Влияние режима увлажнения аллювиальных почв на перераспределение радиоактивных изотопов цезия и стронция по физико-химическим формам

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Трансформация гидрологического режима пойменных земель из-за изменения климата и антропогенного вмешательства в процессы перераспределения воды в естественных ландшафтах способна оказать существенное влияние на биологическую доступность долгоживущих радиоактивных изотопов цезия и стронция. В камеральном эксперименте установлено, что изменение влажности аллювиальной почвы в пределах 40–100% от полной влагоемкости вызывает перераспределение ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr по формам нахождения. Насыщение почвы водой приводит к увеличению доли водорастворимой формы ¹³⁷Cs, но доля водорастворимой формы ⁹⁰Sr при этом падает. Содержание ионообменной формы ¹³⁷Cs не зависит от влажности почвы. Поведение ионообменной формы ⁹⁰Sr в ответ на изменение влажности почвы зависит от ее характеристик: в дерново-глеевой почве, развивающейся на песчаном аллювии, наблюдается существенное увеличение доли ⁹⁰Sr на фоне роста влажности почвы; в дерново-глееватой почве, развивающейся на супесчаном аллювии, подобное явление не наблюдается. Доля извлекаемой тетрафенилборатом натрия формы ¹³⁷Cs возрастает при насыщении аллювиальных почв водой. Аналогично ведет себя и подвижная форма ⁹⁰Sr, однако при содержании воды 100% от полной влагоемкости в дерново-глеевой почве наблюдается резкое уменьшение доли подвижной формы этого радионуклида. В целом, прослеживается тренд к повышению доли биодоступных форм ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr в аллювиальных почвах при повышении их влагообеспеченности, однако характер и величина этого явления зависят от характеристик почвы.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

Александр Николаевич Никитин

Институт микробиологии Национальной академии наук Беларуси

Автор, ответственный за переписку.
Email: nikitinale@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-1369-0093
Белоруссия, Минск

Светлана Алексеевна Тагай

Полесский государственный радиационно-экологический заповедник

Email: lanabuz@tut.by
ORCID iD: 0000-0001-8387-1095
Белоруссия, Хойники

Галина Андреевна Соколик

Белорусский государственный университет

Email: sokolikga@mail.ru
Белоруссия, Минск

Марина Викторовна Попеня

Белорусский государственный университет

Email: marine_p19@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7059-9934
Белоруссия, Минск

Илья Андреевич Кольцов

Белорусский государственный университет

Email: koltsovilya.me@mail.ru
Белоруссия, Минск

Список литературы

  1. Konoplev A. Mobility and Bioavailability of the Chernobyl-Derived Radionuclides in Soil–Water Environment: Review. In: Behavior of Radionuclides in the Environment II. Singapore: Springer, 2020. P. 157–193. https://doi.org/10.1007/978-981-15-3568-0_3
  2. Санжарова Н.И., Сысоева А.А., Исамов Н.Н., Алексахин Р.М. Роль химии в реабилитации сельскохозяйственных угодий, подвергшихся радиоактивному загрязнению. Рос. хим. журн. 2005;XLIX(3):026–34. [Sanzharova N.I., Sysoeva A.A., Isamov N.N., Alexakhin R.M. Rol’ himii v reabilitacii sel’skohozjajstvennyh ugodij, podvergshihsja radioaktivnomu zagrjazneniju = The role of chemistry in the rehabilitation of agricultural lands exposed to radioactive contamination. Ros. him. zhurn. 2005;XLIX(3):26–34. (In Russ.)].
  3. Cremers A., Elsen A., Preter P.D. et al. Quantitative analysis of radiocaesium retention in soils. Nature. 1988;335(6187):247–249. https://doi.org/10.1038/335247a0
  4. Архипов В.М., Федоров Е.А., Алексахин Р.М. и др. Почвенная химия и корневое накопление искусственных радионуклидов в урожае сельскохозяйственных растений. Почвоведение. 1975;(11):40–52. [Arhipov N.P., Fedorov Ye.A., Alexakhin R.M. et al. Pochvennaya himiya i kornevoe nakoplenie iskusstvennyh radionuklidov v urozhae sel’skohozyajstvennyh rastenij = Soil chemistry and root accumulation of artificial radionuclides in agricultural crops. Pochvovedeniye. 1975;(11):40–52. (In Russ.)].
  5. Vandebroek L., Hees M.V., Delvaux B. et al. Relevance of radiocaesium interception potential (RIP) on a worldwide scale to assess soil vulnerability to 137Сs contamination. J. Environ. Radioact. 2012;104:87–93. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2011.09.002
  6. Wauters J., Vidal M., Elsen A. et al. Prediction of solid/liquid distribution coefficients of radiocaesium in soils and sediments. part two: a new procedure for solid phase speciation of radiocaesium. Appl. Geochem. 1996;11(4):595–599. https://doi.org/10.1016/0883-2927(96)00028-5
  7. Подоляк А.Г. Влияние вертикальной миграции и форм нахождения ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr в почвах на их биологическую доступность на примере естественных лугов Белорусского Полесья. Агрохимия. 2007;(2):72–82. [Podoljak A.G. Vlijanie vertikal’noj migracii i form nahozhdenija ¹³⁷Cs i ⁹⁰Sr v pochvah na ih biologicheskuju dostupnost’ na primere estestvennyh lugov Belorusskogo Poles’ja = The influence of vertical migration and forms of ¹³⁷Cs and ⁹⁰Sr in soils on their biological availability with example of natural meadows of the Belarusian Polesie. Agrohimiya. 2007;(2):72–82. (In Russ.)].
  8. Подоляк А.Г., Валетов В.В., Карпенко А.Ф. Научные аспекты сельскохозяйственного производства в постчернобыльских условиях. Мозырь: МГПУ им. И.П. Шамякина, 2017. 242 с. [Podoljak A.G., Valetov V.V., Karpenko A.F. Nauchnye aspekty sel’skohozjajstvennogo proizvodstva v postchernobyl’skih uslovijah = Scientific aspects of agricultural production in post-Chernobyl conditions. Mozyr’: MGPU im. I.P. Shamjakina, 2017. 242 p. (In Russ.)].
  9. Prister B. Behavior of the Chernobyl-Derived Radionuclides in Agricultural Ecosystems. In: Behavior of Radionuclides in the Environment II. Singapore: Springer, 2020. P. 229–282. https://doi.org/10.1007/978-981-15-3568-0_5
  10. Delvaux B., Kruyts N., Cremers A. Rhizospheric mobilization of radiocesium in soils. Environ. Sci. Technol. 2000;34(8):1489–1493. https://doi.org/10.1021/es990658g
  11. Bilias F., Barbayiannis N. Evaluation of sodium tetraphenylboron (NaBPh4) as a soil test of potassium availability. Arch. Agron. Soil Sci. 2017;63(4):468–476. https://doi.org/10.1080/03650340.2016.1218479
  12. Jackson B.L.J. A modified sodium tetraphenylboron method for the routine determination of reserve-potassium status of soil. New Zealand J. Experim. Agriculture. 1985;13(3):253–262. https://doi.org/10.1080/03015521.1985.10426091
  13. Fried M., Broeshart H. The soil-plant system: in relation to inorganic nutrition. New York, San Francisco, London: Academic Press, 1967. 357 p.
  14. Hird A.B., Rimmer D.L., Livens F.R. Total caesium-fixing potential of acid organic soils. J. Environ. Radioact. 1995;26:103–118. https://doi.org/10.1016/0265-931X(94)00012-L
  15. Санжарова Н.И., Гешель И.В., Крыленкин Д.В. и др. Современное состояние исследований поведения ⁹⁰Sr в системе почва-сельскохозяйственные растения (обзор). Радиац. биология. Радиоэкология. 2019;59(6):643–655. [Sanzharova N.I., Geshel’ I.V., Krylenkin D.V. et. al. Sovremennoe sostojanie issledovanij povedenija ⁹⁰Sr v sisteme pochva-sel’skohozjajstvennye rastenija (obzor) = Current state of research on the behavior of ⁹⁰Sr in the soil-agricultural plant system (review). Radiacionnaya biologiya. Radiojekologiya. 2019;59(6):643–655. (In Russ.)]. https://doi.org/10.1134/S0869803119060109
  16. Данилович И.С., Мельник В.И., Гейер Б. Современные изменения климата Белорусского Полесья: причины, следствия, прогнозы. Журн. БГУ. География. Геология. 2020;(1):3–13. [Danilovich I.S., Melnik V.I., Geyer B. The current climate changes in Belarusian Polesje region: factors, consequences, projections. J. Belar. State University. Geography and Geology. 2020;(1):3–13. (In Russ.)]. https://doi.org/10.33581/2521-6740-2020-1-3-13
  17. Логинов В.Ф., Мельник В.И. Особенности изменения осадков в Белорусском Полесье в современный период. Природные ресурсы: Межведомственный бюллетень. 2019;(2):104–112. [Loginov V.F., Melnik V.I. Features of changes in precipitation in Belarusian Polesia in modern period. Prirodnye resursy: Mezhvedomstvennyj bjulleten’. 2019;(2):104–112 (In Russ.)].

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Расположение реперных участков № 1 (51.552553° N 29.903605° E) и № 2 (51.553727° N 29.88925° E) в пойме р. Припять.

Скачать (234KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Фотографии почвенных прикопок на реперном участке № 1 (А) и репереном участке № 2 (Б).

Скачать (241KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Влияние влажности почвы на долю ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr в водорастворимой форме в дерново-глееватой на супесчаном аллювии почве (1) и дерново-глеевой на песчаном аллювии почве (2). Планки погрешностей – стандартное отклонение.

Скачать (221KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Влияние влажности почвы на долю ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr в ионообменной форме в дерново-глееватой на супесчаном аллювии почве (1) и дерново-глеевой на песчаном аллювии почве (2). Планки погрешностей – стандартное отклонение.

Скачать (257KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Влияние влажности почвы на долю ¹³⁷Cs в лабильной и ⁹⁰Sr в подвижной формах в дерново-глееватой на супесчаном аллювии почве (1) и дерново-глеевой на песчаном аллювии почве (2). Планки погрешностей – стандартное отклонение.

Скачать (183KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024