CC BY
17
2. ЕКОЛОГ1Я ТА ДОВК1ЛЛЯ
УДК 551.521
УДОСКОНАЛЕННЯ МЕТОДИКИ ОБСТЕЖЕННЯ Л1С1В 3 МЕТОЮ IX РЕАБ1Л1ТАЦН НА ТЕРИТОРН, 3АБРУДНЕН1Й РАД1ОНУКЛ1ДАМИ
В.П. Краснов1, Т.В. Курбет2, С.В. Суховецька3
Представлено результати вивчення розподшу 137С8 у дерново-опiдзолених грунтах вологих борiв i сугрудiв у 1994 та 2012 рр. для визначення глибини вiдбору зразкiв грунту шд час обстеження лiсiв з метою 1х реабштащ!. Для обгрунтування встановле-них закономiрностей використано показники питомо! активностi радiонуклiду та щшь-ностi радюактивного забруднення у шарах люово'! пiдстилки та мiнеральнiй частнш грунту. Показано, що у 1994 р. найбшьше радiонуклiдiв було сконцентровано у верхньонму 10-сантиметровому шарi грунту. Визначено, що з часом вщбулося перемь щення 13 С8 у бшьш глибокi шари грунту. Зроблено висновок, що шд час обстеження лю1в з метою 1х реабштащ! у сучасний перiод потрiбно здшснювати вiдбiр зразкiв грунту до глибини 25 см.
Ключовг слова: реабштацш лiсiв, радiонуклiди, радiоактивне забруднення грунту, питома актившсть радiонуклiду, лiсовi насадження.
Вступ. Упродовж 1991-1992 рр. в УкраЫ здiйснено останнiй етап обстеження лшв на радiоактивне забруднення, яке ввдбулося внаслiдок аварii на Чорнобильськш АЕС. Обстеження полягало у безпосередньому вiдборi зразкш грунту у лкових кварталах у всiх забруднених радiонуклiдами лкогосподарсь-ких пiдприeмствах Укра!ни i iх подальшому аналiзi на спектрометричнш апара-турi. Для виконання цих робiт було створено едину методику, яка грунтувалась на знанш особливостей радiоактивного забруднення лiсiв i перерозподiлу радь онуклiдiв у лкових екосистемах, а також на величиш видiлених коштiв. На той час було вщомо, що основна кшьккть радiонуклiдiв сконцентрована у лiсовiй шдстилщ та верхнiх (до 4 см) шарах мшерально! частини грунту [1]. Саме цi обставини дали змогу авторам методики обстеження лшв рекомендувати вiдбiр зразкiв грунту до глибини 10 см.
У наступш роки "Карто-схеми радiоактивного забруднення" лкогоспо-дарських пiдприемств i розробленi науковцями " Рекомендаций з ведення лково-го господарства в умовах радюактивного забруднення" дали змогу регламенту -вали лiсогосподарськi заходи та лкокористування у лiсах, забруднених радь онуклiдами. З часом науковщ науково обгрунтували заходи щодо поступово! реабштацп лiсiв, що зазнали радюактивного забруднення. Для практичного здшснення програми реабiлiтацii лiсiв лiсогосподарськими пiдприемствами було розроблено "Методичш рекомендаций з реабштацп лiсiв на територкх, забруднених радюнуклщами внаслiдок аварii на ЧАЕС" [2], а також "Методику обстеження радiацiйно забруднених лшв з метою !х реабштацп (на перюд 2010-
1 Проф. В.П. Краснов, д-р с.-г. наук - Житомирський ДТУ
2 доц. Т.В. Курбет, канд. с.-г. наук - Житомирський ДТУ
3 ст. викл. С.В. Суховецька - Житомирський ДТУ
2015 рр.)" [4]. У цих методичних документах повторювалася рекомендована 25 роюв тому глибина взяття зразка грунту (10 см). Однак останш дослвдження щодо розподшу 137Cs у грунтах основних тишв лкорослинних умов вказують на потребу перегляду цього положення.
Об'екти та методика дослщжень. Дослщження проведено у 1994 та 2012 рр. на територц ДП "Лугинське ЛГ" (Житомирська обл.). У типових для По-лкся Укра!ни лкових насадженнях було закладено постшш пробш площ1 (ППП) розм!ром 1 га (100x100 м) - у вологому бору (А3) й у вологому сугруд! (С3).
Характеристика постшно! пробно!' площ1 у вологому бору. Склад наса-дження - 10С, вш - 60 роюв, повнота - 0,85. Грунт - дерново-середньоотдзоле-ний, тщаний, на водно-льодовикових вщкладах. Лкова шдстилка потужнктю до 15 см. У мшеральнш частит грунту чггко видшяються горизонти: гумусово-елюв1альний темно-арого кольору до 10 см; елюв1альний бшого кольору, потужнктю 8-10 см; шюв1альний горизонт - коричневий, суглинистий, потужнк-тю 6-8 см. Материнська порода починалася з глибини 80-85 см.
Характеристика постшно! пробно! площ1 у вологому сугруд1 Склад на-садження - 7Д3С, вш - 60 роюв, повнота - 0,7. Грунт - багата вщмша дерново-середньоошдзоленого, сушщаного, на флювю-глящальних ввдкладах. Грунто-вий профшь складаеться з таких горизонтов: лкова шдстилка, потужнкть 03 см; гумусово-елюв1альний, потужнктю до 20 см, темно-арий, супщаний, пе-рехщ до наступного горизонту хвилястий, з численними затоками; елюв1альний горизонт, виражений нечггко, потужнктю 20-25 см, жовто-св1тло-коричневий, зв'язно-пщаний, безструктурний; шюв1альний горизонт, потужнктю 25-40 см, свггло-зал1зисто-коричневий, супщаний; материнська порода глибше 40 см -жовтий, легкий, св1жий сушсок, з численними зал1зистими новоутвореннями.
Пробш площ1 закладено за стандартною методикою [6]. На кожнш проб-шй площ1 викопували 3 грунтов! профш, на яких здшснювали опис горизонпв i в1дб1р зразюв грунту 2-сантиметровими шарами спешальним в1дб1рником зразюв. В1дб1рник мав форму совка прямокутно! форми (500 см2-25х20 см) i ручку. В1дб1р зразюв здшснювали зверху по профшю пошарово - спочатку ль сово! шдстилки, а потш мшерально! частини грунту. Вдабраш зразки грунту спочатку висушували до повпряно-сухого стану, а попм розмелювали на спець альних млинах ПРГ-01 Т та ПРП-01. Питому актившсть 137Cs визначено на ба-гатоканальному гамма-спектроанал1затор1!мпульав СЕГ-005-АКП з сцинтиля-цшними детекторами БДЕГ-20- Р1 та БДЕГ-20- Р2.
Результата та обговорення. Дослщження, проведен! у 1994 р. у воло-гих борах, св!дчать, що 73,5 % в!д загально!' активност! 137Cs у грунт! знаходи-лось у л!сов!й шдстилш До мшерально! частини грунту на той перюд перемк-тилося т!льки 26,5 %, що у 2,8 раза менше в!д вм!сту рад!онукл!ду у лковш шд-стилц!. Базуючись на наведених даних, можна також констатувати, що процес подальшого перем!щення радюнуклщу до бiльш глибоких шар!в грунту буде ще досить тривалим. Цей висновок можна пояснити тим, що у лковш шдстилш основна актившсть 137Cs в!дбуваеться у нап!врозкладен!й !! частин!. Разом з не-розкладеною частиною (сучасний опад), активн!сть радюнуклщу в обох шарах
становила 6883 Бк, що в 1,4 раза бшьше, нiж у розкладеному шарi лiсовоi шд-стилки.
У вологих сугрудах у 1994 р. встановлено дещо iнший перерозподiл 137Cs мiж лiсовою пiдстилкою та мiнеральною частиною грунту. Так, у лiсовiй шдстилш було зосереджено тiльки 43,8 % вщ загально! активностi 137Cs у грун-тi. До мiнеральноi частини грунту вже на той час перемктилося 56,2 % його ак-тивност (табл. 1). Це можна пояснити складом насадження, а вщ цього - i складом щорiчного органiчного опаду, в якому у сугрудах переважав опад листяних деревних порiд. Вiдомо, що опад листяних деревних порiд значно швидше мь нералiзуeться, нiж опад хвойних.
Табл. 1. Розподт щтьностг радюактивного забруднення I37Cs у шарах Грунту вологих бору та сугруду у 1994 р.
Вологий бiр Вологий сугруд
Шар грунту шдльшсть радюактивного забруднення шарiв грунту 137 Cs
Бк % Бк %
Люова пiдстилка 11645 73,5 17283 43,8
Но (нерозкладена) 296 1,9 71 0,2
Но (натврозкладена) 6587 41,6 1746 4,4
Но (розкладена) 4762 30,0 15466 39,2
Мiнеральнi шари грунту 4207 26,5 22212 56,2
0-2 см 2396 15,1 14514 36,6
2-4 см 852 5,4 3417 8,7
4-6 см 280 1,8 2210 5,6
6-8 см 231 1,5 1424 3,6
8-10 см 100 0,6 284 0,7
10-12 см 98 0,6 126 0,3
12-14 см 133 0,8 114 0,3
14-16 см 63 0,4 59 0,2
16-18 см 54 0,3 64 0,2
Всього 15852 100 39495 100
Отже, у 1994 р. у вологих борах 94,0 % загально! активност 13^ у грунта знаходилось у лковш шдстилщ та 4-сантиметровому шарi мшерально! його частини, у 8-сантиметровому шарi мiнеральноi його частини разом з лковою пiдстилкою мiстилося вже 97,3 % активности У вологих сугрудах у тих же шарах мктилося вщповвдно 89,1 % та 98,3 % ввд загально! активност 137Cs у грун-тi. Цей розподш пояснюе глибину вiдбору зразка грунту до глибини 10 см (на той час).
Дещо шший розподш загально! активност 137Cs у грунтi тих самих тишв лiсорослинних умов виявлено у 2012 р. (табл. 2). Так, у вологих борах у лковш шдстилш знаходилось 12,41 % вщ загально! активност радiонуклiду у грунта Основна маса радiоактивного елемента (активносп) сконцентрована у мше-ральнш частинi грунту - 87,59 %. Отже, порiвняно з попереднiм часом спосте-режень (1994 р.), частка активносп 137Cs у лiсовiй шдстилш значно зменши-лась - у 5,9 раза. Отже, у мшеральнш частиш грунту вона збiльшилась у 3,3 раза. Подiбну тенденцда спостережено й у вологих сугрудах: частка сумарно! ак-тивностi радюактивного елементу у лковш шдстилш зменшилась вщ 43,8 % у
1994 р. до 1,7 % у 2012 р. (у 25,8 раза). У мшеральнш частиш грунту цей показ-ник збшьшився ввд 56,2 % до 98,3 % (в 1,8 раза). Можна констатувати, що в обох типах лкорослинних умов основна кшьккть радюнуклвдв перемiстилась з лково! пiдстилки у мiнеральну частину грунту.
У наукових публiкацiях, якi базувались на дослiдженнях перших 10 ро-кiв з часу аварц на ЧАЕС, лiсовiй пiдстилцi выводилась роль геохiмiчного бар'еру на шляху мiгращi радiонуклiдiв у лiсових грунтах [3]. Як сввдчать наведет матерiали, з часом ii значения в утриманш радiоактивних елементiв значно зменшилось.
Табл. 2. Розподт питомог активность I37Cs та щтьностг радюактивного забруднення у шарах Грунту вологих бору та сугруду у 2012 р. [5]
Вологий б1р
Шар грунту
питома ак-
тившсть 137С8, Бк/кг
щшьтсть ра-д1оактивного забруднення
кБк/м2
%
Вологий сугруд
питома ак-
тивтсть 137С8, Бк/кг
щ1льн1сть ра-д1оактивного забруднення
кБк/м2
%
Л1сова тдстилка
*20231
3300±155
42,49
12,41
*5122 "763^"
7,17
1,70
Но (нерозкладена)
0,50
0,15
0,16
0,04
Но (нап1врозкладена)
20800±
27,04
7,90
2652±
1,80
0,43
Но (розкладена)
23000±
14,95
4,36
10210±
5,21
1,23
М1неральн1 шари грунту
*717
299,77
87,59
*997
414,76
98,30
НЕ 0-2 см
1074Г
146,08
42,68
7884±
197,45
46,79
НЕ 2-4 см
2876±
56,95
16,64
4982±
129,52
30,70
НЕ 4-6 см
933±
22,95
6,71
1600±
41,63
9,
НЕ 6-8 см
570±
15,50
4,53
850±
22,13
5,25
НЕ 8-10 см
434±
12,15
3,55
271±
7,06
1,67
Е 10-12 см
372±
10,64
3,11
180±
4,85
1,15
Е 12-14 см
336±
9,81
2,87
62±
0,40
Е 14-16 см
220±
6,42
75±
2,10
0,50
Е 16-18 см
142±
4,14
1,21
57±
1,60
0,38
Е1 18-20 см
112±
3,25
0,95
49±
1,40
0,33
Е1 20-22 см
70±
2,24
0,65
37±
1,11
0,26
Е1 22-24 см
105±
3,57
1,04
49±
1,43
0,34
Е1 24-26 см
74±
2,34
0,68
44±
1,30
0,31
Е1 26-28 см
67±
2,21
0,65
31±
0,91
0,22
Е1 28-30 см
52±
1,52
0,44
20±
0,59
0,14
Всього
342,26
100,00
421,93
100,0
1
1
Досить специфiчним е перерозподiл 137Cs у мiнеральнiй частинi грунту у рiзних типах лiсорослинних умов. Можна зазначити, що у бвдних умовах вологих борiв частка сумарноi активностi радiоиуклiду, скажiмо, на глибиш 1820 см становила 0,95 % i перевищила таку ж сугрудш (0,33 %) у 3 рази. Це сввд-чить про дещо iнтенсивнiше перемiщения радюнуклвдв у бiльш глибокi шари грунту у бщшших умовах зростання. Пояснити подiбнi висновки можна тим, що грунти борiв, порiвияно зi сугрудами, мiстять менше гумусу, дрiбнодиспер-сних частинок, глинистих мiнералiв, якi можуть затримувати або сповшьнюва-ти темпи вертикально! м^ацп 137Cs. Так, у 10-сантиметровому шарi гумусово-
елювiального горизонту вологих борiв мiститься 74,11 % сумарно! активностi радiонуклiду у грунп, а у вологих сугрудах - 94,51 %.
Для визначення глибини вщбору зразкгв грунту пiд час обстеження ра-дiоактивно забруднених лшв побудовано нормативну таблицю на лкотиполо-гiчнiй основi (табл. 3). Матерiали свiдчать, що на цей час у вологих борах 90 % активност 137Cs знаходиться у лковш пiдстилцi та 14-сантиметровому шарi мь нерально! частини грунту. У вологих сугрудах така сама частка активност радь онуклiду мiститься у лковш шдстилш та 8-сантиметровому шарi мшерально! частини грунту. Враховуючи значну потужнкть лiсово! пiдстилки у хвойних насадженнях вологих боргв, можна зробити висновок про потребу вщбору зраз-юв грунту для визначення величини щшьносп радiоактивного забруднення грунту, до глибини 25 см. Водночас, у вологих сугрудах зразки можна вщбира-ти до глибини 10 см.
Табл. 3. Частка сумарноЧ активностг I37Cs у шарах Грунту ргзноЧ потужностг у вологих борах та сугрудах у 1994 I 2012 рр.
Шар грунту Вологий бiр Вологий сугруд
частка сумарно! актив-носп 13^, % частка сумарно'! актив-носп 13^, %
1994 р. 2012 р. 1994 р. 2012 р.
Лiсова тдстилка 73,5 12,41 43,8 1,70
Лiсова пiдстилка + 0-2 см 88,6 55,09 80,4 48,49
Лкова пiдстилка + 0-4 см 94,0 71,73 89,1 79,19
Лкова пiдстилка + 0-6 см 95,8 78,44 94,7 89,05
Лкова тдстилка + 0-8 см 97,3 82,97 98,3 94,30
Люова тдстилка + 0-10 см 97,9 86,52 99,0 95,97
Люова тдстилка + 0-12 см 98,5 89,63 99,3 97,12
Люова тдстилка + 0-14 см 99,3 92,50 99,6 97,52
Люова тдстилка + 0-16 см 99,7 94,38 99,8 98,02
Люова тдстилка + 0-18 см 100,0 95,59 100,0 98,40
Люова тдстилка + 0-20 см - 96,54 - 98,73
Люова тдстилка + 0-22 см - 97,19 - 98,99
Люова тдстилка + 0-24 см - 98,23 - 99,33
Люова тдстилка + 0-26 см - 98,91 - 99,64
Люова тдстилка + 0-28 см - 99,56 - 99,86
Люова тдстилка + 0-30 см - 100,0 - 100,0
Висновки:
1. З часу аварп на Чорнобильськш АЕС вщбувся ктотний перерозподш сумарно!' активност 1 7Cs у дерново-опiдзолених грунтах лiсiв Полкся Украши. На цей час у лковш шдстилщ вологих бор1в мiститься 12,41 %, а у вологих сугрудах - 1,7 % сумарно'! активности 13 Cs у грунтах. У вологих борах упродовж останшх 20 роыв виявлено бiльш iнтенсивну мiграцiю радЬ онуклiду у мiнеральнiй частинi грунту, шж у грунтах вологих сугрущв.
2. Враховуючи темпи перерозподiлу 137Cs у дерново-опiдзолених грунтах вологих борiв i сугрудiв лiсiв Полкся Укра!ни, потрiбно переглянути реко-мендацп щодо глибини вiдбору зразк1в грунту з метою визначення щшь-ност його радiоактивного забруднення. Рекомендуемо у соснових насадженнях борiв i суборiв вiдбiр зразк1в грунту до глибини 25 см.
Лггература
1. Краснов В.П. Радюекологш лвдв Полiсся Укра1ни - Житомир : Вид-во "Волинь", 1998. -
112 с.
2. Краснов В.П. Методичш рекомендаци з реабштаци лiсiв на територ]ях, забруднених ра-дiонуклiдами внаслщок авари на ЧАЕС / В.П. Краснов, О.О. Орлов, М.М. Ведмщь, В.П. Ландш.
- К., 2006. - 20 с.
3. Краснов В.П. Прикладная радиоэкология / В.П. Краснов, А.А. Орлов, В.А. Бузун, В.П. Ландин, З.М. Шелест. - Житомир : Изд-во "Полисся", 2007. - 680 с.
4. Краснов В.П. Методика обстеження радiацiйно забруднених лiсiв з метою 1х реабштаци (на перюд 2010-2015 рр.) / В.П. Краснов, О.О. Орлов, Т.В. Курбет, В.П. Ландш. - Житомир, 2010. - 16 с.
5. Краснов В.П. Розподш 137Cs у дерново-ошдзолених грунтах лвдв Полюся Украхни / В.П. Краснов, Т.В. Курбет, З.М. Шелест, О.Л. Бойко // Ядерна фiзика та енергетика : журнал. - 2015.
- Т. 16, № 3. - С. 247-255.
6. Лавренко Е.М. Основные закономерности растительных сообществ и пути их изучения / Е.М. Лавренко; под общ. ред. Е.М. Лавренко и А.А. Корчагина. - М.-Л. : Изд-во "Наука", Ленинградское отд., 1959. - Т. III. - С. 13-70.
Надклано до редакцн 23.02.2016 р.
Краснов В.П., Курбет Т.В., Суховецкая С.В. Совершенствование методики обследования лесов с целью их реабилитации на территории, загрязнённой радионуклидами
Представлены результаты изучения распределения 137Cs в дерново-подзолистых почвах влажных боров и сугрудов в 1994 и 2012 гг. для определения глубины отбора образцов почвы при обследовании лесов с целью их реабилитации. Для обоснования установленных закономерностей использованы показатели: удельная активность радионуклида и плотность радиоактивного загрязнения в слоях лесной подстилки и минеральной части почвы. Показано, что в 1994 г. наибольшее количество радионуклида было сконцентрировано в верхнем 10-сантиметровом слое почвы. Определено, что со временем произошло перемещение 137Cs в более глубокие её слои. Сделан вывод, что при обследовании лесов с целью их реабилитации в современный период необходимо осуществлять отбор образцов почвы до глубины 25 см.
Ключевые слова: реабилитация лесов, радионуклиды, радиоактивное загрязнение почвы, удельная активность радионуклида, лесные насаждения.
Krasnov V.P., Kurbet T. V., Sukhovetska S. V. The Development of the Methods of Forests Examination for their Further Rehabilitation on the Territory Contaminated by Radionuclides
The data on 137Cs distribution in sod-podzolic soils in wet bory and sugrudy for determining the depth of soil sampling during forest examination in 1994 and 2012 years for further soil rehabilitation were presented. The values of the radionuclide specific activity and radiation contamination density in the forest floor layers, as well as in the soil mineral part were used to substantiate the detected regularities. It is shown that in 1994 year the major part of the radionuclide was concentrated in the upper 10-cm soil layer. 137Cs transition to the deeper soil layers was observed to occur with a lapse of time. The conclusion was drawn that at the present time, soil sampling to a depth of 25 cm is required while examining forests for their further rehabilitation.
Keywords: forest rehabilitation, radionuclides, soil radiation contamination, radionucli-de specific activity, forest plantations.
