Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. История, материалы и методы исследования радиоактивного загрязнения Азовского моря 90Sr и 137Cs 8
1.1. История исследований 8
1.2. Материалы и методы исследований 10
Глава 2. Физико-географические условия Азовского моря, определяющие поведение 99Sr и 137Cs 24
2.1. Основные элементы геоморфологии дна 24
2.2. Литологические особенности донных отложений 27
2.3. Основные черты океанографии 33
2.4. Ихтиофауна. Количественная оценка промысла 42
Глава 3 Источники радиоактивного загрязнения Азовского моря 45
3.1. Радиоактивные выпадения Srn Сs из атмосферы 45
3.2. Поступление 90Sr и 137Cs в Азовское море с речным стоком 48
3.3. Поступление 90Sr и 137Cs в Азовское море с черноморскими водами... 52
Глава 4. Динамические характеристики миграции 90Sr и 137Cs в Азовском море 56
4.1. Радиоактивное загрязнение Азовского моря 90Sr 56
4.1.1 Радиоактивное загрязнение воды 56
4.1.2 Радиоактивное загрязнение донных отложений 57
4.1.3 Радиоактивное загрязнение гидробионтов 63
4.2. Радиоактивное загрязнение Азовского моря Cs 69
4.2.1 Радиоактивное загрязнение воды 69
4.2.2 Радиоактивное загрязнение донных отложений 71
4.2.5 Радиоактивное загрязнение гидробионтов 79
4.3. Оценка перехода 90Sr и 137Cs из воды в донные отложения Азовского моряв 1986-2000 гг 82
4.4. Модель радиоизотопного баланса 90Sr и 137Cs в Азовском море 85
4.5. Оценка мощности дозовых нагрузок на население, потребляющее рыбу из Азовского моря 89
Заключение 95
Приложение 97
Библиографический список 1
- Материалы и методы исследований
- Основные черты океанографии
- Поступление 90Sr и 137Cs в Азовское море с речным стоком
- Радиоактивное загрязнение воды
Введение к работе
Актуальность проблемы. Первичное загрязнение Азовского моря искусственными радионуклидами произошло в результате испытаний ядерного оружия в открытых средах в период 60-х годов. В 1986 году, после аварии на Чернобыльской АЭС, наблюдалось существенное радиоактивное загрязнение ^Sr и ,37Cs экосистемы Азовского моря, которое реализовывалось в двух формах: вследствие радиоактивных выпадений из атмосферы в мае 1986 года от «южного следа» радиоактивного облака и последующее хроническое загрязнение со стоком рек, в основном Дона и Кубани.
Если изучению радиоактивного загрязнения Черного моря было посвящено достаточно много исследовательских программ в рамках международных проектов ЕЭС и МАГАТЭ (EROS-2000; 2001; №7400/R2/RB, RER/2/003), то, несмотря на исключительный практический и теоретический интересы, сведений о межгодовом изменении и характере распределения %Sr и 137Cs в экосистеме Азовского моря крайне недостаточно. В связи с широким использованием рекреационных и биологических ресурсов Азовского моря представляется актуальным исследование радиоактивного загрязнения этой акватории, а также прогнозирование влияния радиоактивного фактора на экосистему моря и население.
Разработка проблемы осуществлялась в рамках программ и планов Российской Академии наук, Российского фонда фундаментальных исследований, проектов: «Сравнительный анализ процессов переноса и накопления радионуклидов в Баренцево-Карском и Азово-Черноморском регионах», «Реконструкция процессов радиоактивного загрязнения экосистем морей Европейской части России», «Оценка величин миграции искусственных радионуклидов по пищевым цепям морских экосистем».
Цель изадачи исследования. Цель настоящей работы заключалась в изучении радиоэкологического отклика Азовского моря на загрязнение долгоживущими радионуклидами wSr и mCs.
Основные задачи данного исследования состоят в следующем:
-
Обобщить имеющийся материал о радиоактивном загрязнении Азовского моря *Sr и 13'Cs;
-
Определить тенденции поступления и элиминации ^Sr, U7Cs в моревІ986-2000гп;
-
Исследовать современный уровень радиоактивного загрязнения воды, донных отложений и гидробионтовЛзовског»*юря;
ЦГМТґ.'-.П'-.і-ІДЯ 1
научил;; -' .о.'- rw-ib.
им. К. A. ":'i,^;;>Jvi
инп.№. ..!&&
-
Оценить период пребывания долгоживущих радионуклидов wSr и 13'Cs в Азовском море;
-
Оценить дозовые нагрузки, обусловленные ^"Sr и li7Cs, на население при потреблении рыбы из Азовского моря по пищевой цепи вода -рыба - человек.
Научная новизна. По мнению автора, диссертация содержит ряд новых выводов. Наиболее существенные из них, состоят в следующем:
-
В широком фактологическом объеме изучено радиоактивное загрязнение Азовского моря долгоживущими антропогенными радионуклидами wSr и li7Cs;
-
Оценены потоки поступления и элиминации wSr и iVCs в период с 1986 по 2000 гг., дающие основу для прогнозирования экологической ситуации в Азовском море;
-
Определен период пребывания эд8г и 1J7Cs в воде Азовского моря;
-
Рассчитана мощность дозовых нагрузок на население при потреблении рыбы из данного бассейна.
Защищаемые положения:
-
Установлены тенденции изменения содержания долгоживущих радионуклидов ^Sr и mCs в компонентах экосистемы Азовского моря;
-
Оценены масштабы времени отклика экосистемы Азовского моря на радиоактивное загрязнение wSr и !3TCs после аварии на Чернобыльской АЭС.
Апробация работы и публикации, Основные положения работы, обсуждены на отечественных и международных конференциях: Конференция молодых ученых Мурманского морского биологического института, г, Мурманск, J999, 2000, 2001, 2002 гг.; Международная конференция «Проблемы радиоэкологии морей Европейской части России (источники, концентрации, влияние на экосистему)», г. Ростов-на-Дону, 2001 г.; П Международная конференция молодых ученых «Понт Эвк-синский II» «Проблемы экологической безопасности Азово-Черномор-ского бассейна: современное состояние и прогноз», г. Севастополь, 2001 г.; IV Съезд по радиационным исследованиям (радиобиология, радиоэкология, радиационная безопасность), г. Москва, 2001 г; Международная научно-практическая конференция молодых ученых «Проблемы аква-культуры и функционирования водных экосистем», г. Киев, 2002.
По теме диссертации опубликовано 11 работ.
Практическая значимость. Содержащиеся в работе выводы и информация о радиоактивном загрязнении компонентов экосистемы Азов-4
ского моря, могут быть использованы: для организации радиационного мониторинга в водах Азовского моря и оценки последствий мероприятий, связанных с попаданием искусственных радионуклидов в морскую среду региона; для проведения эколого-географической экспертизы при планировании стратегии хозяйственного использования ресурсов Азовского моря; для определения качества рыбной продукции на предприятиях пищевой промышленности; при разработке учебных программ для различного уровня учебных заведений.
Личный вклад автора. Вклад диссертанта в исследования заключался в отборе и камеральной обработке первичного материала; в производстве радиохимического и гамма-спектрометрического анализов, в отделе радиоэкологического мониторинга Радиевого института им. ВТ. Хлопина (г. Санкт-Петербург). Диссертантом проведена количественная оценка поступления и элиминации радионуклидов в Азовском море. Разработана модель, отражающая действие осредненных в крупномасштабном временном и пространственном представлении основных процессов на миграцию и время пребывания '"Sr и 137Cs в Азовском море, Рассчитана мощность индивидуальной дозы, которую может получить население, при потреблении рыбы из Азовского моря.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, приложения и библиографического списка. Общий объем работы 148 страниц, в том числе 30 таблица, 27 рисунков. Библиографический список включает 106 наименований.
Материалы и методы исследований
После пропускания воды навески сорбентов и фильтр высушивались в сушильном шкафу при температуре 120С и озолялись в муфельной печи при температуре 450С. Полученные таким образом пробы подвергались гамма-спектрометрическому анализу, который проводился с использованием низкофонового полупроводникового гамма-спектрометра, имеющего в своем составе детектор высокого разрешения из сверхчистого германия, интерфейс для связи с персональным компьютером, программное обеспечение, позволяющее получить запись величин активности отдельных радионуклидов в измеренных образцах. Рабочий диапазон по энергии находился в пределах 15-2000 КэВ и это позволяло за одно измерение определять содержание всех интересующих нас гамма-излучающих радионуклидов в образцах. Нижний порог определения 137Cs в образце весом 10 г составляло 0.2 Бк за время около 10 часов. Ошибка определений равнялась 30 % при содержании Cs 1 Бк/кг и 7-10 % при содержании Cs 1 Бк/кг.
Программа обработки, встроенная в спектрометр, включала в себя библиотеку радионуклидов (более 100) и их основных гамма-линий (более 1000), квантовые выходы этих линий, периоды полураспада радионуклидов. Также в программе были учтены такие параметры как вес пробы, ее диаметр и высота, расстояние от пробы до верхней крышки детектора, погрешности в зависимости от энергии регистрируемых гамма-квантов.
Определение 137Cs в пробах морской воды, полученных в экспедиции в 2001 г. производилось совместным соосаждением 90Sr и 137Cs феррацианидно-карбонатным методом (рис.2). Объем отбираемых проб составлял 100 л. Для анализа использовались пробы нефильтрованной воды. С целью предотвращения неконтролируемой сорбции радионуклида на стенках используемых для хранения емкостей непосредственно после отбора водной пробы в нее вводились соляная кислота и титрованные растворы изотопных носителей для радиоактивного цезия и стронция. Кроме того, вводился групповой носитель — раствор хлорида железа. Химический выход определялся при проведении каждого анализа. По ходу радиохимического анализа фракция гидроокиси железа контролировалась на содержание гамма-излучающих нуклидов.
Методика определения Cs в пробах донных отложений и гидробионтов Пробы донных отложений и гидробионтов после первичной обработки подвергались гамма-спектрометрическому анализу, который был реализован в НПО «Тайфун». Анализ проб различных компонентов экосистемы Азовского моря, проведенные как в НПО «Тайфун», так и в Радиевом институте им. В.Г. Хлопина выполнялись по методикам и на оборудовании, прошедшем интеркалибрацию под эгидой МАГАТЭ (Вена, Австрия). Методика гранулометрического анализа Гранулометрический анализ проб проводился с использованием стандартной методики (Кленова, 1948) в Мурманском морском биологическом институте. Основной задачей гранулометрического анализа, в данном случае, являлось изучение механического состава природного материала именно в том состоянии, в котором он встречается в природе. Определение гранулометрического состава осадков заключалось в сортировке зерен разных размеров через соответствующие сита и отстаивании тонкодисперсной составляющей осадка в воде для определения соотношения фракций различной размерности.
Разделение минеральных зерен песка по их величине проводилось ситовым методом с промыванием водой, а для разделения частиц менее 0.063 мм использовался метод водного механического анализа. Стандартом установлены следующие определяемые размеры фракций песчано-алеврито-глинистых осадков: более 1.6 мм; 1.6-1.0 мм; 1.0-0.5 мм; 0.5-0.25 мм; 0.25-0.125 мм; 0.125-0.063 мм; 0.063-0.032 мм; 0.032-0.02 и менее 0.02 мм.
Для определения постоянного веса сухого осадка из пробы донного грунта отбиралась навеска 50-80 г, помещалась в калибровочный металлический бокс и высушивалась в сушильном шкафу при температуре 105С. Взвешенный образец на сутки замачивался в воде, а затем переносился на сита, собранные в колонну, размерность ячеек которых убывает сверну вниз от 1.0 до 0.063 мм. Внизу колонны сит устанавливалось ведро, емкостью 5 литров. Размоченный осадок под действием напора воды пропускался через колонну сит, оставляя на каждом фракцию соответствующего размера, а алеврито-глинистая составляющая с водой поступала в ведро. Масса каждой размерной фракции песка после высыхания в сушильном шкафу определялась взвешиванием с точностью до 0.01 г. Суспензия, состоящая из алевритовых и глинистых частиц, отстаивалась в ведре до полного их осаждения, а затем часть чистой воды сливалась. Оставшаяся суспензия переливалась в 1.5 литровый цилиндр и подвергалась диспергированию в ультразвуковой установке «Сонор». Затем в каждом цилиндре осадок взмучивался с водой, которая доливалась до отметки 31 см. Через 22 часа муть сливалась через стеклянный сифон, оставляя слой воды 2.5 см со взвешенными частицами, к оставшейся суспензии вновь добавлялась вода и осадок взмучивался и сливался каждые 22 часа. Процедура повторялась несколько раз до полного удаления глинистой фракции. После отмучивания оставшийся в цилиндре осадок пропускался через сито 0.032 мм под напором воды, таким образом, получали крупноалевритовую фракцию
Основные черты океанографии
Особые условия характерны для Сиваша, где соленость возрастает до 100 %о и выше. Это явление обуслвлено повышенной засушливостью и интенсивным испарением в заливе.
Температура воды. Температурный режим Азовского моря характеризуется большой сезонной изменчивостью, свойственной неглубоким континентальным водоемам, в которых основу теплового баланса составляют радиационная и конвекционная составляющие. Среднегодовая температура различна для отдельных районов (рис. 6). У северных берегов Таганрогского залива она составляет 12.1-12.6С, у южных - 13.4С, а в Керченском проливе - 13.8С. Максимальная температура отличается в поверхностных водах в июле на всей акватории моря. Самое высокое значение температуры наблюдается в районе Приморско-Ахтарска - 32.5С. В придонном слое летом температура также достигает высоких значений. В центральной части моря вода у дна может прогреваться до 28.1 С, а в Таганрогском заливе - до 29С (Цурикова, Шульгина, 1964).
Ледовый режим. Климатические условия, связанные с географическим положением моря, его малые размеры, мелководность и низкая соленость обусловливают ежегодное образование льда в Азовском море. В зависимости от суровости зимы море бывает то полностью или большей частью покрыто льдом, то почти свободно ото льда. Замерзание моря обычно начинается с вершины Таганрогского залива, где лед в обычные зимы появляется в конце ноября - начале декабря, и дальше распространяется к юго-западу (Цурикова, Шульгина, 1964). Наибольшего развития и наибольшей толщины лед достигает в феврале. Частые оттепели разрушают ледяной покров среди зимы, а сменяющие их похолодания вновь сковывают воду молодым льдом. За зиму толщина льда достигает обычно 20-60 см, а в суровые зимы - 80-90 см. Вскрытие моря и очищение его ото льда начинается в южных районах моря и устьевых участках рек, где имеются прогретые речные воды. Затем море полностью освобождается ото льда.
Видовой состав рыб Азовского моря в целом изучен в настоящее время достаточно хорошо. Здесь отмечены виды: севрюга Acipenser stellatus - реликтовый проходной вид. Большая часть стад сформирована за счет искусственного воспроизводства (Руков, 1996). Серебряный карась Carassius auratus - интродуцированный вид, отмечается в Таганрогском заливе; лещ Abramis brama - промысловый вид, отмечается повсеместно; рыбец Vimba vimba - проходной ценный промысловый вид; густера -Blicca bjoerkna - пресноводный вид, отмечается повсеместно; тарань Rutilus rutilus volgensis - проходная форма; судак Stizostedion lucioperca — промысловый вид; пиленгас Mugil soiuy - в результате успешной акклиматизации сформировалась самовоспроизводящаяся популяция.
В 90-х годах наметилась тенденция к ухудшению кормовой базы тюльки Clupeonella cultriventris и атерины Atherina pontica, вызванная пищевой конкуренцией с вселенцем - гребнивиком Mnemiopsis leidyi, в результате чего их биомасса в море значительно снизилась (Луц, Мирзоян, 1996). С конца 80-х годов наблюдается тенденция к резкому снижению запасов хамсы Eugraulis encrasicolus в Азовском море (Рогов, 1996). Основные лимитирующие факторы - снижение солености, изменение рН воды (Тараненко, 1966).
Ранее в море насчитывалось до 16 видов бычков Gobiidae в настоящее время не более 6-7 (Воловик и др., 1996). Суммарный улов в Азовском море наиболее полно представлен в Международном статистическом бюллетене по 27 видам промысловых (в основном рыбных) объектов (Statistical bulletin..., 1993, цит. по Матишов, Денисов, 1999). Его значение по годам приведены на рис.7. На рисунке видно четкое различие режима промысла для двух периодов: первый - с 1972 по 1987 гг., второй - с 1988 по 1995 гг. Используя значения графика можно отметить следующие особенности обоих периодов: первый из них характерен существенными изменениями вылова. Его максимальное значение (1982 г.) превосходит минимальное (1977 г.) в 2.9 раза. При этом наблюдается не только снижение улова с 1972 по 1977 год, но и его возрастание с 1978 по 1987 год. Второй период характерен катастрофическим падением рыбопромысловой продуктивности. Если сравнить максимальный вылов во всем исследуемом ряде (тот же 1982 год) с минимальным, который отмечен в 1992 году, то окажется, что они различаются в 47.5 раз.
По данным Ростовского областного комитета государственной статистики, потребление рыбы из Азовского моря населением Ростовской области в среднем составляет 10 кг рыбы в год (табл.2) (Статистический ежегодник..., 2000).
Поступление 90Sr и 137Cs в Азовское море с речным стоком
Как известно, основным источником поступления искусственных радионуклидов в атмосферу явились атмосферные испытания ядерного оружия с 1945 по 1990-е годы, а также авария на Чернобыльской АЭС в апреле 1986 г.
При мощности ядерных взрывах (не менее 1 Мт) или аварий частицы радиоактивной пыли забрасываются в стратосферу (на высоту 10-15 км), где остаются многие месяцы и годы, медленно опускаясь и рассеиваясь по всей земной поверхности. Обычно при испытаниях около 12 % радиоактивных осадков выпадало вблизи мест их проведения и приблизительно 10 % - в полосе вдоль той же широты, на которой располагались испытательные полигоны. Остальные 78 % - это глобальные выпадения (Израэль, 1998; Strand et al., 1998).
Всего, за время испытаний ядерного оружия, в атмосферу было выброшено 910х1015 Бк цезия-137 и 600x1015 Бк 90Sr (UNSCEAR..., 1982), из этого количества на поверхность Азовского моря выпало около 2,5х1012 Бк 90Sr (Тимощук, 1970).
В 1986 г. в результате взрыва реактора на Чернобыльской АЭС содержание искусственных радионуклидов в воздухе, вновь увеличилось на несколько порядков. Около 1 їх 1018 Бк радиоактивных веществ попало в окружающую среду. Из этого количества на долю 90Sr и 137Cs приходилось 10+3 (4-6 %) и 85±26 (20-40 %) РБк, соответственно (NEA/OECD, 1996; цит. по: Egorov et al, 1999).
Метеорологическая обстановка в дни аварии была сложной. В первый день наблюдалось движение воздушных масс на запад, во второй день - на север и северо-восток, на четвертые сутки ветер стал разворачиваться на восток и юг до Орла - Белгорода - Донецка -Запорожья и далее на юг, захватывая Азовское и Черное моря (Радиационное состояние..., 1986; Израэль, 1998).
Максимальные выпадения Sr и 7Cs из атмосферы на поверхность Азовского моря были зарегистрированы в мае и составляли в среднем 1500 Бк/м для Cs и 500 Бк/м Sr (рис.8). Затем наблюдалось довольно устойчивое убывание выпадений по экспоненциальному закону (Радиационное состояние...,1986, 1993-1998; Kanivets et al, 1999).
Атмосферные выпадения 90Sr и 137Cs на побережье Азовского моря были экстраполированы на поверхность моря, которая составляет 38 000 км (Добровольский, Залогин, 1982) (табл. 3). Екатеринбург
Таким образом, после Чернобыльской аварии, к концу 1986 г. резкий спад атмосферных выпадений Cs прекратился, и с весны 1987 г. установилось довольно устойчивое убывание выпадений по экспоненциальному закону с периодом уменьшения концентрации в 2 раза через 8.8 месяцев. С начала 1989 г. до конца 1998 г. выпадения 137Cs в среднем по стране убывали очень медленно с периодом уменьшения концентрации вдвое около 3.8 года, что вероятно связано с близостью количественных характеристик противоположных процессов - выведения изотопа из атмосферы и его ветровым подъемом с подстилающей поверхности. Что касается выпадений Sr, то в среднем по стране эта величина перестала убывать со временем раньше, чем выпадения 137Cs. В результате проведенных нами оценок было получено, что всего на поверхность Азовского моря из атмосферы в период с 1986 по 2000 г. поступило 31.4 ТБк 90Sr и 99.2 ТБк 137Cs (табл.3).
В результате атмосферных радиоактивных выпадений, а иногда аварий на радиационно-опасных объектах, на всей площади земного шара, в почвах, накопилось некоторое количество искусственных радионуклидов. Водные объекты - озера, заливы, моря, океаны обладают площадью водосбора речных вод, с которой происходит сбор или отекание пресных вод в данный водный объект. И как результат этого процесса, происходит постепенное вымывание, накопившихся радионуклидов из почвы и перенос их в водоемы, куда поступают речные воды. Что касается Азовского моря, то в данном случае показательными будут отношения площади водосборного бассейна к поверхности моря и речного стока к объему моря. Эти отношения для Азовского моря равняются 17 и 1:8 соответственно, что свидетельствует о значительном влиянии речного стока на радиоактивное загрязнение Азовского моря (Тимощук, 1970). Максимальные среднегодовые концентрации Sr в речных водах Дона и Кубани зарегистрированы в 1964 г., соответственно 144 и 60 Бк/м3. Со временем концентрации уменьшились. В 1985 году содержание 90Sr в воде реки Дон составляла 11 Бк/м . Однако после аварии на Чернобыльской АЭС среднегодовая концентрация радионуклида в р. Дон возросла примерно в 4 раза по сравнению с уровнем предыдущего года, но максимального значения 64 Бк/м достигла только в следующем 1987 году (Чумичев и др., 2001). Последние четыре года (по данным экспедиций ММБИ в 1998-2001 гг.) концентрация 90Sr находилась в пределах 7.6-9.6 Бк/м . В воде реки Кубань максимальные среднегодовые концентрации 90Sr после аварии на Чернобыльской АЭС наблюдались в 1986 и 1987 гг., соответственно 50 и 45 Бк/м3 (Чумичев и др., 2001). В течение 1997-2000 гг. концентрация 90Sr в воде р. Кубань уменьшилась с 9.7 до 5.0 Бк/м3 (рис. 9 а).
Средняя концентрация 137Cs в реках Дон и Кубань в 1986 году составляла соответственно 30 и 25 Бк/м (Матишов и др., 2000). В последующие годы содержание указанных радионуклидов устойчиво снижалось и к 2000 году достигло 0.7 Бк/м - в воде реки Дон и 0.5 Бк/м -в воде реки Кубань (рис.9 б).
Потоки Sr и Cs в Азовское море с речными водами Дона и Кубани приведены в табл. 4. В результате оценок было получено, что в Азовское море в период с 1986-2000 гг. с речными водами поступило в среднем 15.7 ТБк 90Sr, a 137Cs - 4.2 ТБк. Такую разницу в потоках можно объяснить тем, что 90Sr существенно вымывается с поверхности суши речными водами и мигрирует, в основном, в составе водной фазы; основная же часть Cs, напротив, мигрирует в речной системе в составе взвешенного материала, осаждаясь в донные отложения.
Радиоактивное загрязнение воды
Выполненные нами исследования позволили выделить несколько периодов поступления 90Sr в Азовское море.
Максимальная концентрация 9 Sr наблюдалась в середине 60-х годов, в период интенсивных радиоактивных выпадений из атмосферы в результате испытания ядерного оружия. Среднее содержание этого радиоизотопа достигало 168+35 Бк/м, при минимуме 125 Бк/м и максимуме 231 Бк/м (Тимощук, 1970) (рис.13). С течением времени концентрация 90Sr в Азовском море снижалась. В 1973 г. среднее содержание в открытой части моря составляло 94 Бк/м . В районе Керченского пролива значения были несколько ниже - 54 Бк/м (Чумичев др., 2001), что связано с поступлением менее загрязненных черноморских вод (средняя концентрация 90Sr в Черном море в начале 70-х гг. составляла 27.7-37 Бк/м ) (Тимощук, 1971). При рассмотрении пространственной изменчивости 90Sr, обращают на себя внимание высокие концентрации этого радионуклида в Восточном Сиваше, которые достигали в 1973 году - 316 Бк/м3 (Чумичев др., 2001). Такое явление можно объяснить тем, что в эвпаритовом бассейне, Сиваше, при движении вдоль Арабатской стрелки с севера на юг, в процессе интенсивного испарения происходит резкое возрастание солености от 12-40 %о на севере до 124-160 %о в южной и западной части. В этих условиях определяющим процессом является повышение растворимости сульфатов стронция и как следствие, накопление стронция-90 в рапе. При дальнейшем продвижении на юг, в точке максимальной концентрации рапы, содержание 90Sr резко снижается в результате хемогенного осаждения Sr с карбонатами (Тимощук, 1970; Баранник и др., 1976; Батраков и др., 1977).
К 1985 году уровень 90Sr в воде Азовского моря в среднем составлял 14 Бк/м (Радиационное состояние ..., 1986).
После аварии на Чернобыльской АЭС концентрация 90Sr изменялась в диапазоне 33.3-95 Бк/м , при средней величине 57.1±22.4 Бк/м . Дальнейшая динамика этого радионуклида представлена в таблицах 6, 7 и рис.13.
Как показывает фактический материал (рис. 14 а), зависимость концентрации 90Sr от времени после аварии на Чернобыльской АЭС удовлетворительно аппроксимировалась экспоненциальной функцией: С = 62.967 ехр (-0.103 г), где: С - концентрация 90Sr, Бк/м3; t - время, лет В результате мы получили, что период снижения концентрации в 2 раза составил 6.7 лет (рис. 14 б). Прогнозируемая концентрация на 2005 г. составила 5.6 Бк/м .
На основе данных о концентрации 90Sr в воде Азовского моря, была проведена оценка потоков этого радиоизотопа в Черное море (табл. 8). Суммарный вынос 90Sr из Азовского моря через Керченский пролив в период с 1986 по 2000 гг. составил 20.0x1012 Бк. Зависимость изменения потока 90Sr в Черное море от времени, показала, что период снижения содержания 90Sr вдвое составляет 6 лет (рис. 20).
Распределение 90Sr в поверхностном слое. Представления о концентрации 90Sr в поверхностном слое донных отложений Азовского моря в 60-70-х гг. ограничены. Известно, что в грунтах низовья Дона и в 33 57 35 57 37 57 Украина
Цимлянском водохранилище содержание Sr в 1961-1962 гг. колебалось от 0.6 до 3.6 Бк/кг сухой массы (Страдомский, 1964, цит. по: Д. Матишов, Г. Матишов, 2001).
Содержание 90Sr в донных осадках в 1986 г. было невелико и составляло в среднем 1,37+0,86 Бк/кг сухой массы, при максимуме 2,89 Бк/кг сухой массы и минимуме 0,65 Бк/кг сухой массы. В глинистых осадках, в районе косы Арабатская стрелка, в 1987 году концентрации стронция-90 находилась в пределах 1.4 Бк/сухой массы (Матишов др., 2000). На рис.15 (б) и табл. 9 представлены станции отбора и концентрации 90Sr в донных отложениях Азовского моря в 1986-1987 гг.
Современное содержание 90Sr в донных отложениях Азовского моря несколько выше. По данным анализа проб донного осадка, отобранных в ходе экспедиции Мурманского морского биологического института в 1997 году (рис.16), концентрации 90Sr составили 2,1+1,4 Бк/кг сухой массы. При этом максимальная величина достигала 5,7+0,5 Бк/кг сухой массы, а минимальная - 0,21+0,06 Бк/кг сухой массы (табл. 10).
Что касается особенностей распределения Sr в поверхностном слое донных отложений, то наибольшие значения этого радионуклида приурочены к ракушнякам, а среди терригенных осадков - к мелкоалевритовым илам и пескам, наиболее обогащенных биогенным карбонатом кальция.
Вертикальное распределение 90Sr в толще донных отложений. В 1997 году, нами также были отобраны и проанализированы на содержание искусственных радионуклидов две вертикальные колонки донных отложений (табл. 11).
