Распределение радиоактивного и стабильного цезия в почвах и растениях лесных экосистем

Abstract

В исследовании представлены результаты определения содержания радиоактивного ( 137 Cs) и стабильного ( 133 Cs) изотопов цезия в почвенных и растительных образцах (лишайники, мхи, кора, древесина), собранных в средневозрастном сосновом лесу на территории Полесского государственного радиационно-экологического заповедника (ПГРЭЗ), а также результаты эксперимента по оценке выпадений 137 Cs на горизонтальные планшеты. Рассчитаны соотношения концентраций 137 Cs к 133 Cs, которые могут быть использованы для количественной оценки уровня равновесия между 137 Cs и 133 Cs в лесных экосистемах. Исходя из предположения, что физико-химические свойства 133 Cs и 137 Cs схожи, анализ 133 Cs и сравнение его соотношений с 137 Cs может быть полезен для понимания долгосрочного поведения радионуклида и его равновесного распределения в лесных экосистемах. В результате проведенных исследований установлено, что активность выпадений 137 Cs в составе древесного опада выше в сравнении с атмосферными выпадениями радионуклида на горизонтальные планшеты. В осенний сезон отмечается снижение среднесуточных значений активности 137 Cs в пробах радиоактивных выпадений из атмосферы и увеличение в древесном опаде. При этом более половины общей активности радионуклида приходится на долю древесного опада. Проведено сравнение вертикального распределения обменной формы 137 Cs и 133 Cs в минеральных слоях лесной почвы. Общее содержание 137 Cs в почвенном профиле снижается с глубиной. Содержание обменной формы 137 Cs в почвенном профиле имеет неравномерное распределение, а концентрация обменной формы стабильного изотопа с глубиной возрастает. Соотношения 137 Cs/ 133 Cs в почвенном профиле уменьшаются с глубиной от горизонта 0–5 см к горизонту 15–20 см, что свидетельствует о неравновесном соотношении этих изотопов. Показано, что содержание 137 Cs и 133 Cs в лишайниках, мхах, коре и древесине различается в зависимости от вида образца и части растения. Самая высокая активность 137 Cs отмечена для лишайников и мхов. В условиях совместного произрастания мхи характеризуется более высокой концентрацией 133 Cs в сравнении с лишайниками. Отмечена хорошая корреляционная взаимосвязь между содержанием 137 Cs и 133 Cs для каждого вида растительного образца. Этот результат предполагает вывод, что данные растения поглощают 137 Cs аналогично 133 Cs.