Эконовости О компании Издания и
проекты
Авторам Реклама Подписка Контакты Архив Полезные
ссылки
       
 
№1,2008: Биоэкология

<< Содержание номера
<< Архив


[RUS] / [ENG]
Биоэкология
В.В. Афанасьев, Н.И. Мордосов, В.Е. Степанов. Особенности накопления Cs-137 в органах и тканях бурозубок и полевок в районе аварийного ядерного взрыва "Кратон-3" в Западной Якутии
Рассмотрены особенности накопления Cs-137 в органах и тканях бурозубок и полевок в районе аварийного подземного ядерного взрыва «Кратон-3» в Западной Якутии

Вторая половина XX века явилась началом интенсивного промышленного освоения территории Северо-Западной Якутии, что связано с наличием здесь богатейших алмазных, газовых и нефтяных месторождений. В течение первых десятилетий деятельности алмазодобывающей промышленности происходило нарастание негативных процессов воздействия на окружающую среду, которое практически не сдерживалось и не регулировалось какими-либо природозащитными и рекультивациоными мерами. Особенно значительные загрязнения окружающей среды произведены при аварийных подземных ядерных взрывах (ПЯВ) – “Кристалл” и “Кратон-3”. Всего в пределах Западной Якутии было произведено 12 ядерных взрывов.
Подземный ядерный взрыв “Кратон-3” был произведен 24 августа 1978 г. по заказу Министерства геологии СССР для сейсмического зондирования осадного чехла земной коры. Заряд мощностью 19 кт был заложен на глубине 577 м. В результате отклонения от проектной технологии и нарушения герметизации зарядной скважины на 5 секунде после взрыва произошел выброс на поверхность земли и в атмосферу радиоактивных веществ и окрестностях скважины 110 га лиственничного леса превратилось в “мертвую” зону [1].
  Подземный ядерный взрыв (ПЯВ) “Кратон-3” был произведен в 40 км к востоку от п. Айхал и в 60 км к югу от г. Удачный. Местонахождение взрыва – правый берег р. Марха, в 160 м от уреза реки. Рельеф местности – склоновая поверхность пологой возвышенности.
  Для рассматриваемой территории характерно развитие двух доминирующих типа почв – криоземов и аллювиальных. На карбонатных, остаточно-карбонатных и глеевых криоземах с затрудненным дренажем и тяжелым механическим составом [2, 3] доминируют лиственничные редколесья разного состава [4, 5].
  Согласно карте растительности [6] район расположен в подзоне северотаежных лиственничных лесов. В окрестностях “Кратон-3” произрастают лиственничники с березой тощей бруснично-багульниковые лишайниково-зеленомошные  в сочетании с тощеберезовыми тундрами и местами лиственничники ольховниковые багульниковые зеленомошные с участками зарослей ольховника. В долинах рек и местами во втором ярусе встречается ель сибирская.
  В зависимости от характера растительного покрова в районе наших исследований выделены мохово-лишайниковые голубичные и багульниковые мохово-лишайниковые лиственничные редколесья. Эти участки описаны в приустьевой части р. Сытыкан на водоразделе с р. Далдын, на водоразделе р. Далдын и ручья Улахан-Бысыттах, на водоразделе ручьев Дьяха и Орто-Бысыттах, на большей части левобережья р. Сытыкан, а на вершинах водоразделов господствуют голубично-моховые лиственничные и елово-лиственничные багульниково- и голубично-брусничные редколесья [4, 7].
Согласно, зоогеографического районирования [8, 9] данный регион относится к северной части Ленно-Вилюйского подрайона Восточно-таежного округа. Эта часть подрайона характеризуется относительно небольшим разнообразием фауны млекопитающих, близким к Оленекско-Анабарскому подрайону. В зависимости от местообитаний многочисленна Clethrionomys rutilus Pall. и Microtus oeconomus Pall., обычны Sorex caecutiens Laxmann, S. tundrensis Merriam, Clethrionomys rufocanus, Scuirus vulgaris L. Eutamias sibiricus Lax. и Myopus schisticolor L., в годы пика численности становится обычным Lepus timidus L. В начале 1960-х г. В. А. Тавровским и др. [10] отмечались поселения Ochotona alpina Pall. по каменистым россыпям береговых террас р. Марха. Однако более последние исследования показали исчезновение здесь этого вида [11]. Этот вид становится обычным на равнинных редкостойных лиственничных лесах Оленекско-Анабарского подрайона. В пределах исследованной территории малочисленна или встречается редко Microtus gregalis Pall., проходит северная граница ареала Ursus arctos L. Из крупных копытных здесь обитают Alces alces L., Rangifer tarandus L. лесной формы. В последние годы в данном регионе стали заходить на зимовку часть таймырской популяции дикого северного оленя и установлено обитание полевки Миддендорфа – Microtus middendorfii Polyakov [12].
В данной работе привятся материалы по накоплению в почвах, растительности и организмах бурозубок и полевок радионуклидов Cs-137. По уровню зараженности нами условно выделены три зоны – “импактная”, “буферная” и  “фоновая.
Первая зона – “импактная”, характеризуется “мертвым” лесом, мощностью экспозиционной дозы (80-120 мР/ч), незначительным количеством произрастающих видов растений с проективным покрытием 10-40 % .
Вторая зона – “буферная”, является переходной от импактной зоны к фоновой. Характеризуется средней мощностью экспозиционной дозы (30-40 мР/ч), мощной моховой подстилкой, проективное покрытие почвы – 80-100 %.
Третья зона – “фоновая”, находится в 30 км юго-восточнее ПЯВ “Кратон-3” в долине ручья Халамакит. Характеризуется фоновой мощностью экспозиционной дозы(8-15 мР/ч), мощной моховой подстилкой, обилием лишайников и травянистой растительности, проективное покрытие почвы – 100%.
Отлов мелких млекопитающих производился  давилками “Геро” и канавками с конусами на постоянных линиях, которые располагались в 100, 600 и 1100 м от эпицентра взрыва по магистрали следа.
Всего проведено 12073 ловушко-суток, 96 конусо-суток, отловлено и обработано на содержание радионуклидов 443 экземпляра мелких млекопитающих, в том числе 45 бурозубок и 398 полевок. В процессе работы изучалось территориальное и биотопическое распределение мелких млекопитающих, относительное обилие и сезонная динамика их численности, экологические особенности средней и тундряной бурозубок, красной полевки и полевки-экономки.
Изучение добытых зверьков проводились по существующим общепринятым методикам экологических исследований [13]. Биологическая специфика существующих здесь популяций изучалась с применением метода морфофизиологических индикаторов [14], а статистическая обработка полученных результатов проводилась с применением методик Н. А. Плохинского [15] и Г.Ф. Лакина [16]. Определение бурозубок до вида проводили по определителям Б. С. Юдина [17] и И. М. Громова и И. Я. Полякова [18].
Определение содержания Cs-137 в растениях и органах животных проводилось на гамма – спектрометре фирмы Canberra – Packard (USA) с полупроводниковым детектором из особо чистого германия с тонким бериллиевым окном. Спектр имеет следующие характеристики: диапазон регистрации энергии от 3 кэВ до 3 МэВ; энергетическое разрешение 1,5 кэВ по линии 122 кэВ Со-57 и 2,2 кэВ по линии 1332 кэВ (Со-60). Для калибровки спектрометра использовались объемные меры активности, произведенные и аттестованные в НПО “ВНИИМ им. Д. И. Менделеева”. Исследования проведены по методике выполнения изменений на гамма – спектрометре МИ 2143 – 91.
Для изучения закономерностей накопления животными радионуклидов из внешней среды большое значение имеет выяснение видовых различий в концентрировании радиоактивных веществ, которые зависят от физиологических особенностей организма, специфики питания, уровня метаболизма, особенностей биотопического распределения и др.[19]. Величина и скорость накопления цезия в организмах мелких млекопитающих зависит и от интенсивности их обмена веществ.
Таблица 1
Фауна мелких млекопитающих в районе исследования (2005 г.)
Вид n Относительная численность на 100 л/с
Красная полевка 103 9,8
Красно-серая полевка 5 0,4
Полевка миддендорфа 2 0,1
Полевка – экономка 12 1,1
Лесной лемминг 8 0,8
Средняя бурозубка 8 0,8
Тундряная бурозубка 7 0,7

Из материалов  учета численности мелких млекопитающих (табл.1), видно, в районе “Кратон-3” наблюдается резкое сокращение видового состава и значительное снижение численности отдельных видов. Здесь установлено обитание всего 7 видов мелких млекопитающих, что составляет 23,3 % их фауны  в этом зоогеографическом подрайоне.
На исследуемой территории установлено обитание двух широко распространенных в Палеарктике видов бурозубок – Sorex saecutiens Laxmann и S. tundrensis Kerr.
Относительная численность их в трех исследованных нами зонах – “импактной”, “буферной” и “фоновой” различная (табл. 2).
Таблица 2

Относительная численность бурозубок
на ПЯВ “Кратон-3” (2005 г.)

Зона n Кол-во
д/с Относительная численность
на 100 д/с
Импактная 3 225 1,3
Буферная 4 225 1,8
Фоновая 8 160 5,0

Наименьшая относительная численность вида отмечена в “мертвом” лесу – 1,3 на 100 д/с. К основным факторам снижения видового состава и относительной численности бурозубок на этой территории является разрушение лесной растительности, снижение проективного покрытия наземного покрова и мощности лесной подстилки. Эти факторы влияют на видовой состав и состояние численности почвенных беспозвоночных – основных кормов бурозубок. В первый период после аварии на Чернобыльской АЭС А. В. Смуров и Т. Г. Смурова [20] установили сокращение видового состава и плотности популяций малоподвижных насекомых - основных кормов бурозубок. Радиоактивное загрязнение территории относительно слабо оказывает воздействие на подвижные виды насекомых, способных интенсивно передвигаться из одного участка на другой, то есть заходить и выходить в зараженные участки с “буферных” и “фоновых” территорий [21, 22].
В условиях Якутии, в том числе и Северо-Западной Якутии, кормовой спектр бурозубок в зимний период изменяется. Зимой,  они, в основном, питаются семенами хвойных пород деревьев [11]. В зоне “мертвого” леса плодоносящие деревья отсутствуют и у бурозубок семена лиственницы выпадают из зимнего рациона, что делает невозможным обитание здесь этих зверьков.
Бурозубки – представители наиболее мелких по размерам млекопитающих, имеющих интенсивный обмен веществ. Поэтому для их обитания огромное значение имеют микроклиматические условия местности создающиеся произрастающей растительностью, толщиной подстилки, глубиной снежного покрова и т.п. В условиях “мертвого” леса микроклиматические условия существования бурозубок весьма суровые. В этой зоне накопление снега происходит медленно, так как выпавший снег переносится частыми и довольно сильными ветрами. Кроме того, частые ветры сильно уплотняют снег, что снижает теплоизоляционные свойства, увеличивает накопление углекислого газа и затрудняет передвижение зверьков в его толще. Медленное накопление снега, особенно в наиболее холодные месяцы года (ноябрь-февраль), способствует промерзанию лесной подстилки и почвы, делая тем самым недоступным их  для бурозубок, почвенных беспозвоночных. Микроклиматические условия обитания в зимний период для мелких млекопитающих, в том числе бурозубок, наиболее благоприятны в “фоновой” зоне, где снежный покров рыхлый и его накопление происходит значительно быстрее. Максимальная глубина снега здесь достигает 50-60 см, а в “мертвом” лесу она значительно меньше – 20-40 см.
Ранее было установлено [20] меньшее содержание радионуклидов в органах беспозвоночных – основных кормов бурозубок, однако степень их накопления в организме бурозубок было больше. В полученных нами данных содержание радиоцезия в мышечной ткани бурозубок оказалось меньше, чем в организме красной полевки (2,99 Бк/кг и 52,9 Бк/кг соответственно) (рис.).

                0,36*                          0,77                                  0,001
Почва                   Растения                  Насекомые                           Бурозубка  
8442,9 Бк/кг         3056,8 Бк/кг            2368,5 Бк/кг                          2,99 Бк/кг
(387,9)**                  (148,5)                       (159,3)                                 (1,63)  


                0,36                               0,017
Почва                      Растения                       Полевка
8442,9 Бк/кг          3056,8 Бк/кг                 52,9 Бк/кг
(387,9)                      (148,5)                           (2,4)


* - коэффициент перехода
** - статистическая ошибка при измерении

Рис. Схема перехода Cs-137 по пищевой цепочке на объекте “Кратон-3”.

Как видно из схемы, потери Cs-137 увеличиваются по мере удлинения пищевой цепочки. Кроме того, на степень накопления цезия в организме бурозубок влияет высокий уровень метаболизма, что, по-видимому, способствует быстрому выбрасыванию  радионуклидов из организма. Выше приведено, что у бурозубок отсутствуют индивидуальные участки и в зоне “мертвого” леса они постоянно не обитают[23,24], что также снижает уровень накопления Cs-137 в мышечных тканях этих зверьков.
У исследованной нами красной полевки разные половозрастные группы имеют различные по площади индивидуальные участки. Наибольшие по размерам индивидуальные участки имеют неполовозрелые особи: у самцов 3196, у самок – 1789 м2 [20]. Наибольшему облучению подвергаются особи у которых индивидуальные участки располагаются в пределах “мертвого” леса и “буферной” зоны. Известно, что к основным кормам, поедаемым красной полевкой в течение всех сезонов года относятся лишайники, мхи, ягоды брусники и другие растительные корма [11], в которых происходит значительное депонирование Сs-137.
Таким образом, установленные различия в накоплении Сs-137 в тканях мелких млекопитающих зависят от их активности, состава поедаемых кормов, уровня метаболизма и длины пищевой цепочки.



<< Содержание номера
<< Архив

Дата последнего обновления: 18:58:40/24.02.24
   
     
       
 
ИАА "Информ-Экология"


   
     
 
       
 
Министерство природных ресурсов Российской Федерации


   
     
 
       
 
Счётчик


   
     
 
© Designed&Powered by 77mo.ru. 2007. All rights Reserved.