ВВЕДЕНИЕ 3
ГЛАВА 1 ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ 5
1.1 Изотоп Cs, краткая информация 5
1.2 Источники образования изотопа Cs 6
1.3 Миграция изотопа цезия во внешней среде 7
1.4 Биологическое воздействие цезия-137 9
1.5 Параметры осадконакопления в озерах 12
1.6 Варианты отбора проб донных отложений и выбор оптимального
метода их датирования 14
ГЛАВА 2 МАТЕРИАЛ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 16
ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ 26
3.1 Пруд Адмиралтейский 26
3.2 Озеро Елубокое 26
3.3. Оценка скорости осадконакопления 26
ВЫВОДЫ 27
ЛИТЕРАТУРА
Водные экосистемы с замедленным водообменом (озера, пруды, водохранилища) представляют значительную важность, так как
обеспечивают множество экологических и водохозяйственных функций.
Этим экосистемам приходится сталкиваться с интенсивным осадконакоплением и заилением. Установление параметров осадконакопления, особенно в современных условиях, позволяет проводить оценку экологических рисков водным экосистемам, прогнозировать варианты их развития, разрабатывать обоснованные рекомендации по управлению риском и его снижению (Латыпова и др., 2017). Было проведено множество исследований, с целью узнать более подробно об особенностях осадконакопления, в том числе, насколько быстро оно происходит (Baskaran et al., 2015; Szmytkiewicz, Zalewska, 2014; Erten et al., 1985). В данном исследовании была предпринята попытка оценить скорость осадконакопления при помощи малоизвестного, однако очень эффективного метода - метода датирования при помощи изотопа цезия-137.
Цезий-137 - это радионуклид среднего периода полураспада (30,17 лет), происходящих из антропогенных источников (CDC Radiation Emergencies,
2004, Zaborska et al., 2014). Изотоп цезия-137 считается одним из компонентов глобальных радиоактивных выпадений, проходивших вследствие испытаний ядерного оружия в атмосфере. Данного изотопа не существует в природе, он не может образовываться самостоятельно. Поступая из атмосферы вместе с осадками, цезий-137 прочно сорбируется почвой по типу обменноионного поглощения.
В соответствии с частотой и мощностью проведения взрывов, поступление цезия-137 было неравномерным во времени. Начало выпадений изотопа относится к 1954 году, в почве цезий-137 фиксируется с 1955 года. С тех пор началось медленное отложение радионуклида из атмосферы (радиоактивные осадки). Ежегодно малая доля общего количества Cs
отлагается на Землю. Важно подчеркнуть, что данный радионуклид все еще присутствует в стратосфере. Ожидается, что радиоактивные осадки будут сохраняться на протяжении десятилетий. Зарегистрировано два пика: максимум поступления цезия-137 приходится на 1962-1963 года, а меньший по величине пик датируется 1957-1958 годами. К 1964 году выпало 80 % от общего поступления изотопа, в дальнейшем интенсивность выпадений быстро убывала и с 1971 года стабилизировалась на одном уровне. Новый временной рубеж (1986 год) возник в связи с аварией на Чернобыльской АЭС. Особенно четко он маркирует отложения юго-западной четверти Русской равнины (Голосов и др., 1992).
Цель работы: использовать радиометрическое датирование для определения современной скорости осадконакопления в водных объектах.
Задачи:
1) Провести отбор стратифицированных проб донных отложений в акватории пруда Адмиралтейского и озера Глубокого, выполнить пробоподготовку и провести анализ содержания природных и искусственных радионуклидов в пробах донных отложений.
2) Провести анализ распределения изотопа цезия-137 в пробах донных отложений и соотнести полученные значения с ядерными событиями в ретроспективе для выявления маркерных слоев.
3) На основании радиометрического датирования выполнить оценку скорости осадконакопления в водных объектах.
Таким образом, проведенные исследования позволяют сделать следующие выводы:
1. Предложенный метод позволяет осуществлять выявление маркерного слоя в донных отложениях и определять скорость современного осадконакопления в водных объектах, различного генезиса и уровня антропогенной нагрузки.
2. Содержание природных радионуклидов не изменяется по слоям стратифицированных колонок донных отложений, отобранных в акватории пруда Адмиралтейского, составляя в среднем 397,0±177,5 Бк/кг для 40К, 14,1±11,5 Бк/кг для 226Ra, 11,1±12,5 Бк/кг для 232Th, что говорит об их однородном поступлении в течение времени. Отличия наблюдаются лишь по искусственному радионуклиду - цезию-137.
3. Распределение изотопа цезия-137 в пробах донных отложений пруда Адмиралтейского варьировало в диапазоне 2,2±0,65 - 36,9±11 Бк/кг. Был выделен маркерный слой, соответствующий интенсивным ядерным испытаниям с 1955 года, активность цезия с учетом поправки на период полураспада для данного слоя составила 36,9±11 Бк/кг. Маркерный слой, соответствующий Чернобыльской катастрофе выявлен не был, активность цезия для данного временного интервала с учетом поправки соответствовала 6,6±1,9 Бк/кг.
4. Содержание природных радионуклидов не изменяется по слоям стратифицированных колонок донных отложений, отобранных в акватории озера Глубокого, составляя в среднем 486,56±185,12 Бк/кг для 40К, 12,6±10,85 Бк/кг для 226Ra, 25,72±13,45 Бк/кг для 232Th. Это говорит об их однородном поступлении в течение времени. Отличия наблюдаются лишь по искусственному радионуклиду - цезию-137.
5. Был выделен маркерный слой в озере Глубоком, соответствующий интенсивным ядерным испытаниям с 1955 года, активность цезия с учетом
поправки на период полураспада в слоях 1955-1970 г. и 1971-1985 г. составила 60,42±25,88 и 79,93±32,32 Бк/кг соответственно. Маркерный слой, соответствующий Чернобыльской катастрофе, выявляется слабо,
поступление цезия для данного временного интервала соответствовала 106,19±45,21 Бк/кг.
6. На основании радиометрического датирования, выполнена оценка скорости осадконакопления в пруду Адмиралтейском и оз. Глубоком, составившая 1,17 и 0,32 см/год соответственно.
