Водные растения как биофильтр техногенных радионуклидов в экосистеме реки Енисей

Река Енисей, как и многие другие водоемы нашей планеты, подвержена техногенному радиационному загрязнению. В реке развиваются водные растения, которые способны накапливать значительные активности техногенных радионуклидов – относительно новых элементов для биосферы, - в своей биомассе. Поэтому водный фитоценоз является природным биофильтром для техногенных радионуклидов. В проекте планируется оценить поток радионуклидов через биомассу водных растений реки Енисей за вегетационный сезон. От уровня накопления радионуклидов в биомассе растений и их локализации зависит дозовая нагрузка и последующий радиобиологический эффект. Поэтому в данном проекте будут оценены локализация и прочность связывания техногенных радионуклидов, накопленных в биомассе водных растений, а также будут рассчитаны дозовые нагрузки, получаемые растениями от накопленных в биомассе радионуклидов и от внешнего окружения.

Определен видовой состав и биомасса растительного покрова в зоне радиационного загрязнения реки Енисей, вблизи нескольких населенных пунктов на участке от ГХК до устья реки Ангара. Впервые показано, что растительность Верхнего Енисея представлена в основном погруженными высшими водными растениями. Рдесты представлены наиболее разнообразно и доминируют по биомассе. Впервые оценена биомасса макрофитов. Основу биомассы растительного покрова составляют растения глубоководной зоны (85-99% от биомассы). В глубоководной зоне реки биомасса растений в конце вегетационного сезона составила 410±61 г/м2 (sd, n=6). На разных участках отбора фитомасса на погонный километр составила 2600 до 9400 кг. Оценено накопление техногенных радионуклидов в биомассе макрофитов за вегетационый сезон. Впервые определено содержание радионуклидов во всех видах макрофитов, составляющих растительное сообщество на участках отбора проб. Впервые оценена активность радионуклидов на квадратный метр растительного покрова. Так, суммарная активность техногенных радионуклидов составляла 10 - 1800 Бк/м2 на разном удалении от ГХК. Произведено ранжирование видов растений реки Енисей по накоплению техногенных радионуклидов. По накоплению в биомассе техногенные радионуклиды можно ранжировать следующим образом 51Cr> 58+60Co> 65Zn> 54Mn> 137Cs. Впервые показано, что вблизи ГХК среди водных растений наименьшим удельным накоплением радионуклидов характеризуется рдест гребенчатый. Так в биомассе этого вида активность Co-60 и Zn-65 до 70% меньше, чем активность этих изотопов в биомассе других видов, Mn-54 – до 40%. На более удаленных от ГХК станциях отбора проб не выявлено существенных отличий в накоплении техногенных радионуклидов водными растениями. Не выявлено существенных межвидовых различий в удельном накоплении радионуклидов в биомассе растений в зависимости от накопления карбонатных инкрустаций. Рдест блестящий можно предложить в качестве вида-индикатора для мониторинга радиационного загрязнения как доминирующий, часто встречающийся компонент водной растительности, накапливающий широкий спектр техногенных радионуклидов. Оценено содержание радионуклидов в донных отложениях в зоне вегетации растений. Активность изотопов Co-60, Cs-137 и Eu-152 в пробах верхних слоев донных отложений в ближней к ГХК зоне достигала 1кБк/кг сухой массы, а на расстоянии 200-300 км– 0.5 кБк/кг. Таким образом, активность излучателей в донных отложениях как минимум на порядок выше удельной активности радионуклидов в биомассе макрофитов. Полученные данные будут использованы для дальнейшего анализа потоков радионуклидов между водной растительностью и донными отложениями. Методами химического фракционирования оценена прочность связывания радионуклидов с биомассой разных видов макрофитов, накопленных in situ. Впервые показано, что радиоизотопы 40K , 7Be; 65Zn и 54Mn преимущественно слабо связанны с биомассой растений (десорбировались раствором кислоты). Изотоп 60Сo зарегистрирован как в слабосвязанной форме, так и встроенным в биомассу примерно в равных пропорциях. Cs-137 преимущественно ассоциирован с частицами сестона, прикрепленными к поверхности растений. По прочности связывания с биомассой радиоактивные изотопы не отличались от стабильных.