ХАРАКТЕРИСТИКА ПОЧВЕННОГО ПОКРОВА

В почвенно-климатическом отношении территория находится в пределах двух поясов: бореальном и суббореальном и, соответственно, двух смежных природных зон: таежно-лесной и лесостепной.

Исследуемые почвы относятся к следующим типам: черноземы, дерновые, дерново-подзолистые и подзолистые почвы, аллювиальные лугово-болотные, аллювиальные болотные иловато-перегнойно-глее- вые, аллювиальные болотные иловато-торфяные и болотные торфяные. По гидрологическому режиму, в значительной степени определяющему специфику поведения радионуклидов в почвах [8, 133, 171, 233], данный типовой ряд разделяется на две группы: автоморфные и гидроморфные почвы.

Лесные подстилки и запасы органического вещества* По мнению многих исследователей, лесная подстилка представляет собой особый, отличный от почвы и в определенной степени независимый компонент БГЦ [90, 103, 229]. Ее мощность и запасы, в составе которых преобладает органическое вещество, динамичны как э течение вегетационного периода, так и в многолетнем ряду [103]. Лесная подстилка, с одной стороны, является депо элементов питания, а с другой - во многом определяет качественный и количественный состав растворимого органического вещества, поступающего в минеральные слои почвы, что оказывает существенное влияние на миграционную подвижность радионуклидов в БГЦ в целом [2, 105, 106].

Результаты исследований пространственной неоднородности мощности и запасов подстилки в лесах, загрязненных в результате аварии на ЧАЭС, показали практически все многообразие ее видов: от грубогумусной типа мор или модер-мор до лесного мюлля, характеризующегося полным включением органической части в минеральную и образованием глинисто-гумусовых комплексов [197]. На большей части территории данный органогенный горизонт хорошо выражен, имеет полнопрофильное строение, соответствующее тому или иному виду подстилки. Это свидетельствует о ненарушенности, т.е. естественном течении процессов ее формирования в данных условиях.

Средняя мощность лесной подстилки составляет относительно близкую величину - 4-5 см (табл. 10). Вместе с тем варьирование рассматриваемого показателя в пределах БГЦ неодинаково. Наибольших значений коэффициент варьирования (V) мощности подстилки достигает в широколиственных и широколиственно-хвойных лесах. В культурах сосны и естественных сосняках он снижается. В то же время колебания величины V отражают региональные особенности формирования (строения) лесной подстилки и, видимо, степень антропогенной нагрузки на данную территорию. Так, в сосняках Украинского Полесья,

Брянская обл (Россия)

моховый)

Примечание. М - среднее арифметическое; G - стандартное отклонение; ±т - ошибка среднего; V у%- коэффициент варьирования; max, min - максимальные и минимальные значения.

* По (23].

** Числитель - запасы, г/м2, знаменатель - мощность, см.

с хорошо выраженным мезорельефом, коэффициент варьирования мощности подстилки увеличивается примерно в 1,5 раза по сравнению с аналогичными ценозами Брянской обл. С другой стороны, в Калужской обл., где в настоящее время лесные массивы представлены, в основном, вторичными нарушенными насаждениями [227], подстилки, как правило, неполнопрофильные, с фрагментарно выраженным подгоризонтом 03, V рассматриваемого показателя также несколько возрастает.

Таким образом, даже внутри ограниченных территорий мощность лесной подстилки варьирует в широких пределах - до 48 и более % [102]. Пространственная неоднородность мощности подстилки определяет соответствующую неоднородность течения миграционных процессов как в системе "подстилка-минеральная толща почвы", так и в биогеохимических циклах радионуклидов.

Запасы органического вещества в составе подстилок составляют: в лесах Брянской обл. - от 3 до 5 кг/м2; Калужской обл. - от 2 до 4 кг/м2; в сосняках Украинского Полесья - около 7 кг/м2 (см. табл. 10). Эти величины находятся в пределах колебаний запасов подстилки для данных типов леса: от 2 до 10 кг/м2 [115]. Варьирование запасов подстилки примерно соответствует варьированию показателей ее мощности (см. табл. 10).

Вместе с тем изолинии мощности слоя подстилки в большей степени согласуются со строением поверхности участка, чем ее запасы (рис. 4). Т.е. отмечается большая пестрота в распределении запасов подстилки по сравнению с ее мощностью, хотя по статистическим показателям можно предположить обратное. Очевидно, что более объективно пространственную неоднородность распределения запасов и мощности лесной подстилки отражают карта-схемы. Они позволяют достоверно охарактеризовать неоднородность интенсивности процессов, происходящих в системах "подстилка-минеральная толща почвы" и "почва-растение". Карта-схемы также могут быть полезны и для оценки влияния дезактивации на изменение степени загрязнения территории.

Гранулометрический состав почв. На большей части исследуемой территории в Брянской и* Калужской обл. РФ и Украинском Полесье лесные массивы сформированы на легких по гранулометрическому составу почвах. Исключение составляют черноземы оподзоленные Тульской'обл., которые по классификации Н.А. Качинского [39] относятся к иловато-пылеватым тяжелым суглинкам (табл. 11).

На долю фракций крупной пыли и ила в этих почвах приходится около 70% от ее массы. В профильном распределении гранулометрических фракций отмечается некоторое увеличение содержания илистых частиц е глубиной и снижение пылеватых частиц и крупного песка, хотя по абсолютной величине количество последнего не превышает 1%. В целом, исходя из особенностей гранулометрического состава черноземов оподзоленных, можно предположить, что массоперенос, обусловленный*'нисходящимилтокамигвлаЕИи в этих почвах, будет выражен вжаименьшей степени по сравнению слесчаными почвами

других исследуемых регионов. Кроме того, значительное содержание илистой фракции дает основание говорить о высокой способности данных почв к необменной сорбции таких радионуклидов как цезий.

В дерново-подзолистых почвах подзоны южной тайги процент частиц физической глины (lt;0,01 мм) в верхних горизонтах варьирует от 4,6 до 11,4 (см. табл. 11). Вместе с тем, несмотря на довольно широкий диапазон этого показателя, почвы большинства стационарных пробных площадей по гранулометрическому составу классифицируются как песок связный. Количество частиц размером lt;0,001 мм в них невелико и варьирует от 1,9 до 4,1%. Также невелико и содержание фракции мелкой пыли (0,005-0,001 мм), на ее долю приходится 0,1-4,7%. Таким образом, исследуемые почвы обеднены именно теми фракциями, которые могут влиять на интенсивность необменного закрепления радионуклидов. Эти почвы, видимо, будут характеризоваться относительно высокими значениями коэффициентов перехода радионуклидов в растения при поступлении последних в верхние минеральные почвенные горизонты.

Почвы Украинского Полесья (в пределах 30-километровой зоны Ч АЭС) обладают, как правило, еще более легким гранулометрическим составом. Он в большинстве случаев классифицируется по составу как песок рыхлый. Сорбционная емкость этих почв невелика, и некоторая фиксация элементов возможна лишь в самом верхнем (2-5 см) слое, где отмечается относительный максимум содержания физической глины. Физические свойства почв данных территорий являются характерными для рыхлых песков, которым присущи малое содержание связанной влаги (МГ и ММВ), низкая водоудерживающая способность, большая водопроницаемость (возможно провальная), невысокая плотность почвы. Процессы структурообразования протекают слабо, фактор потенциальной агрегированности не превышает 3%. Все это создает реальную угрозу развития эрозионных процессов.

Иным гранулометрическим составом характеризуются аллювиальные почвы. Они относятся к тяжелым суглинкам (см. табл. 11). В профильном распределении элементарных почвенных частиц (ЭПЧ) отмечается облегчение состава до легкого суглинка, а в нижней части (70 см) - до супеси. Для профиля этих почв также характерно наличие илистых прослоек в аллювиальных отложениях. Благодаря значительному содержанию тонкодисперсных компонентов^ почвы обладают высокой сорбционной способностью, большим водоудерживанием, хорошо агрегированы. Все это повышает поглотительную . способность данных почв по отношению к радионуклидам.

Минералогический состав. Почвы исследуемого региона существенно различаются по составу почвенных минералов. Основными компонентами предколлоидной (lt; 0,005 мм) фракции черноземов являются диоктаэдрические иллиты, содержащие в октаэдрах некоторое количество железа, и лабильные силикаты. * Последние представлены неупорядоченными смешанослойными иллит-смектитами с. блоками смектитовых пакетов. Вниз по профилю содержание лабильных структур увеличивается иgt; снижается ^количество?илдита. В? небольших количествах во всех горизонтах имеются кварц, каолинит и хлорит. Содержание последнего возрастает с глубиной. Преобладание лабильных структур в составе тонких фракций черноземов может обусловливать на 1-2 порядка большую сорбируемость цезия по сравнению с другими почвами.

Дерново-подзолистые почвы характеризуются преобладанием в верхней части профиля хлоритизированных структур, диоктаэдрических иллитов, кварца и полевых шпатов. Собственно хлориты обнаруживаются с глубины 45-50 см, и их количество постепенно возрастает с глубиной. Количество иллитов в верхней части профиля также увеличивается с глубиной и, соответственно, в верхних горизонтах возрастает количество лабильных минералов. Точно определить природу лабильных структур довольно трудно. Можно предположить, что лабильные минералы в основном представлены смешанослойными иллит-смектитовыми и иллит-вермикулитовыми неупорядрченными структурами. В почвах, подстилаемых суглинистой мореной, в нижней части профиля преобладающими компонентами являются диоктаэд- рический иллит и каолинит. В небольшом количестве присутствуют кварц и хлорит. Лабильные силикаты представлены неупорядоченными смешанослойными иллит-смектитами и иллит-вермикулитами.

В подзолистых почвах преобладающими компонентами по всем генетическим горизонтам являются хлоритизированные структуры, диоктаэдрический иллит и кварц. В небольшом количестве в почвах под сосняками присутствует хлорит. Во всех почвах есть примесь лабильных минералов, представленных вермикулитом и смешанослой- ным иллит-смектитом. Весьма специфический минералогический состав наблюдается на глубине 40-55 см почв территорий ближней части 30-километровой зоны. В нем преобладает хорошо окристаллизованный монтмориллонит и имеется небольшая примесь кварца.

В гидроморфных почвах преобладающим компонентом предкол- лоидной фракции является кварц. В небольших количествах присутствуют слоистые силикат-хлоритизированные структуры, в нижних горизонтах - диоктаэдрический иллит. В средней части профиля содержание иллитов возрастает. В глеевых горизонтах преобладает хорошо окристаллизованный монтмориллонит, есть небольшая примесь каолинита, кварца, иллита.

Исходя из данных минералогического состава исследуемых почв, можно предположить, что в дерново-подзолистых, подзолистых и гидроморфных почвах на флювиогляциальных отложениях сорбция радионуклидов будет незначительной из-за низкого содержания илистой фракции, преобладания в ней минералов с жесткой структурой - кварца, хлоритизированных структур, наиболее продвинутых стадий хлоритизации и иллитов, и наличия пленок гидроксидов железа на поверхности зерен минералов и агрегатов, препятствующих проникновению катионов в межпакетные промежутки лабильных минералов. Более интенсивное поглощение радионуклидов можно ожидать только в маломощных, самых верхних подподстилочных слоях кислых почв, где межпакетные прослойки хлоритизированных структур растворились, и последние превратились в лабильные. Но и те небольшие количества радионуклидов, которые присутствуют в почвах этой группы, сорбируясь, будут закрепляться в них достаточно прочно, так как лабильные минералы в этих почвах представлены слюдогенными высокозарядными структурами.

Черноземы и аллювиально-лугово-болотные почвы, благодаря более тяжелому гранулометрическому составу и преобладанию лабильных структур в составе тонких фракций, могут сорбировать на 1-2 порядка большее количество радиоцезия, чем почвы, включенные в первую группу. Прочность закрепления этого нуклида в межпакетных промежутках лабильных минералов почв данной группы оценить не представляется возможным без проведения специальных исследований по положению и величине заряда в лабильных структурах.

Химические и физико-химические свойства почв. Исследуемые почвы резко различаются по своим основным химическим и физико-химическим свойствам (табл. 12).

Оподзоленные черноземы загрязненной части северной лесостепи (Тульская обл.) характеризуются хорошо выраженным органопрофилем (хотя и относительно небольшой мощности), насыщенностью плазмы органическим веществом. Содержание гумуса в верхнем горизонте позволяет отнести их к категории малогумусных черноземов. Емкость катионного обмена в гумусовой толще равна 22-23 мг-экв/100 г почвы. В составе обменных катионов основную долю (73% от емкости катионного обмена - ЕКО) занимает Са2+, 14% приходится на обменный Mg2+, 1% - на К4*. В составе обменных катионов около 11% от ЕКО занимает водород гидролитической кислотности. Доля его в оподзоленной части почвенного профиля возрастает до 4 мгэ-кв/100 г и затем быстро снижается с глубиной. В соответствии с этим изменяется в профиле степень насыщенности основаниями. Оподзоленные черноземы характеризуются слабокислой реакцией среды, которая заметно подщелачивается к породе. Обеспеченность их элементами питания растений невысокая. В верхнем 20-сантиметровом слое содержится: фосфора - 3-4, калия - 10-11, азота аммиачного - 1-3 и нитратного - 0,4-0,8 мг/100 г почвы. В целом, распределение питательных элементов в профиле характеризуется обеднением верхней толщи подвижным фосфором, очевидно, за счет интенсивного его поглощения растениями, относительно равномерным содержанием калия (исключая верхний слой) и аккумуляцией азота в наиболее активной верхней части почвенного профиля.

Почвы радиоактивно-загрязненной части таежно-лесной зоны (Калужская, Брянская обл.) по основным критериям гумусного состояния можно подразделить на две большие группы: органогенные и минеральные. К первой группе относятся аллювиальные болотные иловато-торфяные почвы и болотные торфяно-глеевые. Верхняя толща этих почв представляет собой совокупность слоев торфа и органоминеральных горизонтов, в которых органическое вещество составляет по весу от 7 до 90% (см. табл. 12). Более низкое содержание гумуса органического вещества (7-9%) наблюдается в торфяно-минеральных

Таблица 12. Химические и физико-химические свойства лесных почв загрязненных территорий РФ (средние значения при п = 3)

Тульская обл.

Чернозем оподзоленный малогумусный тяжелосуглинистый на лессовидных суглинках (уч Пл-1)

2*

Аллювиальная болотная иловато-торфяная

на аллювиальных отложениях (ун. Х-3)

Подзолистая иллювиально-железисто-гумусовая песчаная глубокоглееватая на флювиогляциальных отложениях (уч Кл-1)

Подзолистая слабодифференцированная песчаная

на флювиогляциальных отложениях (уч.Зл-1)

Аллювиальная болотная иловато-торфяная

на аллювиальных отложениях (уч.Х-3)

Подзолистая иллювиально-железисто-гумусовая песчаная глубокоглееватая на флювиогляциальных отложениях (уч Кл-1)

Подзолистая слабодифференцированная песчаная

на флювиогляциальных отложениях (уч.Зл-1)

оглеенных горизонтах аллювиальных почв, поскольку они включают прослои крупнозернистого отмытого песчаного аллювия. Другие оторфованные горизонты данных почв содержат от 18 до 32% органики в зависимости от количества минеральных примесей и степени минерализации растительных остатков. Только на глубине более метра в оглееных песчаных горизонтах содержание гумуса падает до 1%.

Отличие болотных торфяно-глеевых почв от аллювиальных состоит в укороченности их органопрофиля (50-60 см). Содержание органического вещества составляет - 85-90%, при этом отмечается довольно низкая зольность торфа в горизонтах Т1 и Т2. Слабая степень минерализации последнего в этих слоях обусловливает их рыхлое сложение, хорошую водопроницаемость и относительно низкую поглотительную способность, что является возможной потенциальной причиной усиления миграции веществ через данные слои. Нижележащие горизонты TG и G содержат, соответственно, 20-25 и 1-3% органического вещества, однако характер гумуса в них (особенно в TG) совершенно иной. Это гумусовые вещества интенсивно черной и бурой окраски, специфической почвенной природы, тесно связанные с минеральной частью. Потенциально, именно эти слои могут являться мощным геохимическим барьером на пути внутрипрофильной и ландшафтной миграции растворимых соединений, однако степень выраженности этого барьера во многом будет определяться гидротермическими условиями.

Группа минеральных почв представлена подзолистыми и дерново- подзолистыми песчаными разностями, характеризующимися тремя различными типами строения органопрофиля. Почвы, отнесенные к роду подзолистых иллювиально-гумусово-железистых, обладают слож-

Подзолистая иллювиально-железистая песчаная на двучленных породах (уч. НЗ-1)

ным аккумулятивно-элювиально-иллювиальным типом гумусового профиля.

В горизонтах Bhf вследствие аккумуляции органо-минеральных соединений, элювиированных из верхних горизонтов, образуются многочисленные участки с повышенной плотностью. Эти прослойки могут служить локальным водоупором и приводить к оглеению вышележащих слоев почвы, вызывая мобилизацию миграционно-способных соединений, в том числе радионуклидов. Поскольку данные горизонты в общей массе неоднородны и в них отмечаются опесчаненные участки, доходящие до очевидного водоупора - подстилающей морены, то, вероятно, миграция вещества в пределах профиля этих почв не будет существенно сдерживаться иллювиальной толщей. Подстилающая порода в силу низкой влагопроницаемости и обогащенности глинистыми минералами будет выполнять роль геохимического барьера, однако наличие водоупора может приводить к повышению интенсивности горизонтальной миграции веществ.

Дерново'-слабоподзолистые и подзолистые слабодифференцированные песчаные почвы по типу органопрофиля довольно близки между собой, но сильно отличаются от рассмотренных выше. Данные почвы сформировались на близких по составу и свойствам песчаных породах: элювии песчаника и флювиогляциальных песчаных отложениях. Как следствие, профиль этих почв слабо дифференцирован, не содержит водоупора и весьма проницаем для нисходящих потоков влаги. Гумусовый профиль большинства почв представлен только слоем лесной подстилки и маломощным слабогумифицированным слоем А1, залегающим непосредственно под подстилкой. Вся остальная толща песчаного элювия

свободна от гумуса и является, по-видимому, транзитной зоной для большинства миграционно-способных веществ. Некоторые почвы (уч. Л-1) обладают более растянутым гумусовым профилем того же регрессионно-аккумулятивного типа. Низкое (0,1-0,2%), но стабильное содержание гумуса в средней и нижней частях профиля данных почв является скорее реликтовым, нежели связанным с современными процессами внутрипрофильного перераспределения.

В целом исследуемые почвы южнотаежной подзоны по физикохимическим показателям относятся к ряду кислых ненасыщенных малобуферных почв. Сорбционная емкость их (по величине емкости катионного обмена) не превышает 8 мг-экв/100 г для верхних горизонтов и закономерно возрастает лишь в горизонтах скопления высокоминерализованного торфа (аллювиальные и болотные почвы) или в почвообразующей породе более тяжелого гранулометрического состава. Двухвалентные катионы Са и Mg составляют от 15 до 40% ЕКО (см. табл. 12), причем максимальные величины отмечены в поверхностных слоях почвы, что свидетельствует об их интенсивном вовлечении - в биологический круговорот. Почвенные растворы обладают кислой реакцией, вызванной присутствием в них значительного количества свободных органических веществ фульватного типа; минимальные величины pH наблюдаются в самых верхних органогенных слоях.

Наиболее кислой реакцией характеризуются болотные торфяно- глеевые почвы. В верхней полуметровой толще они имеют рНводн 3,6- рНС0Л - 3,1-3,3 (см. табл. 12). Необходимо подчеркнуть особые свойства горизонта T2/G - переходного от минерализованного торфа к минеральной оглеенной толще. При рНводн = 4,1 и максимальной для данного профиля величине ЕКО - 11,0 мг-экв/100 г этот горизонт характеризуется более высоким содержанием обменных А1 и Н, что указывает на наличие в почве значительного количества коллоидов с переменным зарядом. Такие горизонты обладают высокой буферностью и могут длительно сохранять кислую реакцию среды, способствующую миграции различных веществ.

Сходную картину по актуальной кислотности почвенного раствора обнаруживают дерново-слабоподзолисгые и подзолистые почвы, однако в силу более легкого гранулометрического состава и низкого содержания органического вещества данные почвы характеризуются существенно меньшими величинами ЕКО, гидролитической и обменной кислотности. Отмеченная морфологическая дифференциация профиля почв по элювиально-иллювиальному типу практически не находит отражения в распределении обменных катионов, ЕКО и лишь слабо подтверждается наличием максимума подвижных К и Р в иллювиальной части профиля. Отличительными особенностями большинства почв является заметное возрастание ЕКО в слоях ниже 100 см, связанное, очевидно, с литологической неоднородностью сложения профилей. Для некоторых почв (уч. Х-2 и НЗ-1) отмечается лишь слабая элювиально-иллювиальная дифференциация профиля по величине ЕКО и обменным катионам.

Аллювиальные лугово-болотные торфяно-глеевые почвы резко выделяются среди опробованных почв по всем основным физико-химическим показателям. Большой запас гумуса и утяжеленный гранулометрический состав притеррасных аллювиальных наносов, на которых формируются данные почвы, обусловливают их высокую сорбционную емкость, а транзитное положение в ландшафте обеспечивает относительно высокую степень насыщенности ППК основаниями. Доля Са и Mg в ППК составляет свыше 45%; ЕКО в верхней полуметровой толще (не считая очеса) варьирует в пределах 17-26 мг-экв/100 г почвы, а в нижних слоях достигает 32 мг-экв/100 г. Обменная и актуальная кислотности аллювиальной почвы невысоки, pH почвенного раствора постепенно возрастает с глубиной от 4,9 до 6,0. Вместе с тем отмечается высокая гидролитическая кислотность в горизонтах скопления слабоминерализованного торфа. В отличие от торфо-минерального горизонта T2/G болотной почвы, также характеризующегося высокой гидролитической кислотностью, в торфяных горизонтах аллювиальных почв нет заметных количеств обменного А1 и Н. Здесь гидролитическая кислотность практически целиком определяется диссоциирующей способностью гумусовых и неспецифических органических веществ кислотной природы. Следовательно, исследуемые аллювиальные почвы также обладают высокой буферной способностью, но при меньшем уровне кислотности, чем болотные почвы, что может сказаться на различиях в подвижности миграционно-способных элементов в рассматриваемых типах.

Почвы крайне низко обеспечены элементами минерального питания растений (см. табл. 12). Диапазоны варьирования содержания доступных форм элементов в корнеобитаемом слое составляют (в мг/100 г): фосфор - 1-9; калий - 1,5-9; азот нитратный - 0,1-0,2; азот аммиачный - 0,1-0,8. Особенно выделяются в этом отношении верхние горизонты аллювиальной лугово-болотной почвы, в которых содержание элементов-биофилов (особенно N и Р) примерно на порядок выше, чем в аналогичных горизонтах других почв. Вероятно, это связано как с аллювиальными процессами, так и с интенсивностью биологического круговорота в условиях, когда мигрирующие в ландшафте элементы перехватываются мощной корневой системой травянистой растительности и удерживаются в верхней части профиля. Похожая, но менее выраженная картина, наблюдается в болотной почве, где горизонты аккумуляции питательных элементов локализованы в средней и нижней частях профиля.

Необходимо отметить ряд особенностей профильного распределения различных элементов питания. Фосфор имеет тенденцию к накоплению в иллювиальной части профиля почв подзолистого ряда, а также в оглеенных горизонтах болотных почв, обогащенных глинистой компонентой и сильноразложившимся органическим веществом. Специфика связывания данного элемента с полуторными окислами в малоподвижные соединения не позволяет провести аналогию ни с одним из биологически значимых радионуклидов, однако, имея данные по содержанию Р в отдельных частях профиля почв, можно говорить об общей на-

Таблица 13 Химические и физико-химические свойства лесных почв Украинского Полесья, 30-километровая зона ЧАЭС (средние значения при л=3)

Дерново-подзолистая сильноокулътуренная песчаная на флювиогляциальных

отложениях, подстилаемых красно-бурой опесчаненой мореной

(уч. Д-5)

Дерново-подзолистая сильноокультуренная песчаная на флювиогляциалъных

отложениях, подстилаемых красно-бурой опесчаненой мореной

(уч Д-5)

правленности процессов распределения вещества в конкретных условиях.

Азот в целом довольно равномерно распределен в исследуемых почвах, тяготея к органогенным горизонтам. В торфяных слоях его содержание резко увеличивается, благодаря лучшим условиям для жизнедеятельности аммонифицирующих и нитрифицирующих микроорганизмов. Содержание калия однозначно связано с количеством тонкодисперсных минеральных частиц, маркируя тем самым горизонты предположительного поглощения радиоцезия как его изотопного аналога. Кроме того, повышенное количество К в лесных подстилках и гумусо-аккумулятивных горизонтах, безусловно, свидетельствует о геохимической роли последних на пути внутрипрофилькой миграции этих двух элементов.

Почвы лесов Украинского Полесья (30-километровой зоны ЧАЭС, Украина) представлены несколькими типами, характерными для данного региона. В соответствии с их генезисом и принятой классификацией также выделяются автоморфная и гидроморфная группы

почв, включающие в первом ряду - дерново-подзолистые песчаные; во втором - болотные торфяно-глеевые, лугово-болотные торфянисто- глеевые и аллювиальные болотные иловато-перегнойно-глеевые. Перечисленные почвы, за исключением последней, сформированы на песчаных флювиогляциальных отложениях. Это обусловило их изначальную бедность биогенными элементами и основаниями, а также низкое плодородие.

В автоморфных почвах максимальное содержание гумуса в верхних горизонтах не превышает 5,2%, оставаясь в большинстве случаев на уровне 1,5-2% (табл. 13). Гумусоаккумулятивный горизонт в естественных почвах расположен непосредственно под слоем лесной подстилки и распространяется не глубже 10-15 см. При этом из всех представленных автоморфных почв, почвы ближней части 30-километровой зоны ЧАЭС (уч. Ш-1) в самом верхнем подподстилочном горизонте содержат максимальное количество гумуса, а почвы дальней части зоны (уч. Д-1) - минимальное, что связано с различиями в их геохимическом

положении и характере растительности. Граница гумусо-аккумулятивного горизонта выражена нерезко, что, наряду с наличием определенного количества органического вещества по всему профилю, свидетельствует о незакрепленности гумуса и его относительно интенсивной нисходящей миграции. В профилях большинства почв признаки элювиально-иллювиальной дифференциации органического вещества выражены слабо.

Таким образом, автоморфные почвы лесов Украинского Полесья имеют зону, свободную для миграции радионуклидов по всей толще глубже 10—15 см. Перемещение радионуклидов в эту зону будет иметь следствием увеличение их миграционной активности и, соответственно, величин коэффициентов перехода в растения.

В гидроморфных почвах исследуемой территории содержание органического вещества значительно выше, чем в автоморфных, и может достигать 15% (см. табл. 13). Процесс торфообразования, обусловленный замедлением разложения органического вещества при переувлажнении, сопровождается образованием подвижных гумусовых веществ, глубоко проникающих в минеральные горизонты. Вследствие этого содержание гумуса по профилю падает постепенно, оставаясь довольно высоким вплоть до уровня грунтовых вод. Значимые отклонения от плавного характера падения содержания гумуса с глубиной наблюдаются только в аллювиальных почвах в связи с наличием погребенных гумусовых горизонтов.

Т.е. в гидроморфных почвах (за исключением аллювиально-болотных), как и в автоморфных, геохимическим барьером на пути вертикальной миграции радионуклидов, помимо лесной подстилки, является лишь гумусо-аккумулятивный горизонт, отличающийся большой мощностью. Гумусированная толща может стать значительным препятствием на пути миграции радионуклидов в нижележащие части почвенного профиля. Присутствие в аллювиальной почве (уч. К-4) многочисленных гумусовых прослоек создает дополнительный барьер для передвижения радиоактивных веществ.

Автоморфные почвы этого региона характеризуются низкой величиной емкости катионного обмена (см. табл. 13). Для верхних горизонтов ЕКО невелика и составляет лишь 4-13 мг-экв/100 г. ППК характеризуется сильной ненасыщенностью основаниями - доля щелочных и щелочноземельных металлов в обменном комплексе составляет 14-32% или .0,6-3,0 мг-экв/100 г. Значительную долю в составе ППК этих почв занимает обменный алюминий. Следует отметить также низкие значения pH водной и солевой вытяжек, характеризующих актуальную и потенциальную кислотности почв, а также высокую гидролитическую кислотность (в верхних горизонтах - 2,8-9,8 мг-экв/100 г). Перечисленные показатели, наряду с чрезвычайной бедностью почв илистыми частицами, отрицательно сказываются на способности почв к катионному обмену, т.е. потенциальной возможности к удерживанию радионуклидов. Кислая реакция также способствует увеличению подвижности большинства радионуклидов в почве и более активному поступлению их в растения [8, 133, 211]. ЕКО и степень насыщенности основаниями в гидроморфных почвах региона заметно выше, чем в автоморфных (см. табл. 13). Так, ЕКО достигает здесь 20-30 мг-экв/100 г, а содержание обменного кальция - 8- 16 мг-экв/100 г. Это связано с аккумулятивным характером геохимического процесса на территориях, где формируются эти почвы. На фоне повышенной влажности и притока катионов металлов со смежных территорий здесь также интенсивно протекают гумусо-аккумулятивные процессы. В совокупности это приводит к тому, что степень насыщенности основаниями в рассматриваемых почвах достигает 40- 60% в верхних горизонтах и 80% - в нижних.

Содержание доступных форм азота в большинстве автоморфных почв зоны низкое и коррелирует с содержанием гумуса (см. табл. 13).

Весьма невысока и обеспеченность этих почв калием, что в целом характерно для данной геохимической провинции [95]. Содержание калия составляет 3-7 мг/100 г и также зависит от содержания гумуса. Это связано с тем, что последний обусловливает величину емкости катионного обмена. Обеспеченность почв подвижным азотом и калием по глубине профиля изменяется однотипно для разных почв. Несколько иначе ведет себя подвижный фосфор. Величина этого показателя также невелика для данной группы почв и составляет 1,3-6,9 мг/100 г для естественных почв, однако колебания содержания фосфора по профилю мало зависят от содержания гумуса, Обедненность почв калием и кальцием ведет, как правило, к усилению поступления радионуклидов в растения вследствие ослабления конкуренции со стороны этих стабильных неизотопных аналогов 137Cs и 90Sr. Недостаток азотного питания также может неблагоприятно отражаться на величине коэффициентов перехода радионуклидов в растения.

Гидроморфные почвы, напротив, обладают высокими для данного региона показателями обеспеченности элементами питания.

В целом, оценивая гумусное состояние и комплекс физико-химических свойств почв загрязненных территорий России и Украины с точки зрения их потенциального влияния на миграцию радионуклидов стронция и цезия, необходимо отметить следующее: исследуемые почвы (кроме черноземов) оцениваются как кислые ненасыщенные, хорошо дренированные, слабо удерживающие соединения различной природы.

Дерново-подзолистые и подзолистые песчаные почвы автоморфных участков, обладающие наименьшими среди всех изученных типов запасами гумуса и низким содержанием тонкодисперсных частиц, характеризуются наличием единственного геохимического барьера на пути вертикальной миграции радионуклидов - лесной подстилки. Именно эта часть профиля будет аккумулировать радионуклиды и сдерживать их вертикальную и горизонтальную миграцию. Однако степень подвижности радиоактивных элементов и их доступность для растений из горизонта подстилки должна быть высока в силу ее слабой поглотительной способности как следствие кислой реакции среды. Представляется, что мобильность радиоцезия в этих почвах будет существенно ниже, чем мобильность радиостронция по ряду причин: во-пер- зых, слабая степень оструктуренности и низкое содержание гумуса, а

также специфика минералогического состава облегчают фиксацию цезия глинистыми минералами в подподстилочном горизонте; во-вторых, низкая обеспеченность почв элементами минерального питания должна приводить к тому, что мигрирующий в профиле радиоцезий будет перехватываться корневыми системами растений и возвращаться в поверхностные горизонты с опадом. Так как радиостронций практически нацело сорбируется по обменному механизму, то следует ожидать, что миграционная способность ^Sr в данных почвах будет относительно более высокой.

К особенностям органогенных почв, обусловливающим миграцию в них радионуклидов цезия и стронция, необходимо отнести следующие свойства: мощная толща торфа и органо-минеральных слоев со значительной долей песчаных примесей, с одной стороны, определяет высокую влагопроницаемость данных почв, а с другой - обусловливает их высокую обменную поглотительную способность. Отсюда следует, что радиоцезий в данных почвах должен быть относительно более подвижен, а радиостронций, напротив, менее подвижен, чем в почвах подзолистых. Под относительностью здесь имеется в виду то обстоятельство, что радионуклиды цезия могут проникать в более глубокие слои органогенных почв, не покидая профиля почвы в целом, т.е. их подвижность в пределах ландшафта может быть ниже, чем в случае почв подзолистого ряда.