CC BY
42
УДК - 623.445.8. - 713: 581:539.1.047 АККУМУЛЯЦИЯ 137С8 в прибрежноводных и водных экосистемах ЮГО-ЗАПАДНЫХ РАЙОНОВ БРЯНСКОЙ ОБЛАСТИ
А.Д. Булохов, Н.А. Сковородникова, Е.В. Борздыко, Н.Н. Панасенко, Ю.А. Семенищенков
Приведены данные по накоплению 137Сб некоторыми компанентами прибрежноводных и водных экосистем в югозападных радиационно-загрязненных районах Брянской области.
Ключевые слова: Брянская область, прибрежноводные и водные экосистемы, флористическая классификация, удельная активность 137С8, коэффициент перехода, коэффициент накопления, радионуклиды.
Работа выполнена в рамках трехстороннего международного проекта фундаментальных исследований в приграничных областях «РФФИ-БРФФИ-ГФФИ-2011» при поддержке гранта РФФИ№ 11-04-90353-РБУ_а.
Основу работы составляют материалы проведенных в 2010-2011 гг. исследований водных и прибрежно-водных экосистем рр. Беседь, Снов и Миркинского водохранилища на территории Гордеевского, Клинцовского, Красногорского, Новозыбковского, Климовского районов Брянской области.
Описание сообществ выполнено в пределах их естественных границ. Оценка количественного участия видов дана по комбинированной шкале Г Вгаип-В1апдие1 [2]. Установлена принадлежность сообществ к синтаксонам флористической классификации. Номенклатура сосудистых растений дана по С. К. Черепанову [1].
Отбор образцов для радиометрического анализа проведен на пробных площадках. Для анализа отбирались следующие компоненты экосистем: почва, грунт и донные отложения; побеги и корневища водных и прибрежно-водных растений. Растения промывали, высушивали до воздушно-сухой массы и измельчали.
Мощность экспозиционной дозы (МЭД, мкР/час) на пробных площадках измеряли дозиметром-радиометром РКСБ-104. Удельную активность 137С8 (УА, Бк/кг) в образцах измеряли на универсальном спектрометрическом комплексе «Гамма Плюс» со сцинтилляционным детектором по стандартным методикам. Регистрация излучения и обработка спектров производилась с использованием программного обеспечения «Прогресс 2000».
Коэффициент накопления (Кн) рассчитывали как отношение удельной активности радионуклида в растениях (Бк/кг) к его удельной активности в почве или грунте (Бк/кг). Коэффициент перехода (Кп) определяли как отношение удельной активности 1ЭТС8 в растениях (Бк/кг) к плотности загрязнения почвы (кБк/м2). Для гидатофитов и ряда гидрофитов коэффициенты перехода не рассчитывались.
Высшие водные растения обладают способностью активно аккумулировать радионуклиды, поступающие в озера и реки, играя, таким образом, важную роль в процессах их самоочищения. После отмирания растений радионуклиды поступают в донные отложения, откуда могут при изменении физико-химических условий переходить в водную толщу и снова вовлекаться в трофические цепи водной экосистемы. Кроме того, сами макрофиты также являются одним из элементов трофических цепей водных экосистем, что обусловливает необходимость изучения аккумуляции радионуклидов этими компонентами экосистемы.
В таблице приведены результаты анализа удельной активности, коэффициенты накопления и перехода 137С8 в вегетативные органы водных и прибрежно-водных цветковых растений.
Таблица
Параметры накопления 137С8 растениями в прибрежноводных и водных экосистемах
1 2 3 4 5 6 7
Ассоциация, административный район, населенный пункт, тип почвы (грунта) МЭД, мкР/ч Удельная активность Сє в грунте, Бк/кг Проба Удельная активность 137Сє, Бк/кг Коэффициент накопления (Кн) Коэффициент перехода (Кп), м2кг-1 •10'3
Асс. 01усвг1&иш шахШае Ниеск 1931 -большеманниковая. Клинцовский, окр. п. Ущерпье, пойма р. Ипуть. Почва аллювиальная дерновая глееватая супесчаная 45 6516±687 Аир болотный (корневище) Череда трехраздельная (надземная фитомасса) Манник большой (надземная 133,9±28,6 218±56,6 139,5±37,1 0,02 0,03 0,02 0,26 0,42 0,27
r 1 2 3 4 5 6 7
фитомасса)
Acc. Glycerietum maximae Hueck 1931 -большеманниковая. Красногорский, у д. Палужская Рудня. Почва дерновая оглеенная суглинистая 33 2575±283 Манник большой (надземная фитомасса) 65,5±18,2 0,03 0,28
Acc. Phalaridetum arundinaceae Koch ex Libb. 1931 -двукисточниковая. Красногорский, д. Заборье, пойма р. Беседь. Почва аллювиальная дерновая песчаная 30 1091±123 Двукисточник тросниковидный (надземная фитомасса) 376,6±75,0 0,35 3,90
Acc. Phalaridetum arundinaceae Koch ex Libb. 1931 -двукисточниковая. Красногорский, у д. Палужская Рудня, пойма р. Беседь. Почва аллювиальная дерновая супесчаная 29 300,2±37,5 Двукисточник тросниковидный (надземная фитомасса) 84,3±21,2 0,28 2,65
Acc. Caricetum gracilis Almquist 1929 -остроосоковая. Красногорский, в 3.5 км южнее д. Антоновка, пойма р. Беседь. Почва дерновая оглеенная песчаная 51 2794±299 Осока острая (надземная фитомасса) 860±149 0,31 2,98
Acc. Caricetum gracilis Almquist 1929 -остроосоковая. Новозыбковский, у д. Новое Место, пойма р. Ипуть. Почва аллювиальная дерновая глееватая супесчаная 72 4873±515 Осока острая (надземная фитомасса) 2791±352 0,57 6,36
Glycerio maximae- Caricetum gracilis - большеманниково-остроосоковое сообщество. Красногорский, у д. Палужская Рудня, пойма р. Беседь. Почва болотная оглеенная суглинистая 49 23120±2392 Манник большой + осока острая (надземная фитомасса) 255,9±53,2 0,01 0,13
Acc. Potamogetonetum perfoliati (W. Koch 1926) Pass. 1965 -многокоренниково-пронзеннолистно-рдестовое сообщество. Красногорский, у д. Палужская Рудня, р. Беседь у впадения р. Палуж. Грунт глинистый 16 38,04±7,43 Рдест пронзеннолистный Стрелолист стрелолистный Многокоре нник обыкновенный + ряска малая Элодея канадская Сусак зонтичный 58,8±15,4 64,0±13,7 89±21 182,4±30,4 1,55 1,68 2,34 4,80
Acc. Potamogetonetum perfoliati (W. Koch 1926) Pass. 1965 -стрелолистово-пронзеннолистно-рдестовое 16 59,34±9,52 Многокоре нник обыкновенный + ряска малая Сусак 22,1±8,1 0,37
r 1 2 3 4 5 6 7
сообщество. Красногорский, у д. Антоновка, р. Беседь. Грунт песчаный Стрелолист Рдест пронзеннолистный 259±27 77,1±9,9 4,36 1,30
Acc. Potamogetonetum perfoliati (W. Koch 1926) Pass. 1965 -стрелолистово-пронзеннолистно-рдестовое сообщество. Красногорский, в 3,5 км южнее д. Антоновка, р. Беседь. Грунт песчаный 17 149,9±20, Рдест пронзеннолистный Стрелолист стрелолистный Кубышка желтая (лист) 38,2±9,2 129,7±14,7 36,8±8,1 0,26 0,87 0,25
Acc. Potamogetonetum perfoliati (W. Koch 1926) Pass. 1965 -пронзеннолистно-рдестовое сообщество. Красногорский, д. Заборье, р. Беседь. Грунт песчаный 18 117,8±16,0 Рдест гребенчатый Рдест пронзеннолистный Сусак зонтичный 41,5±6,8 108,7±25,5 74,1±13,5 0,35 0,92 0,63
Acc. Ranunculo-Agrostidetum stoloniferae Oberd. et al. 1967 - побегообразующеполевичная. Красногорский, д. Заборье, р. Беседь, береговая линия. Почва аллювиальная дерновая песчаная 25 218,3±27,9 Полевица побегообразующая (надземная фитомасса) 376,6±65,0 1,73 3,90
Acc. Ranunculo-Agrostidetum stoloniferae Oberd. et al. 1967 - побегообразующе-полевичная. Новозыбковский, д. Старый Кривец, р. Снов, береговая линия. Почва аллювиальная дерновая суглинистая 18 529,8±61,6 Полевица побегообразующая (надземная фитомасса) 229±10,5 0,43 4,18
Acc. Glycerietum maximae Hueck 1931 -большеманниковая. Клинцовский, окр. д. Великая Топаль, р. Снов. Грунт глинистый 18 284,7±35,9 Манник большой (надземная фитомасса) Манник большой (корневище) 80,0±8,8 324±54 0,28 1,14
Acc. Scirpetum lacustris Chouard 1924 - озернокамышевая. Клинцовский, окр. д. Великая Топаль, р. Снов. Грунт глинистый 18 228,3±29,1 Камыш озерный (надземная фитомасса) 52,3±8,0 0,23
Acc. Scolochloetum arundinaceae Rejewski 1977 -тростянковая, Климовский, окр. д. Истопки, р. Снов. Грунт песчано-глинистый 15 55,3±12,6 Тростянка овсяницевидная Ежеголовник всплывающий Многокоре нник обыкновенный 21,6±7,2 13,3±4,6 0,39 0,24
Acc. Acoretum calamii Knapp et Stoff. 1962 - аировая, Климовский, окр. д. Чернятин, р. Снов. Грунт песчано-глинистый 23 57,5±12,8 Аир болотный (надземная фитомасса) Аир болотный (корневище) Многокоре нник обыкновенный 31,6±55,5 0,550
Acc. Hydrocharitetum morsus- 150 1841 Многокоре нник 393±46 0,21
г 1 2 3 4 5 6 7
ranae Van Lang. 1935 — многокоренниково-водокрасовое сообщество. Красногорский, окр. д. Увелье, Миркинское водохранилище. Грунт глинистый обыкновенный Водокрас лягушачий Роголистник погруженный 461±48 445±54 0,25 0,24
Acc. Thyphetum latifoliae Soó ex G. Lang 1973 - рогозовая. Красногорский, окр. д. Яловка, Миркинское водохранилище, дамба. Грунт глинистый 36 639.9±12,6 Рогоз широколистный (надземная фитомасса) Рогоз широколистный (корневище) Роголистник погруженный 167,7±25,8 457±57 631±79 0,26 0,71 0,99
Acc. Potamogetono-Nupharetum luteae Th. Müller et Gors 1960 -кубышковая. Красногорский, окр. д. Яловка, Миркинское водохранилище, дамба. Грунт глинистый 36 365.7±43,6 Кубышка желтая (лист) Кубышка желтая (корневище) 291,9±47,0 294±30,1 0,8 0,80
Acc. Stratiotetum aloidis Miljan 1933 - телорезовая. Красногорский, окр. д. Яловка, Миркинское водохранилище, дамба. Грунт глинистый 36 932.7±110 Телорез алоэвидный 365,7±44 0,39
Acc. Potamogetonetum natantis Soó 1927 - плавающердестовая. Красногорский, окр. д. Яловка, Миркинское водохранилище, дамба. Грунт торфяный 40 276.3±35,5 Рдест плавающий 56,8±6,4 0,21
Acc. Phragmitetum communis (Gams, 1927) Schmale 1939 -тростниковая. Красногорский, окр. д. Яловка, Миркинское водохранилище, дамба. Грунт песчано-глинистый 36 390,3±51,7 Тростник обыкновенный (надземная фитомасса) Тростник обыкновенный (корневище) Рдест пронзеннолистный 521,7±60,6 493±55 363,5±43,0 1,34 1,26 0,93
Отмельные сообщества, Красногорский, в 3,5 км южнее д. Антоновка, отмель р. Беседь. Грунт песчаный 19 142,1±19,1 Мята полевая Манник большой Сушеница топяная 180±25 91,9±10,7 297,1±31,6 1,27 0,65 2,09 8,74 4,46 14,42
Примечание. «-» - значение ниже предела обнаружения прибора.
Высшие водные растения разных видов и относящиеся к различным экологическим группам обладают разной способностью к аккумуляции радионуклидов.
Наибольшая удельная активность 137С8 в гидатофитах отмечается в Миркинском водохранилище, которое характеризуется и максимальным содержанием радионуклида в грунте. Максимальная удельная активность 1ЭТС8 выявлена у роголистника - 445-631 Бк/кг и водокраса лягушачего - 461 Бк/кг. Однако коэффициенты накопления радионуклида в гидатофитах для водохранилища невелики и для всех исследуемых растений озера не превышает 1. Более высокая накопительная способность по отношению к 137С8 наблюдается у растений рек, так среди гидатофитов максимальный коэффициент накопления был отмечен у элодеи канадской- 4,80. Относительно невысокой способностью к аккумуляции радионуклида в этой экологической группе растений обладают рдесты и кубышка.
В группе прибрежно-водной растительности наибольшая удельная активность 137С8 отмечается в надземной фитомассе осоки острой - 2791 Бк/кг. Высокая удельная активность отмечается также для надземной фитомассы и корневищ тростника обыкновенного - 521,7 и 493 Бк/кг соответственно.
Наиболее высокими коэффициентом накопления 137Cs среди гидрофитов характери
сушеница топяная - 2,09, тростник обыкновенный - 1,34 и 1,26 для надземной массы и корневищ соответственно, и мята полевая - 1,27. Наименьшие коэффициенты накопления радионуклида в этой группе растений отмечены для манника большого (0,02-0,03), корневищ аира болотного (0,02) и череды трехраздельной (0,03).
Максимальные коэффициенты перехода радионуклида в гидрофиты отмечаются для растений отмельных группировок - сушеницы топяной (14,42) и мяты полевой (8,74). Высокие
Миркинском водохранилище, в реках активность радионуклида в растениях в несколько раз ниже. Максимальный коэффициент накопления в группе гидатофитов был отмечен для элодеи канадской. Среди обследованной прибрежно-водной растительности наибольшей накопительной способностью по отношению к 137С8 обладают растения отмельных группировок и осока острая.
accumulation factor, radionuclides.
Список литературы
1. Черепанов, С. К. Сосудистые растения России и сопредельных государств / С. К. Черепанов. СПб., 1995. 992 с.
2. Braun-Blanquet, J. Pflanzensoziologie. 3. Aufl. / J. Braun-Blanquet. Wien, N.Y., 1964. 865 S.
Булохов А.Д. - доктор биологических наук, профессор Брянского государственного университета имени академика И.Г. Петровского, [email protected].
Борздыко Е.В. - кандидат биологических наук, доцент Брянского государственного университета имени академика И.Г. Петровского, [email protected].
Панасенко H.H. - кандидат биологических наук, доцент Брянского государственного университета имени академика И.Г. Петровского, [email protected].
Семенищенков Ю.А. - кандидат биологических наук, доцент Брянского государственного университета имени академика И.Г. Петровского, [email protected].
Сковородникова H.A. - кандидат сельскохозяйственных наук, доцент Брянского государственного университета имени академика И.Г. Петровского, [email protected].
Кп характерны также для надземной фитомассы осоки острой - 2,98-6,36 м2кг-1-10"3 и полевицы побегообразующей - 3,90-4,18 м2кг-1-10"3.
Таким образом, наиболее высокая удельная активность 137С8 водных растений отмечается в
The information about accumulation of the 137Cs in the some components of the marshland and aquatic ecosystems of the southwest radioactive-contaminated districts of Bryansk region is done.
The key words: Bryansk region, aquatic ecosystems, floristic classification, I37Cs specific activity, conversion factor,
Об авторах
