|
КИЇВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
імені ТАРАСА ШЕВЧЕНКА
Гудков Дмитро Ігорович
УДК [(577.34:574.63):621.311.25] (28)(477)
РАДІОНУКЛІДИ В КОМПОНЕНТАХ ВОДНИХ ЕКОСИСТЕМ ЗОНИ ВІДЧУЖЕННЯ ЧОРНОБИЛЬСЬКОЇ АЕС: РОЗПОДІЛ, МІГРАЦІЯ, ДОЗОВІ НАВАНТАЖЕННЯ, БІОЛОГІЧНІ ЕФЕКТИ
03.00.01 – радіобіологія
АВТОРЕФЕРАТ
дисертації на здобуття наукового ступеня
доктора біологічних наук
Київ – 2006Дисертацією є рукопис
Робота виконана в Інституті гідробіології НАН України та в Державному спеціалізованому науково-виробничому підприємстві “Чорнобильський радіоекологічний центр” МНС України (ДСНВП “Екоцентр”)
Захист відбудеться “___” __________ 2006 р. о ____ годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.001.24 Київського національного університету імені Тараса Шевченка за адресою: 03127, м. Київ, просп. Академіка Глушкова, 2, корп. 12, біологічний факультет, ауд. 433.
Поштова адреса: 01033, Київ-33, вул. Володимирська, 64, біологічний факультет, спеціалізована вчена рада Д 26.001.24.
З дисертацією можна ознайомитися у бібліотеці Київського національного університету імені Тараса Шевченка за адресою: 01033, Київ-33, вул. Володимирська, 58.
Автореферат розісланий “___” __________ 2006 р.
Вчений секретар спеціалізованої вченої ради
кандидат біологічних наук Т.Р. АндрійчукЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Випробування ядерної зброї та експлуатація підприємств атомної енергетики загострили проблему радіонуклідного забруднення довкілля, зокрема прісноводних екосистем. Внаслідок неминучого надходження радіоактивних речовин у навколишнє середовище в процесі виробництва ядерної енергії дослідження поведінки радіонуклідів у гідробіоценозах залишається надзвичайно актуальним, оскільки для прогнозування та попередження наслідків радіаційного впливу на водні екосистеми важливо мати найбільш повне уявлення про долю радіоактивних речовин, що надходять у водойми, їх розподіл по абіотичних і біотичних компонентах та вплив на водні організми. Необхідність таких досліджень зумовлена також важливістю розуміння бар’єрної ролі водних екосистем і автореабілітаційних процесів, що відбуваються у забруднених радіонуклідами водоймах.
Виключного значення набувають аварійні ситуації на об’єктах атомної енергетики, які супроводжуються надходженням радіоактивних речовин у водойми. Актуальність і масштабність цієї проблеми з усією серйозністю постали у 1986 р. після аварії на Чорнобильській АЕС (ЧАЕС), внаслідок якої значні території басейну річок Прип’яті і Дніпра зазнали інтенсивного радіонуклідного забруднення. І хоча минуло 20 років, відколи сталася ця аварія, забруднені території залишаються відкритим джерелом поширення радіонуклідів, а основні проблеми радіаційної безпеки зони відчуження ЧАЕС перш за все пов’язані зі змивом радіоактивних речовин з поверхневим стоком у річкові системи, їх виносом за межі зони відчуження і участю у формуванні якості вод Дніпра.
У галузі прісноводної радіоекології існує ряд узагальнень, більшість з яких стосується Уральського регіону, що знаходиться у зоні впливу ВО “Маяк”, де в 1949–1951, 1957 і 1967 роках сталися радіаційні аварії (Тимофеев-Ресовский, 1962; Тимофеева-Ресовская, 1963; Куликов, Молчанова, 1975; Биологические последствия радиоактивного загрязнения водоемов, 1983; Куликов, Чеботина, 1988; Чеботина и др., 1992; Трапезников, 2001). Значно менше робіт присвячено радіоекології водних екосистем, які зазнали впливу аварії на ЧАЕС (Романенко та ін., 1992; Радиогеоэкология водных объектов, 1997; Кузьменко та ін., 2001). При цьому водойми зони відчуження є унікальним радіоекологічним полігоном, який дозволяє з високим ступенем вірогідності оцінювати кількісні показники вмісту радіонуклідів у компонентах водних екосистем і аналізувати процеси поведінки радіоактивних речовин у біогідроценозах.
Процеси природного самоочищення водойм зони відчуження ЧАЕС відбуваються вкрай повільно, внаслідок чого екосистеми більшості озер, стариць і затонів характеризуються високим рівнем радіонуклідного забруднення з притаманними йому складною структурою розподілу і динамікою трансформації фізико-хімічних форм, що впливає на міграцію і концентрування радіонуклідів у компонентах екосистем. Зокрема, в останнє десятиліття в ґрунтах і донних відкладах водойм забруднених територій зони відчуження відзначено тенденцію до збільшення виходу рухливих форм радіонуклідів (Кашпаров, 1998; Іванов, 2001; Соботович и др., 2002 та ін.), які з поверхневим стоком надходять у гідрологічну мережу або локалізуються у безстічних замкнутих водних системах, де швидко включаються у біотичний кругообіг. Проте й досі відсутні дослідження з видоспецифічності та динаміки концентрування радіонуклідів гідробіонтами, а також розподілу радіоактивних речовин по основних компонентах водних екосистем зони відчуження. Не заповнено прогалину в оцінці дозових навантажень, зумовлених опроміненням гідробіонтів зовнішніми і внутрішніми джерелами іонізуючої радіації. Практично не проводилися дослідження з оцінки ступеня виявлення цитогенетичних і соматичних ефектів хронічного опромінення у водних організмів.
Зв’язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконана відповідно до планів наукових досліджень, що здійснювались в Інституті гідробіології НАН України: “Науково-технічна програма з питань ліквідації наслідків Чорнобильської катастрофи і соціального захисту населення на період 1994–2000 рр.” (№ 359/95); “Вивчити механізми взаємодії радіонуклідів з абіотичними і біотичними компонентами і визначити роль біоти у процесах перерозподілу радіонуклідів у водних екосистемах” (1996–2000 рр., № державної реєстрації 0198U003586); “Цитогенетичні ефекти у гідробіонтів за умов радіонуклідного забруднення водойм зони відчуження Чорнобильської АЕС” (2000–2001 рр., № державної реєстрації 0102U003541); “Роль гідробіонтів у процесах міграції і трансформації радіонуклідів у системі донні відклади – водне середовище” (2001–2005 рр., № державної реєстрації 0101U004987); “Вивчити вплив вмісту радіонуклідів у воді і донних відкладах на формування радіонуклідного забруднення угруповань водяних рослин” (2002–2006 рр., № державної реєстрації 0102U004665).
Мета і завдання дослідження. Основною метою досліджень було вивчення особливостей поведінки штучних довгоіснуючих радіонуклідів і їхнього біологічного значення у водних екосистемах зони відчуження ЧАЕС.
Дослідженнями передбачалося вирішення таких задач:
- Оцінка кількісного вмісту радіонуклідів 90Sr, 137Cs, 238Pu, 239+240Pu і 241Am в абіотичних і біотичних компонентах водних екосистем різного типу.
- Аналіз видоспецифічності та динаміки концентрування радіонуклідів гідробіонтами різного систематичного положення і трофічного рівня, та виявлення серед них видів – індикаторів радіонуклідного забруднення.
- Оцінка впливу гідрохімічного режиму водних об’єктів на накопичення радіонуклідів гідробіонтами.
- Вивчення особливостей формування рослинних угруповань і характеру радіонуклідного забруднення вищих водяних рослин в умовах одамбованої ділянки лівобережної заплави р. Прип’яті.
- Дослідження розподілу радіонуклідів по основних компонентах озерних екосистем зони відчуження;
- Оцінка дозових навантажень, зумовлених зовнішніми і внутрішніми джерелами опромінення, на різні групи та види гідробіонтів.
- Оцінка залежності потужності дози внутрішнього опромінення гідробіонтів від видоспецифічності концентрування ними радіонуклідів.
- Оцінка залежності потужності дози зовнішнього опромінення гідробіонтів від розподілу радіонуклідів у різних екологічних зонах водойми.
- Вивчення деяких цитогенетичних і соматичних ефектів у гідробіонтів за умов водойм зони відчуження.
Об’єкт дослідження – особливості поведінки основних штучних дозоутворюючих радіонуклідів у компонентах водних екосистем зони відчуження ЧАЕС з різним рівнем радіонуклідного забруднення та їх значення для гідробіонтів.
Предмет дослідження – основні компоненти водних екосистем зони відчуження ЧАЕС, дозові навантаження та біологічні ефекти у гідробіонтів за умов водойм зони відчуження.
Методи дослідження – гідробіологічні та радіоекологічні методи польових досліджень; радіохімічні та спектрометричні методи вимірювання питомої активності радіонуклідів у абіотичних і біотичних компонентах водних екосистем; інструментальні, математичні та комп’ютерні методи розрахунку доз зовнішнього і внутрішнього опромінення; цитогенетичні методи реєстрації радіобіологічних ефектів; статистичні методи аналізу отриманих результатів.
Наукова новизна одержаних результатів полягає в тому, що вперше для водних екосистем зони відчуження ЧАЕС встановлено:
– видоспецифічність концентрування 90Sr, 137Cs, 238Pu, 239+240Pu та 241Am вищими водяними рослинами, молюсками, рибами, водоплавними та навколоводними птахами у водних екосистемах різного типу;
– роль основних рослинних угруповань у процесах розподілу радіонуклідів у біотичній компоненті біогідроценозів і запаси радіонуклідів у вищих водяних рослинах;
– розподіл радіонуклідів по основних абіотичних і біотичних компонентах озерних екосистем ближньої (10-кілометрової) зони відчуження ЧАЕС;
– потужність поглинутої дози для гідробіонтів різного систематичного положення у водоймах з різним рівнем радіонуклідного забруднення;
– співвідношення потужності поглинутої дози, зумовленої зовнішнім γвипромінюванням і радіонуклідами, інкорпорованими у тканинах гідробіонтів, і вплив на цей показник видоспецифічності концентрування радіоактивних речовин водними організмами;
– цитогенетичні ефекти в клітинах ембріонів молюсків і кореневих меристемах повітряно-водяних рослин, а також можливі причини масового ураження очерету звичайного паразитичними грибами та галоутворюючими членистоногими.
Практичне значення одержаних результатів. Результати досліджень були використані при розробці “Концепції регіонального радіоекологічного моніторингу навколишнього середовища в умовах радіоактивного забруднення зони відчуження ЧАЕС” МНС України (1998 р.), а також покладені в основу системи і регламенту радіоекологічного моніторингу водних екосистем зони відчуження, який здійснюється ДСНВП “Екоцентр” МНС України, і є одним з основних напрямів діяльності відповідно до “Положення про державну систему моніторингу навколишнього середовища” (1998 р., № 391), затвердженого Кабінетом Міністрів України, а також закону України “Про правовий режим території, що зазнала радіоактивного забруднення внаслідок Чорнобильської катастрофи” (1991 р., № 791а-XII).
Виконані дослідження необхідні для аналізу радіоекологічної ситуації та оцінки ступеня біодоступності радіонуклідів у водоймах, а також для з’ясування процесів перерозподілу радіоактивних речовин і автореабілітації, що відбуваються у водних екосистемах зони відчуження ЧАЕС. Дані цитогенетичних досліджень, доповнені реконструкцією дозових навантажень на природні популяції та організацією постійного цитогенетичного моніторингу водних екосистем забруднених територій, є важливою і необхідною складовою при прогнозуванні та попередженні можливих негативних наслідків радіаційного впливу на біоту.
Особистий внесок здобувача. Дисертант безпосередньо брав участь у розробці та плануванні всіх складових проведених досліджень. Протягом 1997–2005 рр. здійснив 27 експедиційних виїздів на водойми зони відчуження ЧАЕС, пов’язаних із збором матеріалу для визначення вмісту радіонуклідів у компонентах водних екосистем, дозиметричними та цитогенетичними дослідженнями. Брав також участь у підготовці, обробці й аналізі польових матеріалів. Здобувач закінчив навчальні курси і пройшов стажування з вивчення методів дозиметрії в радіобіології на базі Центру радіологічного захисту та дозиметрії (Лейден, Нідерланди, 1998 р.). Усі дозиметричні дослідження, розрахунки доз внутрішнього і зовнішнього опромінення виконані дисертантом особисто. Здійснено аналіз, інтерпретацію та узагальнення одержаних результатів.
Апробація результатів дисертації. Основні положення дисертації викладено та обговорено на таких міжнародних і вітчизняних симпозіумах, конференціях, з’їздах і конгресах: International Conference “Diagnosis and Treatment of Radiation Injury” (1998, Rotterdam, The Netherlands); 8th International Conference on the Conservation and Management of Lakes – Lake 99 (Срібна медаль префектури Ібаракі (Японія) за усну доповідь “Radioactive Contamination of Lakes within the Chernobyl NPP Exclusion Zone”, 1999, Copenhagen, Denmark); Науково-практичній конференції з радіаційної гігієни – радіаційна гігієна, радіоекологія, радіобіологія, радіаційна медицина (2000, Київ); International Conference “Modern Problems of Radiobiology, Radioecology and Evolution”, dedicated to centenary of N.W. Timofeeff-Ressovsky (2000, Dubna, Russia); Международной конференции, посвященной 100-летию со дня рождения Н.В. Тимофеева-Ресовского (2000, Минск); Міжнародній конференції “П’ятнадцять років Чорнобильської катастрофи. Досвід подолання” (2001, Київ); 13th Symposium on Microdosimetry – An Interdisciplinary Meeting on Radiation Quality, Molecular Mechanisms, Cellular Effects and Health Consequences of Low Level Ionising Radiation (2001, Stresa, Italy); 3-му та 4-му з’їздах Гідроекологічного товариства України (2001, Тернопіль; 2005, Курортне); 9th International Conference on the Conservation and Management of Lakes (2001, Otsu, Japan); 4-м Съезде по радиационным исследованиям – радиобиология, радиоэкология, радиационная безопасность (2001, Москва); NATO Advanced Research Workshop “Ecological Standardisation and Equidosimetry for Radioecology and Environmental Ecology” (2002, Kiev); 3rd International Symposium on the Protection of the Environment from Ionising Radiation. The development and application of a system of radiation protection for the environment (2002, Darwin, Australia); 5th, 6th, 7th and 8th International River Management Symposium (2002–2005, Brisbane, Australia); Міжнародному науковому семінарі “Радіоекологія Чорнобильської зони” (2002, Славутич, Україна); 5th International Conference on Environmental Future: “Environmental Future of Aquatic Ecosystems” (2003, Zurich, Switzerland); 3-му З’їзді з радіаційних досліджень – радіобіологія, радіоекологія (2003, Київ); 13th, 14th and 15th Stockholm Water Symposium (2003–2005, Stockholm, Sweden); 12th International Congress of Radiation Research (2003, Brisbane, Australia); 33rd Annual Meeting of the European Society for Radiation Biology – European Radiation Research 2004 (2004, Budapest, Hungary); Науково-практичній конференції “Парадигми сучасної радіобіології. Радіаційний захист персоналу об’єктів атомної енергетики” (2004, Київ – Чорнобиль); 2-й Международной конференции “Радиоактивность и радиоактивные элементы в среде обитания человека” (2004, Томск, Россия); Міжнародній конференції “Радіобіологічні ефекти: ризики, мінімізація, прогноз” (2005, Київ); 5-й Международной научной конференции “Сахаровские чтения 2005 года: экологические проблемы 21-го века” (2005, Минск); Modern Problems of Genetics, Radiobiology and Evolution: The Second International Conference dedicated to the 105th anniversary of the birth of N.W. Timofeeff-Ressovsky and the 70th anniversary of the paper “On the Nature of Gene Mutations and Gene Structure” by N.W. Timofeeff-Ressovsky, K.G. Zimmer, and M.Delbrьck (2005, Yerevan, Armenia); Международной конференции “Биологические эффекты малых доз ионизирующей радиации и радиоактивное загрязнение среды” (2006, Сыктывкар, Россия).
Публікації. Результати досліджень представлені у 88 друкованих роботах, із них: 2 – у колективних монографіях, 27 – у наукових журналах, 15 – у збірниках наукових праць і 44 – у тезах доповідей.
Структура та обсяг роботи. Дисертаційна робота викладена на 356 сторінках друкованого тексту, складається із вступу, аналітичного огляду літератури, опису матеріалів і методів досліджень, восьми розділів власних досліджень з обговоренням і узагальненням одержаних результатів, заключення, висновків і списку використаної літератури. Текст ілюстровано 101 рисунком і 27 таблицями. Список використаної літератури містить 597 найменувань.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
МАТЕРІАЛИ ТА МЕТОДИ ДОСЛІДЖЕНЬ
Основними водними об’єктами досліджень у зоні відчуження ЧАЕС було обрано оз. Азбучин, Янівський (Прип’ятський) затон, водойму-охолоджувач (ВО) ЧАЕС, водойми лівобережної заплави р. Прип’яті – озера Глибоке і Далеке-1, Красненську старицю, а також ріки Уж (с. Черевач) і Прип’ять (м. Чорнобиль) (рис. 1).
Відбір проб біотичних і абіотичних компонентів екосис-тем полігонних водойм для визначення вмісту радіонуклідів здійснювали протягом 1997–2005 рр. у різні сезони. Аналіз кількісного вмісту радіонуклідів у гідробіонтах проводили з використанням 28 видів вищих водяних рослин, 10 видів молюс-ків, 18 видів риб та 8 видів водо-плавних і навколоводних птахів.
Відбір, підготовку проб та основні вимірювання вмісту радіонуклідів виконували у спів-робітництві з ДСНВП “Еко-центр”. Вміст 137Cs визначали за допомогою γспектрометричного комплексу у складі детектора PGT IGC-25 (Франція), аналіза-тора “Nokia LP 4900 B” (“Nokia”, Фінляндія), джерела низьковольт-ного живлення – крейт NIM BIN, підсилювача NU 8210 (“Elektroni-cus Merokeszulekek Gyara”, Угор-щина) і свинцевого захисту товщиною 10 см. Для визначення вмісту 90Sr використовували низькофоновий βрадіометр NRR-610 (“Tesla”, Чехія). Мінімальна детектована активність приладу становить 0,04 Бк при експозиції препарату 1000 с. Вміст 238Pu і 239+240Pu в електролітично приготовлених зразках визначали з використанням αспектрометричного тракту у складі камери з детектором, системи електроживлення, вакуумної системи та аналізатора імпульсів NUC-8192, зібраного з електронних блоків у складі “NIM”. Вміст 241Am вимірювали за допомогою рентгено-спектрометричного тракту у складі рентгенівського детектора EG&G Ortec LOAX-51370/20 CFG-SU-GMX (“EG&G Ortec”, США), аналізатора “Nokia LP 4900 B” і сталевого захисту товщиною 18 см.
Результати вимірів вмісту радіонуклідів у гідробіонтах наведені у беккерелях на кілограм (Бк/кг) маси при природній вологості. Здатність водних організмів акумулювати радіонукліди, що традиційно виражається коефіцієнтом накопичення, або концентрування (Кк), визначали за відношенням питомої активності радіонуклідів у тканинах до їх середньорічного (для молюсків і риб) і середнього протягом вегетаційного періоду (для вищих водяних рослин) вмісту у воді місць проживання.
Зовнішнє γвипромінювання вимірювали за допомогою дозиметрів ДКС-01 і СРП-68-03. Розрахунки поглинутої дози опромінення від інкорпорованих радіонуклідів, а також таких, що містилися у водному середовищі та субстраті, здійснювали за методиками B.D. Amiro (1997) та J. Brown et al. (2003).
Цитогенетичні дослідження проводили на матеріалі, фіксованому у суміші етилового спирту та льодяної оцтової кислоти (3:1). Тканини фарбували 1 %-ним розчином ацетоорсеїну, подрібнювали та готували давлені препарати в 60 %-ній молочній кислоті. Аберації хромосом досліджували на стадіях анафази і телофази мітозу.
Графічну, математичну і статистичну обробку отриманих даних здійснювали за допомогою пакетів прикладних програм “Excel-97” (Microsoft, Inc.) і “Statistica-5.5” (Stat Soft, Inc.).
РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ
Абіотичні компоненти. Сучасний рівень і склад радіонуклідного забруднення водних екосистем зони відчуження ЧАЕС зумовлені насамперед кількістю радіоактивних речовин, що надійшли у перші тижні після аварії, інтенсивністю подальшого надходження радіонуклідів з території водозбору і гідродинамічними процесами їх транспорту за межі водойм. Істотне значення при цьому має трансформація радіонуклідів у ґрунтах водозбірних територій і донних відкладах водойм, а також їхня міграція з водними потоками.
Найбільш низькою питомою активністю радіоактивних речовин характеризуються компоненти річкових екосистем, донні відклади яких зазнали природної деконтамінації (особливо в паводки і періоди весняних повеней) і за роки, що минули з часу аварії, перестали відігравати істотну роль вторинного джерела забруднення водних мас. Основне надходження радіонуклідів у ріки тепер відбувається в результаті змиву з водозбірних територій і притоку з більш забруднених водних об’єктів. У той же час замкнуті водойми і, особливо, озера ближньої зони відчуження мають значно вищі рівні радіоактивного забруднення, зумовлені обмеженістю водообміну і порівняно високим вмістом радіонуклідів, депонованих у донних відкладах. Тому у більшості непроточних водойм вміст радіонуклідів у воді залежить переважно від інтенсивності обміну їх мобільних форм між донними відкладами і водними масами, а також зовнішнього змиву з території водозбору. У зв’язку з цим найбільшу значущість мають заплавні ландшафти р. Прип’яті, які внаслідок аварії на ЧАЕС зазнали інтенсивного радіонуклідного забруднення і є одним з найбільш істотних джерел надходження радіоактивних речовин з поверхневим стоком у річкові системи зони відчуження, що належать до басейну Дніпра.
Протягом досліджуваного періоду загальною тенденцією зміни вмісту радіонуклідів у воді практично всіх водних об’єктів зони відчуження було зниження питомої активності 90Sr і 137Cs, динаміка яких пов’язана, передусім, з інтенсивністю водообмінних процесів. Виключення становлять замкнуті водойми лівобережної заплави р. Прип’яті, розташовані на території одамбованої ділянки Красненської заплави, де останніми роками при стабілізації питомої активності 137Cs у воді відзначена тенденція до збільшення вмісту 90Sr (табл. 1).
Таблиця 1
Динаміка середньорічного вмісту радіонуклідів у воді основних полігонних водойм зони відчуження ЧАЕС, Бк/л
Примітка. Тут і далі ВО ЧАЕС – водойма-охолоджувач ЧАЕС
Середньорічний вміст 90Sr у воді полігонних водойм у даний час коливається в широких межах – від 0,11 Бк/л в р. Ужі до 135 Бк/л в оз. Глибокому, 137Cs – від 0,05 Бк/л в р. Прип’яті до 7 Бк/л в оз. Азбучин.
Основними водними об’єктами зони відчуження, у донних відкладах яких депонована значна кількість радіоактивних речовин, є замкнуті водойми, і водойми з низьким ступенем проточності – озера, стариці, затони, занедбані іригаційні канали та ін. Більшість затонів і стариць має таку високу щільність забруднення донних відкладів, що з метою запобігання вимиванню радіонуклідів у періоди паводків і весняних повеней, були відгороджені від основного русла р. Прип’яті глухими намивними дамбами. Роботи з визначення рівнів забруднення донних відкладів ряду непроточних водойм дозволили уточнити морфометрію досліджуваних об’єктів, площу водяного дзеркала та об’єм водних мас, а також розрахувати щільність забруднення донних відкладів радіонуклідами.
Так, в оз. Далекому-1 максимальні значення щільності забруднення донних відкладів 90Sr досягали 19 000, 137Cs – 15 000, 238+239+240Pu – 550, 241Am – 440 кБк/м2 і були зареєстровані в північній частині водойми. Середні значення цих показників становили, відповідно, 3 100, 4 000, 78 і 75 кБк/м2. Загальний вміст радіонуклідів у донних відкладах озера був такий: 90Sr – 37,0, 137Cs – 51,8, 238+239+240Pu і 241Am – 1,1 ГБк.
В оз. Глибокому мули залягають практично по всій площі ложа. Найбільші значення щільності забруднення донних відкладів 90Sr, 137Cs, 238+239+240Pu і 241Am досягали відповідно 10 000, 14 000, 200 і 220 кБк/м2, середні – 2 600, 5 600, 74 і 73 кБк/м2. Загальний вміст радіонуклідів у донних відкладах становив відповідно 0,44, 0,96, 0,01 і 0,01 ТБк.
Біотичні компоненти. Вищі водяні рослини. Питома активність радіонуклідів 90Sr і 137Cs у вищих водяних рослинах досліджених водойм значною мірою визначається інтенсивністю радіоактивного забруднення водних об’єктів і прилеглих територій, а також особливостями гідрохімічного режиму водойм, що впливає на ступінь доступності радіонуклідів для гідробіонтів. Максимальні значення відмічено для замкнутих водойм зони відчуження, які характеризуються найбільшим вмістом радіонуклідів у воді, мінімальні – для річкових екосистем. У той же час при досить традиційному більш високому вмісті 137Cs порівняно зі 90Sr у водосховищах Дніпровського каскаду та інших водних об’ектах України у водоймах правобережжя р. Прип’яті (оз. Азбучин і Янівському затоні) спостерігається стала тенденція до більш високого вмісту 90Sr у рослинних тканинах.
Аналіз середньорічних значень іонно-сольового складу води полігонних водойм (табл. 2) свідчить про те, що визначальним у даному випадку є не співвідношення радіонуклідів у воді, а гідрохімічний режим полігонних водойм, відмінною рисою якого є більш високий вміст суми Na+ і K+ у воді оз. Азбучин і Янівського затону, а саме їхнє відношення до суми Ca2+ і Mg2+ у порівнянні з іншими водоймами, що досліджувалися (табл. 3).
Таблиця 2
Середньорічні значення показників іонно-сольового складу води полігонних водойм зони відчуження ЧАЕС
Таблиця 3
Співвідношення деяких хімічних показників у воді та вищих водяних рослинах зони відчуження ЧАЕС
Очевидно, підвищений вміст калію, який є хімічним аналогом 137Cs, знижує інтенсивність накопичення радіонукліда тканинами макрофітів, зумовлюючи більш високий вміст 90Sr. У водоймі-охолоджувачі ЧАЕС, навпаки, створюються сприятливі умови для накопичення 137Cs, і тому тут його вміст значно перевищує вміст 90Sr.
Рис. 2. Видоспецифічність концентрування 90Sr вищими водяними рослинами зони відчуження ЧАЕС.
Вищі водяні рослини відзначаються видоспецифічністю концентрування 90Sr і 137Cs, про що свідчить як питома активність цих радіонуклідів у рослинах окремих водойм, так і їх середні коефіцієнти концентрування. Найменшими значеннями Кк 90Sr характеризувались куга озерна, ситник мілководний і сальвінія плаваюча. Найбільшими – рдесники, очерет звичайний і рогіз широколистий (рис. 2).
До видів, що мають високі Кк 137Cs, слід віднести насамперед осокові і ситник мілководний. Мінімальні значення цього показника зареєстровані у куги озерної, сальвінії плаваючої та різухи морської (рис. 3).
Рис. 3. Видоспецифічність концентрування 137Cs вищими водяними рослинами зони відчуження ЧАЕС.
Найбільші величини Кк трансуранових елементів (ТУЕ) серед досліджених видів виявлено у рогоза вузьколистого – у 7 разів вищі ніж середні значення для інших видів рослин. Найменші величини Кк ТУЕ відзначені для представників родини лілейних.
Динаміка питомої активності радіонуклідів у вищих водяних рослинах протягом вегетаційного періоду підлягала чіткій сезонній ритміці. Максимальні показники зареєстровані в кінці липня – серпні. При цьому значення Кк для деяких видів можуть відрізнятися у 4 рази.
Динаміка вмісту основних радіонуклідів у тканинах вищих водяних рослин річкових екосистем зони відчуження протягом 1989–2004 рр. характеризувалася зниженням питомої активності 90Sr і 137Cs (рис. 4 а, б). У замкнутих водоймах і водоймах з низькою проточністю, як показали найбільш репрезентативні вибірки,
| 
