5%. Исключение составляют сформировавшиеся в прирусловых участках и поймах рек почвы, в которых максимум содержания плутония приурочен к поверхностному слою (разрезы 9, 13, 26,). Учитывая довольно высокое содержание Pu на глубине 10-12 см, следует при дальнейшем исследовании увеличивать глубину отбора образцов.
В соответствии с вариабельностью содержания Pu в почвенных слоях отмечается и заметная неоднородность суммарного его запаса в обследуемой почвенной толще (табл. 7). Как видно из приведенных данных, он составляет 0,31-5,50 кБк/м2 и характеризуется отсутствием выраженного градиента от эпицентра взрыва к периферии.
Таблица 6. Содержание Pu в почвенно-растительном покрове в зоне ТРАС
Точка отбора проб (? разр.) |
Место отбора |
Почва |
Гоpизонт, глубина, см |
Бк/кг |
Бк/м2 |
% от общего содер-жания |
1 (7) |
Склон к пруду у д. Маховка |
Чернозем обыкновен-ный карбонат-ный |
А дер. 0-2 |
5,3 +*2,2 |
90 |
16,8 |
А1Са 2-7 |
11,4 + 3,6 |
384 |
71,6 |
|||
7-12 |
1,2 + 0,1 |
62 |
11,6 |
|||
1 (8) |
Днище временного водотока. |
|
А дер. 0-2 |
5,9 + 0,1 |
54 |
16,0 |
АCa 2-7 |
3,5 + 0,1 |
201 |
59,6 |
|||
7-12 |
1,6 + 0,1 |
82 |
24,4 |
|||
2 (6) |
Склон к пруду у д. Пронькино |
Чернозем обыкновен-ный среднемощ-ный |
А дер. 0-2 |
7,6 + 2,1 |
77 |
4,8 |
A1 2-7 |
10,1 + 2,5 |
789 |
49,2 |
|||
7-12 |
8,0 + 2,0 |
738 |
46,0 |
|||
2 (4') |
Днище временного водотока |
(намытый) |
A дер. 0-2 |
8,1 + 1,7 |
107 |
11,7 |
А1 2-7 |
6,3 + 0,5 |
448 |
49,3 |
|||
7-12 |
5,2 + 1,5 |
353 |
39,0 |
|||
3 (1) |
Склон к р. Ольховке у д.Кинзелька |
Чернозем обыкновен-ный маломощ-ный |
A дер. 0-2 |
4,1 + 1,0 |
42 |
4,9 |
А1 2-7 |
9,2 + 2,9 |
442 |
51,9 |
|||
7 -12 |
8,0 + 2,4 |
370 |
43,2 |
|||
3 (3) |
Середина склона |
|
A дер. 0-2 |
5,0 + 0,9 |
110 |
28,3 |
А1 2-7 |
3,6 + 0,1 |
226 |
58,2 |
|||
7-12 |
1,1 + 0,5 |
52 |
13,5 |
|||
3(4, 5) |
Подножие склона к р. Ольховке у д.Кинзелька |
Аллюви-альная дерновая |
A дер. 0-2 |
5,3 + 0,8 |
6 |
2,1 |
А1 2-7 |
0,8 + 0,1 |
41 |
14,2 |
|||
7-12 |
4,5 + 1,0 |
240 |
83,7 |
|||
7 (11) |
Пойма левого притока р.Самары, д. Кирсановка |
Аллюви-альная дерновая, слоистая |
A дер. 0-2 |
37,2 + 1,4 |
424 |
26,5 |
B 2-7 |
4,0 + 0,2 |
221 |
13,8 |
|||
7-12 |
12,6 + 1,3 |
955 |
59,7 |
|||
4 (13) |
д. Грачевка старое русло реки |
Аллюви-альная с погр. гумусовым горизонтом |
АB 0-5 |
82,6 + 30,0 |
5284 |
96,3 |
5-10
|
3,7 + 0,5
|
216
|
4,0
|
|||
5 (21) |
д. Султакай Надпоймен-ная терраса |
Чернозем выщело-ченный |
А дер. 0-5 |
4,5 + 2,0 |
194 |
50,0 |
5-10 |
4,2 + 0,2 |
194 |
50,0 |
|||
5 (21) |
д. Султакай Надпоймен-ная терраса |
Чернозем выщело-ченный |
А дер. 0-5 |
4,5 + 2,0 |
194 |
50,0 |
5-10 |
4,2 + 0,2 |
194 |
50,0 |
|||
5 (23) |
д. Султакай. Бок и днище врем. водот. |
Чернозем типичный |
А дер. 0-5 |
4,1 |
121 |
20,2 |
5-10 |
3,6 + 0,4 |
479 |
79,8 |
|||
6 (25) |
с.Рождест-венка. Незата-пливаемая пойма р. Неть |
Аллюви-альная луговая |
А дер 0-5 |
0,3 + 0,1 |
11 |
40,7 |
5-10
|
0,3 + 0,1
|
16
|
59,3
|
|||
6 (26) |
с.Рождест-венка. Затапливае-мая пойма р.Неть |
Аллюви-альная луговая |
А дер 0-5 |
4,2 + 0,8 |
208 |
67,7 |
А1 5-10
|
2,0 + 0,6
|
99
|
32,3 |
|||
Контрольные участки |
||||||
8 (9) |
д.Павлово-Антоновка, пойма притока р. Самары |
Аллюви-альная слоистая с погр.гум. горизонтом |
А дер. 0-2 |
21,4 + 2,0 |
369 |
51,7 |
А 2-7 |
5,2 + 1,7 |
133 |
18,6 |
|||
7-12 |
2,6 + 1,2 |
211 |
29,7 |
|||
9 (15) |
Прирусловая пойма р.Ток, между д. Кристалкой и Нижнекри-сталкой |
Чернозем обыкновен-ный |
А дер. 0-5 |
4,1 + 0,6 |
201 |
8,6 |
5-10
|
34,8 + 0,7
|
2143
|
91,4
|
* - здесь и далее приведена ошибка средней арифметической определения.
Таблица 7. Запас плутония в 0-12 см почвенном слое, кБк/м2
Точка отбора проб (? разреза) |
Место отбора проб |
Почва |
кБк/м 2 |
1 (7) |
Склон к пруду у д. Маховка |
Чернозем обыкновенный |
0,54 |
1 (8) |
Днище временного водотока у д. Маховка |
Чернозем обыкновенный карбонатный |
0,34 |
2 (6) |
Склон к пруду у д. Пронькино |
Чернозем обыкновенный, среднемощный |
1,60 |
2 (4') |
Днище временного водотока у д. Пронькино |
Чернозем обыкновенный, среднемощный |
0,91 |
3 (1, 2) |
Склон к р.Ольховка у д. Кинзелька - (cередина склона) |
Чернозем обыкновенный, маломощный |
0,86 |
3 (3) |
Склон к р.Ольховка у д. Кинзелька (cередина склона) |
Чернозем обыкновенный, маломощный |
0,39 |
3 (4, 5) |
Подножие склона к р. Ольховка у д. Кинзелька |
Аллювиальная дерновая |
0,28 |
7 (11) |
Пойма левого притока р.Самары, д.Кирсановка |
Аллювиальная дерновая, слоистая с погребенным гумусовым горизонтом |
1,60 |
4 (13) |
Окрестн. д. Грачевка. Старое русло реки |
Аллювиальная, с погребенным гумусовым горизонтом |
5,50 |
5 (2) |
д.Султакай, надпойменная терраса |
Чернозем выщелоченный |
0,39 |
5 (23) |
Д.Султакай, бок и днище врем. водотока |
Чернозем типичный |
0,60 |
6 (25) |
д.Рождественка, незатапливаемая пойма р.Неть |
Аллювиальная, луговая |
|
6 (26) |
д.Рождественка, затапливаемая пойма р.Неть |
Аллювиальная, луговая |
0,31 |
Контрольные участки |
|||
8 (9) |
д. Павлово-Антоновка, пойма притока р.Самара |
Аллювиальная слоистая с погр. гумусовым горизонтом |
0,71 |
9 (15) |
с.Кристалка и Нижнекристалка, прирусл. пойма р.Ток |
Чернозем, обыкновенный |
2,34 |
При этом выделяются отдельные участки, характеризующиеся наиболее высоким содержанием этого элемента. К ним относятся: окрестности д. Грачевка; участок между д. Нижнекристалкой и Кристалкой, принятый нами в качестве контрольного; территории, примыкающие к д. Пронькино и Кирсановка. В этих пунктах суммарное содержание Pu в 10-12 см почвенном слое составляет 1,60-5,50 кБк/м2 . В то же время большой массив данных, полученных для населенных пунктов, расположенных на расстоянии 3-500 км в разных направлениях от ЧАЭС выявил плотность загрязнения почв плутонием, изменяющуюся в пределах от 0,01 до 3,7 кБк/м2 (Павлоцкая и др.,1994).
Таким образом, представленный материал характеризует содержание Pu в отдельно взятых пробах почв и может рассматриваться как предварительный этап исследования радиационной обстановки на территории ТРАС, определяемой этим элементом. Полученные рекогносцировочные данные показывают, что содержание Pu в почвенно-растительном покрове обследованной территории Оренбургской области в 1,5-5 раз превышает уровень глобальных выпадений и укладывается в предел значений, отмеченных для населенных пунктов, расположенных на расстоянии 3-500 км от аварийной зоны ЧАЭС, в некоторых случаях превышая и эти величины.
Ввиду того, что плутоний как поллютант наряду с радиоактивностью обладает и опасными токсическими свойствами необходимо в дальнейшем оконтурить зону его повышенной плотности на импактной территории. Для репрезентативной характеристики и прогноза радиационной обстановки, вызванной плутонием, на выбранной территории следует в дальнейшем провести углубленные исследования, насытив реперные участки точками отбора проб и проведя их отбор на большую глубину.