Особенности распределения 137Cs в почвах в районе Даховского кристаллического массива, республика Адыгея

В работе представлены результаты многолетних исследований удельной активности искусственного радионуклида ¹³⁷Cs в зональных и интразональных почвах горных районов Республики Адыгея (на примере Майкопского района, на территории Даховского кристаллического массива). Представлены результаты радиоэкологических экспедиций за период с 2013 по 2018 годы. Контрольные участки и модельные площадки закладывались с учетом почвы и положения в рельефе. Для оценки удельной активности радиоцезия почвы отбирались поверхностные пробы глубиной 0–10 см в пятикратной повторности на каждом контрольном участке методом конверта, образцы высушивались, измельчались до размера частиц не более 1 мм и герметично упаковывались в геометрии счетного образца Маринелли 1л и Маринелли 0,5 л. Для определения удельной активности радионуклидов в почвах использовали гамма-спектрометр «Прогресс-Гамма сцинтилляционный» с (NaI(Tl)) детектором. Показано, что радиоцезий на территориях со сложным рельефом распределен неравномерно. Его удельная активность варьируется в широких пределах (коэффициент вариации равен 68%), при этом средняя арифметическая, средняя геометрическая, модальная и медианная удельные активности составляют 35,7 Бк/кг, 28,0 Бк/кг, 60,4 Бк/кг и 32,4 Бк/кг соответственно. В понижениях рельефа (у подножий склонов, на дне ущелий) отмечается увеличение запасов радиоцезия (Бк/м³), обусловленное радиальным и латеральным переносом ¹³⁷Cs. При этом, изменение удельной активности ¹³⁷Cs со временем в верхнем (0-10 см) слое почвы связано с почвенно-климатическими факторами (тип почвы, количество осадков и температура воздуха).

1. Toriyama J., Kobayashi M., Hiruta T., Shichi K. Distribution of radiocesium in different density fractions of temperate forest soils in Fukushima // Forest Ecology and Management, 2018. V. 409. P. 260-266.

2. Muto K., Atarashi-Andoh M., Matsunaga T., Koarashi J. Characterizing vertical migration of 137Cs in organic layer and mineral soil in Japanese forests: Four-year observation and model analysis // Journal of Environmental Radioactivity, 2019. V. 208-209. Art. no. 106040.

3. Takahashi J., Onda Y., Hihara D., Tamura K. Six-year monitoring of the vertical distribution of radiocesium in three forest soils after the Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Plant accident // Journal of Environmental Radioactivity, 2019. V. 210. Art. no. 105811.

4. Stobinski M., Jedrzejek F., Kubica B. Preliminary studies on the spatial distribution of artificial 137Cs and natural gamma radionuclides in the region of the Ojców National Park, Poland // Nukleonika, 2018. V. 63. №. 4. P. 105-111.

5. Van Thang Nguyen, Han PhanThi Ngo, Son Vi Xuan, Trong TranHuu, Thu Huynh NguyenPhong, Hao LeCong. Modelling the mitigation speeds of 137Cs, 90Sr and 131I in the topsoils and assessment of the radiological hazards // Ecotoxicology and Environmental Safety, 2019. V. 169. P. 216-224.

6. Fujiwara T., Saito T., Muroya Y., Sawahata H., Yamashita Y., Nagasaki S., Okamoto K., Takahashi H., Uesaka M., Katsumura Y., Tanaka S. Isotopic ratio and vertical distribution of radionuclides in soil affected by the accident of Fukushima Dai-ichi nuclear power plants // Journal of Environmental Radioactivity, 2012. V. 113. P. 37-44.

7. Federico R., Paolo P., Katharina K., Axel M., Adele M. Soil biological indicators and caesium-137 to estimate soil erosion in areas with different forest system management // European Journal of Forest Research, 2020. V. 139. № 1. P. 67-81.

8. Gaspar L., Lizaga I., Navas A. Spatial distribution of fallout and lithogenic radionuclides controlled by soil carbon and water erosion in an agroforestry South-Pyrenean catchment // Geoderma, 2021. V. 391. Art. no. 114941.

9. Lee J.K., Kim J.C., Lee K.J., Belorid M., Beeley P., Yun J.I. Assessment of wind characteristics and atmospheric dispersion modeling of 137Cs on the Barakah NPP area in the UAE // Nuclear Engineering and Technology, 2014. V. 40. P. 557-568.

10. Василенко И.Я., Василенко О.И. Радиоактивный цезий // Энергия, 2001. № 7. С. 16-22.

11. Махонько К.П., Ким В.М. Динамика загрязнения воздуха, почвы и воды техногенными радионуклидами на территории СССР и России в 1954-2000 гг. // Атомная энергия. 2002. Т. 92. № 5. С. 387.

12. Karlsson L., Hernandez F., Rodriguez S., Lopez-Perez M., Hernandez-Armas J., Alonso-Perez S., Cuevas E. Using 137Cs and 40K to identify natural Saharan dust contributions to PM10 concentrations and air quality impairment in the Canary Islands // Atmospheric Environment, 2008. V. 42. P. 7034-7042.

13. Toriyama J., Kobayashi M., Hiruta T., Shichi K. Distribution of radiocesium in different density fractions of temperate forest soils in Fukushima // Forest Ecology and Management, 2018. V. 409. P. 260-266.

14. Бобренко И.А., Матвейчик О.А., Бобренко Е.Г. Содержание радионуклидов в почвах и растениях лесостепи //Вестник КрасГАУ, 2020 г., № 9 (162).

15. Кузнецов В.К., Санжаров А.И., Грунская В.П., Андреева Н.В. Агрохимические мероприятия в адаптивно-ландшафтном земледелии на радиоактивно загрязненных территориях // Агрохимический вестник, 2018. № 1. С. 34-37.

16. Кузнецов В.К., Санжарова Н.И., Серегин С.В., Грунская В.П., Бровкин В.И. Оценка влияния длительного применения минеральных удобрений на свойства почв, качество продукции и накопление 137Cs урожаем зерновых культур // Агрохимия, 2017. № 2. С. 64-72.

17. Атлас радиоактивного загрязнения Европейской части России, Белоруссии и Украины / под науч. рук. Ю.А. Израэля. М.: Федеральная служба геодезии и картографии России, 1998. 143 с.

18. МВК № 1.5.2(45)-11. Методика контроля удельной активности грунта (почвы) с применением пробоотбора. 2011. Свидетельство № 45090.1К196.

19. Bodrov I.V., Buraeva E.A., Davydov M.G., Mareskin S.A. Instrumentational determination of uranium and thorium in natural objects // Atomic Energy, 2004. V. 96. No. 4. P. 246-249.

20. Юдинцева Е.В., Гулякин И.В. Агрохимия радиоактивных изотопов стронция и цезия. М.: Атомиздат, 1968. 472 с.

21. Evangeliou N., Balkanski Y., Cozic A., Møller A.P. Simulations of the transport and deposition of 137Cs over Europe after the Chernobyl NPP accident: influence of varying emission-altitude and model horizontal and vertical resolution // Atmospheric Chemistry and Physics Discussions, 2013. V. 13. P. 7681-7736. doi:10.5194/acpd-13-7681-2013.

22. Korobova E., Romanov S. Experience of mapping spatial structure of Cs-137 in natural landscape and patterns of its distribution in soil toposequence // Journal of Geochemical Exploration, 2011. V. 109. P. 139-145.

23. Askbrant S., Melin J., Sandalls J., Rauret G., Vallejo R., Hinton T., Cremers A., Vandecastelle C., Lewyckyj N., Ivanov Y.A., Firsakova S.K., Arkhipov N.P., Alexakhin R.M. Mobility of radionuclides in undisturbed and cultivated soils in Ukraine, Belarus, and Russia six years after the Chernobyl fallout // Journal of Environmental Radioactivity, 1996. V. 31. №. 3. P. 287-312.

24. Matsunaga T., Koarashi J., Atarashi-Andoh M., Nagao S., Sato T., Nagai H. Comparison of the vertical distributions of Fukushima nuclear accident radiocesium in soil before and after the first rainy season, with physicochemical and mineralogical interpretations // Science of the Total Environment, 2013. V. 447. P. 301-314.

25. Koarashi J., Atarashi-Andoh M., Matsunaga T., Sato T., Nagao S., Nagai H. Factors affecting vertical distribution of Fukushima accident-derived radiocesium in soil under different land-use conditions // Science of the Total Environment, 2012. V. 431. P. 392-401.

26. Gaspar L., Navas A. Vertical and lateral distributions of 137Cs in cultivated and uncultivated soils on Mediterranean hillslopes // Geoderma, 2013. V. 207-208. P. 131-143.

27. Legarda F., Romero L.M., Herranz M., Barrera M., Idoeta R., Valiño F., Olondo C., Caro A. Inventory and vertical migration of 137Cs in Spanish mainland soils // Journal of Environmental Radioactivity, 2011. V.102. P. 589-597.

28. Gastberger M., Steinhäusler F., Gerzabek M., Lettner H., Hubmer A. Soil-to-plant transfer of fallout caesium and strontium in Austrian lowland and Alpine pastures // Journal of Environmental Radioactivity, 2000. V.49. P. 217-233.

29. Бураева Е.А., Ширяева А.А., Безуглова О.С. Распределение радионуклидов в горных почвах (на примере Майкопского района Республики Адыгея) // АгроЭкоИнфо, 2022. № 4. DOI:10.51419/202124423.

30. Kruyts N., Delvaux B. Soil organic horizons as a major source for radiocesium biorecycling in forest ecosystems // Journal of Environmental Radioactivity, 2002. V.58. № 2-3. P.175-190. DOI:10.1016/S0265-931X(01)00065-0.

31. Helal A.A., Arida H.A., Rizk H.E., Khalifa S.M. Interaction of cesium with humic materials: A comparative study of radioactivity and ISE measurements // Radiochemistry, 2007. V. 49. № 5. P. 523-529. doi:10.1134/S1066362207050141.

32. Staunton S. Decrease in radiocesium adsorption of illite induced by soil organic matter: Quantity or quality? // Journal of Environmental Radioactivity, 2024. V.278. Art. no. 107528. DOI:10.1016/j.jenvrad.2024.107528.

33. Бураева Е.А., Шишлов И.В., Кузнецова К.А., Бобылев В.А., Качусов Д.А., Шаповалов Е.С., Ратушный В.И., Ермолаева Н.В. Радиационная обстановка в районах Ростовской области с различной антропогенной нагрузкой // Вестник НИЯУ МИФИ, 2026. Т.15. №1. С.91-104. DOI:10.26583/vestnik.2026.1.8.