Анализ распределения Cs-137 в стволе сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.), растущей в зоне радиоактивных выпаденений в результате аварии на ЧАЭС

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

В работе изучено вертикальное распределение Cs-137 в стволе сосны обыкновенной (Pinus sylvestris L.), выросшей на территории Брянской области, загрязненной техногенными радионуклидами в результате аварии на ЧАЭС. Измерение содержания Cs-137 проводилось в пробах коры и древесины 10-метрового отреза модельного дерева с шагом в 10 см гамма-спектрометрическим методом. Удельная активность Cs-137 в коре дерева варьировалась от 741 до 5362 Бк/кг, в древесине — от 134 до 792 Бк/кг. Среднее значение коэффициента перехода Cs-137 из почвы в кору дерева составляло 1.9 × 10−3 м2/кг, а в древесину — 0.4 × 10−3 м2/кг. Установлено, что вертикальное распределение Cs-137 в коре и в древесине дерева представляет собой гармонические колебания с периодом в 1 метр, которые описываются уравнением Фурье. Распределение Cs-137 в коре и древесине дерева имеет одинаковую характеристику по всему объему дерева, вне зависимости от его стороны. Период колебаний не коррелирует с образованием годичных колец и образованием мутовок, что не исключает взаимосвязи распределения Cs-137 с автоколебательными процессами в дереве, определяющими корневое давление через поступление и выделение воды в клетках корня.

Об авторах

А. Д Карпов

ФБУ Всероссийский НИИ лесоводства и механизации лесного хозяйства

Email: karpov@vniilm.ru
Пушкино, Россия

И. Ю Горбунов

ФБУ Всероссийский НИИ лесоводства и механизации лесного хозяйства

Пушкино, Россия

А. И Радин

ФБУ Всероссийский НИИ лесоводства и механизации лесного хозяйства

Пушкино, Россия

Список литературы

  1. Санжарова Н.И., Фесенко С.В., Романович И.К. Радиологические аспекты возвращения территорий российской федерации, пострадавших в результате аварии на Чернобыльской АЭС, к условиям нормальной жизнедеятельности // Радиац. биология. Радиоэкология. 2016. Т. 56. № 3. С. 322–335.
  2. Sanzharova N.I., Fesenko S.V., Romanovich I.K. Radiologicheskie aspekty vozvrashcheniya territorij rossijskoj federacii, postradavshih v rezul'tate avarii na Chernobyl'skoj AES, k usloviyam normal'noj zhiznedeyatel'nosti // Radiac. biologiya. Radioekologiya. 2016. T. 56. № 3. Р. 322–335.]
  3. Спиридонов C.И., Алексахин Р.М., Фесенко С.В. Чернобыль и окружающая среда // Радиац. биология. Радиоэкология. 2007. Т. 47. № 2. С. 196–203.
  4. Spiridonov C.I., Aleksahin R.M., Fesenko S.V. Chernobyl' i okruzhayushchaya sreda // Radiac. biologiya. Radioekologiya. 2007. T. 47. № 2. P. 196–203.]
  5. Анисимов В.С. Радиоэкологические последствия аварии на Чернобыльской АЭС: биологические эффекты, миграция, реабилитация загрязненных территорий // под ред. Н.И. Санжарова, С.В, Фесенко. М.: Изд. Российская академия наук, 2018. 278 с.
  6. Anisimov V.S. Radioekologicheskie posledstviya avarii na CHernobyl'skoj AES: biologicheskie effekty, migraciya, reabilitaciya zagryaznennyh territorij // pod red. N.I. Sanzharova, S.V., Fesenko. Moskva: Izd: Rossijskaya akademiya nauk, 2018. 278 s.
  7. Марченко Т.А., Радин А.И., Раздайводин А.Н. Ретроспективное и современное состояние лесных территорий приграничных районов Брянской области, подвергшихся радиоактивному загрязнению // Радиац. гигиена. 2020. Т. 13. № 2. С. 6–18.
  8. Marchenko T.A., Radin A.I., Razdajvodin A.N. Retrospektivnoe i sovremennoe sostoyanie lesnyh territorij prigranichnyh rajonov Bryanskoj oblasti, podvergshihsya radioaktivnomu zagryazneniyu // Radiac. gigiena. 2020. T. 13. № 2. P. 6–18.
  9. Переволоцкий А.Н., Булавик И.М., Переволоцкая Т.В. Особенности распределения Cs 137 и Sr 90 в почве и накопления древесиной и корой сосны (Pinus Silvestris L.) в различных условиях местопроизростания // Радиац. биология. Радиоэкология. 2007. Т. 4. С. 463–470.
  10. Perevolockij A.N., Bulavik I.M., Perevolockaya T.V. Osobennosti raspredeleniya Cs 137 i Sr 90 v pochve i nakopleniya drevesinoj i koroj sosny (Pinus Silvestris L.) v razlichnyh usloviyah mestoproizrostaniya // Radiac. biologiya. Radioekologiya. 2007. T. 4. S. 463–470.
  11. Мамихин С.В., Манахов Д.В., Щеглов А.И. Распределение Cs 137, Sr 90 и их химических аналогов в компонентах надземной части сосны обыкновенной в квазиравновесном состоянии // Радиац. биология. Радиоэкология. 2014. Т. 54. № 1. С. 72–76.
  12. Mamihin S.V., Manahov D.V., Shcheglov A.I. Raspredelenie Cs 137, Sr 90 i ih himicheskih analogov v komponentah nadzemnoj chasti sosny obyknovennoj v kvaziravnovesnom sostoyanii // Radiac. biologiya. Radioekologiya. 2014. T. 54. № 1. P. 72–76.
  13. Мельник Н.А., Кизеев А.Н. Радиоэкологические исследования хвойных пород деревьев // Вестник МГТУ. Труды Мурманского государственного технического университета. 2006. Т. 9. № 3. С. 429–433.
  14. Melnik N.A., Kizeev A.N. Radioekologicheskie issledovaniya hvojnyh porod derev'ev // Vestnik MGTU. Trudy Murmanskogo gosudarstvennogo tekhnicheskogo universiteta. 2006. T. 9. № 3. P. 429–433.
  15. Белов А.А. Индивидуальная изменчивость годичных колец сосны обыкновенной в древостое, загрязненном радионуклидами // Лесной вестник. Forestry Bulletin. 2018. Т. 22. № 1. С. 24–30.
  16. Belov A.A. Individual'naya izmenchivost' godichnyh kolec sosny obyknovennoj v drevostoe, zagryaznennom radionuklidami // Lesnoj vestnik. Forestry Bulletin. 2018. T. 22. № 1. P. 24–30.
  17. Soukhova N.V., Fesenko S.V., Klein D., Spiridonov S.I. 137Cs distribution among annual rings of different tree species contaminated after the Chernobyl accident // J. Environ. Radioactivity. 2003 V. 65, I. P. 19–28. https://doi.org/10.1016/S0265-931X(02)00061-9
  18. Cosma C., Iurian A., Incze R. The use of tree bark as long term biomonitor of Cs 137 deposition // J. Environ. Radioactivity. 2016. V. 153 P. 126–133. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2015.12.019
  19. Гуревич П.А., Чаговец А.С., Сазонов А.Б. Селективность ионообменной сорбции цезия 137 на сильнокислотных катионитах из водных растворов соединений щелочных металлов // Вестник Казанского технологического университета. 2013. Т. 16. № 9. С. 75–77.
  20. Gurevich P.A., Chagovec A.S., Sazonov A.B. Selektivnost' ionoobmennoj sorbcii ceziya 137 na sil'nokislotnyh kationitah iz vodnyh rastvorov soedinenij shchelochnyh metallov // Vestnik Kazanskogo tekhnologicheskogo universiteta. 2013. T. 16. № 9. P. 75–77.
  21. Гончаров Е.А., Пигалин Д.И. Распределение техногенных и естественных радионуклидов в лесных экосистемах заповедника “Большая Кокшага” // Вестник Поволжского государственного технологического университета. Серия: Лес. Экология. Природопользование. 2013. № 4 (20). С. 76–87.
  22. Goncharov E.A., Pigalin D.I. Raspredelenie tekhnogennyh i estestvennyh radionuklidov v lesnyh ekosistemah zapovednika “Bol'shaya Kokshaga” // Vestnik Povolzhskogo gosudarstvennogo tekhnologicheskogo universiteta. Seriya: Les. Ekologiya. Prirodopol'zovanie. 2013. № 4 (20). S. 76–87.
  23. Раздайводин А.Н., Марадудин И.И., Радин А.И. Радиоэкологические проблемы в лесах России // Лесохозяйственная информация. 2019. № 3. С. 116–133.
  24. Razdajvodin A.N., Maradudin I.I., Radin A.I. Radioekologicheskie problemy v lesah Rossii // Lesohozyajstvennaya informaciya. 2019. № 3. P. 116–133.
  25. Инструкция по проведению радиационного обследования лесосек главного пользования в различных типах лесорастительных условий // Науч.-техн. информ. в лесном хозяйстве. Минск. 2005. Вып. 11. С. 3–30.
  26. Instrukciya po provedeniyu radiacionnogo obsledovaniya lesosek glavnogo pol'zovaniya v razlichnyh tipah lesorastitel'nyh uslovij // Nauch.-tekhn. inform. v lesnom hozyajstve. Minsk. 2005. Vyp. 11. P. 3–30.
  27. Holiaka D., Yoschenko V., Levchuka S., Kashparov V. Distributions of Cs 137 and Sr 90 activity concentrations in trunk of Scots pine (Pinus sylvestris L.) in the Chernobyl zone // J. Environ. Radioactivity. 2020. V. 222. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2020.106319
  28. Карпов А.Д., Горбунов И.Ю., Калнин В.В. Колебательный характер вертикального распределения Cs 137 в коре Сосны обыкновенной // Доклады российской академии наук. Науки о жизни. 2023. Т. 512 С. 506–510.
  29. Karpov A.D., Gorbunov I.Yu., Kalnin V.V. Kolebatel'nyj harakter vertikal'nogo raspredeleniya Cs 137 v kore Sosny obyknovennoj // Doklady rossijskoj akademii nauk. Nauki o zhizni. 2023. T. 512. P. 506–510.
  30. Румянцев Д.Е., Черакшев А.В. Методические подходы для определения возраста деревьев // Принципы экологии. 2020. № 4 (38). С. 104–117.
  31. Rumyancev D.E., Cherakshev A.V. Metodicheskie podhody dlya opredeleniya vozrasta derev'ev // Principy ekologii. 2020. № 4 (38). P. 104–117.
  32. Белов А.А., Раздайводин А.Н., Жарников С.А. Устройство для отбора проб почвы // Патент на полезную модель № 178182 от 26.06.2017 г.
  33. Belov A.A., Razdajvodin A.N., ZHarnikov S.A. Ustrojstvo dlya otbora prob pochvy // Patent na poleznuyu model' № 178182 ot 26.06.2017 g.
  34. Активность радионуклидов в счетных образцах. Методика измерений на гамма-спектрометрах с использованием программного обеспечения “SpectraLine” // Свидетельство об аттестации № 43151.4Б207/01.00294–2010 от 28.02.2014 г.
  35. Aktivnost' radionuklidov v schetnyh obrazcah. Metodika izmerenij na gamma-spektrometrah s ispol'zovaniem programmnogo obespecheniya “Spec­traLine”. // Svidetel'stvo ob attestacii № 43151.4B207/01.00294-2010 ot 28.02.2014 g.
  36. Savitzky A., Golay M.J. Smoothing and differentiation of data by simplified least squares procedures // Anal. Chem. 1964. Vol. 36.Р. 1627–1639.
  37. Близнецов М.Т. Модифицированный Фурье-анализ и Вейвлет-анализ // Геофизика. 2006. № 3. С. 3–8.
  38. Bliznecov M.T. Modificirovannyj Fur'e-analiz i Vejvlet-analiz // Geofizika. 2006. № 3. P. 3–8.
  39. Яковлева А.А. Спектральный и факторный анализ: их взаимосвязь и неоднородность выборки // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2012. № 4. С. 34–37.
  40. Yakovleva A.A. Spektral'nyj i faktornyj analiz: ih vzaimosvyaz' i neodnorodnost' vyborki // Aktual'nye problemy gumanitarnyh i estestvennyh nauk. 2012. № 4. P. 34–37.
  41. Буреева Н.Н. Многомерный статистический анализ с использованием ППП “STATISTICA” // Учебно-методический материал по программе повышения квалификации “Применение программных средств в научных исследованиях и преподавании математики и механики”. Нижний Новгород, 2007. 112 с.
  42. Bureeva N.N. Mnogomernyj statisticheskij analiz s ispol'zovaniem PPP “STATISTICA” // Uchebno-metodicheskij material po programme povysheniya kvalifikacii “Primenenie programmnyh sredstv v nauchnyh issledovaniyah i prepodavanii matematiki i mekhaniki”. Nizhnij Novgorod, 2007. 112 p.
  43. Терентьева Э.П., Удовенко Н.К., Павлова Е.А. Химия древесины, целлюлозы и синтетических полимеров: учебное пособие // СПбГТУРП. — СПб., 2015. Ч. 2.  83 с.
  44. Terent'eva E.P., Udovenko N.K., Pavlova E.A. Himiya drevesiny, cellyulozy i sinteticheskih polimerov: uchebnoe posobie // SPbGTURP.  SPb., 2015. CH. 2.  83 p.
  45. Крамер П.Д. Физиология древесных растений: Пер. с анг.  М.: Лесн. пром-сть, 1983.  464 с.
  46. Kramer P.D. Fiziologiya drevesnyh rastenij: Per. s ang.  M.: Lesn. prom-st', 1983. 464 p.
  47. Volkov V.S. Investigation of oppositely directed water flows in roots as an approach to the identification of plants integral hydrodynamic system // Acta Hortic. 458, 247–252. https://doi.org/10.17660/ActaHortic.1998.458.30
  48. Кузьмина Е.Г. Ботаника: анатомия и морфология растений: учебное пособие // Астраханский государственный технический университет.  Астрахань. 2017. 184 с.
  49. Kuz'mina E.G. Botanika: anatomiya i morfologiya rastenij: uchebnoe posobie // Astrahanskij gosudarstvennyj tekhnicheskij universitet.  Astrahan'. 2017. 184 р.
  50. Bossew P. Handbook of Parameter Values for the Prediction of Radionuclide Transfer in Terrestrial and Freshwater Environments. IAEA Technical reports series 472 (STI/DOC/010/472); 2010. p. 208.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025