Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Радиоэкологическое состояние озерных экосистем территории Восточно-Уральского радиоактивного следа : на примере озер Б. Игиш, М. Игиш, Куяныш Земерова Зоя Павловна

Радиоэкологическое состояние озерных экосистем территории Восточно-Уральского радиоактивного следа : на примере озер Б. Игиш, М. Игиш, Куяныш
<
Радиоэкологическое состояние озерных экосистем территории Восточно-Уральского радиоактивного следа : на примере озер Б. Игиш, М. Игиш, Куяныш Радиоэкологическое состояние озерных экосистем территории Восточно-Уральского радиоактивного следа : на примере озер Б. Игиш, М. Игиш, Куяныш Радиоэкологическое состояние озерных экосистем территории Восточно-Уральского радиоактивного следа : на примере озер Б. Игиш, М. Игиш, Куяныш Радиоэкологическое состояние озерных экосистем территории Восточно-Уральского радиоактивного следа : на примере озер Б. Игиш, М. Игиш, Куяныш Радиоэкологическое состояние озерных экосистем территории Восточно-Уральского радиоактивного следа : на примере озер Б. Игиш, М. Игиш, Куяныш Радиоэкологическое состояние озерных экосистем территории Восточно-Уральского радиоактивного следа : на примере озер Б. Игиш, М. Игиш, Куяныш Радиоэкологическое состояние озерных экосистем территории Восточно-Уральского радиоактивного следа : на примере озер Б. Игиш, М. Игиш, Куяныш Радиоэкологическое состояние озерных экосистем территории Восточно-Уральского радиоактивного следа : на примере озер Б. Игиш, М. Игиш, Куяныш Радиоэкологическое состояние озерных экосистем территории Восточно-Уральского радиоактивного следа : на примере озер Б. Игиш, М. Игиш, Куяныш
>

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Земерова Зоя Павловна. Радиоэкологическое состояние озерных экосистем территории Восточно-Уральского радиоактивного следа : на примере озер Б. Игиш, М. Игиш, Куяныш : диссертация ... кандидата биологических наук : 03.00.16.- Екатеринбург, 2007.- 170 с.: ил. РГБ ОД, 61 07-3/564

Содержание к диссертации

Введение

Глава 1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 11

1.1 Поведение радионуклидов в пресноводных экосистемах 11

1.1.1 Распределение и миграция радионуклидов в водной среде 14

1.1.2 Сорбция и десорбция радионуклидов донными отложениями.. 15

1.1.3 Концентрирование радионуклидов компонентами биоты 24

1.1.4 Поведение радионуклидов в почвенном покрове 32

1.2 Радиоэкологический мониторинг водоемов зоны ВУРСа (изученность проблемы) 37

Глава 2. ОБЪЕКТЫ, МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 44

2.1 Характеристика объектов исследования 44

2.2 Материал исследования 54

2.3 Методы исследования 55

Глава 3. ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ РАДИОИЗОТОПОВ С АБИОТИЧЕСКИМИ И БИОТИЧЕСКИМИ КОМПОНЕНТАМИ ЭКОСИСТЕМ 62

3.1 Содержание 90Sr и 137Cs в воде озер Б. Игиш, М. Игиш, Куя-ныш, Мисяш 62

3.2 Особенности накопления, распределения и форм нахождения 90Sr и 137Cs в донных отложениях исследуемых озер 71

3.3 Концентрирование радионуклидов представителями биоты исследуемых озерных экосистем 95

3.4 Накопление радионуклидов представителями ихтиофауны исследуемых водоемов 119

3.5 Накопление, распределение и миграция радиоизотопов в наземных экосистемах Восточно-Уральского радиоактивного следа 127

3.6 Рекомендации по вовлечению в хозяйственную деятельность исследуемых водоемов ВУРСа 139

ЗАКЛЮЧЕНИЕ 141

ПРАКТИЧЕСКИЕ РЕКОМЕНДАЦИИ 144

ВЫВОДЫ 145

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 146

Введение к работе

Актуальность исследования. Спецификой Уральского региона является высокая техногенная нагрузка на экосистемы, обусловленная деятельностью многочисленных предприятий черной и цветной металлургии, теплоэнергетики и оборонного цикла. В настоящее время на территории региона функционирует 8 ядерных реакторов, 6 мощных центров по переработке радиоактивных материалов, 6 центров по захоронению ядерных отходов, только на территории Челябинской области действуют 32 предприятия металлургического комплекса, 11 предприятий топливно-энергетического комплекса, расположены нефте- и газопроводы. В связи со значительной концентрацией промышленного производства, состояние окружающей среды в Челябинской области расценивается как неблагоприятное (Комплексный доклад.., 1998, 2004, 2004а, 2005), особенностью экологической обстановки на территории области является также существование больших площадей радиационно загрязненных земель в результате аварий на ПО «Маяк» 1957 и 1967 гг., сброса радиоактивных отходов в р. Теча в 1949 - 1956 гг.

В настоящий момент, в результате процессов распада, сорбции, концентрирования долгоживущих радиоизотопов общая плотность загрязнения территории Восточно-Уральского радиоактивного следа значительно уменьшилась, в связи с чем возникает вопрос о возвращении отчужденных земель в хозяйственное пользование (Областная целевая Программа ..., 2005).

Необходимым условием при реабилитации загрязненных территорий является получение первичной информации об уровнях содержания и закономерностях распределения в окружающей среде химических веществ, вызывающих у живых организмов токсические эффекты (для территории ВУРСа это в основном радионуклиды 90Sr и 137Cs). На основании результатов этих исследований разрабатывается прогноз последствий комбинированного воздействия ионизирующих излучений и других антропогенных

5 факторов на биогидроценозы. Пристального внимания при проведении мониторинга заслуживают пресноводные водоемы, которые, являясь аккумулирующими элементами ландшафта, концентрируют загрязняющие вещества в больших количествах, одновременно выступая в качестве центров антропогенной деятельности.

Согласно мнению М.И. Кузьменко (1990), радиоэкологический прогноз, базирующийся на данных радиоэкологического мониторинга, должен отвечать на вопросы о временных изменениях (количественных и качественных), которые будут происходить в содержании, распределении и миграции радионуклидов в экосистеме водоема; о возможности изменения качественного состояния экосистемы при создавшихся условиях. Затем, на основе многовариантного подхода должны быть определены условия, при которых нежелательные изменения в экосистеме были бы минимальными и экосистема приобрела бы качественно лучшее состояние.

Принимая во внимание динамичность процессов транспорта, распределения и миграции радионуклидов в водных экосистемах, поступления радионуклидов в водоемы с поверхностным стоком, а также учитывая влияние на эти процессы факторов пространства и времени, становится очевидной необходимость всестороннего изучения и контроля радиоэкологической ситуации в водоемах ВУРСа, особенно уже используемых в хозяйственных целях.

Целью работы является оценка радиоэкологического состояния озерных экосистем Б. Игиш, М. Игиш, Куяныш (территория Восточно-Уральского радиоактивного следа).

Основные задачи: 1. Оценить современные уровни содержания 90Sr, 137Cs в основных компонентах изучаемых экосистем (воде, донных отложениях, почве, представителях биоты).

  1. Выявить особенности процессов миграции и распределения 90Sr, 137Cs в пресноводных экосистемах Уральского региона (озера Б. Игиш, М. Игиш, Куяныш).

  2. Определить степень и характер антропогенной нагрузки по тяжелым металлам на исследуемые экосистемы.

  3. Разработать рекомендации по возможности хозяйственного использования данных водоемов.

Фактический материал и методы исследований. Работа выполнена в ГОУ ВПО Челябинском государственном педагогическом университете. Основой для исследования послужили материалы, собранные с участием автора во время экспедиций Лимнолого - экологического центра ЧГПУ под руководством В.В. Дерягина и С.Г. Захарова в 2003 - 2005 гг. на территории Восточно-Уральского радиоактивного следа. Всего для химического анализа было отобрано 75 проб воды, 405 проб донных отложений, 222 проб высшей водной растительности, 137 проб рыб, 122 пробы почв.

Исследования выполнялись при финансовой поддержке областной администрации (целевая программа «Развитие инновационной деятельности в Челябинской области» на 2005 - 2007 гг., направление «Развитие фундаментальных научных исследований» в 2006 г., тема «Миграция и химические формы радионуклидов и тяжелых металлов в озерных экосистемах Восточно-Уральского радиоактивного следа в пределах Челябинской области»), администрации Челябинской области и Министерства образования (гранты: «Исследование современного состояния озерных экосистем периферической части ВУРСа (озера Шаблиш, Куяныш, Травяное)» и «Особенности миграции и концентрирования радионуклидов в компонентах экосистем Шаблиш, Травяное, Куяныш (территория ВУРСа)»).

Аналитические исследования проводились в Отделе окружающей среды Уральского научно-практического центра радиационной медицины (с участием с.н.с. И.Я. Поповой), Лаборатории поверхностных вод Челябинского

7 центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, Лаборатории минералогии техногенеза и геоэкологии Института Минералогии УрО РАН (зав. лаб. к.г.-м.н., В.Н. Удачин), лаборатории физико-химических методов анализа ГОУ ВПО «Челябинский государственный педагогический университет». Аналитические работы включали: химический анализ вод; определение валовых концентраций радионуклидов в воде, донных отложениях, почвах и представителях биоты, определение форм нахождения радионуклидов и тяжелых металлов в донных отложениях и почвах, определение валовых концентраций тяжелых металлов в донных отложениях, почвах, представителях биоты с помощью атомно-абсорбционного анализа. Описание морфометрических и гидрохимических параметров водоемов приводится по данным доцента, к.г.н., С.Г. Захарова; описание структуры и литологи-ческого состава донных отложений приводится по данным доцента, к.г.н., В.В. Дерягина. Определение видовой принадлежности высших водных растений было выполнено с участием доцента РПГУ, к.б.н. Л.В. Рязановой, с.н.с. ЧелГУ В.Н. Меркер, ассистента Т.А. Оберемок; определение видовой принадлежности, морфометрических параметров представителей ихтиофауны проводилось с участием к.б.н., доцента Л.А. Дерябиной.

Научная новизна полученных результатов. Получены новые данные о радиоэкологическом состоянии озерных экосистем Б. Игиш, М. Игиш и Куяныш (за период 2003 - 2006 гг.), для которых впервые рассчитаны коэффициенты дискриминации и перехода радиоизотопов, коэффициенты накопления радионуклидов донными отложениями, высшими водными растениями (для 13 видов), представителями ихтиофауны (вид Carassius auratus gibe-lio (Bloch)). Произведен расчет возможной роли водосборных территорий во вторичном загрязнении вод исследуемых озер. Впервые произведен химический анализ форм нахождения радионуклидов в донных отложениях водоемов и супераквальных почвах водосборной территории. Для оз. М. Игиш впервые за время, прошедшее после аварии 1957 г., было произведено ис-

8 следование радиоэкологического состояния экосистемы. Для озер Б. Игиш и Куяныш, с использованием экспоненциальной модели снижения удельной активности радионуклидов, разработан прогноз изменения уровня загрязнения до 2057 г таких компонентов экосистемы, как вода и донные отложения.

Впервые определено содержание тяжелых металлов в компонентах изучаемых экосистем (воде, донных отложениях, почвах, высших водных растениях, представителях вида Carassius auratus gibelio (Bloch)).

Теоретическое и практическое значение полученных результатов. Результаты радиоэкологического мониторинга дополняют данные о закономерностях поведения радионуклидов в пресноводных экосистемах, уточняют сведения о формах нахождения радиоактивных изотопов и тяжелых металлов в донных отложениях озер и почвах водосборных территорий. Полученные результаты позволяют сделать вывод о том, что в настоящий момент для водоемов территории Восточно-Уральского радиоактивного следа (озера Б. Игиш, М. Игиш, Куяныш), радиоактивные изотопы 90Sr и 137Cs продолжают выступать в качестве поллютантов. Для отдельных компонентов озерных экосистем (воды, донных отложений, рыбы, растительности) полученные данные свидетельствуют о загрязнении, превышающем уровни вмешательства (НРБ-99). Результаты проведенных исследований использованы для выработки рекомендаций по вовлечению ресурсов водоемов в хозяйственное пользование.

Результаты определения техногенной нагрузки на экосистемы по содержанию тяжелых металлов могут быть использованы в дальнейших исследованиях в качестве фоновых (реперных), при оценке загрязнения других районов области.

Для исследуемых водоемов сформулированы рекомендации по оптимальному режиму водопользования с учетом современного радиоэкологического состояния.

9 Положения, выносимые на защиту:

  1. Основными загрязнителями исследованных озерных экосистем ВУРСа являются радионуклиды 90Sr и 137Cs, значения удельных активностей которых в воде, донных отложениях, представителях биоты и почвах водосборных территорий исследованных экосистем характеризуются рядом особенностей, обусловленных гидрохимическими параметрами водоемов, структурой и составом донных отложений, физико-географическими особенностями водосборных территорий и др. показателями. В большинстве случаев содержание радионуклидов на порядок превышает соответствующие величины для контрольных водоемов

  2. Уровень содержания тяжелых металлов (Fe, Мп, Си, Zn, Ni, Со, Cr, РЬ, Cd) в озерах Б. Игиш, М. Игиш, Куяныш соответствует естественному геохимическому фону Уральского региона, несмотря на выявленное превышение рыбохозяйственных ПДК в воде для Fe, Мп, Си и Zn.

  3. Обнаруженные уровни содержания и особенности распределения 90Sr и 137Cs между основными компонентами экосистем являются основанием для ограничения хозяйственного использования водоемов Б. Игиш, М. Игиш и Куяныш (территория ВУРСа).

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались на: V съезде по радиационным исследованиям «Радиобиология, радиоэкология, радиационная безопасность» (Москва, 2006), III Международном симпозиуме «Хроническое радиационное воздействие: медико-биологические эффекты» (Челябинск, 2005), II международной научно-практической конференции «Теоретическая и экспериментальная химия» (Караганда, 2004), Всероссийской научной конференции «Адаптация биологических систем к естественным и экстремальным факторам среды» (Челябинск, 2006), Всероссийской конференции «Современные аспекты экологии и экологического образования» (Казань, 2005), Всероссийской научной конференции «Адаптация био-

10 логических систем к естественным и экстремальным факторам среды» (Челябинск, 2004), Межрегиональной научно-практической конференции «Экологическая политика в обеспечении устойчивого развития Челябинской области» (Челябинск, 2005), VI региональной научно-практической конференции «Проблемы экологии, экологического образования и просвещения в Челябинской области» (Челябинск, 2004).

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 3 глав и заключения. Объем работы 170 стр., включая 29 иллюстраций, 58 таблиц. Список использованной литературы включает 193 наименования, из них 168 отечественных, 25 зарубежных источников.

Автор выражает глубокую благодарность своим руководителям Левиной Серафиме Георгиевне, кандидату химических наук, доценту и Шибко-вой Дарье Захаровне, доктору биологических наук, профессору за непосредственную помощь в организации и выполнении работ, советы и замечания. Выполнение полевых исследований было бы невозможно без к.г.н., доцента В.В. Дерягина и к.г.н., доцента С.Ґ. Захарова. Автор благодарит сотрудников Уральского научно-практического центра радиационной медицины И.Я. Попову, Г.В. Полянчикову, Г.Б. Российскую, А.Г. Белокобыльскую за помощь в выполнении аналитических работ, Н.Б. Шагину за поддержку при обсуждении материала и статистической обработке. Огромная признательность руководителю и сотрудникам лаборатории минералогии техногенеза и геоэкологии Института минералогии УрО РАН (г. Миасс) В.Н. Удачину, Г.Ф. Лонщаковой, Л.Г. Удачиной, Н.И. Вализер за помощь при выполнении аналитических работ по определению тяжелых металлов и агрохимических характеристик почв.

Поведение радионуклидов в пресноводных экосистемах

Главной задачей радиоэкологии, возникшей в начале XX века, является изучение распределения и миграции радионуклидов в экологических системах и их воздействия на биосистемы на различных уровнях организации (Кузьменко, 1990).

Экосистема в настоящее время рассматривается как локализованная в пространстве и динамическая во времени совокупность совместно обитающих различных организмов и условий их существования, находящихся в закономерной взаимосвязи друг с другом и образующих систему взаимообусловленных биотических и абиотических процессов. В результате взаимодействия организмов между собой и окружающей их средой организуются потоки веществ, энергии и информации, которые характеризуют собой экосистему (Алимов, 1990).

Целью водной радиоэкологии является изучение закономерностей миграции радионуклидов в водной среде, их накопления в гидробионтах и действия ионизирующих излучений на водные организмы; главная практическая задача - научное обоснование мероприятий по обеспечению радиационной безопасности гидробиосферы (Поликарпов, 1977, 1987; Кузьменко, 2000). Разработка принципов экологического нормирования радиационного воздействия с целью обеспечения радиационной безопасности водных экосистем и человека стала одной из важнейших задач радиоэкологии природных вод.

Большая вариабельность физико-химических свойств пресноводной среды, значительные колебания сезонных температур, изменения климатических условий и резкое возрастание в последние годы антропогенных воздействий на пресноводные экосистемы (поступление промышленных и бытовых стоков, термальных техногенных вод, удобрений, пестицидов, использование в широких масштабах воды пресных водоемов для промышленного водоснабжения, орошения полей и других целей) создают весьма напряженные условия жизни для водных растений и животных.

Согласно концепции отклика экосистемы на антропогенный пресс (Брагинский, 1998), проблема противостояния экосистем влиянию антропогенных факторов - это проблема эволюционно-экологическая. С одной стороны действуют структуры и функции живого, за которыми миллиарды лет эволюции биосферы (Камшилов, 1974), с другой - мощные разрушительные силы, которые вводятся в действие человеком и основаны на использовании в производстве экологически опасных технологий. Действие факторов антропогенного воздействия, по мнению Л.П. Брагинского (1998), можно свести к двум основным эффектам: 1) энергетическое субсидирование (дотирование) - внесение в водные экосистемы дополнительной энергии (например, в виде ионизирующей радиации); 2) энергетическое девальвирование - снижение энергетического потенциала системы за счет внесения веществ (например, тяжелых металлов), подавляющих жизненно важные функции экосистемы -фотосинтез и воспроизводство живой биомассы.

Радионуклиды, возникнув как принципиально новый и специфический тип загрязнений биосферы в XX веке, многократно уступая по абсолютной массе всем до этого известным ксенобиотикам, по степени воздействия на биосистемы вошли в число наиболее опасных веществ. Особую биологическую опасность представляют искусственные радионуклиды - аналоги химических элементов, незаменимых в метаболизме организмов, как, например, 90Sr и 140Ва - Са, 137Cs - К. Физико-химическое состояние радионуклидов определяет их миграционные свойства и биологическую доступность. Тяжесть последствий загрязнения окружающей среды и живых организмов радионуклидами зависит не столько от их концентрации, сколько от влияния ионизирующего излучения (радиации), сопровождающего распад радиоактивных элементов. Биологические последствия радиоактивного загрязнения природной среды определяются дозами облучения живых организмов, которые в свою очередь зависят от уровней содержания, накопления, прочности фиксации и скорости выведения радионуклидов в компонентах водных экосистем (Куликов, Чеботина, 1988).

Особо следует подчеркнуть перспективность систематического изучения свойств и поведения химических элементов по группам периодической системы Д.И. Менделеева. Полученные сведения об условиях растворимости, ионного и молекулярного обмена, о способности образовывать комплексные соединения элемента, легко доступного для изучения, позволяют быстро и достаточно точно разобраться в аналогичных вопросах, касающихся элементов той же группы, трудно доступных для исследования. Например, изучение обмена хлора и йода оказалось полезным для понимания некоторых особенностей обмена брома в животном организме. Общеизвестными парами - аналогами являются К и Cs, Са и Sr (Методы .., 1971).

Характеристика объектов исследования

Природные условия Среднего Урала отличаются большим разнообразием благодаря зонально-климатической неоднородности, изменениям в рельефе, перепадам гипсометрических уровней при переходе от восточных склонов к пенеплену и дальше на восток к Западно-Сибирской низменности. Ландшафтная неоднородность - наличие большого количества озер, болот, различного рода понижений и впадин, лесных массивов и колков - значительно усложняет структуру земной поверхности и, соответственно, оказывала значительное влияние на неравномерность радиоактивных выпадений (Экологические ..., 2001).

Западная часть территории ВУРСа (район исследования) имеет вид слегка наклоненной к востоку волнистой равнины, с абсолютными отметками 200-400 м, расчлененной густой сетью хорошо сформированных речных долин, достигающих глубины 50 м. Озера играют заметную роль в ландшафте, они различны по величине, но обычно имеют округлую форму и занимают плоские понижения. Встречаются озера проточные, но большинство из них не имеет тока. Глубина озер Зауральского пенеплена невелика и не превышает 5-6 м, вследствие чего водная масса озер хорошо прогревается летом. Прочный ледовый покров устанавливается к середине ноября, а вскрытие озер происходит в начале мая. Форма котловин блюдцеобразна. Изре-занность береговой линии незначительна. Водное питание осуществляется, главным образом, за счет атмосферных осадков, поверхностного стока, а также за счет грунтовых вод. Считается, что озерные впадины абразионной платформы Урала образовались путем выщелачивания солей, вымывания глинистых частиц и последующего оседания грунта (Экологические ..., 2001).

Своеобразие геологического строения и рельефа обуславливает характер и разнообразие почвообразующих пород, которые в районе ВУРСа представлены следующими группами: элювий плотных пород, делювиальные глины и суглинки, «цветные глины» - продукты древнего выветривания, аллювиальные глины, суглинки, пески и супеси. Указанные почвообразующие породы представлены, в основном, суглинистым механическим составом с примесью хряща и щебня. Под влиянием климатических и растительных факторов почвообразование идет по пути развития процессов выщелачивания. Почвенный покров северо-восточной части ВУРСа, находящейся в пределах Западно-Сибирской низменности, отличается плоско-равнинным рельефом; недостаточная дренированность создает условия для формирования увлажненных почв гидроморфного ряда. Наиболее распространенными почвами являются черноземно-луговые и лугово-черноземные почвы, отличающиеся мощной, часто оторфованной, дерниной, мощным гумусовым горизонтом, оглееностью нижних профилей, осолоделостью (Экологические ..., 2001).

Климат района исследований типично континентальный. Наиболее характерными для данного района являются дни с относительной влажностью 50%. Ветровой режим района ВУРСа характеризуется преобладанием западного переноса воздуха во все сезоны года.

Объектами исследования служили озера Большой Игиш (Б. Игиш), Малый Игиш (М. Игиш), Куяныш, расположенные на территории Восточно-Уральского радиоактивного следа (рис. 2.1) в северной части Челябинской области, административно принадлежащие Каслинскому району. Выбор данных водоемов обусловлен контрастностью ряда показателей - минерализации, удаленности от источника загрязнения, содержания в экосистеме радионуклидов, а также вовлеченностью их в хозяйственную деятельность человека (территория водосборов озер Б. и М. Игиш принадлежит охотхозяй-ству Багарякского р-на, на озерах производится несанкционированная рыбная ловля, на оз. Куяныш расположен населенный пункт Гаево). В качестве контрольных (фоновых) водоемов взяты озера Мисяш и Маян, расположенные вне зоны ВУРСа и подвергшиеся радиоактивному загрязнению только в результате глобальных выпадений. Выбранные контрольные водоемы обладают сходством гидрохимических и гидрологических параметров с водоемами ВУРСа (оз. Куяныш), оз. Маян взято в связи с наличием в нем вида Carassius auratus gibelio.

По природным условиям территория, на которой расположены исследуемые водоемы, относится к лесной и лесостепной зонам.

В гидрографическом отношении исследуемые озера принадлежат бассейнам рек Синара (Б. Игиш, М. Игиш), Багаряк (Куяныш). Водосборы озер расположены в пределах геоморфологических структур Зауральского пенеплена Среднего Урала. Координаты исследуемых озер и отметки уровня приведены в табл. 2.1 (Карта «Озера Зауралья», 1993).

Геологический фундамент изучаемого района неоднороден, в основном сложен породами средне- и позднепалеозойского возраста (нижний отдел силурийской системы - нижний отдел каменноугольной системы) - гранитами, гранит - порфирами, порфиритами базальтовыми, туфами, сланцами, амфиболитами, гнейсами (Б. Игиш, М. Игиш, Мисяш). Распространены интрузивные породы среднего и позднего девона - плагиограниты, кварцевые диориты (Куяныш). Озерные котловины озер Б. Игиш и М. Игиш лежат на линии дизъюнктивных нарушений (Захаров и др., 2003; Левина и др., 2003). Происхождение котловин эрозионно-тектоническое, осложнено абразионными процессами.

Возраст озерных котловин - не менее 7-8 тыс. лет. В процессе лимногееза для отдельных озер (Б. Игиш, М. Игиш) отмечено преобразование их в болотные массивы; в дальнейшем образование на месте болота вторичного озера.

Содержание 90Sr и 137Cs в воде озер Б. Игиш, М. Игиш, Куя-ныш, Мисяш

Водная среда является связующим компонентом в экосистемах озер. Радионуклиды, попадающие в водоем, прежде всего, поступают в воду, распределяются по всему объему водной массы и аккумулируются из нее грунтами и гидробионтами (Трапезников, 2001).

В 2000 - 2005 гг. исследована динамика содержания 90Sr и 137Cs в воде озер Б. Игиш, М. Игиш, Куяныш. Суммарный уровень удельной активности вод озер по 90Sr и 137Cs зависит от их расположения относительно оси ВУРСа и удаленности от места аварии 1957 г. Данные рис. 3.1 показывают, что, по мере удаления от ПО «Маяк» концентрация 90Sr в воде исследуемых озер заметно понижается, 137Cs находится практически на одном уровне, близком к уровню глобальных выпадений. Вероятно, это объясняется различной степенью поглощения данных радиоизотопов донными отложениями, а также начально низким уровнем содержания Cs в выпавшей смеси. Максимальные значения удельной активности 90Sr и 137Cs отмечены для оз. Б. Игиш (расположенного на расстоянии 60 км от точки взрыва). Оз. М. Игиш (табл. 3.1), находящееся на таком же удалении от точки взрыва, характеризуется значениями удельной активности радионуклидов в воде на порядок меньшими, чем оз. Б. Игиш. Возможно, это связано с мозаичностью выпадений 1957 г. (Коготков, 1968; Экологические ..., 2001), косвенно подтверждающейся данными о начальном загрязнении озер (удельная активность 90Sr в воде оз. Б. Игиш в 1957 г. была в 3 раза больше (табл. 3.3), чем в оз. М. Игиш). Кроме того, оз. М. Игиш характеризуется более высоким гипсометрическим положением относительно оз. Б. Игиш, благодаря чему начиная с момента аварии, большая часть почвенных стоков, содержащих радиоизотопы, поступала в воды оз. Б. Игиш (Дерягин и др., 2006).

Как свидетельствуют данные табл. 3.1, содержание Sr в исследуемых водоемах колеблется от близких к фоновым значениям (оз. Куяныш), до величин, превышающих границу уровня вмешательства (УВ) (оз. Б. Игиш). Удельная активность воды исследуемых озер по Cs попадает в диапазон, указанный (Подготовка.., 1997) для природных вод, вследствие глобальных выпадений. Водоем, выбранный нами в качестве контрольного, по содержанию радионуклидов лежит в пределах, указанных в литературе в качестве фоновых концентраций в озерных водах (Подготовка.., 1997). Для расчета запаса радионуклидов в водной массе изучаемых озер использовалась формула: Q = А V, где V - объем воды в озере, млн. м3; А-объемная активность соответствующего радионуклида в воде озера, Бк/л; Q - запас радионуклида в водной массе водоема. Результаты определения запасов 90Sr и 137Cs в водах исследуемых озер приведены в табл. 3.2

Похожие диссертации на Радиоэкологическое состояние озерных экосистем территории Восточно-Уральского радиоактивного следа : на примере озер Б. Игиш, М. Игиш, Куяныш