Динаміка накопичення 137Cs журавлиною болотною на сфагнових болотах Полісся України
Анотація
Оліготрофні і мезотрофні болота є поширеними екосистемами у Поліссі України. Після аварії на Чорнобильській АЕС дані екосистеми були забруднені радіонуклідами. Поширеною ягідною рослиною на цих болотах є журавлина болотна, що широко використовується у харчовій промисловості. Метою досліджень є встановлення динаміки питомої активності 137Cs у журавлині болотній впродовж останніх 30 років. Отримані результати моніторингових досліджень є необхідним для прогнозування радіоактивного забруднення журавлини. Дослідження проводились на постійних пробних площах (ППП) у Житомирському Поліссі. Питому активність 137Cs вимірювали за допомогою спектроаналізаторів, з використанням сцинтиляційних і напівпровідникових детекторів. Отримані результати свідчать, що спостерігається інтенсивна міграція 137Cs у сфагнових болотах Полісся України. Результати досліджень, проведених через 34 роки після аварії на ЧАЕС, демонструють, що нині відмічаються невисокі величини питомої активності 137Cs у журавлині болотній (Vaccinium oxycoccus L.) на всіх пробних площах. Даний показник у 2020 р у свіжих ягодах коливався від 871±82,6 до 286±16,9 Бк/кг (при допустимих рівнях вмісту137Cs – 500 Бк/кг), а у сухих пагонах – від 1492 (ППП 15) до 6197 Бк/кг (ППП 12). Виявлено, що за перший період досліджень протягом 1991–1996 рр. спостерігається досить значне зниження питомої активності 137Cs в ягодах: від 3,8 разів на ППП 11 до 2,2 разів на ППП 12. У наступний період спостережень (1996–2002 рр.) це зниження було у межах 2,9–1,4 разів, що менше ніж у попередній. У подальший період зниження величини питомої активності 137Cs в ягодах було значно меншим. Виявлені закономірності у знижені питомої активності 137Cs в ягодах журавлини болотної протягом 1991–2020 рр. підтверджуються змінами цього показника у її пагонах. Загальне зниження цього показника у пагонах за період спостережень склало: на ППП 11 – від 94590±4236 до 6099±366 Бк/кг (15,5 разів), на ППП 12 – від 31800±2325 до 6197±242 Бк/кг (5,1 рази), на ППП 15 – від 12120±898 до 1492±112 Бк/кг (8,1 рази), на ППП 18 – від 14732±1126 до 1854±112 Бк/кг (7,9 разів). Продовження моніторингу на постійних пробних площах дозволить прогнозувати рівні радіоактивного забруднення журавлини на основі математичного моделювання
Ключові слова
питома активність, радіонуклід, Vaccinium oxycoccus L., сфагн, сухі пагони, свіжі ягоди
[1] Mroz, T., Lokas, E., Kocurek, J., & Gasiorek, M. (2017). Atmospheric fallout radionuclides in peatland from Southern Poland. Journal of Environmental Radioactivity, 175-176, 25-33.
[2] Vasylenko, V.V., Nechaev, S.Yu., Tsigankov, M.Ya., Pikta, V.O., Zadorozhna, G.M., Kuriata, M.S., Lytvynetz, L.O., Mischenko, L.P., & Babenko, T.F. (2018). Results of comprehensive radiological & hygienic monitoring in some settlements of radiologically contaminated areas in Rivne region in 2017. Problems of Radiation Medicine and Radiobiology, 23, 139-152.
[3] Chobotko, H.M., Raichuk, L.A., & Landin, V.P. (2018). Characteristics and prognosis of the internal exposure doses of the Ukrainian Polissya rural population in the remote period after the accident at the Chernobyl Nuclear power plant (monitoring study). Problems of Radiation Medicine and Radiobiology, 23, 216-228.
[4] Skrkal, J., Fojtik, P., Malatov, I., & Bartuskova, M. (2017). Ingestion intakes of 137Cs by the Czech population: Comparison of different approaches. Journal of Environmental Radioactivity, 171, 110-116.
[5] Andric, V., & Gajic-Kvascev, M. (2021). The radioactivity parameters in the food chain − legislation, control and critical points. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science, 854, article number 012003.
[6] Imamura, N., Komatsu, M., Hashimoto, S., Fujii, K., Kato, H., Thiry, Y., & Shaw, G. (2020). Vertical distributions of radiocesium in Japanese forest soils following the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident: A metaanalysis. Journal of Environmental Radioactivity, 225, article number 106422.
[7] Almahayni, T., & Houska, T. (2020). Towards dynamic and process–based modelling of radionuclides cycling in terrestrial radioecology. Journal of Environmental Radioactivity, 225, article number 106380.
[8] Shotyk, W., Bicalho, B., Grant-Weaver, I., & Stachiw, S. (2019). A geochemical perspective on the natural abundance and predominant sources of trace elements in cranberries (Vaccinium oxycoccus) from remote bogs in the Boreal region of northern Alberta, Canada. Science of the Total Environment, 650(1), 1652-1663.
[9] Krasnov, V.P., & Orlov, A.A. (2004). Radioecology of berry plants. Zhytomyr: Volyn.
[10] Boron, K.J., Mietielski, J.W., Lipka, K., Gaca, P., & Jasinska, M. (2001). Radionuclides in raised peat bogs: A case study of Bor za Lasem. Journal of Environmental Monitoring, 3, 593-600.
[11] Gaca, P., Tonankiewich, E., Mietielski, J.W., Grabowska, S., & Kubica, B. (2006). Radionuclides in two raised peat profiles collected from Koscieliska Valley in the Tatra mountains. Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 267(2), 443-448.
[12] Bunzk, K., & Kracke, W. (1989). Seasonal variation of soil-to-plant transfer of K and 134,137Cs in peatland vegetation. Health Physics, 57(4), 594-601.
[13] Orlov, A.A., & Krasnov, V.P. (1998). Biological peculiarities of the cranberry (Oxycoccus palustris Pers.) and ecological parameters of its environment: Influence on accumulation of 137Cs by phytomass. Journal of Radioecology, VI(1), 23-29.
[14] Kurchenko, I.N., Sokolova, O.V., & Orlov, A.A. (2013). Endophytic microscopic fungi of higher plants and their ecological role in biogeocenoses of sphagnum bogs of Ukrainian Polissya. In Mycobiota of Ukrainian Polissya: Consequences of the Chernobyl disaster (pp. 101-197) Kyiv: Naukova Dumka.
[15] Maloshtan, І.М., Polishchuk, S.V., & Khomutinin, Yu.V. (2019). Dynamics of 137Cs concentration and transfer factors and ratios in grass of natural meadows on peat-bog soils in the early period after imitation of the radioactive fallout. Nuclear Physics and Atomic Energy, 20(3), 296-303.
[16] Holiaka, D.M., Levchuk, S.E., Yoschenko, V.I., Kashparov, V.A., Yoschenko, L.V., Holiaka, M.A., Pavliuchenko, V.V., Diachuk, P.P., Zadorozhniuk, R.M., & Morozova, V.S. (2020). 90Sr and 137Cs inventories in the depots and biogenic fluxes of the typical forest stands in the Chernobyl exclusion zone. Nuclear Physics and Atomic Energy, 21(3), 256-264.
[17] Buzynnyi, M.G., Mietelski, J.W., Kimura, S., & Mykhailova, L.L. (2019). Some aspects of cesium-137 entry into “Market basket” in Kyiv citi. Environment and Health, 2, 17-20.
[18] Kaletnik, M.M., Landin, V.P., & Krasnov, V.P. (1990). Problems of organization of forestry in the conditions of radiation pollution. Forestry, Forest, Paper and Woodworking Industry, 2, 4-7.
[19] Rosén, K., Vinichuk, M., & Johanson, K.J. (2009). 137Cs in a raised bog in central Sweden. Journal of Envirinmental Radioactivity, 100, 534-539.
[20] Vetikko, V., Rantavaara, A., & Moilanen, M. (2010). Uptake of 137Cs by berries, mushrooms and needles of Scots pine in peatland forests after wood ash application. Journal of Envirinmental Radioactivity, 101, 1055-1060.
[21] Vinichuk, M., Johanson, K.J., Rydin, H., & Rosén, K. (2010). The distribution of 137Cs, K, Rb and Cs in plants in a Sphagnum-dominated peatland in eastern central Sweden. Journal of Envirinmental Radioactivity, 101, 170-176.
[22] Galán, P.R. (2006). Behaviour of 137Cs in a raised bog in central Sweden. Uppsala: SLU.
[23] Holovko, О.V., & Orlov, A.A. (2019). Specifics of accumulation of 137Cs in phytomass of species of grass-dwarf-shrub layer of oligotrophic and mesotrophic bogs of Western Polissya of Ukraine. Biological Systems: Theory and Innovation, 10(3), 92-101.
[24] Holovko, О.V. (2012). Vertical distribution of 137Cs in the pet-god soils meso- and ombrotrophic forest forest ecosystems of Western Polissya of Ukraine. Scientific Journal of NULES of Ukraine, 171, 49-56.
[25] Orlov, O.O., & Dolin, V.V. (2010). Biogeochemistry of cesium-137 in forest-bog ecosystems of Ukrainian Polissia. Kyiv: Naukova dumka