Низькофонові дослідження ґрунтів та намулів рік Карпат: техногенні та природні фактори
Представлено результати дослідження гамма-активності ґрунтів Карпатського регіону та намулів з трьох його найбільших рік – Ужа, Латориці та Боржави, що засвідчили чутливість екосистеми Карпат до факторів життєдіяльності людини. Показано особливості просторового та сезонного вмісту найбільш поширених...
Saved in:
| Published in: | Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля |
|---|---|
| Date: | 2010 |
| Main Authors: | , , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України
2010
|
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/59014 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Низькофонові дослідження ґрунтів та намулів рік Карпат: техногенні та природні фактори / В.А. Грабовський, О.С. Дзендзелюк, А.В. Трофімук, М.В. Фронтасьєва, Н.І. Сватюк, В.Т. Маслюк // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2010. — Вип. 14. — С. 126–134. — Бібліогр.: 21 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860182330041171968 |
|---|---|
| author | Грабовський, В.А. Дзендзелюк, О.С. Трофімук, А.В. Фронтасьєва, М.В. Сватюк, Н.І. Маслюк В.Т. |
| author_facet | Грабовський, В.А. Дзендзелюк, О.С. Трофімук, А.В. Фронтасьєва, М.В. Сватюк, Н.І. Маслюк В.Т. |
| citation_txt | Низькофонові дослідження ґрунтів та намулів рік Карпат: техногенні та природні фактори / В.А. Грабовський, О.С. Дзендзелюк, А.В. Трофімук, М.В. Фронтасьєва, Н.І. Сватюк, В.Т. Маслюк // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2010. — Вип. 14. — С. 126–134. — Бібліогр.: 21 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля |
| description | Представлено результати дослідження гамма-активності ґрунтів Карпатського регіону та намулів з трьох його найбільших рік – Ужа, Латориці та Боржави, що засвідчили чутливість екосистеми Карпат до факторів життєдіяльності людини. Показано особливості просторового та сезонного вмісту найбільш поширених радіонуклідів - техногенних та геохімічних міток гірських регіонів. Зроблено висновок, що процес самоочищення Карпат проявляється в циклічному характері вмісту радіонуклідів у намулах рік унаслідок їхнього вимивання з ґрунтів.
Представлены результаты исследования гамма-активности почв и донных отложений трех крупнейших рек Карпатского региона - Ужа, Латорицы и Боржавы, свидетельствующих о чувствительности экосистемы Карпат к факторам жизнедеятельности человека. Установлены особенности пространственного и сезонного содержания наиболее распространенных радионуклидов, которые являются техногенными и геохимическими метками горных регионов. Сделан вывод, что процесс самоочищения Карпат проявляется в циклическом характере содержания радионуклидов в донных отложениях рек вследствие их вымывания из окружающей почвы.
The results of the study of natural gamma activity of soil and sediments of the Carpathian region’s biggest rivers as Uzh, Latoritsy and Borzhava demonstrate the sensitivity of mountain ecosystems to the factors of human life. We investigate the features of spatial and seasonal contents of the most common radionuclides which serve as markers of the industrial and geochemical features of the mountain regions. It was concluded that the process of Carpathians mountains self purification have the cyclical nature of the radionuclides content caused their washing from soils.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:02:34Z |
| format | Article |
| fulltext |
126 ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 14 2010
УДК 004.5, 537.5
НИЗЬКОФОНОВІ ДОСЛІДЖЕННЯ ҐРУНТІВ ТА НАМУЛІВ РІК КАРПАТ:
ТЕХНОГЕННІ ТА ПРИРОДНІ ФАКТОРИ
© 2010 p. В. А. Грабовський1, О. С. Дзендзелюк1, А. В. Трофімук1,
М. В. Фронтасьєва2, Н. І. Сватюк3, В. Т. Маслюк3
1
Львівський національний університет імені Івана Франка, Львів
2
Об’єднаний інститут ядерних досліджень, Дубна, Росія
3
Інститут електронної фізики НАН України, Ужгород
Представлено результати дослідження гамма-активності ґрунтів Карпатського регіону та на-
мулів з трьох його найбільших рік – Ужа, Латориці та Боржави, що засвідчили чутливість екосистеми
Карпат до факторів життєдіяльності людини. Показано особливості просторового та сезонного вмісту
найбільш поширених радіонуклідів - техногенних та геохімічних міток гірських регіонів. Зроблено
висновок, що процес самоочищення Карпат проявляється в циклічному характері вмісту радіонуклі-
дів у намулах рік унаслідок їхнього вимивання з ґрунтів.
Ключові слова: природна гамма-активність, Карпати, ґрунти, намули рік, радіоцезій, міграція
радіонуклідів, геохімія, самоочищення гір.
Вступ
Відомо, що гірські утворення відіграють важливу роль при формуванні водних ресур-
сів і повітряних потоків для значних територій. З іншого боку, гірські хребти ефективно аку-
мулюють важкі хімічні елементи та інші продукти життєдіяльності людини, що переносяться
повітряними потоками. Остаточний характер та динаміка поширення гамма-активних нуклі-
дів (ГАН) визначаються фізико-хімічними властивостями ґрунтів та інтенсивністю сорбції їх
фітомасою (див. [1, 2]). Наявність і співвідношення важких хімічних елементів, природних і
штучних ГАН може служити «мітками» як геохімічних показників регіону, так і інтенсивно-
сті в ньому урбанізаційних процесів.
Чорнобильська катастрофа 26 квітня 1986 р. суттєво змінила радіаційну ситуацію не
тільки в Україні, але й у Європі та у світі загалом [3, 4]. Викид значної кількості радіоактив-
них ізотопів з аварійного блока ЧАЕС, перенесення їх з повітряними масами та наступне
осадження спричинили глобальний характер забруднення довкілля, а варіації погодних умов
на момент осаджень та розмаїття природних ландшафтів зумовили його мозаїчність [5, 6].
Такі ж наслідки спричиняють викиди енергетичних блоків АЕС і промислових підприємств
та відходи виробничої діяльності людини.
Тому радіоекологічні дослідження довкілля знаходяться в числі важливих та актуаль-
них для оцінки впливу техногенних факторів на стан довкілля. Є потреба в розробці системи
моніторингу вмісту певних радіонуклідів – «маркерів» використання ядерних технологій чи
інтенсивності виробничої діяльності – у зразках ґрунтів, намулів, води тощо. Це особливо
стосується гірських районів Карпат, які є своєрідними природними перепонами на шляху
хмар з радіоактивними та промисловими викидами, що впливають на переміщення повітря-
них потоків і зумовлюють утворення локальних плям забруднення на значних віддалях від
місця викидів і які протягом тривалого часу акумулюють важкі метали та радіоактивні нук-
ліди, що переносяться повітряними потоками [7]. Є підстави вважати, що такі ж закономір-
ності мають місце й для інших гірських масивів Європи [3, 7, 8]. Тому важливо вияснити на-
ступні питання:
які характеристики (часові, сезонні, просторові) техногенної активності людини мо-
жуть бути відображені через ізотопний склад радіонуклідів ґрунтів та намулів рік;
чи існують і наскільки ефективні механізми «самоочищення» довкілля від продуктів
життєдіяльності людини;
яким чином особливості хіміко-геологічної будови регіону можуть впливати на спів-
відношення ізотопів різних природних рядів.
НИЗЬКОФОНОВІ ДОСЛІДЖЕННЯ ҐРУНТІВ ТА НАМУЛІВ РІК КАРПАТ
________________________________________________________________________________________________________________________
ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 14 2010 127
У даній роботі представлено результати проведених у 2004 - 2008 рр. низькофонових
досліджень гамма-активності зразків ґрунтів та намулів рік Карпат, які є природними пере-
понами на шляху хмар з радіоактивними та промисловими викидами зі сходу та заходу Єв-
ропейського континенту. Предметом дослідження були просторові та сезонні особливості
накопичення техногенних та природних радіонуклідів у ландшафтних зразках гірських райо-
нів та динаміка зміни їх вмісту в намулах рік. Останнє важливо для встановлення особливос-
тей гідрологічного механізму самоочищення гір.
Методика пробовідбору та досліджень
Об’єктом дослідження був вміст ГАН у зразках ґрунтів та намулів рік гірських райо-
нів Карпат, відібраних протягом 2004 - 2008 рр. Досліджувався питомий вміст ГАН природ-
них рядів урану 238U (214Pb, 214Bi, 226Ra), торію 232Th (212Pb, 212Bi, 228Ac, 208Tl), а також природ-
ного 40K та техногенного 137Cs.
Пробовідбори зразків. Проби ґрунтів здійснювалися на території трьох областей:
Івано-Франківської – на території в околі смт. Єзупіль Галицького району й у Чорногірсько-
му масиві (на вершині г. Говерла (2061 м над рівнем моря), її схилах (1330 та 1880 м) та біля
підніжжя (на території географічного стаціонару Львівського національного університету
імені Івана Франка, 970 м), на вершині г. Пожижевська (1822 м), на березі о. Несамовите
(1750 м), розміщеного в улоговинній ділянці між горами Туркул та Пожижевська, у районі
вершин гір Туркул (1856 м) та Данціж (1848 м); Закарпатської – в околі станції Карпати Му-
качівського району та с. Кваси Рахівського району; Львівської – біля с. Вовче Турківського
та смт. Славське Сколівського районів.
Пробовідбори ж намулів відбиралися з трьох найбільших рік Закарпаття (Боржава,
Латориця та Уж). Зразки відбиралися в точках русел рік, віддаль між якими була в межах 10 -
20 км; перепад висот по руслу річок становив 200 - 400 м.
Методика дослідження. Вимірювання активності досліджуваних проб проводилися в
низькофонових лабораторіях Львівського національного університету імені Івана Франка
(ЛНУ) та Інституту електронної фізики НАН України (ІЕФ) із застосуванням стандартних
методик [9]. Дослідження ґрунтів проводилися в акредитованій лабораторії гамма-
спектрометрії ЛНУ на спектрометрі з детектором ДГДК-100В. Для визначення розподілу
вмісту 137Cs в ґрунтах Чорногори з глибини в липні 2005 р. було здійснено пошаровий (для
шарів на глибинах 0 - 5, 5 - 10, 10 - 15 і 15 - 20 см) відбір проб ґрунтів на вершині г. Говерла,
на березі оз. Несамовите та на території географічного стаціонару ЛНУ, де в першій декаді
вересня 2006 р. було здійснено також відбір проб на глибину до 20 см посантиметрово. Це
дало змогу визначити як детальний вертикальний профіль розподілу питомої активності ра-
діонуклідів у поверхневому шарі ґрунту, так і їхній вміст (Бк/м2) у кожному шарі.
Вимірювання питомої активності проб донних відкладень (ІЕФ) проводилися на гам-
ма-спектрометричному комплексі "SBS-40" з коаксіальним напівпровідниковим Ge(Li)- де-
тектором, ефективний об'єм якого 100 см3 [10]. Пробовідбір зразків мулу річок масою по
1500–2000 г здійснювався ручним методом з глибини 2 - 15 см з використанням драг; їхнє
висушування здійснювалося згідно з ДСТУ 5180-84. Дрейф, роздільна здатність контролю-
валися постійно протягом часу вимірювань. Проведена серія вимірювань власного фону
установки протягом тривалого часу (від 4 до 30 год) указує на його сталість, а для забезпе-
чення достовірності даних час вимірювання одного зразка становив 5000 с.
Результати досліджень та їхнє обговорення
Комплексний характер запропонованих досліджень дає змогу провести вивчення осо-
бливості акумулювання та поширення ГАН на гірських ділянках Карпат, а також їхні зміни в
залежності від сезонних та географічних факторів. Перша частина завдання потребує даних
моніторингу ґрунтів відкритих ділянок Карпат, вивчення в них характеру переміщення ГАН
у вертикальному та горизонтальному напрямках, впливу рельєфу місцевості, типу ґрунтів,
В. А. ГРАБОВСЬКИЙ, О. С. ДЗЕНДЗЕЛЮК, А. В. ТРОФІМУК ТА ІН.
________________________________________________________________________________________________________________________
ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 14 2010 128
рослинності та фізико-хімічних властивостей нукліда. Вивчення ж динаміки нагромадження
або очищення гір від продуктів діяльності людини зручно проводити на зразках донних відк-
ладень гірських річок, хімічний та ізотопний склад яких формується під впливом геохімічних
компонент, умов водозбору на даній території, впливом віддалених угору (високогірних) ді-
лянок річок, метеоумовами та сезонними факторами.
Грунти. Дані радіоспектрометричних досліджень ґрунтів гірських районів Карпат за-
свідчують, що вміст радіоцезію в ґрунтах закарпатського передгір’я (в околі станції Карпати
Закарпатської області) становить 2,7 кБк/м2 (що узгоджується з даними, наведеними в [3]) і
майже втричі менший від мінімального та у восьмеро від максимального значення його вміс-
ту в ґрунтах Чорногірського хребта. Аналогічними (близько 3 - 5 кБк/м2 і менше) є щільності
забруднення радіонуклідом ґрунтів гірських прикарпатських районів Львівщини – Стрийсь-
кого, Сколівського, Турківського, Старосамбірського [11]. У пробах ґрунтів, відібраних на
території смт. Єзупіль Івано-Франківської області, 137Cs практично відсутній – очевидно, під
час післячорнобильських осаджень з хмар із радіоактивними чорнобильськими викидами ін-
тенсивних опадів на його території або не спостерігалося, або ж радіоактивні хмари обійшли
цю місцевість стороною.
Для ґрунтів району Чорногори вміст радіонукліда у приповерхневому 20-сантиметро-
вому шарі ґрунту помітно змінюється з висотою місцевості, з якої було відібрано пробу, і до-
сягає максимальних значень на вершині г. Говерла (2061 м) та на території географічного
стаціонару ЛНУ (970 м); проміжних значень вміст цезію набуває на вершинах гір Пожижев-
ська (1822 м) та Туркул (1856 м), на схилах г. Говерла (1888 м, 1330 м) і стає найменшим для
ґрунту, відібраного в районі вершини г. Данціж (1848 м), на березі о. Несамовите (1750 м)
(рис. 1). У той же час явної залежності від висоти залягання ґрунту для питомої активності
цього радіонукліда не спостерігається. Причиною цього, очевидно, є те, що величину пито-
мої активності, окрім вмісту радіонукліда в шарі ґрунту, визначає ще й щільність ґрунту –
при однаковому вмісті радіонукліда в шарах ґрунтів, але при їхній різній щільності його пи-
тома активність може суттєво відрізнятися.
Рис. 1. Залежність вмісту 137Cs в ґрунтах Чорногірського хребта (стовпчики, кБк/м2) та активності
радіоцезію (лінія, Бк/кг) від висоти над рівнем моря: 1 – 2061 м (вершина г. Говерла); 2, 8 – 1888 м,
1330 м (схил г. Говерла); 3 – 1856 м (г. Туркул); 4 – 1848 м (г. Данціж); 5 – 1822 м (вершина г. Пожи-
жевська); 6 – 1750 м (берег оз. Несамовите); 7 – 1430 м (г. Кукуль); 9, 10 – 970 м (відкрита та лісова
ділянки території географічного стаціонару ЛНУ).
У міграції ж радіонуклідів по біологічних ланцюжках ґрунт є початковою ланкою. Ве-
ртикальна міграція 137Cs і 90Sr у ґрунті протікає з дуже малою швидкістю, а отже, основна
частина радіонуклідів зосереджена в межах корневмісного шару [6]. Слід відзначити, що фі-
зико-хімічні властивості грунтів досліджуваної території характеризуються рядом специ-
фічних особливостей. Це досить висока актуальна, обмінна й гідролітична кислотність. На
даний момент установлено, що поглинання радіонуклідів ґрунтом збільшується із зниженням
кислотності ґрунту, зростанням вмісту органічної речовини ґрунту, ємності катіонного обмі-
ну та вмісту обмінного кальцію. Розчинність більшості мікроелементів живлення та потен-
ційно токсичних мікроелементів сильно залежить від величини рН. Для більшості елемен-
НИЗЬКОФОНОВІ ДОСЛІДЖЕННЯ ҐРУНТІВ ТА НАМУЛІВ РІК КАРПАТ
________________________________________________________________________________________________________________________
ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 14 2010 129
тів їхня розчинність зростає із збільшенням кислотності. Інші процеси, що впливають на
поведінку елементів у ґрунтах (катіонний обмін, сорбція, десорбція), також залежать від
рН. Кислі ґрунти, рН яких < 5,5, сприяють зниженню доступності рослинам кальцію, отже
збільшують вірогідність включення 90Sr у біологічний ланцюг живлення. Однак чи не най-
головнішим фактором є наявність у ньому певних видів рослинності, особливо хвойних
дерев, підстилка яких тривалий час зберігає радіоцезій окремих представників ягідних,
лікарських рослин, мохового покриву тощо. Однак після мінералізації хвойних опадів зна-
чна частина акумульованого у хвойній підстилці радіонуклідів стає рухливою і внаслідок
дії природних факторів (передусім під дією вологи) починає інтенсивно надходити в грунт
і, відповідно, мігрувати в ньому. Завдяки особливостям переходу радіоцезію з підстилки в
грунт виникають умови для значної затримки переходу радіоцезію вглиб ґрунту; унаслідок
цього з часом можуть сформуватись вищі, порівняно з відкритими ділянками, щільності
радіоактивного забруднення його поверхневого шару. Про залежність вмісту ГАН у грун-
тах від їхньої кислотності повідомлялося також у роботі [12].
Так, для прикладу, вміст радіоцезію у ґрунтах відкритої та лісової ділянок з географі-
чного стаціонару ЛНУ є майже однаковим (біля 22 кБк/м2), тоді як його питома активність у
них відрізняється майже у два рази завдяки саме різниці в щільності ґрунтів. Це свідчить про
те, що саме вміст радіонукліда у приповерхневому 20-сантиметровому шарі ґрунту (тобто
так звана щільність забруднення ним ґрунту) є об’єктивнішою характеристикою радіоактив-
ного забруднення ґрунтів, ніж його питома активність.
Отримані вище дані розподілу вмісту 137Cs в ґрунтах Чорногори за висотою їхнього
розміщення над рівнем моря не зовсім узгоджуються з аналогічними результатами, отрима-
ними в [13] при дослідженні радіоактивності ґрунтів Польських Татр. Автори цього дослі-
дження знайшли, що максимальний вміст радіонукліда в ґрунтах Татр припадає на висоти
близько 1300 м над рівнем моря і зменшується зі зростанням висоти понад неї, а його підви-
щений вміст у долинах між горами може бути зумовлений “змиванням” 137Cs з крутосхилів.
Однак урахуванням лише самого “змивання” не можна, на нашу думку, пояснити спостере-
жувану на рис. 1 висотну залежність вмісту радіоцезію в ґрунтах Чорногірського масиву.
Очевидно, свою роль тут відіграв і розподіл за висотами аерозольних часток із радіонукліда-
ми в радіоактивних хмарах під час постчорнобильських випадінь, і кліматичні особливості
регіону масиву, і фізико-хімічний та гранулометричний склад ґрунтів та їхній рослинний по-
крив.
Міграція осаджених радіонуклідів у ґрунті з часом зумовила відповідну часову зміну
вертикального профілю їхнього вмісту в ґрунтах. На неї, як відомо, впливає низка чинників,
найвпливовішими серед яких є дифузія та направлене перенесення радіонукліда. Суттєво
впливають і кліматичні чинники, зокрема температурний режим території, тривалість літньо-
го та зимового сезонів, вид та інтенсивність атмосферних опадів тощо [6, 14].
Розподіл вмісту радіоцезію (з кроком у 5 см) у шарах ґрунтів на вершині г. Говерла,
на березі оз. Несамовите та на відкритій і залісненій ділянках території географічного стаці-
онару ЛНУ за глибиною показано на рис. 2. На рис. 3 представлено посантиметрову зміну
розподілу вмісту 137Cs в ґрунті лісової ділянки з території географічного стаціонару ЛНУ.
Із представлених діаграм видно, що найбільша частка запасу радіонукліда (близько
80 %) у розглянутих ґрунтах зосереджена в їхньому верхньому 5-сантиметровому шарі.
Щільність забруднення 137Cs ґрунту на вершині г. Говерла та біля її підніжжя практично од-
накова і становить близько 21 ± 2 кБк/м2 (0,56 ± 0,5 Кі/км2), а розподіл його вмісту з глиби-
ною в цих ґрунтах не відрізняється суттєво, незважаючи на значний (понад 1000 м) перепад
висот та відповідні відмінності в температурному та кліматичному режимах вершини г. Го-
верла та її підніжжя. Це дає підстави зробити припущення, що не існує й принципових від-
мінностей в особливостях міграції даного радіонукліда в них.
Ураховуючи помітне забруднення ґрунтів Чорногірського масиву 137Cs та особливості
вертикальних профілів розподілу його вмісту в них, слід було б очікувати помітного забруд-
В. А. ГРАБОВСЬКИЙ, О. С. ДЗЕНДЗЕЛЮК, А. В. ТРОФІМУК ТА ІН.
________________________________________________________________________________________________________________________
ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 14 2010 130
нення ним представників рослинного світу, коренева система яких розміщена переважно у
верхньому шарі ґрунту. До останніх, зокрема, належать гриби, міцелій більшості видів яких
розміщений переважно саме у 5 - 10-сантиметровому шарі ґрунту [15], а також багато видів
лікарських рослин, у тому числі деякі ягідні. Однак у Чорногорі, незважаючи на досить зна-
чну присутність радіонукліда в приповерхневому шарі ґрунтів, не спостерігається значного
забруднення ним рослин і грибів. Очевидно, на перехід радіонукліда з ґрунту в рослину сут-
тєво впливають, поряд з його кількістю в прикореневому шарі ґрунту, й інші фактори, серед
яких на перший план виходить закріплення радіонукліда на ґрунтових (насамперед глинис-
тих та гумусових) комплексах, що перешкоджає надходженню наявного в прикореневому
шарі ґрунту радіонукліда в органи рослини [6].
Рис. 2. Залежність вмісту 137Cs в шарах ґрунту з вершини г. Говерла (Р1), оз. Несамовите (Р2), з відк-
ритої (Р3) та лісової (Р4) ділянок географічного стаціонару ЛНУ: 1 – 0 - 5 см; 2 – 5 - 10 см; 3 – 10 - 15
см; 4 – 15 - 20 см.
Рис. 3. Залежність щільності забруднення 137Cs від глибини ґрунту, відібраного на лісовій ділянці
території географічного стаціонару ЛНУ.
Підтвердженням вищенаведеному є результат порівняння вмісту радіоцезію в рос-
линах та грибах одного виду з Чорногори та Шацького національного природного парку
(ШНПП), що показує майже однаковий (і навіть більший для рослин з ШНПП порівняно з
Чорногорою) його вміст у рослинах при більшій у 6-7 разів щільності забруднення ґрунтів
радіоцезієм саме в Чорногорі. Так, питома активність 137Cs в білих грибах, відібраних у вере-
сні 2007 р. з території Чорногори, прилеглої до географічного стаціонару ЛНУ, є в межах
460 - 700 Бк/кг при його вмісті в ґрунті близько 22 кБк/м2, тоді як на території ШНПП ві-
дповідні величини для відібраних у цей же проміжок часу білих грибів становлять 560 - 840
Бк/кг при вмісті близько 3-4 кБк/м2. Очевидно, саме бідніші на гумус та кисліші ґрунти
ШНПП унаслідок більшої рухливості в них радіонукліда й забезпечують кращі умови для
засвоєння його грибами й рослинами і, як наслідок, їхнього більшого забруднення 137Cs.
НИЗЬКОФОНОВІ ДОСЛІДЖЕННЯ ҐРУНТІВ ТА НАМУЛІВ РІК КАРПАТ
________________________________________________________________________________________________________________________
ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 14 2010 131
Таким чином, ураховуючи незначну міграцію радіоцезію вглиб ґрунту та спостережу-
вану тенденцію до її зменшення з часом [6], можна зробити висновок про присутність радіо-
нукліда у верхньому 20-сантиметровому шарі ґрунтів Карпатського регіону ще протягом
тривалого часу. Зменшення ж переходу наявного в ньому 137Cs в рослини може бути зумов-
лене як природним розпадом радіонукліда, так і зменшенням з часом його доступності коре-
невим системам рослин через закріплення на ґрунтових комплексах.
Донні відкладення гірських рік. Установлені для ґрунтів особливості поширення та
міграції ГАН мають також відображатися в даних дослідження намулів гірських рік Карпат.
Як указувалося вище, донні осади містять багато органічної речовини та мінерального колої-
дного матеріалу, а тому є хорошими сорбентами й певною мірою фіксують радіонуклідний
склад води [16, 17]. Для досліджуваних гірських рік Закарпаття вибрано схему з початком
пробовідбору у верхів’ї річки, де вплив людини на екосистему найменший; інші ж точки ви-
бираються нижче по течії річки, де антропогенне навантаження зростає за рахунок збільшен-
ня густини населення, кількості неочищених стічних вод, що відводяться в річку, зростання
кількості неконтрольованих сміттєзвалищ уздовж берегів та зменшення лісистості. Оскільки
віддаль між точками пробовідбору не перевищує 6 - 10 км, це дає змогу встановити джерела
та шляхи потрапляння радіонуклідів у донні відкладення цих річок. Слід урахувати, що на-
мули річок дають інформацію не лише про ступінь впливу техногенних факторів, але й про
хіміко-геологічний склад регіону водозбору [18]. Закономірності та параметри останнього
можуть бути встановлені через вміст ГАН уранового та торієвого рядів.
Дослідження показали, що питомий вміст радіоцезію в донних відкладеннях рік Зака-
рпаття змінюється в межах від 1,5 до 7 Бк/кг, що свідчить про низьку концентрацію 137Cs в
досліджуваному регіоні. Це можна пояснити тим, що вертикальне перенесення цезію відбу-
вається з фільтруванням водяних потоків і пов'язане з життєдіяльністю ґрунтових мікроорга-
нізмів, винесенням ґрунтових часточок з кореневого шару в намули гірських річок. Рухли-
вість і біологічна доступність нукліда з часом знижується в результаті переходу в "слабооб-
мінний " стан і проявляється лише під час сезонних коливань його активності. Дослідження
показали, що можна говорити про процес "самоочищення" гір під час повеней. Процес "са-
моочищення" верхнього шару гір відбувається за рахунок вертикальної міграції (перенесен-
ня) радіонуклідів від однієї точки пробовідбору до іншої вздовж русла ріки та в незначній
мірі внаслідок природного радіоактивного розпаду.
На рис. 4 відображено часову залежність (12 червня – грудень 2006 р., і далі так) пи-
томої активності 137Cs для трьох рік Закарпаття, встановлену протягом 2006 - 2008 рр. Як
видно, вміст 137Cs в намулах рік відображає сезонні осциляції рівнів води, причому максима-
льні концентрації спостерігаються у посушливі періоди року (травень - серпень), коли рівні
води рік найменші. Дослідження показують, що така ж поведінка має місце й для інших ра-
2
3
4
5
6
7
Б
к
/к
г
1
2
3
11.088.084.088.07
Т, міс
12.074.0712.06
3
2
1
Рис. 4. Сезонні осциляції питомого вмісту 137Cs в намулах рік Закарпаття:
1 - 3 - дані по ріках Боржава, Уж та Латориця відповідно.
В. А. ГРАБОВСЬКИЙ, О. С. ДЗЕНДЗЕЛЮК, А. В. ТРОФІМУК ТА ІН.
________________________________________________________________________________________________________________________
ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 14 2010 132
діонуклідів, тобто влітку, в посушливі місяці, проходить акумуляція радіонуклідів намулами
рік, що проявляється у збільшенні їхньої питомої активності; в інші пори року, коли рівні во-
ди рік та швидкість течії високі, відбувається обновлення хімічних компонент донних відк-
ладень і вимивання з них ГАН та важких металів.
Ураховуючи, що, окрім 137Cs та 40К, у намулах гірських рік нами визначався також
вміст ГАН радієвого та торієвого природних рядів, цікаво дослідити ступінь кореляції між
ними для різних за висотою точок пробовідбору. Дослідження вказаних залежностей важли-
во для встановлення, наприклад, просторових (за висотою) особливостей концентрації тех-
ногенних чи природних ГАН, характеру їхньої багатовимірної кластеризації за ознаковими
(техногенними, природними) групами, можливості встановлення базових факторів для пояс-
нення поширення ГАН уздовж русел гірських рік [19, 20].
Результати багатовимірної статистичної обробки вмісту ГАН щодо даних пробовідбо-
ру донних відкладень р. Боржава наведено на рис. 5. Для характеристики вмісту ГАН ряду
238U нами вибрано ізотоп 214Bi, а для 232Th - відповідно 212Pb (цифри 1 - 4 належать точкам
пробовідбору, починаючи від вершини гори, вибраних біля населених пунктів, сел Березни-
ки, Кушниця, Довге та Білки відповідно). Аналіз дендрограми (б) свідчить про різний харак-
тер групування техногенних 137Cs та природних (ураново-торієвих рядів та 40К) ізотопів,
причому залежно від точки пробовідбору мають місце сильні кореляційні залежності (малий
параметр об’єднання L) за вмістом 137Cs для низинних точок (3, 4) та за 40К для точок у вер-
хів’ї гори (1, 2). Це є свідченням універсального характеру нагромадження техногенних ГАН
(137Cs) у низинах рік унаслідок „самоочищення” гір, тоді як кореляція між природними ГАН,
прикладом яких є 40К, має місце для точок пробовідбору у верхів’ї гір.
K40_1 K40_2
K40_3
K40_4
Cs137_1
Cs137_2
Cs137_3
Cs137_4
Pb212_1
Pb212_2
Pb212_3
Pb212_4
Bi214_1
Bi214_2
Bi214_3
Bi214_4
-1,0 -0,9 -0,8 -0,7 -0,6 -0,5 -0,4 -0,3 -0,2
Фактор 1: 61.74%
-0,6
-0,4
-0,2
0,0
0,2
0,4
0,6
0,8
Ф
а
к
т
о
р
2
:
1
8
.9
7
%
P
b
21
2_
4
C
s1
37
_1
C
s1
37
_4
C
s1
37
_3
K
40
_4
P
b
21
2_
3
C
s1
37
_2
P
b
21
2_
2
B
i2
14
_3
B
i2
14
_4
B
i2
14
_2
B
i2
14
_1
P
b
21
2_
1
K
40
_3
K
40
_2
K
40
_1
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
3,5
4,0
В
ід
с
та
н
н
і
о
б
'є
д
н
а
н
н
я
а б
Рис. 5. Результати факторного (а) та кластерного (б) аналізу ГАН техногенного (137Cs_і)
та природного (214Bi_і, 212Pb_і, 40К_і) походження і = 1,4 вздовж русла р. Боржава за даними пробові-
дбору 2006 - 2008 рр.
Цікавим є факт кластеризації ГАН уранового та торієвого рядів, що проявляється на
рис. 5 (а та б), можливість виділення спільних факторів, що впливають на вміст указаних
ГАН у зразках намулів. Слід урахувати, що у стані радіоактивної рівноваги активності вказа-
них ізотопів однакові й визначаються присутністю материнських радіонуклідів (238U, 232Th).
У відкритій системі, якою є річні намули, радіоактивна рівновага може бути порушена в ре-
зультаті вимивання водою, механічного переміщення чи хімічної реакції атомів одних членів
ряду відносно інших [20, 21]. Однак суттєве порушення рівноваги можливе лише при пере-
міщенні атомів на відстань, що перевищує розмір системи, і за час, менший, ніж той, що не-
обхідний для відновлення рівноваги. У нашому випадку, наявність кластеризації ГАН – «мі-
ток» ураново-торієвого рядів уздовж русла ріки – може служити характеристикою хіміко-
геологічних особливостей регіону, де вона протікає.
НИЗЬКОФОНОВІ ДОСЛІДЖЕННЯ ҐРУНТІВ ТА НАМУЛІВ РІК КАРПАТ
________________________________________________________________________________________________________________________
ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 14 2010 133
Висновки
Таким чином, дослідження показали чутливість гірських утворень, зокрема екосисте-
ми Карпат, до техногенних факторів діяльності людини. Результати низькофонових дослі-
джень ґрунтів гірських районів Карпат та донних відкладень рік показали можливість конт-
ролю інтенсивності та характеру урбанізаційних процесів прилеглих регіонів. Показано, що
гори активно сорбують продукти життєдіяльності людини та розподіляють їх по каналах від-
повідних екосистем, а для кожного ГАН існує свій вертикальний розподіл за глибиною ґрун-
ту. Процес самоочищення гірських ландшафтів пов’язаний із вимиванням важких металів та
ГАН з поверхневих шарів ґрунту, перенесенням їх у донні відкладення рік, а потім, у період
дощів, танення снігу - подальшим переміщенням у низинні райони. Дослідження показали
циклічний характер цього процесу, інтенсивність якого найвища в осінньо-весняний період.
Низькофонові гамма-спектрометричні дослідження ґрунтів та намулів рік важливі для
встановлення хіміко-геологічних особливостей будови регіону, що визначається складом та
співвідношенням хімічних елементів торієвого та уранових природних рядів. Використання
ядерно-фізичних методів для системних досліджень та організація екологічного моніторингу
гірських районів Карпат є важливим елементом контролю стану довкілля.
СПИСОК ЛІТЕРАТУРИ
1. Судницын И.И., Крупенина И.И, Фронтасьева М.В., Павлов С.С. Химический состав почв
г. Москва и г. Дубна // Агрохимия. - Июль 2009. - № 7. - С. 66 - 70.
http://www.maikonline.com/maik/showArticle.do?auid=VAFWSTFZTN
2. Паскевич С.А., Петров М.Ф. Оценка накопления 90Sr и 137Cs структурными элементами растите-
льных сообществ лугов и залежей зоны отчуждения // Проблеми Чорнобиля. - 2003. - Вип. 13. -
С. 155 - 162.
3. Atlas of caesium deposition on Europe after the Chernobyl accident – Luxenbourg, Office for official
publications of the Europian Communities, 1998. - 63 p.
4. Барьяхтара В.Г. Чернобыльская катастрофа. - К.: Наук. думка, 1995. - 560 с.
5. Краснов В.П. Радіоекологія лісів. Полісся України. - Житомир: Волинь, 1998. - 112 с.
6. Переволоцкий А.Н. Распределение 137Cs и 90Sr в лесных биогеоценозах. - Гомель: РНИУП "Инсти-
тут радиологии", 2006. - 255 с.
7. 20 років Чорнобильської катастрофи. Погляд у майбутнє: Національна доповідь України. - К.:
Атіка, 2006. - 224 с.
8. Pourcelota L., Louvata D., Gauthier-Lafayeb F. and Stilleb P. Formation of radioactivity enriched soils
in mountain areas // J. of Environ. Radioactivity. - 2003. - Vol. 68, Is. 3. - P. 215 - 233.
9. Грабовський В.А. Прикладна спектрометрія іонізуючих випромінювань: Навчальний посібник. -
Львів: Видавничий центр ЛНУ імені Івана Франка, 2008. - 296 с.
10. Парлаг О.О., Маслюк В.Т., Бузаш В.М. та ін. Вміст гамма-активних радіоізотопів донних відкла-
день малих річок Закарпаття // Науковий вісник Ужгородського університету. Сер. Хімія. - 2005.-
Вип. 13 - 14. - С. 180 - 185.
11. Влох О.Г., Грабовський В.А., Дзендзелюк О.С. Визначення ступеня забрудненостi Cs-137 територiї
населених пунктiв Львiвської областi // Экотехнологии и ресурсосберение. – 1994. - № 4. - С. 28 -
35.
12. Цикун Т.В., Симканич Н.І. Особливості хімічних та радіоекологічних показників ґрунтів заповід-
ників Закарпаття // Науковий вісник Ужгородського університету. Сер. Фізика. − 2007. − C. 169 -
172.
13. Kubica B., Mietelski J.W., Golas J. et al. Concentration of 137Cs, 40K, 238Pu and 139+240Pu Radionuclides
and Some Heavy Metals in Soil Samples from TWO Main Valleys from Tatra National Park // Polish
Journal of Environmental Studios. - 2002. - Vol. 11, No. 5. - P. 537 - 545.
14. Алексахина Р. М., Корнеева Н. А. Сельскохозяйственная радиоэкология. - М.: Экология, 1992. -
400 с.
15. Бурова Л.Г. Загадочный мир грибов. - М.: Наука, 1991. – 96 с.
16. Frontasyeva M.V. Nuclear and related analytical techniques for Life Sciences // Ovidius University An-
nals of Chemistry. - 2009. - Vol. 20, No. 1. - P. 11 - 18.
В. А. ГРАБОВСЬКИЙ, О. С. ДЗЕНДЗЕЛЮК, А. В. ТРОФІМУК ТА ІН.
________________________________________________________________________________________________________________________
ПРОБЛЕМИ БЕЗПЕКИ АТОМНИХ ЕЛЕКТРОСТАНЦІЙ І ЧОРНОБИЛЯ ВИП. 14 2010 134
17. Cristache C., Gméling K., Culicov O. et al. An ENAA and PGAA comparative study of anoxic Black
Sea sediments // Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry. - 2009. - Vol. 279, No. 1. - P. 7 -
12.
18. Симканич Н.І., Мучичка В.І. Кореляційні та часові залежності вмісту радіонуклідів в намулах гір-
ських рік Закарпаття: 2006-2008 рр. // Науковий вісник Ужгородського університету. Сер. Фізи-
ка. - 2009. - Вип. 21. - C. 234 - 238.
19. Боровиков В.П., Боровиков И.П. Статистический анализ и обработка даннвх в среде Windows. -
М.: ИИД "Филинь", 1998. - 608 с.
20. Титарева Н.А. Геохимия изотопов радиоактивных элементов (U, Th, Ra)
http://geo.web.ru/db/disser/view.html/mid=1171496
21. Титаева Н.А. Ядерная геохимия. - М.: Изд-во МГУ, 2000. - 312 с.
НИЗКОФОНОВЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЧВ И ДОННЫХ ОБЛОЖЕНИЙ РЕК КАРПАТ:
ТЕХНОГЕННЫЕ И ПРИРОДНЫЕ ФАКТОРЫ
В. А. Грабовский, О. С. Дзендзелюк, А. В. Трофимчук, М. В. Фронтасьева,
Н. И. Сватюк, В. Т. Маслюк
Представлены результаты исследования гамма-активности почв и донных отложений трех
крупнейших рек Карпатского региона - Ужа, Латорицы и Боржавы, свидетельствующих о чувстви-
тельности экосистемы Карпат к факторам жизнедеятельности человека. Установлены особенности
пространственного и сезонного содержания наиболее распространенных радионуклидов, которые
являются техногенными и геохимическими метками горных регионов. Сделан вывод, что процесс
самоочищения Карпат проявляется в циклическом характере содержания радионуклидов в донных
отложениях рек вследствие их вымывания из окружающей почвы.
Ключевые слова: природная гамма-активность, Карпаты, почвы, донные отложения рек,
радиоцезий, миграция радионуклидов, геохимия, самоочищение гор.
LOW-BACKGROUND GAMMA-SPECTROMETRIC STUDIES OF CARPATHIANS SOILS
AND RIVERS SEDIMENTS: TECHNOGENICAL AND NATURAL FACTORS
V. A. Hrabovskyy, O. S. Dzendzelyuk, A. V. Trofimuk, M. V. Frontasyeva,
N. I. Svatyuk, V. T. Maslyuk
The results of the study of natural gamma activity of soil and sediments of the Carpathian region’s
biggest rivers as Uzh, Latoritsy and Borzhava demonstrate the sensitivity of mountain ecosystems to the fac-
tors of human life. We investigate the features of spatial and seasonal contents of the most common radionu-
clides which serve as markers of the industrial and geochemical features of the mountain regions. It was con-
cluded that the process of Carpathians mountains self purification have the cyclical nature of the radionu-
clides content caused their washing from soils.
Keywords: natural gamma-activity, Carpathian, soils, river bottom sediment, radiocaesium, radionu-
clide migration, geochemistry, mountain self-cleaning.
Надійшлa до редакції 21.09.09
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-59014 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1813-3584 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:02:34Z |
| publishDate | 2010 |
| publisher | Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Грабовський, В.А. Дзендзелюк, О.С. Трофімук, А.В. Фронтасьєва, М.В. Сватюк, Н.І. Маслюк В.Т. 2014-04-04T20:58:50Z 2014-04-04T20:58:50Z 2010 Низькофонові дослідження ґрунтів та намулів рік Карпат: техногенні та природні фактори / В.А. Грабовський, О.С. Дзендзелюк, А.В. Трофімук, М.В. Фронтасьєва, Н.І. Сватюк, В.Т. Маслюк // Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля: наук.-техн. зб. — 2010. — Вип. 14. — С. 126–134. — Бібліогр.: 21 назв. — укр. 1813-3584 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/59014 004.5, 537.5 Представлено результати дослідження гамма-активності ґрунтів Карпатського регіону та намулів з трьох його найбільших рік – Ужа, Латориці та Боржави, що засвідчили чутливість екосистеми Карпат до факторів життєдіяльності людини. Показано особливості просторового та сезонного вмісту найбільш поширених радіонуклідів - техногенних та геохімічних міток гірських регіонів. Зроблено висновок, що процес самоочищення Карпат проявляється в циклічному характері вмісту радіонуклідів у намулах рік унаслідок їхнього вимивання з ґрунтів. Представлены результаты исследования гамма-активности почв и донных отложений трех крупнейших рек Карпатского региона - Ужа, Латорицы и Боржавы, свидетельствующих о чувствительности экосистемы Карпат к факторам жизнедеятельности человека. Установлены особенности пространственного и сезонного содержания наиболее распространенных радионуклидов, которые являются техногенными и геохимическими метками горных регионов. Сделан вывод, что процесс самоочищения Карпат проявляется в циклическом характере содержания радионуклидов в донных отложениях рек вследствие их вымывания из окружающей почвы. The results of the study of natural gamma activity of soil and sediments of the Carpathian region’s biggest rivers as Uzh, Latoritsy and Borzhava demonstrate the sensitivity of mountain ecosystems to the factors of human life. We investigate the features of spatial and seasonal contents of the most common radionuclides which serve as markers of the industrial and geochemical features of the mountain regions. It was concluded that the process of Carpathians mountains self purification have the cyclical nature of the radionuclides content caused their washing from soils. uk Інститут проблем безпеки атомних електростанцій НАН України Проблеми безпеки атомних електростанцій і Чорнобиля Проблеми Чорнобиля Низькофонові дослідження ґрунтів та намулів рік Карпат: техногенні та природні фактори Низкофоновые исследования почв и донных обложений рек Карпат: техногенные и природные факторы Low-background gamma-spectrometric studies of Carpathians soils and rivers sediments: technogenical and natural factors Article published earlier |
| spellingShingle | Низькофонові дослідження ґрунтів та намулів рік Карпат: техногенні та природні фактори Грабовський, В.А. Дзендзелюк, О.С. Трофімук, А.В. Фронтасьєва, М.В. Сватюк, Н.І. Маслюк В.Т. Проблеми Чорнобиля |
| title | Низькофонові дослідження ґрунтів та намулів рік Карпат: техногенні та природні фактори |
| title_alt | Низкофоновые исследования почв и донных обложений рек Карпат: техногенные и природные факторы Low-background gamma-spectrometric studies of Carpathians soils and rivers sediments: technogenical and natural factors |
| title_full | Низькофонові дослідження ґрунтів та намулів рік Карпат: техногенні та природні фактори |
| title_fullStr | Низькофонові дослідження ґрунтів та намулів рік Карпат: техногенні та природні фактори |
| title_full_unstemmed | Низькофонові дослідження ґрунтів та намулів рік Карпат: техногенні та природні фактори |
| title_short | Низькофонові дослідження ґрунтів та намулів рік Карпат: техногенні та природні фактори |
| title_sort | низькофонові дослідження ґрунтів та намулів рік карпат: техногенні та природні фактори |
| topic | Проблеми Чорнобиля |
| topic_facet | Проблеми Чорнобиля |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/59014 |
| work_keys_str_mv | AT grabovsʹkiiva nizʹkofonovídoslídžennâgruntívtanamulívríkkarpattehnogennítaprirodnífaktori AT dzendzelûkos nizʹkofonovídoslídžennâgruntívtanamulívríkkarpattehnogennítaprirodnífaktori AT trofímukav nizʹkofonovídoslídžennâgruntívtanamulívríkkarpattehnogennítaprirodnífaktori AT frontasʹêvamv nizʹkofonovídoslídžennâgruntívtanamulívríkkarpattehnogennítaprirodnífaktori AT svatûkní nizʹkofonovídoslídžennâgruntívtanamulívríkkarpattehnogennítaprirodnífaktori AT maslûkvt nizʹkofonovídoslídžennâgruntívtanamulívríkkarpattehnogennítaprirodnífaktori AT grabovsʹkiiva nizkofonovyeissledovaniâpočvidonnyhobloženiirekkarpattehnogennyeiprirodnyefaktory AT dzendzelûkos nizkofonovyeissledovaniâpočvidonnyhobloženiirekkarpattehnogennyeiprirodnyefaktory AT trofímukav nizkofonovyeissledovaniâpočvidonnyhobloženiirekkarpattehnogennyeiprirodnyefaktory AT frontasʹêvamv nizkofonovyeissledovaniâpočvidonnyhobloženiirekkarpattehnogennyeiprirodnyefaktory AT svatûkní nizkofonovyeissledovaniâpočvidonnyhobloženiirekkarpattehnogennyeiprirodnyefaktory AT maslûkvt nizkofonovyeissledovaniâpočvidonnyhobloženiirekkarpattehnogennyeiprirodnyefaktory AT grabovsʹkiiva lowbackgroundgammaspectrometricstudiesofcarpathianssoilsandriverssedimentstechnogenicalandnaturalfactors AT dzendzelûkos lowbackgroundgammaspectrometricstudiesofcarpathianssoilsandriverssedimentstechnogenicalandnaturalfactors AT trofímukav lowbackgroundgammaspectrometricstudiesofcarpathianssoilsandriverssedimentstechnogenicalandnaturalfactors AT frontasʹêvamv lowbackgroundgammaspectrometricstudiesofcarpathianssoilsandriverssedimentstechnogenicalandnaturalfactors AT svatûkní lowbackgroundgammaspectrometricstudiesofcarpathianssoilsandriverssedimentstechnogenicalandnaturalfactors AT maslûkvt lowbackgroundgammaspectrometricstudiesofcarpathianssoilsandriverssedimentstechnogenicalandnaturalfactors |