Радиоэкологические исследования городских почв в Архангельской области

Аннотация

Цель исследования: провести анализ радиоэкологического состояния почв в городе Мезень и посёлке Каменка (Мезенский район Архангельской области) и выявить на их территории малоинтенсивные аномалии по удельному содержанию ¹³⁷Cs, ²²⁶Ra, ²³²Th, ⁴⁰K в почве.

Место и время проведения. Экспедиционные работы проведены летом 2021 года на территории города Мезень, посёлка Каменка и их окрестностей (Мезенский район Архангельской области).

Методология. Для выполнения поставленной задачи опробовали 68 точек на территории г. Мезень, п. Каменка и их окрестностей, где отобрали образцы из верхнего (0-5 см) слоя почв (урбиквазизёмов, культурозёмов и реплантозёмов). В лабораторных условиях пробы высушивали до воздушно-сухого состояния и помещали в сосуд Маринелли для измерения удельной активности изотопов методом гамма-спектрометрии. Регистрацию гамма-излучений от счётного образца почв и обработку спектров проводили с использованием программно-аппаратурного комплекса «Прогресс-гамма» ФВКМ.412131.002-03. Калибровку гамма-спектрометра по энергии проводили после каждого измерения с использованием комбинированного контрольного источника ОИСН-137-1. Минимальное время экспонирования счетного образца составляло 3600 секунд.

Основные результаты. Удельная активность техногенного ¹³⁷Cs в верхнем (0-5 см) слое почвы изменялась от 1,6 до 24,2 Бк/кг в г. Мезень и от 2,4 до 26,1 Бк/кг в п. Каменка, при средних значениях 5,88 и 8,27 Бк/кг соответственно. При этом наблюдалась более высокая активность этого радионуклида в почвах п. Каменка по сравнению с почвами г. Мезень. Для ²²⁶Ra и ²³²Тh также выявили более высокие активности в почвах п. Каменка. Удельное содержание ⁴⁰K в исследованных городских почвах практически равномерное. Удельная активность техногенного ¹³⁷Cs и естественных радионуклидов ²²⁶Ra, ²³²Th и ⁴⁰K в верхнем 5-ти сантиметровом слое почв на пастбищах и покосах сопоставима с городскими почвами г. Мезень и п. Каменка. В неподверженных антропогенному воздействию лесных почвах удельная активность ¹³⁷Cs более чем в 3 раза выше и достигает 65,4 Бк/кг. Для ²²⁶Ra и ²³²Тh установлены более высокие активности в почвах п. Каменка, что связано с гранулометрическим составом и характером подстилающих почву четвертичных отложений. Удельное содержание ⁴⁰K в исследованных почвах практически равномерное. Анализ пространственного распределения удельной активности техногенного ¹³⁷Cs и естественных радионуклидов ⁴⁰К, ²²⁶Ra и ²³2Th выявил, что малые локальные аномалии (МЛА) ¹³⁷Cs (T1/2=30,17 лет) приурочены к парковой зоне центральной и южной части г. Мезень (4 МЛА). МЛА естественных радионуклидов ²²⁶Ra (T1/2=1590 лет), ²³²Th (T1/2=1,41*1010 лет) и ⁴⁰K (T1/2=1,3*109 лет) выявлены, в основном, в луговых дерновых почвах на западной окраине города (Набережная им. В.И. Ленина), в районах одноэтажной застройки (частный сектор), вдоль берега р. Това, а также в районе аэропорта. На остальной территории г. Мезень измеренные концентрации исследованных радионуклидов минимальны. Схожее пространственное распределение исследованных радионуклидов в верхнем горизонте почв г. Мезень характерно и для п. Каменка. Максимальные значения активности ¹³⁷Cs так же выявлены в почвах парковых зон, неподверженных интенсивному антропогенному воздействию, в юго-западной части посёлка, вдоль ул. Комарова. Для ²²⁶Ra и ²³²Th характерны повышенные концентрации на окраинах посёлка, в районе улиц Заводской, Гагарина и Шелгунова на севере и ул. Южная на юге посёлка. Распределение ⁴⁰К практически равномерно по всей исследованной территории, включая не только окраины, но и центральную часть посёлка.

Заключение. Содержание естественных и техногенных радионуклидов в городских почвах г. Мезень и п. Каменка не превышает предельно допустимых концентраций, характерных для городских поселений Архангельской области. Более высокую активность ¹³⁷Cs в почвах п. Каменка по сравнению с почвами в г. Мезень можно объяснить разной степенью антропогенного воздействия на почвы в этих населённых пунктах; МЛА ¹³⁷Cs в почвах парков и скверов обусловлены минимальной степенью антропогенного воздействия на почву, при этом дерновый слой почв прочно фиксирует поступающий из атмосферы ¹³⁷Cs гуминовыми кислотами. МЛА радия и тория в луговых городских почвах тесно связаны с подстилающими песчаными четвертичными отложениями, концентрирующими эти элементы. МЛА калия в данных районах вероятнее всего связана с большой плотностью травянистой растительности, легко вовлекающей этот элемент в биологический круговорот и способствующей его аккумуляции в верхнем почвенном горизонте.