Динаміка питомої активності 137Cs у надземній фітомасі багна болотного (Ledum palustre L.) у лісах Полісся України після аварії на Чорнобильській АЕС
Introduction The largest areas and highest levels of radioactive contamination after the Chornobyl accident were detected on the territory of Ukraine, Belarus, Russia, Sweden, and Finland. These territories involve a significant area with forest sphagnous bogs where numerous medicinal plants grow, i...
Збережено в:
| Дата: | 2021 |
|---|---|
| Автори: | , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Українська |
| Опубліковано: |
Ukrainian Research Institute of Forestry and Forest Melioration named after G. M. Vysotsky (URIFFM)
2021
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://forestry-forestmelioration.org.ua/index.php/journal/article/view/303 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Forestry and Forest Melioration |
Репозитарії
Forestry and Forest Melioration| _version_ | 1856543442300043264 |
|---|---|
| author | Krasnov, V. P. Orlov, O. O. Zhukovskyi, O. V. |
| author_facet | Krasnov, V. P. Orlov, O. O. Zhukovskyi, O. V. |
| author_sort | Krasnov, V. P. |
| baseUrl_str | |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2021-10-24T20:18:36Z |
| description | Introduction
The largest areas and highest levels of radioactive contamination after the Chornobyl accident were detected on the territory of Ukraine, Belarus, Russia, Sweden, and Finland. These territories involve a significant area with forest sphagnous bogs where numerous medicinal plants grow, including Labrador tea (Ledum palustre L.). According to the preliminary data, this species is a high accumulator of 137Cs. Therefore, it is an urgent issue to analyse a multiyear dynamics of accumulation of this radionuclide in phytomass of Labrador tea.
The aim of the study was to investigate the dynamics for 137Cs specific activity in leaf-bearing shoots of Labrador tea in wet fairly infertile forest sites in Ukrainian Polissia after the Chornobyl accident.
Materials and Methods
The research was conducted during 1991–2018 on five experimental plots (EP) in Ukrainian Polissia, Zhytomyr region, Luhyny State Forest Enterprise, Lypnytske forestry unit (EP 11, 13), Luhyny forestry unit (EP 16), and Povchanske forestry unit (EP 15, 18). The type of forest site conditions is transitional from moist fairly infertile type to damp one. Samples of Labrador tea (annual shoots with leaves) were collected in June–July each five years. Soil samples were collected on the depth of 10 cm in places of phytomass sampling.
All samples were dried up and homogenized. 137Cs specific activity in samples was detected: in 1991–2000 by means of the gamma-spectrometer Nokia LP-4900B AFORA with the semi-conductor detector DGDK-100-В3, and later – using SEG-001 AKP-S-150 with the scintillation detector NaI(Tl) –150 ? 100 mm. The transfer factor (TF) was calculated as index of intensity of 137Cs (m2·kg-1·10-3).
Results
Specific activity of 137Cs in the aboveground phytomass of Labrador tea in 2018 was high even on experimental plots with the lowest levels of 137Cs density of ground deposition: it was 2,316 ± 286.0 Bq·kg-1 on EP 13 (24.4 ± 2.97 kBq·m-2) and 2,245 ± 369.5 Bq·kg-1 on EP 11 (26.5 ± 2.39 kBq·m-2). These values significantly exceed State permissible levels of 137Cs in raw material of medicinal plants (500 Bq·kg-1). Results of the research conducted in different years allowed us to obtain linear equations of dependency between density of 137Cs ground deposition and radionuclide specific activity in shoots of Labrador tea: the year 1991 (у = 219.32х – 5,417.4), r2 = 0.99; the year 1995 (у = 186.38х – 3,695.7), r2 = 0.98; the year 2001 (у = 176.99х – 2,872.3), r2 = 0.99; the year 2007 (у = 139.02х – 254.43), r2 = 0.96; the year 2012 (у = 125.31х – 924.79), r2 = 0.99; the year 2018 (у = 84.83х – 47.04), r2 = 0.91.
The research showed that during the study period 137Cs specific activity in Labrador tea phytomass was decreasing. Thus, on EP 13 this index in 2018 was only 32.9 % of the initial number in 1991; on EP 11 – 30.3 %; on EP 16 – 18.9 %; on EP 15 – 15.4 %; on EP 18 – 21.3 %.
In general, during the observation period, the values of the transfer factor significantly decreased: on EP 13 – from 133.1 ± 1.29 tо 95.2 ± 6.76 m2·kg-1·10-3 (by 1.4 times); on EP 11 – from 102.9 ± 11.11 tо 87.5 ± 20.33 m2·kg-1·10-3 (by 1.2 times); on EP 16 – from 225.6 ± 47.48 tо 84.9 ± 5.75 m2·kg-1·10-3 (by 2.7 times); on EP 15 – from 208.3 ± 11.66 tо 69.5 ± 5.83 m2·kg-1·10-3 (by 3.0 times); on EP 18 – from 201.2 ± 22.36 tо 101.1 ± 1.62 m2·kg-1·10-3 (by 2.0 times).
Conclusions
We observed a change of radiation level in forest bogs, mainly due to radionuclide decay and redistribution of radionuclides among the components of biogeocoenoses. Specific activity of 137Сs in Labrador tea shoots in forest sphagnous bogs of Ukrainian Polissia decreased in 3.1–6.5 times during 1991–2018, which can be explained mainly by a decrease in density of 137Cs ground deposition. Furthermore, a decrease in intensity of uptake of 137Сs tо Labrador tea was observed; values of the transfer factor decreased during the observation period in 1.2–3.0 times. |
| first_indexed | 2026-02-08T08:03:17Z |
| format | Article |
| id | oai:ojs2.forestry-forestmelioration.org.ua:article-303 |
| institution | Forestry and Forest Melioration |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2026-02-08T08:03:17Z |
| publishDate | 2021 |
| publisher | Ukrainian Research Institute of Forestry and Forest Melioration named after G. M. Vysotsky (URIFFM) |
| record_format | ojs |
| spelling | oai:ojs2.forestry-forestmelioration.org.ua:article-3032021-10-24T20:18:36Z Dynamics of 137Cs specific activity in aboveground phytomass of Labrador tea (Ledum palustre L.) in the forests of Ukrainian Polissia after disaster in Chornobyl NPP Динаміка питомої активності 137Cs у надземній фітомасі багна болотного (Ledum palustre L.) у лісах Полісся України після аварії на Чорнобильській АЕС Krasnov, V. P. Orlov, O. O. Zhukovskyi, O. V. medicinal plants, radionuclides, radioactive ground deposition density, transfer factor, leaf-bearing shoots. лікарські рослини, радіонукліди, щільність радіоактивного забруднення, коефіцієнт переходу, олистяні пагони. Introduction The largest areas and highest levels of radioactive contamination after the Chornobyl accident were detected on the territory of Ukraine, Belarus, Russia, Sweden, and Finland. These territories involve a significant area with forest sphagnous bogs where numerous medicinal plants grow, including Labrador tea (Ledum palustre L.). According to the preliminary data, this species is a high accumulator of 137Cs. Therefore, it is an urgent issue to analyse a multiyear dynamics of accumulation of this radionuclide in phytomass of Labrador tea. The aim of the study was to investigate the dynamics for 137Cs specific activity in leaf-bearing shoots of Labrador tea in wet fairly infertile forest sites in Ukrainian Polissia after the Chornobyl accident. Materials and Methods The research was conducted during 1991–2018 on five experimental plots (EP) in Ukrainian Polissia, Zhytomyr region, Luhyny State Forest Enterprise, Lypnytske forestry unit (EP 11, 13), Luhyny forestry unit (EP 16), and Povchanske forestry unit (EP 15, 18). The type of forest site conditions is transitional from moist fairly infertile type to damp one. Samples of Labrador tea (annual shoots with leaves) were collected in June–July each five years. Soil samples were collected on the depth of 10 cm in places of phytomass sampling. All samples were dried up and homogenized. 137Cs specific activity in samples was detected: in 1991–2000 by means of the gamma-spectrometer Nokia LP-4900B AFORA with the semi-conductor detector DGDK-100-В3, and later – using SEG-001 AKP-S-150 with the scintillation detector NaI(Tl) –150 ? 100 mm. The transfer factor (TF) was calculated as index of intensity of 137Cs (m2·kg-1·10-3). Results Specific activity of 137Cs in the aboveground phytomass of Labrador tea in 2018 was high even on experimental plots with the lowest levels of 137Cs density of ground deposition: it was 2,316 ± 286.0 Bq·kg-1 on EP 13 (24.4 ± 2.97 kBq·m-2) and 2,245 ± 369.5 Bq·kg-1 on EP 11 (26.5 ± 2.39 kBq·m-2). These values significantly exceed State permissible levels of 137Cs in raw material of medicinal plants (500 Bq·kg-1). Results of the research conducted in different years allowed us to obtain linear equations of dependency between density of 137Cs ground deposition and radionuclide specific activity in shoots of Labrador tea: the year 1991 (у = 219.32х – 5,417.4), r2 = 0.99; the year 1995 (у = 186.38х – 3,695.7), r2 = 0.98; the year 2001 (у = 176.99х – 2,872.3), r2 = 0.99; the year 2007 (у = 139.02х – 254.43), r2 = 0.96; the year 2012 (у = 125.31х – 924.79), r2 = 0.99; the year 2018 (у = 84.83х – 47.04), r2 = 0.91. The research showed that during the study period 137Cs specific activity in Labrador tea phytomass was decreasing. Thus, on EP 13 this index in 2018 was only 32.9 % of the initial number in 1991; on EP 11 – 30.3 %; on EP 16 – 18.9 %; on EP 15 – 15.4 %; on EP 18 – 21.3 %. In general, during the observation period, the values of the transfer factor significantly decreased: on EP 13 – from 133.1 ± 1.29 tо 95.2 ± 6.76 m2·kg-1·10-3 (by 1.4 times); on EP 11 – from 102.9 ± 11.11 tо 87.5 ± 20.33 m2·kg-1·10-3 (by 1.2 times); on EP 16 – from 225.6 ± 47.48 tо 84.9 ± 5.75 m2·kg-1·10-3 (by 2.7 times); on EP 15 – from 208.3 ± 11.66 tо 69.5 ± 5.83 m2·kg-1·10-3 (by 3.0 times); on EP 18 – from 201.2 ± 22.36 tо 101.1 ± 1.62 m2·kg-1·10-3 (by 2.0 times). Conclusions We observed a change of radiation level in forest bogs, mainly due to radionuclide decay and redistribution of radionuclides among the components of biogeocoenoses. Specific activity of 137Сs in Labrador tea shoots in forest sphagnous bogs of Ukrainian Polissia decreased in 3.1–6.5 times during 1991–2018, which can be explained mainly by a decrease in density of 137Cs ground deposition. Furthermore, a decrease in intensity of uptake of 137Сs tо Labrador tea was observed; values of the transfer factor decreased during the observation period in 1.2–3.0 times. Досліджено динаміку рівнів радіоактивного забруднення 137Cs (1991–2018 рр.) надземної фітомаси багна болотного (Ledum palustre L.) – поширеної лікарської рослини, яка росте в перезволожених соснових (рідше мішаних) лісах та на відкритих оліготрофних і мезотрофних болотах Українського Полісся. Виявлено зниження цього показника за період досліджень у 3,1–6,5 разу. На всіх постійних пробних площах зменшилася щільність радіоактивного забруднення ґрунту у 2,1–2,7 разу, що пояснюється природним розпадом радіонукліда та перерозподілом між компонентами лісових екосистем. За період досліджень відзначено також зниження інтенсивності надходження 137Сs до фітомаси багна болотного – коефіцієнт переходу знизився у 1,2–3,0 разу. Результати досліджень дали змогу визначити залежності зміни питомої активності 137Сs в олистяних пагонах багна болотного та коефіцієнтів переходу в часі, які можна використовувати для прогнозування їхнього радіоактивного забруднення в наступні роки. Ukrainian Research Institute of Forestry and Forest Melioration named after G. M. Vysotsky (URIFFM) 2021-06-21 Article Article application/pdf https://forestry-forestmelioration.org.ua/index.php/journal/article/view/303 10.33220/1026-3365.138.2021.83 Forestry and Forest Melioration; No. 138 (2021): Forestry and Forest Melioration; 83-90 Лісівництво і Агролісомеліорація; № 138 (2021): Лісівництво і Агролісомеліорація; 83-90 2663-4147 1026-3365 10.33220/1026-3365.138.2021 uk https://forestry-forestmelioration.org.ua/index.php/journal/article/view/303/281 http://creativecommons.org/licenses/by/4.0 |
| spellingShingle | лікарські рослини радіонукліди щільність радіоактивного забруднення коефіцієнт переходу олистяні пагони. Krasnov, V. P. Orlov, O. O. Zhukovskyi, O. V. Динаміка питомої активності 137Cs у надземній фітомасі багна болотного (Ledum palustre L.) у лісах Полісся України після аварії на Чорнобильській АЕС |
| title | Динаміка питомої активності 137Cs у надземній фітомасі багна болотного (Ledum palustre L.) у лісах Полісся України після аварії на Чорнобильській АЕС |
| title_alt | Dynamics of 137Cs specific activity in aboveground phytomass of Labrador tea (Ledum palustre L.) in the forests of Ukrainian Polissia after disaster in Chornobyl NPP |
| title_full | Динаміка питомої активності 137Cs у надземній фітомасі багна болотного (Ledum palustre L.) у лісах Полісся України після аварії на Чорнобильській АЕС |
| title_fullStr | Динаміка питомої активності 137Cs у надземній фітомасі багна болотного (Ledum palustre L.) у лісах Полісся України після аварії на Чорнобильській АЕС |
| title_full_unstemmed | Динаміка питомої активності 137Cs у надземній фітомасі багна болотного (Ledum palustre L.) у лісах Полісся України після аварії на Чорнобильській АЕС |
| title_short | Динаміка питомої активності 137Cs у надземній фітомасі багна болотного (Ledum palustre L.) у лісах Полісся України після аварії на Чорнобильській АЕС |
| title_sort | динаміка питомої активності 137cs у надземній фітомасі багна болотного (ledum palustre l.) у лісах полісся україни після аварії на чорнобильській аес |
| topic | лікарські рослини радіонукліди щільність радіоактивного забруднення коефіцієнт переходу олистяні пагони. |
| topic_facet | medicinal plants radionuclides radioactive ground deposition density transfer factor leaf-bearing shoots. лікарські рослини радіонукліди щільність радіоактивного забруднення коефіцієнт переходу олистяні пагони. |
| url | https://forestry-forestmelioration.org.ua/index.php/journal/article/view/303 |
| work_keys_str_mv | AT krasnovvp dynamicsof137csspecificactivityinabovegroundphytomassoflabradortealedumpalustrelintheforestsofukrainianpolissiaafterdisasterinchornobylnpp AT orlovoo dynamicsof137csspecificactivityinabovegroundphytomassoflabradortealedumpalustrelintheforestsofukrainianpolissiaafterdisasterinchornobylnpp AT zhukovskyiov dynamicsof137csspecificactivityinabovegroundphytomassoflabradortealedumpalustrelintheforestsofukrainianpolissiaafterdisasterinchornobylnpp AT krasnovvp dinamíkapitomoíaktivností137csunadzemníjfítomasíbagnabolotnogoledumpalustrelulísahpolíssâukraínipíslâavaríínačornobilʹsʹkíjaes AT orlovoo dinamíkapitomoíaktivností137csunadzemníjfítomasíbagnabolotnogoledumpalustrelulísahpolíssâukraínipíslâavaríínačornobilʹsʹkíjaes AT zhukovskyiov dinamíkapitomoíaktivností137csunadzemníjfítomasíbagnabolotnogoledumpalustrelulísahpolíssâukraínipíslâavaríínačornobilʹsʹkíjaes |