Научный журнал
Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955
ИФ РИНЦ = 0,580

СОДЕРЖАНИЕ 137CS И 40K В ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ И РЫБАХ Р. ИРТЫШ И Р. ТОБОЛ

Алимова Г.С. 1 Уткина И.Н. 1
1 ФГБУН «Тобольская комплексная научная станция Уральского отделения Российской академии наук (ТКНС УрО РАН)»
Проведен гамма-спектрометрический анализ в образцах донных отложений и мышечных тканей наиболее массовых видов рыб, отобранных в р. Иртыш и р. Тобол (район устья), определено количественное содержание радионуклидов 137Cs и 40K. В результате исследования получена современная характеристика количественного состава техногенного и природного радионуклидов 137Cs и 40K в гидробионтах (рыбное население) и абиотических компонентах (донные отложения) р. Иртыш и р. Тобол. Соотношение природного и техногенного радионуклидов 40K и 137Cs в тканях рыб варьировало в пределах от 13:1 до 1780:1 соответственно. Определены максимальные показатели удельной активности 137Cs в теле рыб хищных видов – Esox lucius L., Perca fluviatilis L., среди «мирных» видов рыб наибольшая удельная активность радионуклида зафиксирована в тканях Leuciscus idus L.
донные отложения
р. Иртыш
р. Тобол
ихтиофауна
радионуклиды
1. Вернадский В.И. Химические элементы и механизм земной коры // Природа. – 1922. – № 3-5. – С. 31–40.
2. Гидрохимия поверхностных вод и видовой состав макрозообентоса нижнего течения р. Иртыш / Г.С. Алимова [и др.] // Вода: химия и экология. – 2014. – № 5. – С. 27–34.
3. ГОСТ 17.1.5.01-80 Охрана природы. Гидросфера. Общие требования к отбору проб донных отложений водных объектов для анализа на загрязненность. – Введ. 1982-01-01. – М.: Изд-во стандартов, 2002. – 7 с.
4. Радиоэкологическое исследование почвенного покрова Восточно-Уральского государственного заповедника и сопредельных территорий / Л.Н. Михайловская [и др.] // Радиационная биология. Радиоэкология. – 2011. – Т. 51, № 4. – С. 476–482.
5. Современная характеристика донных отложений Азовского моря по степени загрязненности комплексом наиболее опасных токсикантов / [А.А. Кленкин и др.] // Водные ресурсы. – 2008. – Т. 35, № 1. – С. 88–92.
6. Тестов Б.В., Волощук В.В., Уткина И.А., Мироненко А.Н. Вклад в дозу облучения естественных и искусственных радионуклидов // Тобольск научный-2013: тезисы докл. X Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. уч. (Тобольск, 25-26 окт. 2013 г.). – Тобольск, 2013. С. 47–50.
7. Тестов Б.В. Содержание калия-40 в грунте и рыбе Тобол-Иртышского речного бассейна/ / Тобольск научный-2014: тезисы докл. XI Всерос. науч.-практ. конф. с междунар. уч. (Тобольск, 7-8 нояб. 2014 г.). Тобольск, 2014. – С. 20–22.
8. Тимофеев-Ресовский Н.В. Применение излучений и излучателей в экспериментальной биогеоценологии // Ботанический журнал. – 1957. – Т. 42. № 2. – С. 161–194.
9. Трапезников А.В. Пресноводная радиоэкология / А.В. Трапезников, В.Н. Трапезникова. – Екатеринбург: Изд-во «АкадемНаука», 2012. – 544 с.
10. Экология рыб Обь-Иртышского бассейн / под научной ред. акад. Д.С. Павлова, д.б.н. А.Д. Мочека. М.: Т-тво научных изданий КМК, 2006. – 596 с.

Ионизирующая радиация превратилась в постоянно усиливающийся фактор внешней среды, воздействующий на все живое. Водная экосистема рек Иртыш – Тобол находятся в зоне риска радиационного воздействия, так как на территории р. Теча (Уральский регион), входящая в речную систему Теча-Исеть-Тобол-Иртыш, расположено производственное объединение «Маяк», где в 1949-1951, 1957 и 1967 годах произошли три тяжелейшие радиационные катастрофы. Также, в настоящее время в Уральском регионе функционируют 8 ядерных реакторов, 6 мощных центров по переработке радиоактивных материалов, 6 центров по захоронению ядерных отходов [9].

Разработке методологических подходов к исследованию миграции радионуклидов в биогеоценозах, посвящены многие научные работы [1, 4, 8, 9].

На сегодняшний день подробно представлены радиоэкологические исследования водных систем Уральского региона, северной части Тюменского региона (река Обь), но недостаточно работ, направленных на изучение накопления и распределения радиоактивных веществ в основных компонентах гидробиоценозов водной системы реки Иртыш [9, 10].

В современных условиях актуальны исследования по миграции радионуклидов в крупных биогеоценозах, каким является водная система Иртыша. Р. Иртыш является крупнейшей рекой Западной Сибири. В её бассейне сосредоточена значительная часть населения Тюменского региона, она является основной транспортной артерией, главным источником питьевого и хозяйственного водоснабжения, промыслового и любительского рыболовства [10].

Известно, что по сравнению с водой донные отложения могут быть более информативным источником информации о внешнем воздействии в конкретном районе, поскольку перемещаются с гораздо меньшей скоростью, чем водные массы [5].

Рыбное население рек активно аккумулируют радионуклиды и другие токсиканты в первую очередь, из воды, донных отложений, кормовых гидробионтов [2, 5]. Следует отметить, что в Тюменском регионе, для населения, расположенного в пойме системы рек Иртыш – Тобол (деревни, поселки и т.п.), рыба является одним из основных источников питания. А, следовательно, и одним из наиболее значимых путей поступления радионуклидов по пищевой цепочке в организм человека.

.Объектом исследования являются донные отложения, ихтиофауна рек Иртыша и Тобола (в районе устья).

Цель работы – провести радиоэкологическое исследование на содержание природного и естественного радионуклидов 137Cs и 40K в мышечных тканях наиболее массовых видов рыб речной системы Иртыш – Тобол, получить современные данные о содержании 137Cs в донных отложениях реки Иртыш и устья р. Тобол.

В процессе работы проведен отбор и пробоподготовка образцов проб пойменных почв, донных отложений, видового состава ихтиофауны рек Иртыша и Тобола (в районе устья). В результате гамма-спектрометрического анализа в исследуемых образцах проб было определено количественное содержание радионуклидов 137Cs и 40K и получена современная характеристика количественного состава техногенного и природного радионуклидов 137Cs и 40K в гидробионтах (рыбное население) и абиотических компонентах (донные отложения) реки Иртыш.

Материалы и методы исследования

В 2015 году в период весенне-летнего половодья (май – август) проведены экспедиционные работы по отбору донных отложений и рыбного населения в р. Иртыш и устье р. Тобол в пяти створах:

створ 1 – р. Иртыш, 865 – 868 км (д. Вторые Салы, верхнее течение р. Иртыш, Тюменская область);

створ 2 – р. Иртыш, 630 – 633 км (д. Дурынина, до слияния с р. Тобол, Тобольский район, Тюменская область);

створ 3 – устье р. Тобол, 5 км (д. Медянки, Тобольский район, Тюменская область);

створ 4 – р. Иртыш, 340 – 343 км (д. Ищик, после слияния с р. Тобол, Уватский район, Тюменская область);

створ 5 – р. Иртыш, 537 – 541 км (НИС «Миссия», после слияния с р. Тобол, Уватский район, Тюменская область).

Лов рыбы осуществляли сотрудники лаборатории водных экосистем ТКНС УрО РАН ставными и плавными разноячейными сетями ячеей 24-38 мм 5-ти метровыми отрезками, с шагом ячеи 2 мм, длина ставной сети – 40 м, длина плавной сети – 60 м, высота – 2 м.

Отбор образцов проб донных отложений проведен из верхнего слоя до глубины 10 см с помощью специального пробоотборника с площадью сечения 36 см2 с левого и правого берега р. Иртыш и устья р. Тобол [3]. На станциях 2, 3 и 5 взяты по три объединенные пробы донных отложений.

Методики пробоподготовки и гамма-спектрометрического анализа исследуемых образцов приведены в [3, 9]. Сотрудниками лаборатории радиоэкологии ТКНС УрО РАН определено содержание радионуклидов 137Cs и 40K в исследуемых образцах проб на цифровом многоканальном анализаторе DSPEС-jr-2.0-POSGE с программным обеспечением Gamma Vision-32 и с коаксиальным ОЧГ детектором гамма-излучения Р-типа, модель ORTEC GEM 40-P4. Нижний предел обнаружения для данного спектрометра составляет 0.01 Бк, а ошибка счета не превышает 15 %.

Результаты исследования и их обсуждение

В 2015 году было отобрано 1811 проб наиболее массовых видов рыб: щука (Esox lucius L.), окунь (Perca fluviatilis L.), налим (Lota lota L.), язь (Leuciscus idus L.), плотва (Rutilus rutilus L.), лещ (Abramis brama L.) и судак (Lucioperca lucioperca L.) (табл. 1).

Таблица 1

Содержание 137Cs и 40K в наиболее массовых видах рыб водной системы рек Иртыш – Тобол (в Бк/кг сырого веса, ± среднеквадратичное отклонение)

Створ

Вид рыбы

137Cs

40K

створ 1

Язь

0,10 ± 0,05

178 ± 2

Плотва

0,15 ± 0,05

185 ± 2

Окунь

0,54 ± 0,08

191 ± 1

Щука

0,92 ± 0,10

178 ± 7

Лещ

0,09 ± 0,05

189 ± 2

Судак

0,19 ± 0,06

200 ± 8

створ 2

Язь

1,60 ± 0,13

192 ± 8

Щука

61,3 ± 1,7

206 ± 9

Налим

2,31 ± 0,16

201 ± 9

створ 3

Язь

0,13 ± 0,06

195 ± 8

Плотва

0,63 ± 0,13

8 ± 5

Щука

0,04 ± 0,04

180 ± 2

Лещ

0,19 ± 0,11

195 ± 3

Судак

0,37 ± 0,09

203 ± 9

створ 4

Язь

0,26 ± 0,05

192 ± 8

Щука

0,61 ± 0,09

198 ± 8

Лещ

0,07 ± 0,03

21 ± 2

створ 5

Язь

0,18 ± 0,07

176 ± 7

Лещ

0,09 ± 0,06

195 ± 2

Проведен сравнительный анализ накопления 137Cs и 40K в тканях рыб на разных участках рек Иртыша и Тобола. Результаты определения содержания данных радионуклидов в рыбе представлены в табл. 1.

В верхнем течении Иртыша (створ 2) наблюдался скачок концентрации 137Cs до 61,3 Бк/кг сырого веса в мышечной массе Esox lucius L. по средней величине отобранных проб. В осенний период 2015 года было установлено резкое увеличение удельной активности 137Cs в тканях промысловых видов рыб, отловленных в створе 2. Удельная активность 137Cs в мышечной массе Leuciscus idus L. составила 1,6 Бк/кг сырого веса, что почти в 8 раз выше показателей 2013-2014 гг., когда удельная активность составляла около 0,2 Бк/кг сырого веса [6, 7]. Удельная активность 137Cs в тканях Lota lota L. в 2014, 2013 и 2012 г. была 2,3, 0,2 и 0,3 соответственно, а в 2015 г. она сохраняется на отметке 2,31 Бк/кг сырого веса [6, 7].

Максимальные значения удельной активности радионуклида 137Cs были отмечены среди хищных видов рыб (Esox Lucius L. и Perca fluviatilis L.) – 0,54 … 0,92 Бк/кг сырого веса. Представители «мирных» видов рыб характеризовались более низкими уровнями накопления этого радионуклида – минимальные значения зафиксированы у особей Abramis brama L. – 0,07 Бк/кг сырого веса, а максимальные в тканях Leuciscus idus L. – 0,26 Бк/кг сырого веса.

У рыб, отобранных на р. Тобол (створ 3) минимальные значения удельной активности 137Cs были отмечены в тканях Esox lucius L. – 0,04 Бк/кг с.м., а максимальные в тканях Rutilus rutilus L. – 0,63 Бк/кг с.м.

Таблица 2

Содержание 137Cs в донных отложениях системы рек Иртыш-Тобол ( ± среднеквадратичное отклонение)

Створ

Берег

Концентрация 137Cs, Бк/кг

2

левый

0,11 ± 0,03

правый

< 0,03

3

левый

0,25 ± 0,05

правый

0,26 ± 0,08

5

левый

0,21 ± 0,02

правый

0,11 ± 0,04

В целом, как в верхнем течении, так и в нижнем течении р. Иртыш в отловленных образцах рыб содержание 137Cs варьировало в пределах 0,10 … 2,31 Бк/кг сырого веса.

Различия в накоплении 137Cs разными видами рыб можно объяснить их видовыми особенностями и свойствами поедаемого корма [9].

Концентрация 40K доходила до двух сотен Бк/кг сырого веса в мышечной массе практически во всех исследуемых видах рыб. Минимальные концентрации 40K выявлены только в Rutilus rutilus L. – не более 8 Бк/кг сырого веса. Соотношение природного и техногенного радионуклидов 40K и 137Cs в тканях рыб составило от 13:1 до 1780:1 соответственно.

В табл. 2 приведены данные по содержанию 137Cs в донных отложениях рек Тобол и Иртыш. Концентрация 137Cs в донных отложениях системы рек Иртыш-Тобол не превышает 0,26 Бк/кг грунтов.

Выводы

1. Радиоэкологический мониторинг наиболее массовых видов рыб на разных участках рек Иртыша и Тобола, проведенный в 2015 году, не выявил превышения удельной активности 137Cs над предельно допустимым уровнем (ПДУ) для рыбной продукции, принятым в Российской Федерации (130 Бк/кг) [9].

2. В процессе исследований с 2000 по 2015 гг. была подтверждена специфика накопления 137Cs в тканях рыб, принадлежащих к разным трофическим уровням: максимальные показатели удельной активности 137Cs в теле рыб характерны для хищных видов – щуки и окуня; среди «мирных» видов рыб максимальная удельная активность радионуклида зафиксирована в тканях язя.

3. Соотношение природного и техногенного радионуклидов 40K и 137Cs в тканях

рыб варьировало в пределах от 13:1 до 1780:1 соответственно.

4. Концентрация 137Cs в донных отложениях системы рек Иртыш-Тобол не превышает 0,26 Бк/кг грунтов.

5. Несмотря на низкую удельную активность 137Cs в объектах рек Иртыш и Тобол в настоящее время, наличие на водосборной территории бассейна производственного объединения «Маяк» и других предприятий ядерно-топливного комплекса требует постоянного радиоэкологического мониторинга, как для контроля загрязнения рыбных ресурсов, так и для оценки радиоэкологического риска для населения.

Работа выполнена при поддержке Программы фундаментальных научных исследований государственных академий наук на 2013-2020 годы по теме: «Миграционные процессы радионуклидов и химических поллютантов в экосистеме водоемов Обь-Иртышского бассейна» (№ государственной регистрации 116020510088).

Авторы выражают искреннюю благодарность профессору, доктору биологических наук Тестову Б.В. за научное руководство при проведении исследований.


Библиографическая ссылка

Алимова Г.С., Уткина И.Н. СОДЕРЖАНИЕ 137CS И 40K В ДОННЫХ ОТЛОЖЕНИЯХ И РЫБАХ Р. ИРТЫШ И Р. ТОБОЛ // Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований. – 2016. – № 9-1. – С. 101-104;
URL: http://www.applied-research.ru/ru/article/view?id=10199 (дата обращения: 26.02.2021).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074