страница 1 страница 2 страница 3 | страница 4
1МЕТОДЫ И МАТЕРИАЛЫ
Проведение полевых работ
Участки для проведения исследований выбраны на основании данных площадного распределения мощности экспозиционной дозы (МЭД) и результатов измерений радиационных параметров (плотности потока β-частиц и МЭД) во время проведения экспедиционных работ [2]. Исследовательские площадки (всего 32) заложены на всех, выявленных ранее, эпицентрах проведения различных наземных испытаний на площадке «Опытное поле», по 3-4 площадки на каждом эпицентре (Рисунок 1).
Рисунок 1 Схема расположения исследовательских площадок на «Опытном поле»
Изучение растительного покрова проводилось отдельными методами геоботанического описания с выделением основных типов растительности, определением проективного покрытия и видового состава растений [3]. Объектами исследования выбраны основные ценозообразователи сухой степи: ковыль (Stipa capillata), типчак (Festuca alesiaca) и полынь (Artemisia sublessingiana, A. marschalliana).
С каждой площадки сопряженно отобраны надземные части исследуемых видов растений и смешанная проба почвы (методом конверта на глубину 5 см) (Рисунок 2). Всего отобрано 76 проб растений и 32 пробы почвы.
|
|
а
|
б
|
Рисунок 2 Отбор проб надземной части растений (а), схема отбора проб почвы и растений (б)
Физико-химический анализ почв
Механический состав почвы определялся пипет-методом, устанавливающим количественное соотношение в процентах почвенных фракций, охватывающих ту или иную группу частиц разного размера [4]. Определение содержания в почве гумуса проводилось по методу Тюрина в модификации Никитина [Error: Reference source not found]. Измерение кислотности почвы проводилось методом, основанным на измерении величины рН водной вытяжки пород электродной системой, состоящей из индикаторного стеклянного электрода, потенциал которого определяется активностью водородных ионов в растворе, и вспомогательного проточного электрода сравнения с известным потенциалом [5]. Карбонатность определялась объемным методом по Голубеву, основанном на измерении добавочного давления в кальциметре, получаемого от углекислоты, выделившейся при воздействии 18 %-ного раствора НС1 на содержащиеся в почве карбонаты. Давление измерялось по высоте поднявшегося ртутного столба в стеклянной трубке, отсчет производился по специальной шкале [Error: Reference source not found].
Определение наиболее доступных растениям форм нахождения радионуклидов, их стабильных изотопов и макроэлементов
Формы нахождения радионуклидов в почве определяли методом последовательного выщелачивания из почвы различными реагентами и определением их содержания в полученных вытяжках [6]. Для этого 100 г воздушно-сухой пробы почвы, просеянной через сито диаметром ячеек 1 мм, последовательно обрабатывали различными выщелачивающими растворами и получали соответствующие вытяжки. Соотношение почвы и выщелачивающего раствора во всех этапах эксперимента поддерживалось равным 1:5. Наиболее доступные растениям формы радионуклидов извлекали водой (водорастворимая форма) и 1М раствором уксуснокислого аммония (обменная форма).
Радионуклидный анализ
Анализы по измерению удельной активности радионуклидов в пробах почвы и растений проводились в соответствии с гостированными методическими указаниями на поверенной лабораторной аппаратуре [7, 8]. Определение удельной активности радионуклидов 137Cs и 241Am проводилось на гамма-спектрометре Canberra GX-2020, 90Sr – на бета-спектрометре «Прогресс», 239+240Pu определяли радиохимическим выделением с последующим измерением на альфа-спектромертре Canberra, мод.7401. Концентрация 137Cs в растениях определялась в сухих (предварительно вымытых) измельченных образцах, 241Am, 90Sr и 239+240Pu – в золе, с последующим пересчетом на сухое вещество. Предел обнаружения по 137Cs составлял 1 Бк/кг (для проб растений) и 4 Бк/кг (для проб почвы), 241Am – 0,3 Бк/кг и 1 Бк/кг, 239+240Pu – 0,1 Бк/кг и 1 Бк/кг соответственно, 90Sr – 200 Бк/кг. Погрешность измерений для 137Cs и 241Am не превышала 10-20 %, 90Sr – 15-25 %, 239+240Pu – 30%.
Расчет коэффициентов накопления (Кн)
Расчет коэффициентов накопления (Кн), необходимых для количественного описания параметров переноса радионуклидов из почвы в надземную часть растений, представлял собой отношение содержания радионуклида в единице массы растительности к содержанию радионуклида в единице массы почвы [9].
2РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ 2.1выявление количественных параметров накопления радионуклидов степными растениями на площадке «Опытное поле»
Результаты анализов по определению удельной активности 241Am, 137Cs, 90Sr и 239+240Pu, а также значения коэффициентов накопления (Кн) представлены для исследуемого растения ковыль (Stipa capillata) (Таблица 1). В случаях отсутствия количественных величин удельной активности радионуклидов значения Кн указаны оценочно.
Таблица 1 Диапазоны значений удельной активности и Кн радионуклидов 241Am, 137Cs, 90Sr и 239+240Pu
п/п
|
Точка отбора
|
Удельная активность, Бк/кг
|
Кн
|
241Am
|
137Cs
|
90Sr
|
239+240Pu
|
241Am
|
137Cs
|
90Sr
|
239+240Pu
|
растение
|
почва
|
растение
|
почва
|
растение
|
почва
|
растение
|
почва
|
1
|
Э1-1
|
3±0,3
|
2100±200
|
6±0,6
|
1000±100
|
<100
|
780±280
|
-
|
10000±2000
|
0,0013
|
0,0070
|
<0,13
|
-
|
2
|
Э1-2
|
<8
|
2200±200
|
<7
|
1500±200
|
<100
|
1600±409
|
-
|
7000±700
|
<0,0036
|
<0,0047
|
<0,063
|
-
|
3
|
Э1-3
|
530±50
|
101600±10000
|
23±2
|
600±60
|
<100
|
700±270
|
-
|
1300000±80000
|
0,0052
|
0,038
|
<0,14
|
-
|
4
|
Э1-4
|
120±10
|
4600±500
|
<9
|
700±70
|
<100
|
800±290
|
-
|
4200±1100
|
0,026
|
<0,013
|
<0,13
|
-
|
5
|
Э2-1
|
1,4±0,1
|
1200±100
|
5±0,5
|
1300±100
|
<100
|
1900±500
|
-
|
14200±800
|
0,0012
|
0,0040
|
<0,053
|
-
|
6
|
Э2-2
|
4,4±0,4
|
2300±200
|
100±10
|
7500±700
|
2800±900
|
12000±1800
|
-
|
25800±1300
|
0,0019
|
0,014
|
0,23
|
-
|
7
|
Э3-1
|
4,1±0,4
|
2200±200
|
4±0,4
|
1800±200
|
<100
|
2600±600
|
-
|
6600±1100
|
0,0019
|
0,0022
|
<0,038
|
-
|
8
|
Э3-2
|
1±0,1
|
3800±400
|
3,5±0,4
|
340±30
|
<100
|
<100
|
-
|
5000±1000
|
0,00026
|
0,010
|
<1,00
|
-
|
9
|
Э3-3
|
4,5±0,4
|
1400±100
|
11±1
|
600±60
|
<100
|
1100±300
|
-
|
900±100
|
0,0032
|
0,018
|
<0,091
|
-
|
10
|
Э3-4
|
30±6
|
3800±400
|
<7
|
800±80
|
<100
|
860±300
|
-
|
1300±400
|
0,0079
|
<0,0088
|
<0,12
|
-
|
11
|
Э4-1
|
20±7
|
12700±1000
|
<7
|
7300±700
|
<100
|
8600±1400
|
-
|
38000±5000
|
0,0016
|
<0,0010
|
<0,012
|
-
|
12
|
Э4-2
|
<8
|
15600±2000
|
<6
|
9000±1000
|
<100
|
11000±1700
|
-
|
54000±8000
|
<0,00051
|
<0,00067
|
<0,0091
|
-
|
13
|
Э4-3
|
2,6±0,3
|
6200±600
|
4±0,4
|
2800±300
|
<100
|
3300±600
|
-
|
23500±2600
|
0,00041
|
0,0014
|
<0,030
|
-
|
14
|
Э5-1
|
<8
|
2200±200
|
<7
|
2100±200
|
<100
|
2000±400
|
-
|
14200±1900
|
<0,0036
|
<0,0033
|
<0,050
|
-
|
15
|
Э5-2
|
<8
|
6000±600
|
<7
|
2300±200
|
<100
|
2700±600
|
-
|
9400±2500
|
<0,0013
|
<0,0030
|
<0,037
|
-
|
16
|
Э6-1
|
<3
|
1000±100
|
<2
|
600±60
|
<100
|
1010±250
|
-
|
30000±3000
|
<0,0030
|
<0,0033
|
<0,10
|
-
|
17
|
Э6-2
|
0,6±0,01
|
700±70
|
4±0,4
|
500±50
|
<100
|
<100
|
-
|
4700±600
|
0,00087
|
0,0079
|
<1,00
|
-
|
18
|
Э7-1
|
<9
|
1200±100
|
<7
|
8500±900
|
<100
|
29000±3800
|
-
|
13000±1000
|
<0,0075
|
<0,00082
|
<0,0034
|
-
|
19
|
Э7-2
|
<1
|
1000±100
|
<9
|
3000±300
|
<100
|
7600±1200
|
-
|
10200±500
|
<0,0010
|
<0,0030
|
<0,013
|
-
|
20
|
Э8-2
|
<3
|
9000±1000
|
20±2
|
2400±200
|
<100
|
2000±500
|
-
|
164000±8000
|
<0,00033
|
0,0083
|
<0,050
|
-
|
21
|
Э8-3
|
9±1
|
1500±200
|
34±3
|
3300±300
|
<100
|
2500±600
|
-
|
16100±600
|
0,0059
|
0,010
|
<0,040
|
-
|
22
|
Э9-1
|
10±1
|
18000±2000
|
4,2±0,4
|
1000±100
|
<100
|
1400±400
|
-
|
22000±6000
|
0,00057
|
0,0042
|
<0,071
|
-
|
23
|
Э9-2
|
20±6
|
19600±2000
|
<7
|
1800±200
|
<100
|
2000±500
|
-
|
84000±6000
|
0,0010
|
<0,0039
|
<0,050
|
-
|
24
|
Э9-3
|
<3
|
2600±300
|
<2
|
4200±400
|
<100
|
3400±700
|
-
|
194000±5000
|
<0,0012
|
<0,00048
|
<0,029
|
-
|
25
|
Э9-4
|
<7
|
12400±1000
|
<6
|
700±70
|
<100
|
560±240
|
-
|
2800±400
|
<0,00056
|
<0,0086
|
<0,18
|
-
|
26
|
Э10-1
|
0,8±0,1
|
2200±200
|
50±5
|
700±70
|
<100
|
580±250
|
-
|
6000±950
|
0,00036
|
0,070
|
<0,17
|
-
|
27
|
Э10-2
|
0,9±0,1
|
3100±300
|
6,4±0,6
|
600±60
|
<100
|
860±290
|
-
|
12800±1400
|
0,00029
|
0,011
|
<0,12
|
-
|
28
|
Э11-1
|
<9
|
4000±400
|
<7
|
2500±300
|
<100
|
2100±500
|
-
|
14700±1200
|
<0,0023
|
<0,0028
|
<0,048
|
-
|
29
|
Э11-2
|
12±1
|
9500±1000
|
36±0,4
|
7900±800
|
<100
|
5100±900
|
-
|
31000±6000
|
0,0013
|
0,0046
|
<0,020
|
-
|
30
|
Э12-1
|
1,4±0,1
|
6000±600
|
4,2±0,4
|
3700±400
|
<100
|
6200±1000
|
-
|
-
|
0,00024
|
0,0011
|
<0,016
|
-
|
31
|
Э12-2
|
2,3±0,2
|
1500±200
|
5,5±0,6
|
1200±100
|
<100
|
1700±400
|
-
|
11400±1500
|
0,0015
|
0,0046
|
<0,059
|
-
|
32
|
Э12-3
|
20±6
|
18500±2000
|
<6
|
9000±900
|
<100
|
9200±1400
|
-
|
-
|
0,0011
|
<0,00067
|
<0,011
|
-
|
- результаты анализа на данный момент отсутствуют
|
Исходя из полученных данных, можно отметить, что содержание радионуклидов 241Am и 137Cs в надземной части степных растений на площадке «Опытное поле» не превышает его содержания в почве. Распределение значений Кн радионуклидов 241Am и 137Cs представлено в виде гистограммы частоты встречаемости Lg Кн (Рисунок 3).
Рисунок 3 Распределение значений Lg Кн радионуклидов 241Am и 137Cs (для ковыля (Stipa capillata))
Представленная гистограмма наглядно демонстрирует, что накопление радионуклидов 241Am и 137Cs степными растениями изменяется в довольно широких пределах. Причем для 137Cs эти различия чуть более выражены, а значения Кн смещены в сторону больших величин, чем для 241Am. Диапазон значений Кн радионуклида 241Am составляет 2 порядка (от 0,0002 до 0,03), для 137Cs – один (от 0,001 до 0,07).
Определенный интерес представляют собой и оценочные величины Кн 90Sr не превышающие единицы, что предварительно указывает на незначительное его накоплении в надземной части растений исследуемой территории.
страница 1 страница 2 страница 3 | страница 4
|