Оценка уровней поступления 137Cs в лесные грибы
по данным о свойствах почвы
Для установления количественной связи между параметрами перехода 137Cs из почвы в лесные грибы и свойствами почвы в природных условиях радиоактивного загрязнения местности в качестве трех зон исследования были выбраны юго-западные районы Брянской области, северные районы Орловской и южные районы Тульской областей, а также Мурманская и Архангельская области. Первые две зоны исследования имеют сравнимые уровни загрязнения в результате аварии на ЧАЭС, но существенно различаются по типам доминирующих там почв. Почвы Мурманской и Архангельской областей весьма близки по своим физико-химическим характеристикам к почвам Брянской области.
В почвенном покрове юго-западных районов Брянской области преобладают дерново-подзолистые песчаные и супесчаные почвы. Для них характерны невысокое естественное плодородие, кислая реакция, слабая обеспеченность минеральными питательными веществами. Основная часть лесных массивов в данном регионе представлена хвойными и смешанными лесами с преобладанием березы, осины, сосны и ели. В северных районах Орловской и южных районах Тульской областей доминируют черноземы и серые лесные почвы. Основная часть лесных массивов состоит из смешанных лесов с преобладанием березы, осины и дуба. В почвенном покрове Мурманской и Архангельской областей преобладают дерново-подзолистые песчаные и торфяные почвы. Основная часть лесных массивов состоит из смешанных лесов с преобладанием березы и сосны. В условиях вышеупомянутых зон исследования произрастают и активно потребляются в пищу местным населением грибы, характерные для северных и центральных регионов европейской части России.
Исследования проводили на лесных участках, характеризующихся гомогенным почвенно-растительным покровом с однородной растительностью и близкими уровнями поверхностного загрязнения почвы 137Cs. Всего было обследовано 88 лесных участков. С каждого участка были отобраны образцы грибов и почвы, была рассчитана поверхностная активность 137Cs на почве.
Агрохимический анализ органического и подзолистого горизонтов почвы проводили по отдельности. Для каждого образца были определены следующие параметры: рН, концентрация обменного калия (К2О), концентрация органического вещества (С), сумма обменных оснований (S), емкость катионного обмена (ЕКО) и содержание физической глины (Глина).
В качестве основного параметра, характеризующего миграцию 137Cs в лесной экосистеме, был использован коэффициент перехода КП (м2/кг), равный отношению удельной активности радионуклида в воздушно-сухой пробе грибов (Бк/кг) к поверхностной активности радионуклида на почве (Бк/м2).
Отобранные на обследованных участках грибы были разделены по типу питания на микоризообразующие макромицеты (живущие в симбиозе с растением и получающие от него углеводы) и сапротрофные макромицеты (питающиеся мертвым органическим веществом). В свою очередь микоризообразующие макромицеты делили на пластинчатые грибы и трубчатые грибы и внутри этих групп на следующие роды и семейства: Хегосотш (моховиковые), Russula (сыроежковые), Lactarius (млечники), Leccinium (обабковые), Tricholomataceae (рядовковые) и Suilhis (масленковые).
Значения удельной активности 137Cs в пробах грибов изменялись в широких пределах в зависимости от поверхностной активности радионуклида на почве, физико-химических свойств почвы, биологического вида гриба и распределения грибного мицелия по почвенному профилю. КП 137Cs из почвы в грибы, отобранные в Брянской, Мурманской и Архангельской областях, где преобладают дерново-подзолистые песчаные почвы, на 1-2 порядка выше, чем соответствующие КП для грибов, отобранных в Орловской и Тульской областях, где преобладают черноземные и серые лесные почвы (табл. 1).
Биологический вид | Брянская область | Архангельская и Мурманская области | Орловская и Тульская области |
Lactarius rufus (горькушка) | 1390 ± 1300 | 230 ± 160 | |
Suillus luteus (масленок) | 430 ± 200 | 250 ± 200 | 30 ± 28 |
Xerocomus (моховик) | 900 ± 870 | 400 ± 250 | 2,6 ± 2,0 |
Paxillus (свинушка) | 870 ± 600 | 8,3 ± 5,4 | |
Lactarius torminosus (волнушка) | 400 ± 400 | 190 ± 150 | 7,2 ± 5,7 |
Leccinium scabrum (подберезовик) | 340 ± 470 | 210 ± 180 | 5,7 ± 7,2 |
Lactarius necator (груздь черный) | 330 ± 280 | 1,5 ± 0,7 | |
Russula (сыроежка) | 320 ± 330 | 160 ± 90 | 3,8 ± 2,0 |
Armillaria mellea (опенок осенний) | 220 ± 290 | 4,7 ± 3,8 | |
Boletus edulis (белый гриб) | 250 ± 230 | 42 | 15 ± 10 |
Tricholoma auratum (зеленушка) | 11О ± 70 | 120 ± 220 | |
Leccinium aurantiacum (подосиновик) | 60 ± 70 | 50 ± 30 | 1,9 ± 1,2 |
Lycoperdon pyriforme (дождевик) | 30 ± 40 | 1,6 ± 2,3 | |
Группы грибов | |||
Lactarius | 660 ± 870 | 330 ± 340 | 13 ± 55 |
Russula | 320 ± 330 | 160 ± 90 | 7,7 ± 10 |
Leccinium | 310 ± 450 | 130 ± 150 | 4,7 ± 6,4 |
Трубчатые | 420 ± 480 | 210 ± 220 | 9,6 ± 15 |
Пластинчатые | 610 ± 710 | 250 ± 280 | 10 ± 40 |
Сапротрофы | 120 ± 230 | 2,6 ± 2,6 |
Статистическая достоверность связи между коэффициентами перехода 137Cs из почвы в 9 биологических групп грибов проверена методом парной корреляции логарифмов этих величин (табл. 2).
Группы грибов | Число проб | рH | К2О | С | S | ЕКО | Глина | R** |
Сапротрофы | 36 | -0,20* | -0,54 | -0,35 | -0,69 | -0,49 | -0,66 | -0,74 |
Трубчатые | 159 | -0,42 | -0,70 | -0,35 | -0,78 | -0,41 | -0,73 | -0,82 |
Пластинчатые | 206 | -0,53 | -0,78 | -0,37 | -0,77 | -0,48 | -0,75 | -0,83 |
Lactarius | 103 | -0,60 | -0,84 | -0,38 | -0,81 | -0,54 | -0,81 | -0,89 |
Suillus | 24 | -0,49 | -0,83 | -0,49 | -0,86 | -0,52 | -0,73 | -0,77 |
Russula | 56 | -0,51 | -0,77 | -0,41 | -0,76 | -0,50 | -0,78 | -0,82 |
Leccinium | 73 | 0,53 | -0,74 | -0,36* | -0,78 | -0,71 | -0,84 | |
Xerocomus | 34 | -0,41 | -0,67 | -0,18* | -0,83 | -0,24* | -0,74 | -0,89 |
Tricholomataceae | 29 | 0,29* | 0,23* | 0,30* | 0,37 | 0,45 | 0,16* | 0,52 |
Оказалось, что коэффициенты парной корреляции между КП 137Cs для грибов и физико-химическими свойствами почвы достаточно высоки, это же касается коэффициента множественной корреляции.
Количественная связь между КП 137Cs из почвы в грибы и свойствами почвы может быть установлена в виде уравнений одномерной регрессии по наиболее тесно коррелирующим с КП почвенным параметрам (рис. 1 и 2).
от концентрации в почве обменного калия.
Для всех выделенных групп грибов были получены уравнения множественной регрессии по наиболее тесно коррелирующим с КП 137Cs почвенным параметрам:
Трубчатые: | |
R=-0,78 | In (КП) = -1,2 - 0,16 In (K2O) - 1,2 In (S) - 0,26 In (Глина) |
R=-0,79 | In (КП) = -2,8 + 0,35 рН - 1,5 In (S) - 0,21 In (Глина) |
Пластинчатые: | |
R=-0,81 | In (КП) = -1,1 - 0,99 In (K2O) - 0,87 In (S) - 0,01 In (Глина) |
R=-0,81 | In (КП) = 0,88 - 1,0 In (K2O) - 0,70 In (S) - 0,46 pH |
Сапротрофы: | |
R=0,69 | In (КП) = -3,2 + 0,19 In (K2O) - 1,2 In (S) - 0,13 In (Глина) |
R=-0,74 | In (КП) = -9,3 + 1,4 pH + 0,43 In (C) - 1,6 In (S) |
Suillus: | |
R=-0,88 | In (КП) = -1,1 - 0,46 In (K2O) - 1,1 In (S) + 0,39 In (Глина) |
R=-0,83 | In (КП) = 0,02 - 0,99 In ((K2O) - 0,23 In (Глина) |
Russula: | |
R=-0,81 | In (КП) = 2,2 - 0,44 pH - 0,75 In (K2O) - 1,2 In (Глина) |
R=-0,78 | In (КП) = 1,31 -0,67 pH - l,41n (K2O) |
Xerocomus: | |
R=-0,83 | In (КП) = -0,46 - 0,28 In (K2O) - 1,6 In (S) - 0,26 In (Глина) |
R=0,86 | In (КП) = -10 + 1,1 pH - 2,5 In (S) + 1,8 In (EKO) |
Leccinium: | |
R=-0,79 | In (КП) = -3,2 - 0,63 In (K2O) - 1,2 In (S) + 0,66 In (Глина) |
R=-0,77 | In (КП) = 0,33 - 0,93 pH - 1,2 In (K2O) + 0,77 In (EKO) |
Lactarius: | |
R=-0,86 | In (КП) = 4,3 - 1,0 pH - 1,2 In (K2O) - 0,68 In (Глина) |
R=-0,87 | In (КП) = -2,4 - 1,3 In (K2O) - 1,6 In (EKO) - 1,5 In (Глина) |
Tricholomataceae: | |
R = 0,46 | In (КП) = -7,8 + 2,3 In (EKO) |
Таким образом, получена достоверная количественная связь между КП 137Cs из почвы в различные группы грибов и физико-химическими свойствами почвы. Приведенные уравнения позволяют прогнозировать удельную активность цезия в грибах, произрастающих в том или ином лесном массиве, имея данные об уровнях поверхностного загрязнения почвы цезием и физико-химических характеристиках почвы, без непосредственного отбора проб грибов. Основываясь на таким образом полученных прогнозных данных о содержании 137Cs в грибах различных видов, растущих в регионах, загрязненных после аварии на ЧАЭС, можно давать обоснованные рекомендации по снижению доли "грибной компоненты" в формировании дозы внутреннего облучения населения.
М.В. Кадука, В.Н. Шутов,
Г.Я. Брук, М.И. Балонов,
О.С. Кравцова
Санкт-Петербургский НИИ радиационной гигиены