1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Геохимия
  4. T. 68, № 3, 2023

Геохимия, 2023, T. 68, № 3, стр. 306-314

Содержание и формы нахождения радионуклидов в воде и донных отложениях моря Лаптевых

Т. А. Горяченкова a, А. В. Травкина a, *, А. П. Борисов a, Г. Ю. Соловьева a, И. Е. Казинская a, А. Н. Лигаев a, А. П. Новиков a

a Институт геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН
119991 Москва, ул. Косыгина, 19, Россия

* E-mail: a_travkina@mail.ru

Поступила в редакцию 07.11.2021
После доработки 16.09.2022
Принята к публикации 16.09.2022

Полный текст (PDF)

Аннотация

В представленной работе изучались особенности распределения 137Cs и изотопов плутония в современных осадках различных частей моря Лаптевых, отобранных в ходе экспедиционных исследований на НИС “Академик Мстислав Келдыш” в 2017 и 2019 гг. Было установлено, что активность 137Cs в воде и донных отложениях находятся в пределах глобального фона, характерного для морей Арктического региона. Во всех отобранных пробах удельное содержание изотопов 239,240Pu находится ниже уровня минимально детектируемой активности. По результатам изотопного анализа избыточного 210Pb скорость осадконакопления в двух колонках, отобранных в акватории моря Лаптевых, составляет 0.18 и 0.23 см/год. Изучение несколькими методами форм нахождения 239Pu, внесенного в образцы донных отложений в лабораторных условиях, показало, что основная доля 239Pu связана с труднорастворимыми органо-минеральными компонентами. В составе органических легкорастворимых кислот и гумусовых веществ, которые включают в себя фульво- и гуминовые кислоты донных отложений, найдено 30–39% 239Pu.

Ключевые слова: радионуклиды, донные отложения, формы нахождения, органические вещества

Искусственные радионуклиды, в частности, изотопы 137Cs и 239, 240Pu, вследствие проводившихся экспериментальных ядерных взрывов, работы предприятий ядерного топливного цикла, а также имевших место технологических нарушений и аварийных ситуаций на них, стали постоянными и необратимыми компонентами биосферы. Исследования радиоактивного загрязнения акватории Мирового океана были начаты с момента первых испытаний ядерного оружия. Среди морей российского Арктического региона наиболее изученным является Карское море, где в ходе экспедиционных работ были получены результаты по содержаниям 137Cs, 90Sr и 238–240Pu в морской воде и донных отложениях (Горяченкова и др., 2000; Горяченкова и др., 2019; Travkina et al., 2017). Радиоэкологическое состояние моря Лаптевых в настоящее время недостаточно изучено, ранее не проводились исследования по оценке форм нахождения радионуклидов в донных отложениях.

Акватория моря Лаптевых, которое относится к типу материковых окраинных морей, характеризуется суровыми климатическими условиями. Его площадь составляет 662 тысячи км2, средняя глубина – 553 м. Среди всех окраинных арктических морей, море Лаптевых испытывает минимальное влияние теплых тихоокеанских и атлантических течений (Дружкова и др., 2013). Отрицательные температуры воздуха сохраняются в акватории моря Лаптевых 11 месяцев и достигают –28–34°С в северной его части. Море Лаптевых отличается обширным шельфом и обильным стоком речных вод, в первую очередь реки Лена (до 600 км3/год) и р. Хатанга (до 100 км3/год). Взвешенное вещество речного стока прослеживается на расстоянии до 500 км от устья рек. Пространственное распределение взвешенного вещества контролируется 3-мя процессами: разбавлением речных вод морскими; биоседиментацией из верхних горизонтов вод и взмучиванием придонного слоя донных осадков. Концентрация взвесей в поверхностных водах моря Лаптевых в широтах 73°–76° изменялась в пределах 0.2–1.6 мг/л. В зимний период в воде моря Лаптевых отмечалось минимальное значение биомассы (до 0.8 мкг Сорг/л). Осенью, в прибрежной зоне дельты р. Лена, биомасса микропланктона достигала 5.7 мкг Сорг/л (Ветров и др., 2008; Купцов и др., 1999). Соленость воды моря Лаптевых за счет поступающей речной воды полноводных рек составляет 20–25‰, с глубиной соленость повышается, рН морской воды составляет 7.0–7.8.

Поступление радионуклидов в воды и донные отложения морей Арктического региона происходит из нескольких источников: водным путем со стоками рек, протекающих по загрязненным территориям и впадающим в моря Арктики, с морскими течениями, грунтовыми водами, находящимися в контакте с загрязненными почвами и воздушным переносом в составе аэрозолей. Было установлено, что основным источником минеральных и органических частиц аэрозолей, поступающих в акваторию морей Арктики являются металлургические предприятия Севера, лесные пожары, дальний перенос вещества из среднеширотных районов материка, при этом потоки аэрозольного вещества на поверхность морей Арктики с дальнейшей концентрацией их в донных осадках и биоте морей, составляют около 570 мг/м2 в год (Астахов и др., 2018; Купцов и др., 1999).

Для прогнозирования миграционных процессов, основанных на степени подвижности радионуклидов в образцах природной среды, важно знать не только общее содержание радионуклидов, но и формы их нахождения в биосфере. От прочности связи радионуклидов с различными компонентами морской среды зависит направленность и интенсивность их миграции в системе морская вода–донные отложения и обратно. Формы нахождения радионуклидов в нативных условиях можно изучать при условии достаточного их содержания для эксперимента в образцах природной среды. Для изучения форм нахождения радионуклидов, если их активность мала, используют метод внесения радионуклидов в образцы в лабораторных условиях. Существует множество методов изучения форм нахождения радионуклидов и химических элементов в экосистемах, однако все они являются в разной степени условными, так как в лабораторных условиях трудно подобрать реагенты, извлекающие из почв или донных отложений конкретные группы соединений химических элементов. Несмотря на условность таких методов, они широко применяются в геохимии, почвоведении, радиохимии, и полученные при этом результаты позволяют судить о поведении, геохимической подвижности химических элементов и радионуклидов в природной среде (Санжарова и др., 2005; Алексахин, 1992; Павлоцкая и др., 2003; Горяченкова и др., 2005).

Целью настоящего исследование является: 1 – изучение особенностей распределения искусственных радионуклидов 137Cs и 239, 240Pu в воде и донных отложениях моря Лаптевых; 2 – оценка предполагаемых форм нахождения 239Pu, внесенного в образцы донных отложениях моря Лаптевых в лабораторных условиях.

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

Объекты и методы исследования

На рис. 1 представлена карта станций отбора проб морской воды и донных отложений во время экспедиций на НИС “Академик Мстислав Келдыш” в 2017–2019 гг.

Рис. 1.

Карта отбора проб воды и донных отложений.

Пробы морской воды (120 л) для определения объемной активности 137Cs отбирали с помощью погружного насоса типа “Малыш” в пластиковую бочку, снабженную патрубком у дна, к которому была присоединена сорбционная колонка. В качестве сорбента использовали ферроцианид кобальта, закрепленный на волокнистом целлюлозном носителе в количестве 10 г. Скорость фильтрации составляла 150–200 мл/мин.

Отбор донных отложений проводили с помощью бокскорера. Из блока осадков, поднятого бокскорером, вырезали колонки с помощью пластиковой трубы с заостренным краем, медленно вдавливая ее перпендикулярно слою осадка. Колонки разрезали последовательно на слои толщиной 1 см. В лаборатории пробы высушивали в сушильном шкафу при Т = 80°C до постоянной массы, взвешивали, измельчали в ступке, просеивали через сито 1 мм.

Активность гамма-излучающих радионуклидов определяли с помощью гамма-спектрометра с полупроводниковым детектором из особо чистого германия 70 × 25 мм (Canberra Ind). Для обработки результатов использовали программное обеспечение Genie 2000 (Canberra Ind.). Для калибровки по эффективности использовали интеркалибровочный препарат MAPEP 97 S4 (Департамент энергетики, США) и сертифицированный стандартный образец IAEA-315 (МАГАТЭ).

Для определения содержания 239, 240Pu в воде пробу объемом 120 л отбирали в пластиковые бочки. Далее в пробу вводили 0.8 г KMnO4 (одна ампула стандарт- титра KMnO4 на 0.1М) затем добавляли 5 г MnCl2·4H2O, тщательно перемешивая. Затем в пробу при необходимости добавляли NaOH в виде концентрированного раствора для корректировки pН до значений 8–9. Осадок выдерживали одни сутки для формирования компактного слоя, который концентрировали в объеме 1.5 л и доставляли в лабораторию для проведения радиохимического анализа.

Извлечение 239, 240Pu из образцов донных отложений и жидких концентратов проводили методом выщелачивания при 3-х кратном кипячении с 8 М HNO3. После отделения жидкой фазы от твердой к 8 М HNO3 раствору добавляли 100 мг NaNO2 и нагревали 40 мин при 90°С для восстановления плутония. Концентрирование и радиохимическую очистку проводили на хроматографической колонке, заполненной анионитом ВП-1АП, представляющим собой сополимер дивинил бензола, пиридина и метилпиридина, производство Россия. Колонку с анионитом промывали раствором 8 М HNO3, затем 10 М HCl. Десорбцию 239, 240Pu проводили смесью 0.35 М HNO3 + 0.01 М HF с последующим осаждением изотопов плутония с микрограммовым количеством LaF3 (Joshi, 1985) на ядерном фильтре производства г. Дубна (размер пор 0.1 мкм) и измерением полученного осадка на альфа- спектрометре Alpha Analyst (Canberra Ind) с полупроводниковый детектором, площадью чувствительной зоны 600 мм2. Химический выход 239, 240Pu в образцах донных отложений оценивали по внесенной перед анализом метке 242Pu (Павлоцкая и др., 1984).

Формы нахождения 239Pu в образцах донных отложений моря Лаптевых (станции 5591 и 5596), отобранных с горизонтов 1–2 см, изучали после внесения в них раствора 239Pu(NO3)4 в лабораторных условиях при тщательном перемешивании и последующем извлечением изотопа 239Pu различными реагентами. Для эксперимента отбиралась навеска образца массой 1 г. Активность внесенного 239Pu составляла 160 Бк/г. Время нахождения 239Pu в образцах донных отложений до начала эксперимента составляло более 5 мес. Изучение форм нахождения 239Pu проводили из образца весом 1 г в двух повторностях. Активность 239Pu в вытяжках, полученных в ходе эксперимента по изучению форм его нахождения, определяли из аликвот 0.1–0.5 мл после микроосаждения с LaF3 по методике, описанной выше для донных отложений.

Для изучения форм нахождения 239Pu использовали следующие методы:

1-метод (Tessier et al., 1979), который основан на последовательном выщелачивании химических элементов реагентами, извлекающими определенные группы соединений: обменная (0.4 M MgCl2); карбонаты (1 M CH3COONa pH 5.0); оксиды Fe/Mn (0.04 M NH2OH.HCl в 25% CH3COOH с рН 2); многократная обработка пробы 30% H2О2 для разрушения органического вещества, затем обработка образца 0.02 М HNO3 (связь с органическим веществом); минеральный остаток (полное разложение с НF).

2-метод, разработанный в ГЕОХИ РАН, основанный на извлечении определенных групп минеральных соединений образца, различающихся по степени подвижности и растворимости: обменная и легкорастворимая (1 М CH3COONH4, рН 4.8); подвижная (1 М HCl); кислоторастворимая (6 М HCl), труднорастворимая (остаток) (Павлоцкая и др., 2003; Горяченкова и др., 2005).

3. Для изучения возможных связей 239Pu с отдельными группами органического вещества использовали метод Д.С. Орлова (Орлов, 1992; Горяченкова и др., 2005). Декальцирование проводили 3-х кратной обработкой образца 0.1 М HCl до отрицательной реакции на Са2+, органическое вещество извлекали 0.1 М NaOH. Затем щелочной раствор подкисляли до рН 2, в осадок выпадали гуминовые кислоты (Гк), в кислом растворе оставались низкомолекулярные органические- и фульвокислоты (Фк). Остаток представляет собой труднорастворимые органические вещества (гумины), связанные с минеральной частью образцов.

Содержание Сорг в образцах донных отложений определяли методом бихроматной окисляемости, в декальцинате, растворах Гк и Фк – методом перманганатной окисляемости (Аринушкина, 1970).

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Содержание радионуклидов в воде и донных отложениях моря Лаптевых

На акваториях и водосборных территориях моря Лаптевых отсутствуют прямые локальные источники техногенных радионуклидов. Их уровни и динамика концентраций в водной среде данных морей в настоящее время изучены недостаточно. В море Лаптевых техногенные радионуклиды поступают с морскими течениями из Карского моря через пролив Вилькицкого и вдоль северо-восточной окраины архипелага Северная Земля.

В табл. 1 представлены результаты измерения активностей 137Cs в пробах воды, отобранных в различных районах моря Лаптевых. Удельная активность 137Cs лежит в пределах 0.3–0.8 Бк/м3, что согласуется с предыдущими исследованиями, демонстрируя общую тенденцию уменьшения загрязненности морской среды в направлении с запада на восток (Матишов и др., 2019). Относительные максимумы содержания наблюдаются в зоне влияния речного выноса р. Лены (ст. 5596) и в районе маргинального фильтра реки Хатанга (ст. 5627) – 0.8 и 0.7 Бк/м3 соответственно. В целом уровни объемной активности 137Cs в море Лаптевых крайне малы, ниже, чем в Карском море, и в последние годы не проявляют динамику роста (Горяченкова и др., 2019; Travkina et al., 2017).

Таблица 1.  

Содержание 137Cs в пробах морской воды моря Лаптевых, Бк/м3

Номер станции Координаты станций 137Cs
5590 77°10.2′ 114°40.0′ 0.6 ± 0.2
5591 75°24.7′ 115°26.6′ 0.5 ± 0.1
5592 75°48.5′ 130°29.7′ 0.3 ± 0.1
5596 74°15.0′ 130°29.7′ 0.8 ± 0.1
5627 73°29.6′ 108°10.9′ 0.7 ± 0.2
5632 74°50.0′ 113°48.5′ 0.6 ± 0.1
5633 76°21.5′ 114°58.0′ 0.7 ± 0.3

Уровни активности 239, 240Pu во всех отобранных пробах воды оказались меньше величины минимально детектируемой активности, составляющей 0.01 Бк/м3.

В табл. 2 представлены результаты измерения удельных активностей 137Cs в поверхностном слое донных отложений (0–2 см) моря Лаптевых.

Таблица 2.  

Содержание 137Cs в поверхностном слое донных отложений (0–2 см), Бк/кг

Номер станции Координаты станций 137Cs Погрешность, %
широта долгота
5590 77°10.2′ 114°40.0′ 2.5 11.2
5591 75°24.7′ 115°26.6′ 7.4 7.9
5592 75°48.5′ 130°29.7′ 2.3 9.9
5596 74°15.0′ 130°29.7′ 2.1 10.8
5626 76°43.7′ 125°32.6′ 1.6 10.9
6489 73°07.1′ 130°23.8′ 5.9 8.3
6505 75°12.0′ 129°08.6′ 4.2 9.8
6533 77°57.1′ 104°19.2′ 6.7 8.8

Диапазон содержания 137Cs в осадках моря Лаптевых составляет от 1.61 до 7.43 Бк/кг, и лежит в пределах глобальных фоновых значений, характерных для морей Российской Арктики. Минимальные уровни удельной активности 137Cs, не превышающие 2–2.5 Бк/кг, наблюдаются в осадках, отобранных в центральных частях моря вдали от дополнительных источников взвешенного материала.

Наибольшие содержания 137Cs обнаружены в осадках, подвергшихся влиянию стока рек Хатанги и Лены (ст. 5591 и ст. 6489 соответственно), а также отобранных в проливе Вилькицкого (ст. 6533). Эстуарные части, а также дельты сибирских рек представляют собой зоны мощных геохимических барьеров, в которых активно происходят процессы перераспределения и накопления взвешенного вещества, включая техногенное загрязнение. Несмотря на то, что современное загрязнение искусственными радионуклидами арктических морей носит в основном глобальный характер, вынос реками огромного количества вещества и его осаждение в районах маргинальных фильтров может играть значительную роль в накоплении 137Cs осадками.

Удельные активности 239, 240Pu в осадках моря Лаптевых лежат ниже величины предела обнаружения, составляющего 0.1 Бк/кг.

В данной работе были изучены режим седиментации и хронология поступления 137Cs в современные осадки моря Лаптевых по результатам гамма-спектрометрического анализа двух колонок донных отложений.

На рис. 2 и 3 представлены вертикальные профили содержания избыточного 210Pb и 137Cs в колонках 5591 и 5596 соответственно. Удельная активность избыточного 210Pb определялась как разность общей активности 210Pb (по линии 46.5 кэВ) в пробе и активности 226Ra (по линии 609.2 кэВ). Удельная активность 137Cs (по линии 661.6 кэВ) была пересчитана на дату отбора проб (2017 г.).

Рис. 2.

Изменение удельных активностей избыточного 210Pb и 137Cs по глубине колонки 5591.

Рис. 3.

Изменение удельных активностей избыточного 210Pb и 137Cs по глубине колонки 5596.

Изотоп 210Pb является продуктом радиоактивного распада 222Rn (Т1/2 = 3.82 сут) – члена радиоактивного семейства 238U, поступающего в атмосферу с поверхности почв и горных пород. 210Pb практически сразу захватывается аэрозольными и пылевыми частицами и в их составе выпадает на поверхность суши и водоемов, затем достигает донных осадков. Предполагается, что поток избыточного 210Pb на земную поверхность постоянен во времени для данной широты (Сапожников и др., 2006). Значения активностей избыточного 210Pb и 137Cs используют в качестве индикатора различных природных процессов, в том числе скоростей формирования морских осадков.

По результатам изотопного анализа избыточного 210Pb были рассчитаны скорости осадконакопления, составляющие 0.18 см/год для ст. 5591 и 0.23 см/год для ст. 5596.

Анализируя динамику поступления 137Cs в морские осадки можно выделить некий максимум его содержания, лежащий для ст. 5591 на глубине 4–5 см и достигающий значения 18.9 Бк/кг в пересчете на 2017 г. Для ст. 5596 характерен немного более размазанный и глубинный максимум, лежащий на глубинах 4–6 см в диапазоне концентраций 5.9–6.4 Бк/кг. Небольшая разница скоростей седиментации в данных колонках способна объяснить это смещение в глубину. Используя полученные данные по абсолютным скоростям седиментации, можно оценить примерный возраст интересующих горизонтов. Таким образом, динамика содержания 137Cs характеризуется периодом его максимального поступления в осадки моря Лаптевых, соответствующим 1992 г. для колонки 5591 и периодом 1993–97 гг. для колонки 5596. Низкие активности техногенных радионуклидов в осадках моря Лаптевых в целом позволяют сделать предположение о глобальном характере радиоактивного загрязнения региона и отсутствии влияния локальных источников. Вероятно, формирование глубинных максимумов содержания в изученных колонках можно объяснить последствием трансграничного переноса радионуклидов от западно-европейских предприятий ядерного топливного цикла наряду с топливо перерабатывающими комбинатами в верховьях рек Оби и Енисея.

Формы нахождения 239Pu в донных отложениях моря Лаптевых

На рис. 4 и 5 приведены результаты изучения предполагаемых форм нахождения 239Pu, внесенного в образцы донных отложений моря Лаптевых (ст. 5591 и ст. 5596) в лабораторных условиях, поскольку содержания этого радионуклида не позволяет оценить его формы нахождения в нативных условиях.

Рис. 4.

Формы нахождения 239Pu в образцах донных отложений моря Лаптевых, % от общего содержания в образце, оцененные по методу (Павлоцкая и др., 2003).

Рис. 5.

Формы нахождения 239Pu в образцах донных отложений моря Лаптевых, % от общего содержания в образце, оцененные по методу (Tessier et al., 1979).

Результаты, приведенные на рис. 4, показали, что 8–10% 239Pu в донных отложениях моря Лаптевых найдено в составе обменной формы (1 М CH3COONH4, pH 4.8), в которую, кроме легкорастворимых химических соединений, входят органические вещества разной степени растворимости, в том числе легкорастворимые низкомолекулярные фульвокислоты. С группой относительно подвижных соединений, извлекаемой 1 М HCl, включающей в свой состав аморфные и слабоокристаллизованные оксиды Fe/Mn, а также легкорастворимые органические соединения, связано 36.2 и 39.0% 239Pu. Основная доля 239Pu найдена в составе трудно растворимых соединений как органической, так и неорганической природы (вещества растворимые в 6М HCl и остаток) 54.0 и 57.6% для ст. 5591 и 5595 соответственно.

Использование метода Tessier, который в последнее время часто применяется для изучения форм нахождения радионуклидов и химических элементов в почвах либо донных отложениях различных природных сред, дает возможность оценить связи изучаемых элементов как с неорганическими, так и органическими компонентами природных образцов (рис. 5). В составе обменной фракции образцов донных отложений на станциях 5591 и 5595, извлекаемой 0.4 M MgCl2, 239Pu не обнаружен, с карбонатами связано не более 3% 239Pu. С оксидами Fe/Mn связано 20.4 и 32.1% 239Pu. Найдена достаточно высокая доля 239Pu в составе органического вещества донных отложений (29.6 и 39.4% для станций 5591 и 5596 соответственно).

При сравнении результатов, полученных описанными выше методами, можно отметить некоторые расхождения в интерпретации связей 239Pu с различными формами в образцах донных отложений, что связано с применением различных реактивов для их последовательного выделения. В первом оценивается подвижность 239Pu, связанного как с неорганическими, так и органическими компонентами донных осадков, в то время как по методу Tessier органическая компонента выделена в виде отдельной фазы. Поэтому сумма активности 239Pu в обменной и подвижной формах (рис. 4), составляющие 46.6 и 46.2% для образцов 5591 и 5596 выше, чем в карбонатной и формах связанных с оксидами Fe/Mn при применении методики Tessier (рис. 5), которые составляют в сумме 22.2 и 35.2%. Поскольку доля 239Pu в составе органического вещества донных отложений оказалась значительной (рис. 5), то появилась возможность оценить количественные связи 239Pu с различными группами органических веществ.

Результаты, представленные на рис. 6 (метод Д.С. Орлова), описывают распределение 239Pu в составе различных групп органических веществ. Содержание Сорг в образцах ст. 5591 и 5596 составляет 11.1 и 7.8 мг/г соответственно.

Рис. 6.

Распределение 239Pu и Сорг по группам органического веществ в образцах донных отложений моря Лаптевых, % от общего содержания в образце.

В декальцинате, куда переходят преимущественно подвижные фульво- и низкомолекулярные органические кислоты, свободные и связанные с подвижными Fe/Mn соединениями, а также легкорастворимые минеральные соединения, найдено 14.3% (станция 5591) и 10.1% (станция 5596) 239Pu, а также 16.0 и 24.4% Сорг. С группами Гк и Фк в сумме связано 23.1 и 26.8% 239Pu. При этом основное содержание Сорг найдено в составе Гк. После экстракции органических веществ до 63% 239Pu остается в остатке, куда входят труднорастворимые органические вещества (гумины) и минеральные соединения разной степени растворимости. Доли 239Pu, найденные в составе органических веществ (легкорастворимых органических кислот, Фк и Гк) по методу Tessie и Д.С. Орлова, достаточно хорошо сопоставимы. Так, с органическим веществом связано 29.6 и 39.4% 239Pu (метод Tessier), 36.9 и 37.4% 239Pu (метод Д.С. Орлова) для станций 5591 и 5596 соответственно.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Проведенный в данной работе анализ радиоэкологического состояния моря Лаптевых показал, что удельная активность 137Cs в пробах воды изменяется в пределах 0.3–0.8 Бк/м3, в донных осадках диапазон содержаний составляет 1.61 до 7.43 Бк/кг, что в целом не превышает средних фоновых значений для арктического региона. Максимальные уровни активности 137Cs наблюдаются в районах, находящихся под влиянием дополнительных источников взвешенного материала, в частности, речного выноса. Во всех проанализированных пробах воды и донных отложений удельное содержание изотопов 239,240Pu находится ниже уровня минимально детектируемой активности.

Скорости седиментации в двух отобранных колонках современных осадков, рассчитанные по методу избыточного 210Pb, составляют 0.18 и 0.23 см/год. Вертикальные профили распределения 137Cs в колонках демонстрируют глубинные максимумы содержания, лежащие в пределах 4–6 см, по возрасту соответствующие 90-м годам прошлого века.

Оценочные результаты, полученные при изучении форм нахождения 239Pu в лабораторных условиях, показали, что в морских донных отложениях моря Лаптевых 8–10% плутония находится в составе обменной, относительно подвижной формы, на долю Фк и группы низкомолекулярных органических кислот приходится около 25% 239Pu, с группой Гк связано 12% 239Pu. Наличие плутония в составе низкомолекулярных кислот и ФК дает основание предполагать динамическую миграционную активность этого радионуклида в системе морская вода–донные отложения. В целом эксперимент с оценкой форм нахождения 239Pu в осадках носит модельный характер и не позволяет сделать четкого заключения о нативных формах плутония в донных отложениях моря Лаптевых.

Море Лаптевых является возможным плацдармом эффективного освоения нефтегазовых ресурсов Арктического шельфа России. В настоящее время обсуждается возможность полноценного изучения нефтегазового потенциала моря Лаптевых, что связано с высокими предпосылками его нефтегазоносности. Результаты, представленные в этой статье, по содержанию радионуклидов в морской воде, распределению их по глубине донных отложений, изучению связей 239Pu с органическими и неорганическими компонентами донных отложений, могут быть использованы для оценки экологической ситуации в море Лаптевых, одном из малоизученных морей региона Российской Арктики.

Работа выполнена по госзаданию ГЕОХИ РАН 0137-2019-001.

Список литературы

  1. Алексахин Р.М. (1992) Сельскохозяйственная радиоэкология. М.: Экология, 400 с.

  2. Аринушкина Е.В. (1970) Руководство по химическому анализу почв. Изд. Московского университета. 486 с.

  3. Астахов А.С., Семилетов И.П., Саттарова В.В., Shi Xuefa, Hu Limin, Аксентов К.И., Василенко Ю.П., Иванов М.В. (2018) Редкоземельные элементы донных осадков Восточно-Арктических морей России как индикаторы терригенного сноса. ДАН. 482(4), 451-455.

  4. Ветров А.А., Романкевич Е.А., Беляев Н.А. (2008) Хлорофилл, первичная продукция, потоки и баланс органического углерода в море Лаптевых. Геохимия. 1(10), 1122-1130.

  5. Vetrov A.A., Romankevich E.A., Belyaev N.A. (2008) Chlorophyll, primary production, fluxes, and balance of organic carbon in the Laptev sea. Geochem. Int. 46(10), 1055-1063.

  6. Горяченкова Т.А., Казинская И.Е., Кларк С.В., Новиков А.П., Мясоедов Б.Ф. (2005) Методы изучения форм нахождения плутония в объектах окружающей среды. Радиохимия. 47(6), 550-555.

  7. Горяченкова Т.А., Емельянов В.В., Казинская И.Е., Барсукова К.В., Степанец О.В., Мясоедов Б.Ф (2000). Содержание плутония в воде и донных отложениях Карского моря. Радиохимия. 42(3), 264-268.

  8. Горяченкова Т.А., Борисов А.П., Соловьева Г.Ю., Лавринович Е.А., Казинская И.Е., Лигаев А.Н., Травкина А.В., Новиков А.П. (2019) Содержание техногенных радионуклидов в воде, донных отложениях и бентосе Карского моря и мелководных заливов архипелага новая Земля. Геохимия. 64(12), 1261-1268.

  9. Goryachenkova T.A., Borisov A.P., Solov’eva G.Y., Lavrinovich E.A., Kazinskaya I.E., Ligaev A.N., Travkina A.V., Novikov A.P. (2019) Content of technogenic radionuclides in water, bottom sediments, and benthos of the Kara sea and shallow bays of the Novaya Zemlya archipelago. Geochem. Int. 57(12), 1320-1326.

  10. Дружкова Е.И., Макаревич П.Р. (2013) Исследование фитопланктона моря Лаптевых: история и современность. Труды Кольского научного центра РАН.

  11. Купцов В.М., Лисицын А.П., Шевченко В.П., Буренков В.И. (1999) Потоки взвешенного вещества в донные отложения моря Лаптевых. Океонология. 39(4), 597-604.

  12. Матишов Г.Г., Касаткина Н.Г., Усягина И.С. (2019) Техногенная радиоактивность вод центрального полярного бассейна и смежных акваторий Арктики. ДАН. 485(1), 93-98.

  13. Орлов Д.С. (1992) Химия почв. М.: МГУ, 399 с.

  14. Павлоцкая Ф.И., Горяченкова Т.А., Федорова З.М., Емельянов В.В., Мясоедов Б.Ф. (1984) Методы определения плутония в почвах. Радиохимия. 26(4), 460-468.

  15. Павлоцкая Ф.И., Горяченкова Т.А., Казинская И.Е., Новиков А.П., Кузнецов Ю.В., Легин В.К., Струков В.Н., Шишкунова Л.В., Мясоедов Б.Ф. (2003) Формы нахождения и миграционное поведение Pu и Am в пойменных почвах и донных отложениях реки. Енисей. Радиохимия. 45(5), 471-478.

  16. Санжарова Н.И. Сысоева А.А., Исамов Н.Н. (2005) Роль химии в реабилитации сельхозугодий, подвергшихся радиоактивному загрязнению. Российский химический журн. 3, 26-34.

  17. Сапожников Ю.А., Алиев Р.А., Калмыков С.Н. (2006) Радиоактивность окружающей среды. М.: БИНОМ, 286 с.

  18. Joshi S. (1985) Lantanium ftoride coprecipitation technique for the preparation of actinides for alpha-particle spectrometry. J. Radioanal. Nuclear. Chem. 90, 409-414.

  19. Tessier A., Campbell P., Bisson M. (1979) Sequental extraction procedure for the speciation of the particulate trace metals. Anal.Chem. 51, 844-851.

  20. Travkina A.V., Goryachenkova T.A., Borisov A.P., Solovieva G.Yu., Ligaev A.N., Novikov A.P. (2017) Monitoring of environmental contamination of Kara Sea and shallow bays of Novaya Zemlya. J. Radioanal. Nuclear Chem. 311, 1673-1680.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Геохимия

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал