ВЫНОС РАДИОНУКЛИДОВ С ВЕРТИКАЛЬНЫМ ВНУТРИПОЧВЕННЫМ СТОКОМ

Качественные и количественные характеристики содержания радионуклидов в лизиметрических водах лесных БГЦ дают представление о процессах сорбции-десорбции в почвенном профиле, однако не позволяют параметризировать геохимический поток радионуклидов с гравитационной влагой. Для этого необходимо знать объем жидкого стока.
Как правило, среднегодовой объем инфильтрационного стока в 0-30-сантиметровой толще лесных БГЦ Украинского Полесья составляет от 30 до 60% от количества выпавших осадков. Суммарное количество влаги, прошедшей через различные слои почвенного профиля, закономерно снижается с глубиной (табл. 79).
Среднемесячное поступление воды в лизиметры варьирует в значительно более широких пределах: от 20 до 100% от суммы атмосферных осадков. Вариабельность указанных величин связана с динамикой интенсивности испарения влаги, количества атмосферных осадков и среднесуточных температур. Относительный минимум приходится на летние месяцы, максимум - на осенне-ранневесенний период. Однако в целом такой размах варьирования объема стока в отдельные месяцы не сказывается на его среднегодовой величине, которая относительно стабильна и незначительно меняется в соответствии с климатическими условиями конкретного года.
Таким образом, колебания годового выноса радионуклидов на ограниченных территориях в большей степени определяются концентрацией радионуклидов в жидкой части почв, т.е. их подвижностью в составе выпадений.
В условиях широкого диапазона варьирования плотности радиоактивного загрязнения оценка выноса радионуклидов в абсолютных единицах (Бк/м2) особого интереса не представляет, поскольку в основном отражает известные прямые зависимости изменения концентрации радионуклидов в жидком стоке от плотности. Вынос радионуклидов в составе гравитационной влаги в этом случае целесообразнее оценивать
Таблица 79. Среднегодовое поступление воды в лизиметры, % от количества атмосферных осадков

Глубина, см	уч. Д-1		уч. Д-3		уч. К-2			уч. Ш-1
Глубина, см	1989	1990	1989	1990	1989	1990	1991	1989	1990	1991
0-5	44,5	45,5	45,5	42,6	40,3	49,8	44,5	60,5	52,3	64,4
0-10	35,2	35,8	51,3	52,2	32,5	36,5	35,2	39,5	45,2	38,7
0-20	29,5	36,7	40,0	39,9	22,6	28,3	30,6	36,5	40,0	39,3
0-30	-	-	-	-	-	-	-	37,4	45,2	35,6
Примечание Прочерк означает отсутствие данных.

Таблица 80. Относительный вынос радионуклидов с лизиметрическими водами из различных слоев почвы (средневзвешенные величины за 1991 г.), [Бк/м2 (вода): Бк/м2 (почва)] • 100%

Слой, см	\|44Се	134Cs		l37Cs	1°6ru	*gt;Sr	Сумма
0-5		0,077	Ун. Д-1 0,056		0,364	0,1	0,119
0-10	-	0,016		0,024	0,265	0,02	0,065
0-20	-	0,054		0,017	-	0,02	0,018
0-5		0,067	Ун. Д-3 0,128			0,07	0,053
0-10	-	0,067		0,088	-	0,02	0,034
0-20	-	0,093		0,112	-	0,01	0,043
0-5	0,15	0,1	Ун. К-2 0,11		0,52	0,92	0,36
0-10	0,06	0,05		0,06	0,67	0,57	0,283
0-20	0,01	0,01		0,01	0,14	0,17	0,066
0-5	0,078	0,108	Ун. Ш-1 0,115		0,095	0,11	0,1
0-10	0,003	0,024		0,025	0,031	0,03	0,022
0-20	0,001	0,003		0,003	0,019	0,03	0,012
0-30	-	0,002		0,002	0,014	0,02	0,007

Примечание.

Прочерк означает содержание радионуклида ниже детектируемого уровня.

на основании относительных величин, которые рассчитываются по следующей формуле:
вынос радионуклидов с лизиметрическими водами (Бк/м2)
А “ /х-л i 9\ * Ю0%«
плотность загрязнения почвы (Bk/mz)
Это позволяет не только унифицировать показатели потока радионуклидов с гравитационной влагой, но и более объективно оценить их подвижность в почвах различных БГЦ, поскольку в этом случае исключается влияние плотности, и относительный вынос радионуклидов определяется только их химической природой и подвижностью.
Расчеты показывают, что в целом с нисходящим током влаги мигрирует незначительное количество радионуклидов по сравнению с их общим содержанием в почве. Так, среднегодовой вынос различных радионуклидов с внутрипочвенным стоком из слоя лесной подстилки составляет от 0,06 до 0,9% от их общих запасов в этом слое, а из слоя 0-20 см - 0,001-0,2%, т.е. снижается примерно в 10 раз. Среди радионуклидов относительный вынос стронция и рутения из слоев 0-10, 0-20 см значительно опережает таковой церия и даже цезия (табл. 80).
Все отмеченные особенности наиболее ярко проявляются в хвойных ценозах. Здесь отмечается максимальный вынос всех радио-
Таблица 81. Относительный вынос 137С$ и изотопов плутония с лизиметрическими водами из различных слоев почвенного профиля (за период июнь- август 1989 г.), [Бк/м2 (вода) : Бк/м2 (почва)] • 100%

Слой, см	l37Cs	239+240ру	238ри	238+239+240рц
	Остепненный сосняк (ун К-2)
0-5	0,073	0,071	0,079	0,073
0-10	0,015	0,089	0,096	0,091
0-20	0,03	0,065	0,073	0,068
	Широколиственно-хвойный лес (уч Ш-1)
0-5	0,087	0,077	0,074	0,076
0-10	0,004	0,006	0,005	0,005
0-20	0,002	0,003	0,003	0,003
0-30	0,003	0,001	0,002	0,001

нуклидов, но в особенности 90Sr и 106Ru, причем относительный вынос 90Sr превосходит вынос 137Cs почти в 10 раз. В широколиственно-хвойных лесах данные различия не превышают 1,5-2 величин.
Особо нужно подчеркнуть различия в миграционной подвижности 137Cs и ^Sr в торфяных почвах. В этих условиях вынос I37Cs, напротив, превосходит таковой 90Sr. Отсюда очевидно, что 137Cs практически не сорбируется в профиле органогенных почв.
Сопоставление величин выноса радионуклидов с внутрипочвенным стоком и их фактического перераспределения в почвенном профиле показывает, что суммарный поток радионуклидов в десятки раз превышает лизиметрический сток. Это позволяет утверждать, что процесс миграции радионуклидов с гравитационной влагой не играет существенной роли в их перераспределении в почве.
Анализ многолетней динамики относительного выноса радионуклидов в различных БГЦ показывает ее сходство с динамикой накопления радионуклидов (в частности 137Cs) в растительности соответствующих ценозов [278].
Особый интерес представляет анализ относительного выноса с инфильтрационным стоком изотопов плутония (табл. 81). Его поток сопоставим с относительным выносом l37Cs и составляет около 0,1% в год. Сравнительный анализ подвижности различных изотопов Ри показывает, что по данному показателю они близки между собой, можно говорить лишь о тенденции повышения миграционной подвижности 238Ри. В целом вынос Ри из лесной подстилки в лесных БГЦ примерно одинаков, но резко различно его поведение в минеральной толще. Так, в почвах хвойных ценозов Ри практически не сорбируется в подподстилочных слоях и транзитом выносится за пределы профиля. В этом плане он сходен с 106Ru. В широколиственно-хвойных лесах миграционная подвижность изотопов плутония в подподстилочной толще резко падает (особенно в самых верхних ее слоях), в результате чего за пределы почвенного профиля выносится не более 0,001% Ри. Т.е. подвижность плутония в хвойных ценозах на порядок выше по сравнению с другими типами леса. Однозначного объяснения данному явлению дать трудно, поскольку почвенная химия плутония наиболее сложна и мало изучена. Можно лишь предположить, что повышенная миграционная подвижность Ри в хвойных ценозах связана с соответствующей миграцией гидроксидов железа как коллекторных носителей, с повышенной миграционной способностью РОВ в этих ценозах, с которыми связывается до 90% плутония в жидкой части почв, а также pH среды. При pH ниже 5,5, что характерно именно для хвойных ценозов, содержание плутония в растворе увеличивается [211,285].
Тем не менее, несмотря на относительно небольшой перенос изотопов плутония в составе инфильтрационного стока, вероятность их поступления в грунтовые воды лесных ландшафтов с песчаными почвами больше, чем для других радионуклидов, поскольку периоды полураспада изотопов плутония составляют: 238Ри - 87,7 лет, 239Ри - 24 100 лет и 240Ри - 6570 лет; коэффициенты накопления Ри растениями в природных условиях невысоки и отсутствует их сорбция в минеральных горизонтах песчаных почв, особенно хвойных ценозов [172, 173].

<< | >>

↑

Источник: Щеглов А.И.. Биогеохимия техногенных радионуклидов в лесных экосистемах: По материалам 10-летних исследований в зоне влияния аварии на ЧАЭС.. 2000

Еще по теме ВЫНОС РАДИОНУКЛИДОВ С ВЕРТИКАЛЬНЫМ ВНУТРИПОЧВЕННЫМ СТОКОМ:

- Геохимия -

- Биология - Ветеринария - Взаимоотношения животных - Все животные - Геология - Зоопсихология - Коровы - Кошки - Лечение животных - Лошади - Насекомые - Науки о Земле - Опасные растения и животные - Растительный мир - Редкие животные - Сельское хозяйство - Собаки - Экология -