Распределение и пути миграций искусственных радионуклидов в экосистеме Баренцева моря

Усягина, Ирина Сергеевна

Бесплатный автореферат и диссертация по наукам о земле на тему
Распределение и пути миграций искусственных радионуклидов в экосистеме Баренцева моря
ВАК РФ 25.00.28, Океанология

Автореферат диссертации по теме "Распределение и пути миграций искусственных радионуклидов в экосистеме Баренцева моря"

На правах рукописи 005048531

Усягина Ирина Сергеевна

РАСПРЕДЕЛЕНИЕ И ПУТИ МИГРАЦИЙ ИСКУССТВЕННЫХ РАДИОНУКЛИДОВ В ЭКОСИСТЕМЕ БАРЕНЦЕВА МОРЯ

Специальность 25.00.28 - Океанология

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата географических наук

1 7 ЯН8 2013

Мурманск 2012

005048531

Работа выполнена в Федеральном государственном бюджетном учреждении науки [ Мурманском морском биологическом институте Кольского научного центра Российской академии наук (ММБИ КНЦ РАН)

ідерал

[>: Колье

Научный руководитель: Матишов Дмитрий Геннадьевич

доктор географических наук, член-корреспондент РАН

Официальные оппоненты:

Бердников С.В.

доктор географических наук, профессор

Никитин А.И.

доктор географических наук

Ведущая организация: ФГУП НПО «Радиевый институт

им. В.Г. Хлопина»

Защита состоится 12 декабря 2012 г. в 10:30 на заседании диссертационного совета Д 002.140.01 при ММБИ КНЦ РАН, по адресу: 183010 г. Мурманск, ул. Владимирская, 17.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ММБИ КНЦ РАН Автореферат разослан 12 ноября 2012 г.

Ученый секретарь специализированного диссертационного совета,

кандидат географических наук

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования

Баренцево море оказалось одним из центров применения атомных технологий во второй половине XX века. Испытания ядерного оружия, захоронения жидких и твердых радиоактивных отходов российским атомным флотом были основными факторами, повлиявшими на содержание радионуклидов в водоеме в 1950-х - 1960-х гг. (Aarkrog, 1994; Факты и проблемы..., 1993; Сивинцев и др., 2005; Кваша и др., 2001). С1970-х г. главными причинами загрязнения стали глобальные атмосферные выпадения (АМАП, 1998; Strand et al., 1997; Gao et. al., 2004; Bossew et. al., 2007; Радиационная..., 2009), трансокеанический перенос сброшенных в Ирландское море отходов западноевропейких радиохимических предприятий (Preston et al., 1978; Kaut-sky, Murray, 1981; Kershaw, Baxter, 1995; Cross-Boder..., 1995; Arctic..., 2009) и вынос искусственных радионуклидов с речным стоком (Chumichov, 1995; Радиационная..., 1995; Bakunov et. al., 2002).

Основные радиоэкологические наблюдения в Баренцевом море в 1950-е - 1970-е годы проводились Полярным научно-исследовательским институтом рыбного хозяйства и океанографии им. H. М. Книповича (ПИНРО), Мурманским Управлением Гидрометеослужбы, НПО "Тайфун", Радиевым институтом им. В. Г. Хлопина, НИЦ «Курчатовский институт». Однако в научной литературе того времени встречаются немногочисленные данные о воздействии влияния слабых радиоактивных загрязнений на морские биообъекты Баренцева моря (Федоров и др., 1964; Килеженко, Подымахин, 1964; Влияние ионизирующей радиации..., 1971).

В 1982 г. НПО «Тайфун» был собран обширный материал о содержании искусственных радионуклидов в водах и донных отложениях морей Евро-Арктического региона (Вакуловский и др., 1985;Katrich, 1993). Начиная с 1991 г., после появления в научной печати рассекреченных и систематизированных данных о сбросах и захоронении радиоактивных отходов в арктических и дальневосточных морях (Факты и проблемы..., 1993) было проведено большое количество отечественных и зарубежных радиоэкологических экспедиций, результатами которых стали многочисленные публикации (Матишов и др., 1995; Strand et al., 1992; Szczypa et al., 1992; Carroll et al., 1996; Nies et al., 1998; Rissanen et al., 1998; Stepanets et al., 1999 и др.). Произведены оценки возможных последствий различных сценариев аварий, связанных с выходом искусственных радионуклидов от захороненных объектов в морскую среду (A Survey..., 1992; Radioactive..., 1994; Krysliev, Sasykina, 1995; Dumping..., 1996; Намятов, 1998).

региона (Матишов Г.Г. и др., 1994). Проведены радиоэкологические наблюдения мест захоронений в Новоземельском желобе (Ivanov, 1995). ММБИ и коллегами из норвежских исследовательских институтов NIVA и Akvaplan-Niva и NRPA вьшолнено детальное описание загрязнения донных отложений Печорского моря и оценены примерные даты поступления антропогенных изотопов в бассейн (Smith et al., 1995). Изучено содержание плутония в донных отложениях, рыбах и водорослях Баренцева моря (Ikaheimonen at. al., 1995; Rissanen at al., 1997). Подобные работы проводились ПИНРО (Плотицина, 1997) и Бергенским институтом морских исследований, Норвегия (Foyn at. al., 1995). Итоги радиоэкологических исследований Баренцева моря подведены в монографии (Матишов, Матишов, 2001). В ней дана оценка радиационного загрязнения компонентов экосистем арктических морей от начала испытаний ядерного оружия до 2000 г.

В 2000-х гг. российские и зарубежные ученые (Степанец и др., 2005; Иванов, 2006; Никитин, 2009; Матишов и др., 2009, 201 i; Brown et al., 2002; Heldal et al., 2003; Zaborska et al., 2007,2010; Gwynn et al., 2012 и др.) повсеместно обнаруживали низкие концентрации долгоживущих радиоизотопов в среде Баренцева моря. После периода интенсивного загрязнения водоема становятся актуальными исследования формирования современного фона и круговорота радионуклидов в Баренцевом море.

Объект и предмет исследования

Объектом исследования выбрано Баренцево море, выделяющееся среди; морей Западной Арктики наиболее высоким рыбопромышленным потенциалом. Воды бассейна загрязняются радиоактивными элементами с началаиспытаний атомного оружия по настоящее время. Накопление и миграция радионуклидов в компонентах морской экосистемы представляет интерес при изучении угроз для морской биоты и рисков для населения при использовании рыбных ресурсов. В соответствии с этим предмет исследований - динамика активности долгоживущих радионуклидов 137Cs и 90Sr, характеристики баланса и модель их миграции в баренцевоморской экосистеме.

Степень разработанности проблемы

Большинство радиоэкологических наблюдений в Баренцевом море выполненов 1990-хгг. Внастоящее время количество исследований сократилось. Изучено содержание антропогенных радионуклидов в компонентах экосистемы, оценивались потоки на отдельных участках Баренцева моря, однако оценка общего баланса для моря в целом не проводилась. В последние десятилетия с усовершенствованием приборной базы и накоплением информации происходит сближение оценок радиоэкологического состояния баренцевоморской экосистемы, данных разными авторами. Это позволяет выявить современные тенденции и закономерности изменения содержания радионуклидов в водоеме.

Цель и задачи работы

Цель: охарактеризовать современные уровни содержания и закономерности распределения радионуклидов в среде и биоте Баренцева

моря и изучить тенденции изменений потоков 137Cs и 90Sr в экосистеме с I960 по 2009 гг.

Для реализации поставленной цели необходимо выполнение ряда

задач:

1. оценить концентрации антропогенных радионуклидов в воде, донных отложениях и гидробионтах прибрежья и открытых частей Баренцева моря с 2000 по 2010гг,;

2. дать обзор многолетней изменчивости загрязненности искусственными радионуклидами среды и биоты изучаемой акватории;

3. реконструировать удельные активности 137Cs и 90Sr в массовых видах гидробионтов с начала испытаний ядерного оружия (1960-е г.) по настоящее время (2009 г.);

4. на основе анализа имеющейся информации по радиоактивному загрязнению Баренцева моря реконструировать многолетние абиогенные и биогенные миграционные потоки 137Cs и 90Sr в баренцевоморской экосистеме.

Методическая база исследований

Для определения концентраций радионуклидов в пробах использованы:

• у-спекгрометрический метод измерения 137Cs в пробах среды и биоты;

• методика выполнения измерений 90Sr (по методу Черенкова с радиохимическим концентрированием дочернего радионуклида 90Y);

• методика исследования адсорбции ^Sr на взвеси.

Для расчета миграционных потоков137C,s и 90Sr использованы методы математического моделирования:

• годовые балансы 137Cs и 90Sr рассчитывались в соответствии с данными о водообмене Баренцева моря (Потанин, Турчанинов, 1983);

• расчет концентраций радионуклидов в гидробионтах Баренцева моря выполнен с помощью математической модели миграции радионуклидов по пищевым цепям (Бердников, 2004).

Теоретическая база исследования основана на работах отечественных и зарубежных авторов в следующих областях:

• общая физико-географическая характеристика баренцевоморской экосистемы (Добровольский А.Д., Залогин Б.С., Матишов Г.Г., Дженюк В.В., Денисов В.В. и др.)

• биотическая структура экосистемы (Долгов A.B.; Дробышева В.М.; Зенкевич JI.A., Камшилов М.М., Коржев В.А.; Матишов Г.Г.; Ярагина H.A.; Blanchard J. и др.)

• формирование радиационного фона в море (Айбулатов A.C.; Вакуловский В.М.; Виноградов А.П.; Егоров В.И.; Израэль Ю.А., Кузнецов Ю. В., Матишов Г.Г.; Матишов Д.Г.; Никитин А.И.; Поликарпов Г.Г.; Сивинцев Ю. В.; Цыбань A.B.; Яблоков А.В.и др.)

• особенности радиоактивного загрязнения биоты Баренцева моря (Матишов Г.Г.; Матишов Д.Г.; Крышев A.B.; Кузнецов Ю.В.; Aarkrog A.; Andersen S.S.;

Brown M; Brungot A.; Carroll J.; Fisher, N.S.; Heldal, H.E.; Kautsky N.; Kumblad L.; Rissanen К.и др.)

Эмпирическая база исследования. В основу диссертации положены результаты комплексных радиоэкологических исследований экосистемы Баренцева моря, полученные в ходе экспедиционной деятельности Мурманского морского биологического института в период 2000-2011 гг. и данные литературных источников.

Личный вклад автора. Автор участвовал в экспедиционном сборе проб и проводил у-спектрометрический анализ материалов исследований. Произвел систематизацию и обобщение полученных и литературных данных. Раздел работы по математическому моделированию реконструкции уровней содержания 137Cs и50Sr в среде и морских организмах выполнен в соавторстве с сотрудниками Мурманского морского биологического института Кольского научного центра РАН.

Научная новизна.

• выполнена оценка состояния фона искусственных радионуклидов в Баренцевом море в 2000-2010 гг. ■

• произведена реконструкция уровней содержания !37Cs и 90Sr в рыбах (мойва, сельдь, сайка, окунь, камбалы, зубатки, пикша, палтус, треска, сайда) и донных организмах (амфиподы, иглокожие) экосистемы Баренцева моря с 1962 по 2009 гг.;

• впервые на основании систематизации многолетних данных наблюдений восстановлена структурапотоков 137Cs и 90Sr в Баренцевом море с атмосферными осадками и водными массами с I960 по 2009 гг.; :

• рассчитан баланс и определен объем накопления радионуклидов в компонентах экосистемы Баренцева моря за период с начала испытаний ядерного оружия по настоящее время. ;

Теоретическая и практическая значимость. Сведения, полученные в ходе исследований, являются вкладом в изучение закономерностей изменчивости радиоактивного загрязнения Баренцева моря в период с 1960-го по 2010-й год.

На основании материала многолетних исследований впервые получено целостное представление о составляющих радиоизотопного баланса 137Cs и 90Sr в экосистеме Баренцева моря. Определено, что основными океанологическими факторами формирования фона радионуклидов в среде являются атмосферный перенос и циркуляция водных масс.

На практике полученные данные о распределении радионуклидов в компонентах баренцевоморской экосистемы могут использоваться при организации радиационного мониторинга морей Евро-арктического региона, проведении эколого-географических экспертиз, планировании и управлении программами устойчивого развития регионов. Математическая модель баланса радионуклидов в Баренцевом море позволяет прогнозировать последствия

аварийного поступления изотопов в водоем.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности

Диссертационное исследование соответствует п. 8. «Закономерности переноса вещества и энергии в океане»; п. 11. «Антропогенные воздействия на экосистемы Мирового океана» паспорта специальности 25.00.28 — «Океанология».

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на конференциях: молодых ученых Мурманского морского биологического института (Мурманск, 2002-2006 гг.); программы фундаментальных исследований Президиума РАН «Фундаментальные науки - медицине» (г. Москва, 2004 г); V съезде по радиационным исследованиям (г. Москва, 2006 г.); «Большие морские экосистемы России в эпоху глобальных изменений (климат, ресурсы, управление)» (г. Ростов-на-Дону, 2007); International Conference on Radioecology and Environmental Radioactivity (Nor-vay, Bergen, 2008); «Природа шельфа и архипелагов Европейской Арктики» (г. Мурманск, 2010); «Природа морской Арктики: современные вызовы и роль науки», (г. Мурманск, 2010); «Радіобіологічні та радіоекологічні аспекти Чорнобильскої катастрофи» (г. Славутич, 2011).

Публикации. По теме диссертации опубликовано 17 работ, в том числе 4 - в изданиях по списку ВАК и 3 - в коллективных монографиях.

Структура диссертационной работы. Диссертация изложена на 210 стр. машинописного текста, содержит 25 таблиц, 43 рисунка. Работа состоит из введения, обзора литературы, описания материалов и методов исследования, 2-х глав собственных исследований, заключения, приложения и списка литературы, который включает 262 наименования, из них 99 иностранных.

Благодарности. Автор выражает благодарность за помощь и ценные советы при подготовке диссертации научному руководителю чл.-корр. РАН Д.Г. Матишову, директору ММБИ КНЦ РАН академику Г.Г. Матишову, сотрудникам лабораторий и коллегам за помощь в сборе и обработке материала: к.г.н. Г.В. Ильину, к.г.н. Д.В. Моисееву, к.х.н. Н.Е. Касаткиной, Е.В. Павельской, Е.В. Расхожевой.

ІІ.ОСНОВНЬІЕПОЛОЖЕНИЯДИССЕРТАЦИИ,ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1. Исследование современного спектра и активности радионуклидов в абиотической и биотической составляющих экосистемы свидетельствует об устойчивой тенденции к снижению уровня радиоактивного загрязнения Баренцева моря в начале XXI века.

2. В Баренцевом море главными факторами, формирующими радиационный фон, являются атмосферный перенос (в 1950-1960 гг. и 1986 г.) и адвекция с течениями через западные границы моря (1970-2009 гг.).

3. С 1950 по 2009 гг. из различных источников в Баренцево море поступило 37.4-103 ТБк 137Cs и 24.8-103 ТБк 90Sr. Вынесено с водными массами

преимущественно через северные и северо-восточные границы 26.3-103 ТБк I37Cs и 19.6 -103 ТБк Л*

4. Основное количество 137Cs и 90Sr в Баренцевом море содержится в абиотической компоненте.

III. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе приведена общая физико-географическая характеристика объекта исследования, включая описание биотической структуры баренцевоморской экосистемы, а также анализ основных факторов, формирующих фон и миграции искусственных радионуклидов в среде.

В описание Баренцева моря включены общие морфологические и гидрологические особенности, схема циркуляции вод в Баренцевом море, отражающая накопленный опыт различных исследователей (Матишов и др., 2010), характеристика геологической среды. Границы объекта исследования рассмотрены как с географической точки зрения (Атлас океанов, 1980; Добровольский, Залогин, 1982; Гидрометеорология, 1990), так и с современных позиций теории Больших морских экосистем (Комплексные, 2011). Приведены пространственно-временные характеристики изменчивости^ температуры и солености, особенности формирования пресноводного стока и классификация водных масс Баренцева моря.

В подразделе 1.2 «Биотическая структура экосистемы» анализируются отечественные и зарубежные исследования трофической структуры Баренцева моря (Кормовые..., 1990; Эволюция..;, 1994; Коржев., Долгов.; 1999; Blanchard et al, 2002; Wassinann et al, 2006; Yaragina, Dolgov, 2009; Комплексные..., 2011) для использования в целях радиоэкологического моделирования.

Вподразделе1.3«Главныефакторыформирова11ияфона11миграций искусственных радионуклидов в среде» рассмотрены оценки поступления изотопов от источников в разные периоды истории радиоактивного загрязнения Баренцева моря. Приводятся особенности миграции радионуклидов в водоеме. Дана характеристика особенностей поглощения I37Cs и 90Sr взвесью и морскими осадками, в зависимости от их минералогического состава. Рассмотрено значение процессов адсорбции в перераспределении активности изотопов в море. Описаны закономерности аккумуляции радионуклидов гидробионтами, учитывающие их передачу по пищевой цепи. Лишь в немногих публикациях, посвященных исследованию накопления 137Cs и90 S г морскими гидробионтами, учитываются изменения концентраций радионуклидов на разных трофических уровнях пищевых цепей (Матишов, Матишов, 2001; Carroll et al., 2002; Heldal et al.„ 2003). Выполнен обзор моделей передачи радионуклидов по пищевым цепям в морских экосистемах (Heldal et al., 2001; Kumblad, Kautsky, 2006; Brown et al., 2006; Крышев, 2008).

Во второй главе приводятся методики отбора, подготовки проб и измерения активности радионуклидов в счетном образце, статистическая оценка погрешностей измерений и расчетов. Измерения активности

выполнены в лаборатории ММБИ, имеющей аттестат аккредитации № САРК. RU.0001.442096.

Материалы получены в ходе экспедиций Мурманского морского биологического института в открытые части Баренцева моря на НИС «Дальние Зеленцы» (2000 г., 2006-2011 гг.), ледоколах «Капитан Николаев» (2007-2008 гг.), «Россия» (2009 г.) и «Ямал» (2011 г.), и в прибрежные зоны в рамках ежегодных береговых исследований губ и заливов Кольского полуострова (2005-2011 гг.).

Количество проб компонентов экосистемы Баренцева моря, используемых в настоящей работе (2000-2011 гг.): поверхностных морских вод -139; донных отложений - 261; биоты - 260; аэрозолей - 4.

В подразделе 2.3 «Методы исследователей» приводятся основные принципы отбора, подготовки проб и измерения активности у-голучающих радионуклидов и 90Sr в пробах среды и биоты.

Измерения активности у-излучспощих радионуклидов проводили на сертифицированной у-спектрометрической установке фирмы Canberra. В состав установки входят полупроводниковый детектор из чистого германия, портативный криостат, цифровой многоканальный анализатор InSpec-tor-2000, свинцовая защита. Для обработки спектров использовано базовое спектрометрическое программное обеспечение Genie-2000. Измерение активности радионуклидов в счетных образцах с энергией у-квантов от 50 до 3000 кэВ проводилось по аттестованной методике.

Предварительную пробоподготовку и измерение 90Sr проводили по аттестованной методике радиохимического анализа почв, донных осадков растительности, водорослей, донных животных. Радиохимическая подготовка проб основана на кислотном выщелачивании с последующим многостадийным осаждением для получения раствора содержащего 90Sr без примесей радионуклидов. Удельная активность радионуклида %Sr в пробе определялась посредством измерения активности дочернего 90Y с помощью р-радиометра «LS-6500» фирмы Becman Coulter по методу Черенкова.

Процессы адсорбции 90Sr на взвеси Баренцева моря исследовали в соответствии с объемным методом адсорбционных измерений (Лопаткин, 1983). В результате опытов получили коэффициенты распределения (Kd) 90Sr (отношение активности взвеси Бк/г к активности раствора Бк/см3) в зависимости от времени адсорбции и солености воды.

В третьей главе раскрыты результаты предшествующих в историческом плане и современных исследований содержания радионуклидов в среде и биоте Баренцева моря.

В подразделе 3.1 «Многолетняя характеристика фона радионуклидов» обсуждаются закономерности многолетних изменений содержания радионуклидов в компонентах экосистемы Баренцева моря.

Изменения концентраций 137Cs и 90Sr в водах Баренцева моря (рис. 1) с периода максимального загрязнения (1979 г.), обусловленного выбросами западноевропейских радиохимических заводов, по настоящее время (2009

1970

1980

■ Pollution... 1997

■ Экология..., 2001 Среднее арифметическое

> Bouldakov et а!.. 2002 ■ данны еММБИ, 2005-2009 гг.

г.), описываются экспоненциальными кривыми (для 137Сб у = 49.823е"0П5х, Р.2 = 0.9362; для '"Бг у = 12.758е-00578х, Я2 = 0.7832), где х - количество лет, прошедших после максимума загрязнения. Время, за которое происходит уменьшение концентраций '"Се в 2 раза, в Баренцевом море составляет 6 лет.

Рис. 1. Многолетняя динамика среднегодовых концентраций шСз и '"Бг в водах Баренцева моря

Полученное значение хорошо согласуется с данными по Черному морю после аварии на 2010Чернобыльской АЭС (1986 г.). В среднем, с 1987 г. по 1995 г. в открытых водах и с 1987 г. по 2000 г. в прибрежных водах Черного моря уменьшение концентраций шСэ в два раза осуществлялось за 5.6 и 5.9 лет соответственно (Е§отоу еі а1, 1999; Егоров и др., 2000). Для гою сравнения отметим, что данная величина для вод открытой части Азовского моря с 1986 г. по 2000 г. составляла 2.7 года (Среда..., 2001; Структура..., 2004). которое происходит уменьшение в два раза концентраций ,08г в водах Баренцева моря, составляет 12.0 лет, что в 2.5 - 3 раза выше этого показателя в 1987 - 2000 гг. в Черном (4.0 года) и Азовском (4.8 лет) морях (Егоров и др., 2000; Среда..., 2001; Структура..., 2004).

Изотопный составиудельнаяактивностьискусственныхрадионуклидов в донных отложениях Баренцева моря стали предметом изучения в 1980-1990 гг.. Особенности миграции и накопления 137Сб определяются минералогическим составом осадков. Изменение концентраций '"Сб в осадках с 1982 г. по 2009 г. удовлетворительно описывается экспоненциальной кривой (у=8.1211е~0078х, К2=0.575). Количество многолетних данных об удельных активностях 908г в осадках ограничены, по имеющимся данным за 2006-2009 гт. концентрации оставались на одном уровне.

Динамику содержания радионуклидов в рыбах прослеживали по треске. Изменения концентраций изотопов в треске с периода максимального загрязнения ихтиофауны (1981 г.) по настоящее время (2011 г.) описываются экспоненциальными кривыми (для и7СБ у = 2.7909е"° 1004х, І12=0.8859; для 905г у

♦ Pollution..., 1997

• Сиеинцев и др.. 2005

* Тенденции .... 2007; Радиационная..., 2008

• данные ММЄИ, 2005-2009 гг. — Среднее арифметическое

Период времени, за

= 2.525е °0857х, 112=0.7998). Периоды уменьшения концентраций "'Сб и 905г в два раза - 6.9 и 8.1 лет, соответственно.

Изменения средних годовых активностей радионуклидов в фукусовых водорослях в 1990-2010 гг., описываются экспоненциальными кривыми (для 137Сб у = 0.957е~°11;;8х, Я2=0.7752; для '»Бг у = 0.5821е° 1324х, 112=0.9821). Периоды снижения концентраций П7Сй и 905г в два раза в макрофитах сем. Рисасеае составляют 6.0 и 5.2 лет. Полученные результаты согласуются с данными по черноморской водоросли Су.^о.уе/га сг 'иШа в период с 1987 по 2000 гг. Время уменьшения удельных активностей в два раза для Сун1оъе1га сппНа составляли 4.4 года для '"Сб и 4.0 лет для 905г (Егоров и др., 2000)

В подразделе 3.2 «Современная радиационная обстановка в Баренцевом море» приводится характеристика загрязнения экосистемы долгоживущими радионуклидами, выполненная по результатам морских и береговых экспедиций в период с 2000 по 2010 г. Обсуждаются особенности распределения 137С5 и 90Бг в водах, донных отложениях и биоте Баренцева моря.

В морской воде 137Сб и '^Бг встречаются практически повсюду. Объемные активности '"Се и 905г составляли, Бк/м3: на границе Баренцева моря с Норвежским 1.2 и 5.1; по линии разреза мыс Святой нос - мыс Канин нос 2.0 и 6.5; в районе Новоземельских проливов 2.0 и 3.0; в водах по линии разреза арх. Шпицберген - Земля Франца-Иосифа 1.0-2.1 и 2.4; по линии разреза арх. Земля Франца-Иосифа - Новая Земля 1.5 - 2.8 и 1.5.

Выпадения радионуклидов с атмосферными осадками оценивали по радиоактивному загрязнению снежного покрова. Интегральные за зимний период пробы снега отбирались в весенний период в районах прибрежных поселков Лиинахамари и Мишуково. Объемная активность |37Сб в атмосферных осадках составляла около 0.2 Бк/м3,90Яг - 0.8 Бк/м3.

• В донных отчожениях Баренцева моря П1С5 и 908г распространены повсеместно. Концентрации радионуклидов зависят от гранулометрического состава осадков, топографии дна и гидродинамического режима. Удельная активность 137Сб в районах возвышенностей и банок шельфа варьирует в диапазоне 0.2 -1.8 Бк/кг, желобов и впадин - до 6 Бк/кг. В глинистых отложениях, покрывающих дно Центральной впадины (глубина 300-380 м), присутствует около 9 Бк/кг 137Сб и 0.8 Бк/кг 905г. Очаги более высокого загрязнения осадков 137Сб обнаружены в некоторых небольших участках прибрежья Кольского залива: акватории Мурманского порта (14.9-26.5 Бк/м3) и губе Оленья (12.9 Бк/м3).

Динамика накопления изотопов в рыбах отражает историю поступления радиоактивных веществ в водную среду. Промысловые виды рыб, выловленные в районе Мурманского мелководья в 2000-2001 гг. содержали '"Сб и 905г 0.22.5 и 0.01-2.5 Бк/кг. В 2006-2010 гг. уровни загрязнения мышечной ткани '"Се и костной ткани 905г в промысловых рыбах Баренцева моря составляли 0.10.9 Бк/кг, что значительно ниже допустимых в Российской Федерации величин

содержания этих радионуклидов в рыбе для 137Cs -130 Бк/кг, для 90Sr - 100 Бк/ кг (СанПиН 2.3.2.1078-01). Полученные данные сопоставимы с результатами работ зарубежных исследователей, которые обнаружили менее 1 Бк/кг 137Cs в рыбах из Норвежского и Баренцева (западная часть) морей (Norway's ..., 2006).

Содержание 137Cs в мышечной ткани рыб изменялось в последовательности: морской окунь > камбала-ерш > зубатка полосатая > пикша > треска. Виды рыб, жизнедеятельность которых связана с морским дном, имеют более высокие уровни содержания радиоактивного цезия.

Последовательность изменения концентраций 90Sr в костной ткани рыб имеет вид: треска > пикша > камбала-ерш > морской окунь > зубатка полосатая. Всеядные виды накапливают больше радионуклида по сравнению с остальными.

В период 2000-2010 гг. удельная активность 137Cs в водорослях сем. Fu-сасеае варьировала в диапазоне 0.04 - 0.84,90Sr - 0.01 - 0.4 Бк/кг. Радиоактивное загрязнение водорослей сем. Laminariaceae было выше - 0.3 - 2.3 Бк/кг l37Cs и 0.4-1.5 Бк/кг ^Sr. ь

;. Исследование радиоактивного загрязнения одного из массовых видов бентосных организмов прибрежья - моллюска Mytilus edulis показало, что удельная активность 137Cs в мягких тканях и раковинах мидий из разных районов прибрежья (Кольский залив, губы Печенга, Зеленецкая и Ура) независимо от размера, а соответственно и возраста особей была ниже минимально детектируемой активности (МДА). Удельная активность 90Sr в раковинах также была низкой (0.3-1.9 Бк/кг сухой массы). Сезонных изменений содержания B7Cs в мягких тканях и в раковинах и %Sr в раковинах мидий не обнаружено. ! 1

г В подразделе 3.3 «Формирование современных экологических угроз для морских экосистем Евро-Арктического бассейна» рассмотрены данные по распространению радиоактивных примесей в аэрозолях после аварии на АЭС «Фукусима-1». Предпосылкой проведения работ было обнаружение в марте-апреле 2011 г. в высокоширотных областях Европы (арх. Шпицберген, Кольский п-ов) изотопов, типичных для выбросов японской АЭС. Сравнение данных 2000-х гг. с 2011 г. показало, что изотопный состав проб среды и биоты и активность l37Cs и 90Sг в прибрежье и открытых частях Баренцева моря остаются в пределах показателей устойчивого фона, формируемого глобальным круговоротом радионуклидов. Радионуклиды, по которым можно было бы надежно идентифицировать «след» аварийных выбросов АЭС «Фукусима-1», в исследованных пробах отсутствовали.

В четвертой главе «Реконструкция поступления и миграции ,37Cs и 50Sr в экосистеме Баренцева моря в период 1960-х - 2000-х годов» описываются: • радиоизотопный баланс;

• оценки концентраций радионуклидов в гидробионтах Баренцева моря;

• динамика содержания радионуклидов в основных компонентах баренцевомор-ской экосистемы.

В подразделе 4.1 «Радиоизотопный баланс» с помощью построения балансовой математической модели обобщен большой объем накопленной информации о пространственно-временном распределении радионуклидов в Баренцевом море.

Модель радиоизотопного баланса. Основные элементы годового баланса радионуклидов рассчитывались как произведение средних арифметических значений концентраций '"Сб и 90 Б г, обнаруженных в районе границ Баренцева моря с сопредельными районами, на величины результирующего водообмена через эту границу.

B.К. Агеноровым, В.П. Новицким, Н.С. Ураловым, В.П. Кудло, В.Н. Морецким,

C.И. Степановым и другими авторами, может составлять от 49 до 74 тыс. км3/ год. В.Н. Морецкий и С.И. Степанов отмечали слабую сезонную и довольно значительную межгодовую изменчивость объема переноса вод на разрезе м. Нордкап - о-в Шпицберген. Результирующий поток, направленный из Белого моря в Баренцево, достоверно оценен В.М. Альтшулером и другими авторами в 230 км'/год, что соответствует пресноводному балансу Белого моря. Слабо изучены количественные оценки водообмена на северной и северо-восточной границах моря. В.П. Новицкий (Новицкий, 1961) выявил очень небольшие значения приходной и расходной составляющих в слое 0-200 м на разрезах м. Желания - о-в Сальм и о-в Виктория — о-в Земля Александры (5-10 тыс. м3 год). Из-за малого количества натурных данных водообмен через северные проливы оценен как ориентировочный (Гидрометеорология, 1990).

Наиболее полная информация о водообмене Баренцева моря с сопредельными акваториями представлена В.А. Потаниным с соавторами (Потанин, Турчанинов, 1983), где приближенный водный баланс рассчитан по скоростям течений на пограничных и внутренних разрезах моря с использованием многолетних данных океанологических наблюдений.

Таким образом, из-за большой изменчивости расходов воды на пограничных разрезах и несинхронности учитываемых в балансовых расчетах периодов наблюдений добиться абсолютной сбалансированности бюджета «вход» и «выход» из бассейна не представляется возможным. Разницу между суммой прихода и расхода объема воды, составляющую 1.9 % от общего поступления вод в Баренцево море, следует признать весьма строгой оценкой, пригодной для оценки баланса радионуклидов.

Уравнение радиоизотопного баланса '"Сб и 905г в Баренцевом море может быть записано следующим образом:

— Я.атм + Чнорв + Чвел + Чреки + ЯжРО ~~ ЯПрол _ Яшп-ЗФИ _ ЯзфИ-НЗ _ Ярасп ^ ^

где Aq— изменение запаса радионуклидов в море; с^- количество радионуклидов, поступающих с атмосферными осадками; количество

радионуклидов, поступающих с речными водами (р. Печора, реки Кольского полуострова и Норвегии); , ЧБс1 - количества радионуклидов, поступающих из смежных водоемов: из Норвежского моря (граница мыс Нордкап - мыс Зюйдкап) и Белого морей (граница мыс Святой Нос - мыс Канин Нос), соответственно; qЖPO - количество радионуклидов, поступающих при сливе жидких радиоактивных отходов (ЖРО); ЧШп.3фИ, ЧЗФ11.Нз ~~ количества

радионуклидов, вытекающих в смежные водоешл: через Новоземельские проливы (Карские ворота, Югорский Шар, Маточкин Шар), через водные границы Шпицберген - Земля Франца-Иосифа и Земля Франца-Иосифа -Новая Земля; драсп - количество радионуклидов, подвергшихся радиоактивному распаду.

В данных расчетах в качестве доминирующего процесса переноса радионуклидов рассматривается только перенос водными массами.

Для решения уравнения (1) необходимы ежегодные данные р составляющих водного баланса Баренцева моря с 1950 г. и значения средних концентраций '"Сб и ^Бг во всех его составляющих. Недостаточная • обеспеченность данными не позволяет рассчитать баланс за каждый год, поэтому рассчитывали годовой баланс по. данным, осредненным за десятилетний период. Отдельно рассчитан годовой баланс для 1986 г.

Водообмен Баренцева моря с сопредельными районами принят постоянным: поступление через границу мыс Нордкап-остров Шпицберген -53131 км7год; через границу мыс Святой Нос-мыс Канин Нос - 231 км3/год; речной сток - 189 км3/год; сток через Новоземельские проливы - 22205 км3/ год; сток через границу Шпицберген-Земля Франца-Иосифа - 13218 км3/год и сток через границу Земля Франца-Иосифа-Новая Земля - 17130 км3/год (Потанин, Турчанинов, 1983).

Значения средних концентраций 137Сз и 90Бг на границах Баренцева моря в период 1960-2009 гг. получены на основе обобщения и осреднения данных литературы (Матишов, Матишов, 2001; Сивинцев и др., 2005; АИеу а!., 2007; \Уес1ектс1 с! а1., 1997), а также результатов радиоэкологических исследований ММБИ (2000-2009 гг.). Используемые в расчетах концентрации 137Сэ и 90Бг в водных массах Баренцева моря представлены на рис. 2; динамика поступления радионуклидов из атмосферы - в табл. 1.

Оценка поступления '"Се и '"Бг в Баренцево море с речными водами основана на имеющихся данных о концентрациях радионуклида в реках европейской территории России (Радиационная..., 1994; Вакшкп7 е1. а1., 2002;

ІЇМ VAІк

1960-е 13704» 1880-е 1990« 2000« ГОДЫ

■ Н.-фн Шрвни ПБюі аярсиі ПШп-ЗФИ «ГИРИШ!

Рис. 2 Средние годовые концентрации 137Сб и 908г в воде на границах Баренцева моря в 1960-2009 гг.

Радиационная...,2009). При отсутствии в литературе измеренных значений ,37С5 в реках его концентрации рассчитывали исходя из известного для речных вод соотношения '"Бг/ '"Сб, составляющего 10 (Бочков, 1983).

Таблица 1

Динамика годового поступления 137Cs и 90Sr на поверхность

Годы 1950-1959 1960-1969 1970-1979 1980-1989* 1986 1990-1999 2000-2009

U7Cs 111.5 207.3 28.1 3.8 702.3 1 0.1

»Sr 68.1 124.1 12.4 3.6 9.6 0.3 0.1

* Данные для этого периода рассчитаны без учета 1986 г.

Потоки искусственных радионуклидов из атмосферы рассчитывали как произведение годового количества осадков, выпавших на площадь зеркала Баренцева моря 1438.4 тыс. км2 (Добровольский, Залогин, 1982) на плотность выпадений (Бк/(м2-год) 137Cs и 90Sr (Gao et. al., 2004; Сивинцев и др., 2005; Радиационная..., 2009) с учетом того, что количество выпадающих осадков уменьшается по мере удаления от материка.

Оценки поступления l37Cs и 90Sr из ЖРО выполнены на основе данных о ежегодных (1959-1992 гг.) сбросах отходов в Баренцево море (Сивинцев и др., 2005). При этом считали, что на момент затопления активность отходов соответствует «типовой» смеси радионуклидов: 50 % 60Со, 25 % 90Sr, 25 % l37Cs (Кваша и др., 2001).

Результаты расчетов годового баланса 137Cs и 90Sr в Баренцевом море приведены в табл. 2. Выполнить достоверную оценку баланса радионуклидов в 1950-е гг. не представляется возможным. Для этого периода оценено только поступление 137Cs и 90Sr с атмосферными выпадениями и выведение за счет радиоактивного распада.

Атмосферные выпадения. Максимумы выпадений искусственных радионуклидов на площадь Баренцева моря наблюдались в 1960-е гг. и 1986 г. (табл. 2) как следствие испытаний ядерного оружия и аварии на Чернобыльской

АЭС. В 1963 г. выпадения 137Cs с атмосферными осадками достигали 1050 ТБк, 90Sr - 630 ТБк. В 1986 г. зафиксированы значительные выпадения 137Cs, достигающие 1010 ТБк/год. С 1950-х гг. до 1986 г. отношение ^Sr/'-Cs в осадках, выпавших на акваторию Баренцева моря, составляло 0.4-0.6, что характерно для выпадений, обусловленных ядерными испытаниями (Bossew et al, 2007) Отношение 90Sr/137Cs в 1986 г. уменьшилось до 0.014. С 1987 по настоящее время атмосферный поток радионуклидов постоянно снижается. К 1990-м гг. отношение 90Sr/137Cs в осадках повысилось до 0.3. В 2000-е гг. атмосферный поток 90Sr превышает 137Cs в 2 раза.

Речной сток. Средние концентрации90Sг в реках Севера Европейской части Российской Федерации снизились с 38 Бк/м3 в 1960-е гг. до 8 Бк/ м3 в настоящее время, a 137Cs с 17 Бк/м3 до 0.6 Бк/м3. В 1960-2009 гг. вклад речного стока (%) в общее поступление 137Cs и 90Sr в Баренцево море был незначительным и варьировал в диапазоне 0.02 - 0.3 и 0.5 -1.3, соответственно. В 2000-2009 гг. этот показатель составлял 0.1 % для 137Cs и 0.5 % для 90Sr.

Постутение из Норвежского моря. Несмотря на множество ядерных испытаний, проведенных в 1950-1960-х гг. разными странами, объемная активность вод Баренцева моря была невысокой. Повышение активности 137Cs и ^Sr происходило в 1975 г. и в 1980 г., что было обусловлено сбросами западноевропейских заводов по переработке ядерных материалов. Большая часть радионуклидов, сброшенных в Ирландское море заводом Селлафильда (например, около 1200 ТБк в 1970 г. и 5230 ТБк в 1975 г.) приносилась с Нордкапским течением в Баренцево море через 4-5 лет (Kershaw, Baxter, 1995). С 1990-х гг. по настоящее время выбросы рассматриваемых радионуклидов заводом в Селлафильде значительно сократились (Arctic..., 2009).

Поступление из Норвежского моря с 1970-х по 2000-е гг. остается основным источником искусственных радионуклидов в Баренцево море (табл. 2). До 1990-х гг. поступление 137Cs через западную границу моря превышало поступление 90Sr, в 2000-х гг. наблюдается обратный процесс.

Сливы ЖРО. Во второй половине XX века сливы ЖРО в Баренцево море осуществлялись в пределах пяти специально выделенных районов, дополнительно некоторое количество ЖРО попало в морскую среду в результате аварийных ситуаций. По последним оценкам (Сивинцев и др., 2005), всего в Баренцево море сброшено ЖРО общей активностью около 650 ТБк. В целом, вклад этого источника загрязнения по сравнению поступлением из Норвежского моря в общий приход радионуклидов незначителен (табл. 2).

Согласно результатам расчетов основные расходные потоки радионуклидов направлены из Баренцева моря в Карское. В разные периоды через проливы Маточкин шар, Югорский шар и Карские ворота вместе с водными массами в Карское море поступало от 44.4-510.7 ТБк/год I37Cs и 50.0-399.7 ТБк/год 90Sr. До 1990-х гг. в годовом балансе 137Cs приход превышал расход, с 1990-х по настоящее время наблюдается обратный процесс. С 1960-

Таблица 2

Среднегодовые балансы 137Сз и 905г в процессе водного обмена в Баренцевом

море, ТБк/год

Годы Приход Расход ДЧ

Ч„м Чнорв Чб,, а ^рекн Ч^ро Чпрат Чщп-ЗФИ Чгоц-НЗ ^расп

1950-1959 160.4 - - - - - — - 3.6 156.8

1960-1969 298.2 630.9 2.7 3.1 2.0 263.7 157.0 203.4 21.3 291.7

1970-1979 40.4 944.6 3.5 0.6 12.0 311.2 168.5 150.7 22 7 347.7

1980-1989* 5.5 1171.2 6.7 0.5 10.8 510.7 105.7 257.0 27.1 293.1

1986 1010.1 1370.8 6.7 0.5 1.1 510.7 105.7 257.0 54.3 1461.5

1990-1999 1.5 229.8 2.8 0.2 0.3 107.3 51.2 83.1 5.3 -12.3

2000-2009 0.1 98.3 0.6 0.1 0.0 44.4 36.1 57.7 2.3 -41.4

««г

1950-1959 98.0 - - - - - - — 2.3 95.7

1960-1969 178.5 728.7 3.2 7.2 2.0 399.7 181.3 234.9 21.7 81.9

1970-1979 17.9 400.6 1.9 5.9 12.0 161.1 130.5 89.1 10.3 47.1

1980-1989* 5.1 531.3 3.2 5.0 10.8 222.1 60.3 154.2 13.1 105.9

1986 13.7 531.3 3.2 5.2 1.1 222.1 60.3 154.2 13.1 104.9

1990-1999 0.4 193.9 0.5 1.9 0.3 50.0 13.2 76.3 4.7 52.9

2000-2009 0.2 271.0 1.5 1.3 0.0 64.4 31.7 25.7 6.5 145.7

х гг. по настоящее время в балансе 905г приход превышал расход. В последнее

десятилетие годовой приходный поток 905г превышает расходный примерно вдвое.

Потоки 137Сб и 905г, адсорбированных на взвеси в пределах водных границ Баренцева моря были рассчитаны с учетом: концентраций взвеси (Айбулатов, 2000); объемов вод (Потанин, Турчанинов, 1983); коэффициентов распределения (Кс1) для шСб и 905г; удельной активности '"Сб и 908г в поверхностных водах (табл. 3).

Таблица 3

Количество взвеси в водах на границах Баренцева моря

Элементы годовых балансов Объем воды, тыс. км'/год Коннентра-ция взвеси, мг/л Рассчитанное количество взвеси в водах, млн. т/год

Поступление через границу м. Нордкап - о-в Шпицберген* 53 0.5* 26.6

Речной транспорт** 0.19 1.0** 0.2

Поступление через границу м. Святой нос - м. Канин Нос* 0.23 0.6* 0.1

Сток через Новоземельские проливы (Маточкин Шар, Карские ворота. Югорский Шар)* 22 0.4* 8.9

Сток через границу о-в Шпицберген - о-ва Земли Франпа-Иосиба* 13 0.1* 1.3

Сток через границу о-ва Земли Франца-Иосифа - о-ва Новая Земля* 17 0.1* 1.7

* Айбулатов, 2000; ** Герасимова, 2004 г.

Коэффициент распределения (Kd) 137Cs между взвесью и морской водой был рассчитан по удельной активности 137Cs во взвеси, отобранной из ловушки, установленной в прибрежной зоне Баренцева моря (губа Зеленецкая, Дальний пляж) в период с октября 2007 г. по июль 2008 г.. К, l37Cs для морской воды составляет 4-103 при A(137Cs) взвеси = 4 Бк/кг и A(137Cs)MopcKoii воды = 1 Бк/м3, для пресной - 2-Ю4 при значении А(137Сэ)пресной воды = 0.02 Бк/м3. Полученные результаты согласуются с данными (Sediment..., 2004).

Kd C°Sr) между взвесью и морской водой получен экспериментальным путем, так как масса пробы взвеси, отобранной из ловушки не достаточна для радиохимического анализа. Kd (90Sr) составил 4 для морской воды (34%0) и 348 для пресной (0%о), что согласуется с литературными данными (Sediment..., 2004).

С помощью К, и содержания изотопов в воде (рис. 2) были оценены концентрации 137Cs и 90Sr в минеральной взвеси на границах Баренцева моря. Потоки рассчитывали, как произведение концентраций изотопов на количество взвеси на границах моря (табл.4).

Таблица 4

Годовые балансы радионуклидов, адсорбированных на минеральной взвеси, в Баренцевом море, ТБк/год

Годы ^мга ^ПГСОЛ %1п-ЗФИ : ' ^ЗФИ-m Aq

157Cs

1960-1969 1.3 0.1 0.01 0.4 0.1 0.1 0.8

1970-1979 1.9 0.01 0.01 0.5 0.1 0.1 1.3

1980-1989 2.3 0.01 0.02 0.8 0.04 . 0.1 1.4

1990-1999 0.5 0.004 0.01 0.2 0.02 0.03 0.2

2000-2009 0.2 0.002 0.001 0.1 0.01 0.02 0.1

,0Sr

1960-1969 0.4 2.3E-03 7.6E-06 6.4E-04 7.2E-05- 9.4E-05 0.4

1970-1979 0.2 1.9E-03 4.5E-06 2.6E-04 5.2E-05 3.6E-05 0.2

1980-1989 0.3 1.6E-03 7.8E-06 3.6E-04 2.4E-05 6.2E-05 0.3

1990-1999 0.1 5.9E-04 1.1E-06 8.0E-05 5.3E-06 3.1E-05 0.1

2000-2009 0.1 3.4E-04 3.6E-06 1.0E-04 1.3E-05 1.0E-05 0.1

Годовой баланс радионуклидов, адсорбированных на минеральной взвеси, положителен, однако изменение запаса радионуклидов в море по сравнению с водным обменом не значительно.

В подразделе 4.2 «Оценки концентраций радионуклидов в гидробионтах Баренцева моря» показаны модельные расчеты накопления '"Сб и ^Бг в организмах разных трофических уровней экосистемы Баренцева моря в период с 1962 по 2009 гг. с последующим сравнением полученных данных с данными наблюдений.

. Расчет концентраций радионуклидов в гидробионтах проводился для экосистемы открытой части Баренцева моря на основании упрощенной модели переноса радионуклидов по пищевой сети. Входными параметрами модели приняты:

• среднегодовая концентрация радионуклида в водах Баренцева моря (рис. 1);

• коэффициент поглощения радионуклида фитопланктоном (детритом) (Hcldal et al, 2001; Eisler, 1981; Sediment..., 2004);

• коэффициент поглощения радионуклида донными отложениями (настоящая работа; Sediment..., 2004);

• размерно-массовые характеристики организмов (Krzykawski, 1976; Промысловые, 1977; Боркин и др., 1987; Алимов, 1989; Ушаков, 2000; Тимофеев, 1997; Древетняк, 1999; Современный ..., 2000; Anon..., 2006; Котенев и др, 2009; Карамушко, 2007);

рацион гидробионтов (Болдовский, 1941; Ихтиофауна..., 1986; Кормовые..., 1990; Исследования..., 1992; Эйяд, Пущаева, 1992; Берестовский, 1995; Атлантическая треска..., 1996; Древетняк, 1999; Коржев, Долгов, 1999; Blanchard et al., 2002; Треска..., 2003; Пономаренко, 2008);

• особенности поглощения и удерживания радионуклидов морскими организмами (Поликарпов, Егоров, 1986; Chowdhnry, Blust, 2011).

Качество модели проверяли сравнением расчетных данных с многолетними данными наблюдений ММБИ (с 1990 по 2009 гг.). Рассчитанные значения концентраций в гидробионтах совпадают с данными непосредственных наблюдений (% от общего количества измерений в трофической группе организмов) для:

• планктоноядных рыб 137Cs - 66.7,90Sr - 38.5;

• бентоядных рыб lî7Cs - 89.5,90Sr - 71.4;

• хищных рыб 137Cs - 95.7, 90Sr - 82.4;

• зообентоса 137Cs - 73.7, 90Sr - 20.

В подразделе 4.3 «Динамика содержания радионуклидов в основных компонентах баренцевоморской экосистемы» определен объем накопления радионуклидов в компонентах экосистемы Баренцева моря за период с начала испытаний ядерного оружия (1960-е г.) по настоящее время (2009 г.).

Основные элементы приходных и расходных потоков радионуклидов на частицах взвеси рассчитывали как произведение средних арифметических значений концентраций 137Cs и 90Sr во взвешенном веществе, обнаруженных в районе границ Баренцева моря с сопредельными районами, на количество взвеси в результирующем потоке воды. Активность U7Cs и 90Sr, поступившая в Баренцево море с взвесью в 1960-2009 гг. составляет 38.5 и 10.7 ТБк соответственно.

Общая активность радионуклида в биологической составляющей экосистемы Баренцева моря вычислялась как сумма активностей радионуклида в каждом компоненте пищевой цепи. Среднее годовое содержание изотопа в отдельном компоненте рассчитывали как произведение концентрации радионуклида в организме на его биомассу в Баренцевом море. Средние годовые биомассы организмов приняты (млн.т): фитопланктон —3.6-6.6 (Новиков,

2008; Романкевич, Ветров, 2001); зоопланктон 17.9-34 (Тимофеев..., 1997; Романкевич, Ветров, 2001; Новиков, 2008; Котенев и др., 2009; Комплексные.. 2011); рыбы 2.6-12 (Экология..., 2001; Anon..., 2001; Состояние..., 2005; Anon..., 2010) и зообентос 79-114 (Романкевич, Ветров, 2001; Exploring..., 2002; Новиков, 2008). В модельных расчетах за среднюю годовую биомассу рыб Баренцева моря принята сумма годовых запасов основных промысловых видов. Биомассу непромысловых видов рыб в расчетах не. использовали, так как плотность их распределения в Баренцевом море составляет не более 0.26 % в бореальной зоне, 1.18 % в арктической зоне и 10.6 % в Печорском море от плотности промысловых рыб (Карамушко и др., 2008). В настоящее время в биотической компоненте Баренцева моря содержится приблизительно 0.07 ТБк 137Cs и 0.86 ТБк 90Sr.

Расчет депонирования U7Cs и 90Sr в поверхностный слой донных отложений на площади Баренцева моря производился на основе известной скорости о'садконакопления - 0.4103 м/год (Жизнь.. .пелагиали, 1985), средней плотности грунтов- 1500кг/м3(Матишов, 1986), концентрации радионуклидов в осадках. В 1960-2009 гг. в донные отложения накопили приблизительно 447.2 ТБк I37Cs и 75.1 ТБк ^Sr.

IV. ВЫВОДЫ

1. Практически повсеместно в водах и донных отложениях шельфа Баренцева моря присутствуют l37Cs и '"Sr. Объемная активность 90Sr в водной среде выше, чем U7Cs. Донные отложения накапливают больше радионуклидов в районах желобов и впадин шельфа по сравнению с возвышенностями. Уровни радиоактивного загрязнения биоты зависят от загрязненности среды и характера питания видов. В донных видах рыб концентрации 137Cs выше, чем в пелагических. Для 90Sr наблюдается обратная зависимость.

2. Содержание искусственных радионуклидов в экосистеме Баренцева моря в 2000-2010 гг. снизилось по сравнению с 1990-ми гг.. Многолетние изменения концентраций 137Cs и 90Sr в водах, донных отложениях, фукусовых водорослях и рыбе (треске) описываются экспоненциальными кривыми.

3. Реконструированные удельные активности 137Cs и 90Sr в рыбах разной видовой принадлежности (мойва, сельдь, сайка, окунь, камбалы, зубатки, пикша, палтус, треска, сайда) и донных организмах (амфиподы, иглокожие) экосистемы Баренцева моря с 1962 по 2009 гг. подтверждают закономерности снижения концентраций изотопов в биоте, измеренные непосредственно в организмах.

4. На основе анализа имеющейся информации восстановлены многолетние миграционные потоки "7Cs и 90Sr в Баренцевом море. Доминирующими потоками, определяющими поступление изотопов в водоем, были атмосферный перенос (в 1950-1960 гт. и 1986 г.) и адвекция с течениями через западные границы моря (1970-2011 гг.). В современном балансе (2000-

2009 гг.) трансграничный перенос из Норвежского моря составляет около 99 % от общего поступления. Большая часть радионуклидов выводится на северных и северо-восточных границах Баренцева моря.

5. На протяжении всей истории радиоактивного загрязнения Баренцева моря в пищевые цепи вовлекалось из среды значительное количество активности 137С5 и 905г, однако на фоне запасов в воде и донных отложениях в биоте аккумулировано не более 0.02 % от общего содержания изотопов в экосистеме. Активность '"Сб и 908г распределена преимущественно в абиотической части между водой - 95.8 и 98.4 %, взвесью - 0.3 и 0.2 % и донными отложениями - 3.9 и 1.4 %.

V. СПИСОК РАБОТ, В КОТОРЫХ ОПУБЛИКОВАНЫ ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИИ

Работы, опубликованные в рекомендованных ВАК изданиях:

1. 1Матишов Д.Г., Матишов Г.Г., Касаткина Н.Е., Усягина И.С. Динамика радиоактивного загрязнения донных отложений Баренцева, Белого и Азовского морей // Доклады академии наук. 2004. Т. 396, № 3. С. 394-396.

2. Матишов Г.Г., Матишов Д.Г., Касаткина Н.Е., Усягина И.С., Куклина М.М. Анализ распространения искусственных радионуклидов в экосистеме Баренцева моря //Доклады академии наук. 2005. Т. 404, № 4. С. 1-4.

3. Матишов Д.Г., Усягина И.С., Касаткина Н.Е., Павельская Е.В. Особенности накопления искусственных радионуклидов в элементах прибрежных экосистем Кольского полуострова // Доклады академии наук. 2007. Т. 413, № 5. С. 683-686.

4.1 Матишов Г.Г., Матишов Д.Г., Усягина И.С., Касаткина Н.Е., Павельская Е.В. Оценка потоков 137Сб и 908г в Баренцевом море. Доклады академии наук. 2011. Т. 439, № 6. С. 822-827.

Другие опубликованные работы:

5. Усягина И.С. Степень изученности трансформации и переноса антропогенных радионуклидов в морских экосистемах // Материалы XX юбилейной конференции молодых ученых Мурманского морского биологического института (г. Мурманск, апрель 2002 г.) Мурманск: ММБИ КНЦ РАН, 2002. С. 175-183.

6. Матишов Д.Г. Усягина И.С. Радиоизотопы в промысловых видах рыб Баренцева моря // Материалы XXI конференции молодых ученых ММБИ (г. Мурманск, апрель 2003) ММБИ КНЦ РАН, 2003. С. 63-68.

7. Матишов Д.Г., Матишов Г.Г., Касаткина Н.Е., Усягина И.С. Динамика радиоактивного загрязнения донных отложений Баренцева, Белого и Азовского морей // Эволюция морских и наземных экосистем в перигляциальных зонах: тез. докл. междунар. научи, конф. (г. Ростов-на-Дону, 6-8 сентября 2004 г.) г. Ростов-на-Дону: изд-во ООО «ЦВВР», 2004. С. 84-86.

8. Матишов Д.Г., Усягина И.С., Куклин В.В. Морские птицы как индикаторы техногенного загрязнения Западной Арктики Тезисы докладов V съезда по радиационным исследованиям (10-14 апреля 2006 г.) Москва, 2006. С. 121.

9. Усягина И.С. Особенности накопления 137Cs в элементах прибрежных экосистем Баренцева и Белого морей Материалы XXIV конференции молодых ученых Мурманского морского биологического института (май, 2006 г.) Мурманск: Изд. ММБИ КНЦ РАН, 2006. 165 с.

10. Матишов Д.Г., Матишов Г.Г., Усягина И.О. Радиоэкологическая характеристика арктических морей (по трассе Севморпути) // Биология и океанография Северного морского пути: Баренцево и Карское моря / [отв. ред. Г. Г. Матишов]; Мурм. биолог, ин-т КНЦ РАН. -2-е изд. Перераб. И доп. - М.: Наука, 2007.-323 с.

11. Матишов Д.Г., Усягина И.С., Павельская Е.В. Тенденции изменчивости концентраций долгоживущих радионуклидов в промысловых рыбах Баренцева моря И Комплексные исследования процессов, характеристик и ресурсов российских морей Северо-Европейского бассейна (проект подпрограммы «Исследование природы Мирового Океана» федеральной целевой программы «Мировой Океан»), Вып. 2. Апатиты: Изд. Кольского научного центра РАН, 2007. С. 548-556.

12. Усягина И.С., Матишов Д.Г., Павельская Е.В. Искусственные радионуклиды в тканях промысловых рыб Баренцева моря Международная научная конференция «Большие морские экосистемы России в эпоху глобальных изменений (климат, ресурсы, управление)», г. Ростов-на-Дону, 1013 октября 2007 г.

13. Матишов Д.Г., Касаткина Н.Е., Усягина И.С., Павельская Е.В., Дерябин A.A. Искусственные радионуклиды в экосистеме Кольский залив: освоение и рациональное природопользование // [отв. ред. Г. Г. Матишов]; Мурм. биолог, ин-т КНЦ РАН. - М.: Наука, 2008. - 381 с.

14. Матишов Д.Г., Касаткина Н.Е., Павельская Е.В., Усягина И.С. Искусственные радионуклиды в водных массах Баренцева моря. Материалы международной научной конференции «Природа шельфа и архипелагов

- Европейской Арктики» (г. Мурманск 9-10 ноября 2008 г.). М.: ГЕОС. С. 232234.

15. Касаткина Н.Е., Павельская Е.В., Усягина И.С., Матишов Д.Г. Современные уровни накопления искусственных радионуклидов в макрофитах Кольского залива Баренцева моря. Материалы всероссийской конференции с международным участием «Северные территории России: проблемы и перспективы развития» (г. Архангельск 23-26 июня 2008 г.).

16. Matishov D.G., Usyagina I.S., Kasatkina N.E., Pavelskaya E.V. Artificial radionuclides in elements of costal ecosystems of the Kola peninsula. International Conference on Radioecology and Environmental Radioactivity. Norvay, Bergen, 15-20 June 2008. Posters proceedings. Part 2. P. 220-223.

17. Усягина И.С., Матишов Д.Г., Павельская E.B. Миграции радионуклидов в Баренцевом море // Радіобіологічні та радіоекологічні аспекти Чорнобильскої катастрофи. Тези доповідей міжнародної конференції (м. Славутич, Украйна, 11-15 квітня 2011 року). Славутич: Фітосоціоцентр, 2011. С. 186

Подписано в печать 31.10.2012

Заказ №4-2012 Формат 60x90/16. Усл. печ. л. 1. Тираж 100 экз.

Напечатано в издательском центре ММБИ КНЦ РАН г. Мурманск, ул. Владимирская, 17 тел. (8152) 25-39-81 Верстка - Янтарова И .С.

Содержание диссертации, кандидата географических наук, Усягина, Ирина Сергеевна

Введение

Глава 1. Условия среды и источники радиоактивного загрязнения баренцевоморской экосистемы

1.1. Общая физико-географическая характеристика бассейна Баренцева моря

1.2. Биотическая структура баренцевоморской экосистемы

1.3. Главные факторы формирования фона и миграций искусственных 28 радионуклидов в среде

1.3.1. Роль атмосферного переноса и адвекции изотопов с течениями в формировании радиационного фона

1.3.2. Сорбция радионуклидов на частицах взвеси и донных отложений

1.3.3. Аккумуляция радионуклидов гидробионтами

Глава 2. Материалы и методы проведения исследований

2.1. Материалы многолетних наблюдений над радиоактивным загрязнением баренцевоморской экосистемы

2.2. Районы экспедиционных наблюдений в Баренцевом море

2.3. Методы исследований

2.3.1. Методики отбора проб воды, донных отложений и биоты

2.3.2. Методики определения ШС5 и 90Бг

2.3.3. Методика исследования адсорбции радионуклидов на взвеси

Глава 3. Исследование содержания радионуклидов в среде и биоте Баренцева моря

3.1. Многолетняя характеристика фона радионуклидов

3.1.1. Концентрации радионуклидов в открытых частях Баренцева моря

3.1.2. Концентрации радионуклидов в прибрежье Баренцева моря

3.2. Современная радиационная обстановка в Баренцевом море

3.2.1 Концентрации радионуклидов в открытых частях Баренцева моря

3.2.2.Концентрации радионуклидов в прибрежье Баренцева моря

3.3. Формирование современных экологических угроз для морских экосистем Евро-Арктического бассейна

Глава 4 Реконструкция поступления и миграции 137Cs и 90Sr в экосистеме Баренцева моря в период 1960-х - 2000-х годов

4.1. Радиоизотопный баланс

4.2. Оценки концентрации радионуклидов в гидробионтах Баренцева моря

4.3.Динамика содержания радионуклидов в основных компонентах баренцевоморской экосистемы 162 Заключение 168 Литература 167 Приложение 185 Приложение 1 Объемная активность 137Cs и 90Sr в водах Баренцева моря, 2005-2011 гг. 185 Приложение 2 Удельная активность b7Cs и 90Sr в донных отложениях Баренцева моря, 2000-2011 гг. 189 Приложение 3 Удельная активность l37Cs в зообентосе Баренцева моря,

2000-2001 гг.

Введение Диссертация по наукам о земле, на тему "Распределение и пути миграций искусственных радионуклидов в экосистеме Баренцева моря"

Баренцево море оказалось одним из центров применения атомных технологий во второй половине XX века. Испытания ядерного оружия, захоронения жидких и твердых радиоактивных отходов российским атомным флотом были основными факторами, повлиявшими на содержание радионуклидов в водоеме в 1950-х - 1960-х гг. (Aarkrog, 1994; Яблоков, 1993; Сивинцев и др., 2005; Кваша и др., 2001). С 1970-х г. главными причинами загрязнения стали глобальные атмосферные выпадения (АМАП, 1998; Strand et al., 1997; Gao et. al., 2004; Bossew et. al., 2007; Радиационная., 2009), трансокеанический перенос сброшенных в Ирландское море отходов западноевропейских радиохимических предприятий (Preston et al., 1978; Kautsky, Murray, 1981; Kershaw, Baxter, 1995; Cross-Boder., 1995; Arctic., 2009) и вынос искусственных радионуклидов с речным стоком (Chumichov, 1995; Радиационная., 1995; Bakunov et. al., 2002).

Основные радиоэкологические наблюдения в Баренцевом море в 1950-е -1970-е годы проводились Полярным научно-исследовательским институтом рыбного хозяйства и океанографии им. H. М. Книповича (ПИНРО), Мурманским Управлением Гидрометеослужбы, НПО "Тайфун", Радиевым институтом им. В. Г. Хлопина, НИЦ «Курчатовский институт». Однако в научной литературе того времени встречаются немногочисленные данные о воздействии влияния слабых радиоактивных загрязнений на морские биообъекты Баренцева моря (Федоров и др., 1964; Килеженко, Подымахин, 1964; Влияние ионизирующей радиации., 1971).

В 1982 г. НПО «Тайфун» был собран обширный материал о содержании искусственных радионуклидов в водах и донных отложениях морей Евро-Арктического региона (Вакуловский и др., 1985; Katrich, 1993). Начиная с 1991 г., после появления в научной печати рассекреченных и систематизированных данных о сбросах и захоронении радиоактивных отходов в арктических и дальневосточных морях (Яблоков, 1993) было проведено большое количество отечественных и зарубежных радиоэкологических экспедиций, результатами которых стали многочисленные публикации (Матишов и др., 1995; Strand et al., 1992; Szczypa et al., 1992; Carroll et al., 1996; Nies et al., 1998; Rissanen et al., 1998; Stepanets et al.,

1999 и др.)- Произведены оценки возможных последствий различных сценариев аварий, связанных с выходом искусственных радионуклидов от захороненных объектов в морскую среду (A Survey., 1992; Radioactive., 1994; Kryshev, Sasykina, 1995; Dumping., 1996; Намятов, 1998).

В 1990-х гг. ММБИ совместно с польскими (Люблинский университет) и финскими (Агентство по радиационной и ядерной безопасности, STUK) коллегами изучали морские и наземные экосистемы Баренцево-Карского региона (Матишов Г.Г. и др., 1994). Проведены радиоэкологические наблюдения мест захоронений в Новоземельском желобе (Ivanov, 1995). ММБИ и коллегами из норвежских исследовательских институтов NIVA и Akvaplan-Niva и NRPA выполнено детальное описание загрязнения донных отложений Печорского моря и оценены примерные даты поступления антропогенных изотопов в бассейн (Smith et al., 1995). Изучено содержание плутония в донных отложениях, рыбах и водорослях Баренцева моря (Ikaheimonen at. al., 1995; Rissanen at. al., 1997). Подобные работы проводились ПИНРО (Плотицина, 1997) и Бергенским институтом морских исследований, Норвегия (Foyn at. al., 1995). Итоги радиоэкологических исследований Баренцева моря подведены в монографии (Матишов, Матишов, 2001). В ней дана оценка радиационного загрязнения компонентов экосистем арктических морей от начала испытаний ядерного оружия до 2000 г.

В 2000-х гг. российские и зарубежные ученые (Степанец и др., 2005; Иванов, 2006; Никитин, 2009; Матишов и др., 2009, 2011; Brown et al., 2002; Heldal et al., 2003; Zaborska et al., 2007,2010; Gwynn et al., 2012 и др.) повсеместно обнаруживали низкие концентрации долгоживущих радиоизотопов в среде Баренцева моря. После периода интенсивного загрязнения водоема становятся актуальными исследования формирования современного фона и круговорота радионуклидов в Баренцевом море.

Объект и предмет исследования

Объектом исследования выбрано Баренцево море, выделяющееся среди морей Западной Арктики наиболее высоким рыбопромышленным потенциалом. Воды бассейна загрязняются радиоактивными элементами с начала испытаний атомного оружия по настоящее время. Накопление и миграция радионуклидов в компонентах морской экосистемы представляет интерес при изучении угроз для морской биоты и рисков для населения при использовании рыбных ресурсов. В соответствии с этим предмет исследований - динамика активности долгоживущих радионуклидов 137Сз и 908г, характеристики баланса и модель их миграции в баренцевоморской экосистеме.

Степень разработанности проблемы

Большинство радиоэкологических наблюдений в Баренцевом море выполнено в 1990-х гг. В настоящее время количество исследований сократилось. Изучено содержание антропогенных радионуклидов в компонентах экосистемы, оценивались потоки на отдельных участках Баренцева моря, однако оценка общего баланса для моря в целом не проводилась. В последние десятилетия с усовершенствованием приборной базы и накоплением информации происходит сближение оценок радиоэкологического состояния баренцевоморской экосистемы, данных разными авторами. Это позволяет выявить современные тенденции и закономерности изменения содержания радионуклидов в водоеме. Цель и задачи работы

Цель: охарактеризовать современные уровни содержания и закономерности распределения радионуклидов в среде и биоте Баренцева моря и изучить тенденции

И 7 90 изменений потоков Сб и Эг в экосистеме с 1960 по 2009 гг.

Для реализации поставленной цели необходимо выполнение ряда задач:

1. оценить концентрации антропогенных радионуклидов в воде, донных отложениях и гидробионтах прибрежья и открытых частей Баренцева моря с 2000 по 2010 гг.;

3. реконструировать удельные активности 137Сз и 908г в массовых видах гидробионтов с начала испытаний ядерного оружия (1960-е г.) по настоящее время (2009 г.);

4. на основе анализа имеющейся информации по радиоактивному загрязнению Баренцева моря реконструировать многолетние абиогенные и биогенные миграционные потоки 137Сз и 908г в баренцевоморской экосистеме.

Методическая база исследований Для определения концентраций радионуклидов в пробах использованы:

137

• у-спектрометрический метод измерения Cs в пробах среды и биоты;

• методика исследования адсорбции 90Sr на взвеси.

Для расчета миграционных потоков ,37Cs и 90Sr использованы методы математического моделирования:

• общая физико-географическая характеристика баренцевоморской экосистемы (Добровольский А.Д., Залогин Б.С, Матишов Г.Г., Дженюк В.В., Денисов В.В. и др.)

• биотическая структура экосистемы (Долгов А.В.; Дробышева В.М.; Зенкевич JI.A., Камшилов М.М., Коржев В.А.; Матишов Г.Г.; Ярагина Н.А.; Blanchard J. и др.)

• формирование радиационного фона в море (Айбулатов А.С; Вакуловский В.М.; Виноградов А.П.; Егоров В.И.; Израэль Ю.А., Кузнецов Ю. В., Матишов Г.Г.; Матишов Д.Г.; Никитин А.И.; Поликарпов Г.Г.; Сивинцев Ю. В.; Цыбань А.В.; Яблоков А.В.и др.)

• особенности радиоактивного загрязнения биоты Баренцева моря (Матишов Г.Г.; Матишов Д.Г.; Крышев А.В.; Кузнецов Ю.В.; Aarkrog A.; Andersen S.S.; Brown M.; Brungot A.; Carroll J.; Fisher, N.S.; Heldal, H.E.; Kautsky N.; Kumblad L.; Rissanen К.и др.)

137 по математическому моделированию реконструкции уровней содержания Сэ и 908г в среде и морских организмах выполнен в соавторстве с сотрудниками Мурманского морского биологического института Кольского научного центра РАН.

Научная новизна.

• выполнена оценка состояния фона искусственных радионуклидов в Баренцевом море в 2000-2010 гг.

• произведена реконструкция уровней содержания 137Сз и 908г в рыбах (мойва, сельдь, сайка, окунь, камбалы, зубатки, пикша, палтус, треска, сайда) и донных организмах (амфиподы, иглокожие) экосистемы Баренцева моря с 1962 по 2009 гг.;

• впервые на основании систематизации многолетних данных наблюдений восстановлена структура потоков |37Сз и 908г в Баренцевом море с атмосферными осадками и водными массами с 1960 по 2009 гг.;

• рассчитан баланс и определен объем накопления радионуклидов в компонентах экосистемы Баренцева моря за период с начала испытаний ядерного оружия по настоящее время.

На основании материала многолетних исследований впервые получено целостное представление о составляющих радиоизотопного баланса |37Сз и 90Бг в экосистеме Баренцева моря. Определено, что основными океанологическими факторами формирования фона радионуклидов в среде являются атмосферный перенос и циркуляция водных масс.

Соответствие диссертации паспорту научной специальности Диссертационное исследование соответствует п. 8. «Закономерности переноса вещества и энергии в океане»; п. 11. «Антропогенные воздействия на экосистемы Мирового океана» паспорта специальности 25.00.28 — «Океанология».

Апробация работы. Основные положения работы докладывались и обсуждались на конференциях: молодых ученых Мурманского морского биологического института (Мурманск, 2002-2006 гг.); программы фундаментальных исследований Президиума РАН «Фундаментальные науки -медицине» (г. Москва, 2004 г); V съезде по радиационным исследованиям (г. Москва, 2006 г.); «Большие морские экосистемы России в эпоху глобальных изменений (климат, ресурсы, управление)» (г. Ростов-на-Дону, 2007); International Conference on Radioecology and Environmental Radioactivity (Norvay, Bergen, 2008); «Природа шельфа и архипелагов Европейской Арктики» (г. Мурманск, 2010); «Природа морской Арктики: современные вызовы и роль науки», (г. Мурманск, 2010); «Радіобіологічні та радіоекологічні аспекта Чорнобильскої катастрофи» (г. Славутич, 2011).

Заключение Диссертация по теме "Океанология", Усягина, Ирина Сергеевна

Выводы:

Несмотря на то, что следы аварийного выброса радионуклидов АЭС «Фукусима-1» кратковременно отмечались в атмосферных аэрозолях СевероЗападной Арктики, их воздействие не вызвало изменений фоновой МЭД в регионе. Возможные сухие и влажные выпадения радионуклидов в водосборном бассейне на морскую акваторию не оказало существенного влияния на радиоэкологическую ситуацию в прибрежье и в открытых частях акватории Баренцева моря.

Спектр искусственных радиоизотопов и уровень их активности в абиотической и биотической компонентах экосистемы не претерпели изменений. По сравнению с данными последних лет эти характеристики остаются в пределах показателей устойчивого фона, формируемого глобальным круговоротом радионуклидов (Матишов и др, 2007; Матишов и др., 2009; Матишов и др., 2011). ч 1 « А 1 л л

Короткоживущие радионуклиды I, Сэ, Те по которым можно было бы надежно идентифицировать «след» от аварии на АЭС «Фукусима-1», в исследованных пробах отсутствовали.

В целом, влияние последствий аварии на АЭС «Фукусима-1» на морскую экосистему Баренцева моря может быть оценено в настоящее время как незначительное и не создающее дополнительных угроз экономическому развитию региона и здоровью населения.

ГЛАВА 4 РЕКОНСТРУКЦИЯ ПОСТУПЛЕНИЯ И МИГРАЦИИ ШС8 И 90811В ЭКОСИСТЕМЕ БАРЕНЦЕВА МОРЯ В ПЕРИОД 1960-Х - 2000-Х ГГ.

4.1. Радиоизотопный баланс

Годовой баланс шСв и 908г в водах Баренцева моря. При проведении системных радиоэкологических исследований построение балансовых математических моделей позволяет обобщить большой объем накопленной информацию о пространственно-временном распределении радионуклидов в водоеме. Основу оценки баланса радионуклидов в Баренцевом море, как и в любом морском водоеме, составляет схема, отражающая основные процессы поступления, переноса и выведения радионуклидов: приток радионуклидов из разных источников; вынос радионуклидов за пределы моря; перенос растворенных и взвешенных форм радионуклидов водными массами; седиментация взвешенных частиц вместе с мигрирующими на них радионуклидами; радиоактивный распад.

Основные элементы годовых балансов радионуклидов рассчитывались как произведение средних арифметических значений концентраций 137Сз и 908г, обнаруженных в районе границ Баренцева моря с сопредельными районами, на величины результирующего водообмена.

В оценках водного баланса Баренцева моря до настоящего времени существует большая неопределенность. Водообмен на западной границе, где результирующий перенос направлен из Норвежского моря в Баренцево, рассчитанный в разные годы с использованием динамического метода В. К. Агеноровым, В. П. Новицким, Н. С. Ураловым, В. П. Кудло, В. Н. Морецким, С. И. Степановым и другими авторами, может составлять от 49 до 74 тыс. км3/год. В. Н. Морецкий и С. И. Степанов отмечали слабую сезонную и довольно значительную межгодовую изменчивость объема переноса вод на разрезе м. Нордкап - о-в Шпицберген. Результирующий поток, направленный из Белого моря в Баренцево, достоверно оценен В.М. Альтшулером и другими авторами в 230 км3/год, что соответствует пресноводному балансу Белого моря. Слабо изучены количественные оценки водообмена на северной и северо-восточной границах моря. В. П. Новицкий (Новицкий, 1961) выявил очень небольшие значения приходной и расходной составляющих в слое 0-200 м на разрезах м. Желания - о-в рассматривается только перенос водными массами.

Для решения уравнения (I) необходимы ежегодные данные о составляющих водного баланса Баренцева моря с 1950 г. и значения средних концентраций шСз и 908г во всех его составляющих. Недостаточная обеспеченность данными не позволяет рассчитать баланс за каждый год, поэтому в данной работе рассчитывали годовые балансы, осредненные за десятилетние периоды. Отдельно рассчитан годовой баланс для 1986 г.

Для расчетов величины водообмена Баренцева моря с сопредельными районами считали постоянными и равными их среднемноголетним значениям: поступление через границу мыс Нордкап-остров Шпицберген - 53131 км3/год; через границу мыс Святой Нос-мыс Канин Нос - 231 км3/год; речной сток - 189 км3/год; сток через Новоземельские проливы - 22205 км3/год; сток через границу Шпицберген-Земля Франца-Иосифа - 13218 км3/год и сток через границу Земля Франца-Иосифа-Новая Земля - 17130 км /год (Потанин, Турчанинов, 1983).

Значения средних концентраций 137Сз и 908г на границах Баренцева моря в период 1950-2010 гг. получены на основе обобщения и осреднения данных литературы (глава 3.1.1), а также результатов радиоэкологических исследований ММБИ (глава 3.2.1). Используемые в расчетах концентрации 137Сз и 908г в водных массах Баренцева моря, осредненные за десятилетия, представлены на рис. 3.3; динамика поступления радионуклидов из атмосферы - в табл. 4.1.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Практически повсеместно в водах и донных отложениях шельфа Баренцева моря присутствуют 137Сз и 908г. Объемная активность 908г в водной среде выше,

117 чем Сб. Донные отложения накапливают больше радионуклидов в районах желобов и впадин шельфа по сравнению с возвышенностями. Уровни радиоактивного загрязнения биоты зависят от загрязненности среды и

137 характера питания видов. В донных видах рыб концентрации Сб выше, чем в пелагических. Для 908г наблюдается обратная зависимость.

2. Содержание искусственных радионуклидов в экосистеме Баренцева моря в 2000-2010 гг. снизилось по сравнению с 1990-ми гг. Многолетние изменения

117 ОП концентраций Сб и 8г в водах, донных отложениях, фукусовых водорослях и рыбе (треске) описываются экспоненциальными кривыми.

3. Реконструированные удельные активности 137С8 и 908г в рыбах разной видовой принадлежности (мойва, сельдь, сайка, окунь, камбалы, зубатки, пикша, палтус, треска, сайда) и донных организмах (амфиподы, иглокожие) экосистемы Баренцева моря с 1962 по 2009 гг. подтверждают закономерности снижения концентраций изотопов в биоте, измеренные непосредственно в организмах;

4. На основе анализа имеющейся информации восстановлены многолетние миграционные потоки 137Сз и 908г в Баренцевом море. Доминирующими потоками, определяющими поступление изотопов в водоем, были атмосферный перенос (в 1950-1960 гг. и 1986 г.) и адвекция с течениями через западные границы моря (1970-2011 гг.). В современном балансе (2000-2009 гг.) трансграничный перенос из Норвежского моря составляет около 99 % от общего поступления. Большая часть радионуклидов выводится на северных и северовосточных границах Баренцева моря.

5. На протяжении всей истории радиоактивного загрязнения Баренцева моря в пищевые цепи вовлекалось из среды значительное количество активности 137Сз и 908г, однако на фоне запасов в воде и донных отложениях в биоте аккумулировано не более 0.02 % от общего содержания изотопов в экосистеме. Активность 137Сз и 908г распределена преимущественно в абиотической части между водой - 95.8 и 98.4 %, взвесью - 0.3 и 0.2 % и донными отложениями - 3.9 и 1.4%.

Библиография Диссертация по наукам о земле, кандидата географических наук, Усягина, Ирина Сергеевна, Мурманск

1. Алексахин P.M., Нарышкин М.А. Миграция радионуклидов в лесных биогеоценозах. М., Наука, 1977,144 с.

2. Алимов А.Ф. Введение в продукционную гидробиологию. Л.: Гидрометеоиздат, 1989. 152 с.

3. АМАП: Загрязнение Арктики: Доклад о состоянии окружающей среды Арктики /АМАП: СПб, 1998. 186 с.

4. Барсуков В.В., Шевелев М.С. Зубатки // Ихтиофауна и условия ее существования в Баренцевом море. Апатиты: Кол. фил. АН СССР, 1986. С. 34-40.

5. Барсуков В.В., Шестова Л.М., Мухина Н.В. Морские окуни рода Sebastes // Ихтиофауна и условия ее существования в Баренцевом море. Апатиты: Кол. фил. АН СССР, 1986. С. 48-55.

6. Бергер В .Я. Продукционный потенциал Белого моря в кн. Исследования фауны морей Т. 60(68) СПб.: Изд-во ЗИН РАН, 2007.292 с.

7. Болтнева Л.И., Израэль Ю.А., Ионов В.А., Назаров И.М.Глобальное загрязнение цезием-137 и стронцием-90 и дозы внешнего облучения на территории СССР // Атомная энергия , 1977. Т. 42 Вып.5 С. 355-360.

8. Боркин И.В., Пономаренко В.П., Третьяк ВЛ., Шлейник В.Н. Сайка Boreogadus saida (Lepechin) рыба полярных морей (запасы и использование) // Биологические ресурсы Арктики и Антарктики. М.: Наука, 1987. С. 183-207.

9. Бочков Л.П., Вакуловский СМ., Никитин А.И., Тертышник Э.Г., Чумичев В.Б. О содержании цезия-137 в поверхностных водах суши. Метеорология и гидрология, Т. 8. 1983. С.79-83.

10. Вакуловский С.М., Никитин А.И., Чумичев В.Б. Загрязнение Белого моря радиоактивными отходами западноевропейских стран // Атомная энергия. 1988. Т. 65 Вып. 1.С. 66-67.

11. Вакуловский СМ., Никитин А.И., Чумичев В.Б. О загрязнении арктических морей отходами западноевропейских радиотехнических заводов. Атомная энергия. Т. 58, Вып. 6, июнь 1985. С.445-449.

12. Василенко И. Я., Василенко О. И. Радиоактивный цезий // Энергия: экономика,техника, экология. 2001, № 7, С. 16-22

13. Влияние ионизирующей радиации на организмы // сб. ст. под ред. В.П. Сорокина. Мурманск: Тр. ПИНРО. Вып. 29. 1971. 184 стр.

14. Возжинская В.Б., Кузин B.C., Шмелев И.П., Пестриков В.В. Содержание радионуклидов в ламинариевыхводорослях прибрежных экосистем в Арктике // ДАН, 1994, Т. 336, № 2, С. 269-272

15. Голубева Н.И., Шевченко В.П. К вопросу о составе атмосферного аэрозоля в Арктике. // Геология морей и океанов. Тез докл. XIII междунар. школы морской геологии. М.: 1999. Т. 1.С. 220-221.

16. Громов В. В., Москвин А. И., Сапожников Ю. А. Техногенная радиоактивность Мирового океана. М: Энергоатомиздат, 1985. 271 с.

17. Громов В. В., Спицын В. И. Искусственные радионуклиды в морской воде. М.: Атомиздат, 1975. 224 с.

18. Древетняк К.В. Биология и промысел окуня-клювача норвежско-баренцевоморской популяции: Дис. канд. биол. наук /Всероссийсий научно-исследовательский институт рыбного хозяйства и океанографии (ВНИРО), 1999. 193 с.

19. Дунаева А.Н. Мироненко М.В. Сорбция цезия некоторыми глинистыми минералами // Геохимия. 2000, №2. С. 213-221.

20. Дунаева, А.Н. Физико-химическое моделирование сорбции радионуклидов (I37Cs и 90Sr) в системе «природные воды глинистые минералы»: дис . канд. хим. наук: 25.00.09 / А.Н. Дунаева. М., 2001. 115 с.

21. Егоров В.Н. Поликарпов ГГ., Мирзоева Н.Ю., Кулебакина Л.Г., Артемов Ю Тенденции изменения концентрации 90Sr и 137Cs в воде и гидробио севастопольских бухт после аварии на ЧАЭС / сб. Экология моря. Вып. 50 Изд-во: ИНБЮМ. Севастополь: 2000.С.83.88

22. Жизнь и условия ее существования в бентали Барецева моря. Апатиты: изд-во КФ АН СССР, 1986. 220 с.

23. Жизнь и условия ее существования в пелагиали Барецева моря. Апатиты: изд-во КФ АН СССР, 1985. 220 с.

24. Зенкевич J1.A. Биология морей СССР. М., 1963. 739 с.

25. Иванов A.A. Физиология рыб // Учебное пособие для вузов. М.: Изд-во Мир. 2003. 284 с.

26. Иванов В. В. Водный баланс и водные ресурсы суши Арктики // Труды ААНИИ. 1976. Т.323. С. 4-24

27. Иванов Г.И Геоэкология Западно-арктическог шельфа России: литолого-экогеохимические аспекты СПб: изд-во «Наука». 2006. 303 с.

28. Иванов Г.И., Грамберг И.С., Крюков В.Д. Уровни концентраций загрязняющих веществ в придонной морской среде западно-арктического шельфа // ДАН РАН, 1997. Т. 355. № 3. С. 365—368.

29. Иванов Г.И., Грамберг И.С., Пономаренко Т.В. Уровни концентраций загрязняющих веществ в придонной морской с+реде Печорского моря // ДАН РАН. 1999. Т. 365. № 5. С. 689—693.

30. Израэль Ю.А., Цыбань A.B. Антропогенная экология океана. Ленинград: Гидрометеоиздат, 1989. 528 с.

31. Исследования взаимоотношений популяций рыб в Баренцевом море. Сб. докладов V Совет-Норв. Симпозиума. Мурманск:изд-во ПИНРО, 1992. 360 с.

32. Источники, эффекты и опасность ионизирующей радиации. Доклад НКДАР за 1988 г. М.: Мир, 1992. 552 с.

33. Ихтиофауна и условия ее существования в Баренцевом море. Апатиты, 1986. 213 с. Карамушко Л.И. Биоэнергетика рыб северных морей / отв. ред. М.И. Шатуновский; Мурман. мор. биол. ин-т КНЦ РАН. М.: Наука, 2007. С.210.

34. Карамушко О.В. Видовой состав структура ихтиофауны Баренцева моря / Вопросы ихтиологии, 2008, т. 48, № З.С. 293-308.

35. Касаткина Н.Е. Адсорбция радионуклидов цезия на донных отложениях и оценка радиоэкологической ситуации в Бассейнах Баренцева и Азовского морей: Дисс. .канд. хим. Наук:03.00.16 / Касаткина Н.Е. Иваново, 2008. 139 с.

36. Ковцова M.B. Черный палтус / Ихтиофауна и условия ее существования в Баренцевом море. Апатиты: ММБИ АН СССР, 1986. С. 46-48

37. Кольский залив: океанография, биология, экосистемы, поллютанты. Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 1997. С.208-240.

38. Комплексные исследования больших морских экосистем России / отв. ред. Г.Г. Матишов.; Мурман. мор. биол. ин-т Кольского науч. центра РАН. Апатиты: Изд. КНЦ РАН, 2011. 516 с.

39. Комплексные исследования больших морских экосистем России / отв. ред. Г.Г.Матишов.; Мурман. мор. биол. ин-т Кольского науч. центра РАН. Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 2011.-516 с.

40. Коржев В.А., Долгов A.B. Многовидовая модель MSVPA сообщества промысловых видов Баренцева моря. Мурманск: Изд-во ПИНРО, 1999. - 82 с.

41. Котенев Б. Н., Кузнецова E.H., Бондаренко М. В. Исследование возрастного состава и роста трески Gadus morhua morhua Баренцева моря в связи с оценкой состояния её запасов / Вопр. ихтиологии, 2009. Т. 49, № 1, С. 52-60

42. Кошелева В.А., Яшин Д.С. Донные осадки Арктических морей России. СПб.: ВНИИОкеангеология, 1999. 286 с.

43. Криволуцкий Д. А. Радиоэкология сообществ наземных животных. М.: Энергоатомиздат, 1983. 187 с.

44. Крышев А. И. Динамическое моделирование переноса радионуклидов в гидробиоценозах и оценка последствий радиоактивного загрязнения для биоты и человека автореф. дисс. на соискание ученой степени докт. биол. наук Обнинск, 2008 50 с.

45. Крышев А.И. Динамическая модель миграции радионуклидов в пресноводном гидробиоценозе// Автореф. канд. дис. М.: 2000, 24с.

46. Кузнецов А. Н., Дандо П., Шмелев И. Н., Денисенко С. Г., Ефимов Б. В., Демидов А. М., Шубко В. М. Радионуклиды в донной фауне района нахождения АНЛ "Комсомолец" (Норвежское море). Изв. РАН. Сер. Биол. 1995. N 4. С. 467-471

47. Кузнецов А. П., Шмелев И. П., Демидов А. М., Ефимов Б. В., Шубко В. М.

48. Радионуклиды 90Sr и 137Cs в донной фауне окрестностей местонахождения атомной подводной лодки "Комсомолец" // Бентос северных морей Евразии. М.: Изд-во ВНИРО, 1997. С.13-18.

49. Лопаткин A.A. Теоретические основы физической адсорбции. М.: Изд-во МГУ, 1983. 344 с.

50. Макаревич П.Р., Дружкова Е.И. Функционирование пелагических и криопелагических экосистем в покрытых льдом участках Баренцева и Карского морей //Биология и океанография Северного морского пути: Баренцево и Карское моря. М.: Наука, 2007. стр.50-64.

51. Марта Ю. Ю., Мартинсен Г.В, Проблемы формирования и использованиябиологической продукции атлантического океана. М., 1969. 267 с.

52. Матишов Г., Матишов Д., Щипа Е., Риссанен К. Радионуклиды в экосистеме региона

53. Баренцева и Карского морей. Апатиты: изд-во КНЦ РАН, 1994. 237 с.

54. Матишов Г.Г, Шабан А.Ю., Матишов Д.Г. новые данные о роли желобов вбиоокеанологии шельфа Земли Франца-Иосифа и Новой Земли. Апатты: Изд-во КНЦ1. РАН, 1992. 50 с.

55. Матишов Г.Г. Антропогенная деструкция экосистем Баренцева и Норвежского морей. Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 1992. 112 с.

56. Матишов Г.Г. Мировой океан и оледенение Земли. М.: Мысль, 1987. 270 с. Матишов Г.Г., Волков В.А., Денисов В.В. О структуре циркуляции теплых атлантических вод в северной части Баренцева моря//ДАН, 1998. Т. 362, № 4. С. 553556.

57. Матишов Г.Г., Денисов В.В., Дженюк СЛ., Делимитация больших морских экосистем Арктики как задача комплексного географического районирования океанов // Изв. РАН. Сер. геогр. 2006. № 2. С. 5-18.

58. Матишов Г.Г., Дробышева С.С. Общие закономерности структуры и развития морских экосистем европейской Арктики. Эволюция экосистем и биогеография морей европейской Арктики. Спб. Наука. 1994. С. 9-30.

59. Матишов Г.Г., Жичкин А.П., Моисеев Д. В. Схема циркуляции вод и положения климатических фронтальных зон в Баренцевом море, Мурманск, ММБИ КНЦ РАН , 2010.

60. Матишов Г.Г., Матишов Д.Г., Касаткина Н.Е., Усягина И.С., Куклина М.М. Анализ распространения искусственных радионуклидов в экосистеме Баренцева моря // Доклады академии наук. 2005. Т. 404. № 4. С. 570-573

61. Матишов Г.Г., Матишов Д.Г., Солатие Д., Касаткина Н.Е., Леппанен А. Естественное снижение уровня искусственных радионуклидов в Баренцевом море // Доклады академии наук. 2009. Т. 427, №4. С. 539-544.

62. Матишов Г.Г., Матишов Д.Г., Усягина И.С., Касаткина Н.Е., Павельская Е.В. Оценка потоков 137Cs и 90Sr в Баренцевом море // Доклады академии наук. 2011. Т. 439. № 6. С. 822-827.

63. Матишов Г.Г., Матишов Д.Г., X. Риссанен Уровень накопления стронция-90 в донных отложениях и биоте Баренцева и Карского морей // Доклады академии наук. 1997. Т. 353, № 5. С. 700-702

64. Матишов Д. Г. Радионуклиды в донных осадках, биоте шельфа и побережий Баренцева моря. Результаты радиоэкологических наблюдений, проведенных ММБИ в 1991-1992 гг.: Препр. Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 1993. 34 с.

65. Матишов Д. Г., Матишов Г. Г., Риссанен К., Павлова Л. Г., Щипа Е. Радионуклиды в морях Западной Арктики // Изв. РАН. Сер. геогр. 1995. № 6. С.36-42. Матишов Д.Г. Матишов Г.Г. Радиационная экологическая океанология. Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 2001. 417 с.

66. Матишов Д.Г., Касаткина Н.Е., Усягина И.С., Павельская Е.В. Искусственные радионуклиды в экосистеме // Кольский залив: освоение и рациональное природопользование. М.: Наука. 2009. С. 313-332

67. Матишов Д.Г., Матишов Г.Г. Радиационная экологическая океанология. Апатиты: Изд. КНЦ РАН, 2001.418 с.

68. Матишов Д.Г., Матишов Г.Г., Касаткина Н.Е., Усягина И.С. Динамика радиоактивного загрязнения донных отложений Баренцева, Белого и Азовского морей // Доклады академии наук. 2004. Т. 396, № 3. С. 394-396

69. Матишов Д.Г., Усягина И.С., Касаткина Н.Е. и др. Динамика радиоактивного загрязнения донных отложений Баренцева, Белого и Азовского морей // ДАН. 2007. Т. 413. №5. С. 683-686.

70. Методика выполнения измерений активности (удельной активности) гамма-излучающих радионуклидов в счетных образцах с применением спектрометра энергии гамма-излучения CANBERRA с программным обеспечением GENIE 2000. СПб: Изд-во ООО «НТЦ «РАДЭК», 2009. 43 с.

71. Методика выполнения измерений удельной активности стронция-90 в пробах окружающей среды на сцинтилляционной установке «LS 6500» СПб: ООО «НТЦ «РАДЭК», 2006. 16 с.

72. Методика контроля радиоактивного загрязнения водных объектов (МВИ.01-7/96) Реестр методик количественного радиохимического анализа природных объектов (МВИ.01-7/96).

73. Морская радиоэкология / под ред. Г.Г. Поликарпова. Киев. Изд-во: Наукова думка. 1970. 275 с.

74. Намятов А. А. Радиационное загрязнение Кольского и Мотовского заливов Баренцева моря: Дис. канд. географ, наук (11.00.11). СПб., 1998. 191 с.

75. Никитин А. И., Катрич И. Ю., Кабанов А. И., Чумичев В. Б., Смагин В. М. Радиоактивное загрязнение Северного Ледовитого океана по результатам наблюдений в 1985-1987 гг. //Атомная энергия. 1991. Т.71, вып.2. С.169-172.

76. Новоземельский полигон: обеспечение общей и радиационной безопасности ядерных испытаний. Факты, свидетельства, воспоминания-Коллектив авторов под руководством В.А.Логачева. М.: Изд. AT. 2000г. 487 с.

77. Обзор состояния и загрязнения окружающей среды в Российской Федерации за 2007 г. Электронный ресурс. М.: 2008 г. Режим доступа: http://www.meteorf.ru/. Облучение в результате ядерных взрывов / НКДАР ООН: 33 сессия, 25-29 июня 1984г. A/AC.82/R.422.

78. Ожигин В. К. О фронтальных зонах Баренцева моря// вопросы промысловой океанологии Северного бассейна. Мурманск: изд-во ПИНРО, 1989. С. 89-103. Павлоцкая Ф.И. Миграция радиоактивных продуктов глобальных выпадений в почвах М.: Атомиздат, 1974. 215 с.

79. Памятка для населения проживающего на территории, загрязненной радиоактивными веществами, 2-е изд., Минск: 1997. 24 с.

80. Патин С. А., Попов Н. И. Поглощение искусственных радионуклидов морской взвесью в природных условиях океана. In: Disposal of Radioactive Wastes nto Seas, Oceans and Surface Waters, IAEA, Vienna, 1966.

81. Плотицина Н.Ф. Загрязняющие вещества в гидробионтах Баренцева моря. Тезисы доклада международной конференции «Экологический мониторинг морей западной Арктики». Мурманск, 23-25 октября 1997 г. С. 107-110.

82. Поликарпов Г.Г., Ааркрог А. Проблемы радиоэкологии Евразии. Источники радиоактивного загрязнения окружающей среды в бывшем СССР // Радиобиология. 1993. Т.ЗЗ, вып. 1.С. 15-24.

83. Поликарпов Г. Г., Егоров В Н. Морская динамическая радиохемо-экология. М.: Энергоатомиздат, 1986.176 с.

84. Поликарпов Г.Г. Радиоэкология морских организмов. М.: Атомиздат, 1964. 295 с. ; Морская радиоэкология

85. Поликарпов Г.Г., Лазоренко Г.Е. Роль донных отложений восстановительной иокислительной зон Черного моря в извлечении радионуклидов из водной среды // Молисмология Черного моря. Киев: Наукова думка, 1992. Гл. 12. С. 135-143.117

86. Полякова Н. И. Особенности накопления Cs у рыб разных трофических уровней из водоемов, загрязненных радионуклидами в результате аварии на Чернобыльской АЭС: автореф. дис. на соиск. учен. степ. канд. биол. наук. М. 2008. 24 с.

87. Пономаренко В.П. Характеристика питания сайки (Boreogadus saida) в Баренцевом море Вопросы рыболовства. 2008. Т. 9. № 2-34. С. 330-343.

88. Потанин В.А., Турчанинов В.И., Эрштадт Т.А., Терещенко В.В. Водообмен Баренцева моря с сопредельными районами. Тез. докл. научно-практ. конф. по методам промыслового прогнозирования. Мурманск, 1983. С. 84.

89. Промысловые биологические ресурсы Северной Атлантики и прилегающих морей Северного Ледовитого океана. Часть I Коллектив авторов ПИНРО / под ред. К.Г. Константинова. М., Пищевая промышленость,1977.С. 211

90. Пути миграции искусственных радионуклидов в окружающей среде. Радиоэкология после Чернобыля / Л.Дж. Апплби и др.; под ред. Ф. Уорнера, Р. Харрисона; пер. с англ. М.: Мир, 1999. 512 с. ISBN 5-03-003016-6.

91. Радиационная обстановка на территории России и сопредельных государств в 1991г. / Ежегодник. Роскомгидромет. Обнинск: НПО "Тайфун". 1992

92. Рябов И.Н. Радиоэкология рыб водоемов в зоне влияния аварии на Чернобыльской АЭС // М.: Тов-во науч. изданий КМК, 2004. 215 с.

93. Савчук О. П., Матишов Д. Г. К постановке задач моделирования экосистемы Баренцева моря: Препр. Апатиты: Изд-во КНЦ АН СССР, 1990. 46 с.

94. СанПиН 2.3.2.1078-01 Санитарно-эпидемиологические правила и нормативы http ://ozpp. ru/consumer/ useful/sanip .html

95. Сапожников Ю.А., Алиев P.A., Калмыков C.H. Радиоактивность окружающей среды М:БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006 286 с

96. Селиверстов А.С, Корытов В.Г., Шульга А.Д. Оценка численности и биомассы половозрелой части стада мойвы Баренцева моря по методу Аллана И Тр. ПИНРО. 1977. Вып.38. С. 106-110.

97. Сивинцев Ю.В., Вакуловский СМ., Васильев А.П. и др. Техногенные радионуклиды в морях, омывающих Россию. Радиоэкологические последствия удаления радиоактивных отходов в Арктические и Дальневосточные моря («Белая книга-2000»). Изд. AT. 2005. 624 с.

98. Современный бентос Баренцева и Карского морей. Апатиты: Изд. КНЦ РАН, 2000. 486с.

99. Солюс A.A. Соотношение между коэффициентами накопления I37Cs и 40К в пресноводных гидробионтах // кн.: Радиоэкология водных организмов. Рига: Зинатне, 1973. С. 96- 101.

100. Состояние биологических сырьевых ресурсов Баренцева моря и Северной Атлантики на 2005 г. Мурманск: Изд-во ПИНРО, 2005. 99 с.

101. Среда, биота и моделирование экологических процессов в Азовском море / Апатиты, изд-во Кольского научного центра РАН, 2001. С. 187-195.

102. Степанец и др. Радиогеохимические исследования особенностей распределения радионуклидов в местах захоронения твердых радиоакивных вблизи архипелага Новая Земля Геохимия № 12, Декабрь 2006, С. 1315-1324.

103. Стеців, Р.Я. Кріп И.М., Шимчук Т.В., Краснов В.О. Адсорбція іонів цезію та стронцію на поверхності наноструктур алюмосилікатів и в порах сіликатів У/ Фізика і хімія твердого тіла. 2006. Т. 7, № 2. С. 225-229.

104. Танцюра А. И. О сезонных изменениях течений Баренцева моря//Тр.ПИНРО. 1973. Вып. 34 С. 108-112;

105. Треска Баренцева моря: биология и промысел/ В.Д.Бойцов, Н.И. Лебедь, В.П.Пономаренко, И.Я. Пономаренко, В.В. Терещенко, В.Л. Третьяк, М.С . -Мурманск: Изд-во ПИНРО, 2003. 296 с

106. Успенский С.М. Птичьи базары новой Земли . М.: Наука, 1956.178 с. Ушаков Н. Г. Биологические основы рационального промысла мойвы (Mallotus villosus) Баренцева моря : диссертация . кандидата биологических наук : 03.00.10. Мурманск, 2000. 178 е.:

107. Федоров А.Ф., Подымахин В.Н., Щитенко Н.Т., Чумаченко В.В. Воздействие слабых радиоактивных загрязнений воды на развитие морской камбалы. Вопросы ихтиологии. Т. 4. Вып. 3 (32). 1964. С. 579-585.

108. Шведов В.П., Патин С.А. Радиоактивность морей и океанов. М.: Атомиздат, 1968. 288 с. Щебетковский, В.Н., Кузнецов Ю.В. Поведение 137Cs и 144Се в сорбционной системе морская вода-осадок / Радиохимия. 1971. Т. 13, № 6. С. 886-888.

109. Экологическое эхо холодной войны в морях Российской Арктики / Н.А. Айбулатов. М.: ГЕОС. 2000. 307 с.

110. Экология промысловых видов рыб Баренцева моря / коллектив авторов. Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 2001, С. 221.

111. Сапожников Ю.А., Алиев Р.А., Калмыков С.Н. Радиоактивность окружающей среды М:БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006 — 286 с.

112. Юдахин Ф. Н., Киселев Г. П., Киселева И. М. Техногенные радиоактивные изотопы в морях Западной Арктики в период 1972-1996 гг. // Изд. РГО. 1998. Т.130, вып.5. С.13-21.

113. Aarkrog et al., A comparison of doses from 137Cs and 210Po in marine food: a majorinternational study. Journal of Environmental Radioactivity 34 (1), 1997 P. 69-90.

114. Aliev R. A. et al., Natural and artificial radionuclides as a tool for sedimentation studies in the

115. Arctic region. J. Radioanal. Nucl. Chem. 2007. V. 274. N. 2. P. 315-32

116. Andersen S. S., Livens F. R, Singleton D. L. Radionuclides in grey seals // Mar.Pollut. Bull.1990. V.21, № 7. P.343-345.

117. Anon. Report of the Arctic Fisheries Nordking Group // ICES. С. M. 1985. Assess. N2. P. 152.

118. Anon. Report of the Arctic Fisheries Working Group. ICES Headquarters, 19-28 April 2006// ICES CM 2006/ACFM:25. 594 pp.

119. Anon. Report of the Arctic Fisheries Working Group. ICES Lisbon, Portugal /Bergen, Norway, 22 28 April 2010 // ICES CM 20Ю/АСОМ:05. 664 pp.

120. Aston S.R. Concentration effects on 137Cs, 65Zn, 60Co and 106Ru sorption by marine sediments with geochemical implications / S.R. Aston, E.K. Duursma // Netherlands Journal of Sea Research 1973. Vol. 6, iss. 1-2. P. 225-240.

121. Baklanov A., Bergman R., Segerstahl B. Radioactive sources in the Kola Region: Actual and potential radiological consequences for man // Radiation Safety of the Biosphere. 1996. P.46-51.

122. Baptist J.P., Price T.J. Accumulation and retention of cesiuml37 by marine fishes. US Fish and Wildlife Service Fishery Bulletin 206, 1962. P. 177-187.

123. Blanchard J.L., Pinnegar J.K., Mackinson S. 2002. "Exploring marine mammal-fishery interactions using 'Ecopath with Ecosim': modelling the Barents sea ecosystem." Science Series Technical Report. CEFAS Lowestoft, 117: 52pp.

124. Bolsunovsky A., Dementyev D. // J. Environ. Radioactivity. 2011. V. 102. № 11. P. 1062-1064.

125. Bossew H., Lettner A., Hubmer C., Erlinger M. Gastberge Activity ratios of 137Cs, 90Sr and 239+240Pu in environmental samples Journal of Environmental Radioactivity, Volume 97, Issue 1, September 2007, Pages 5-19 P. r

126. Bossew P., Lettner H., Hubmer A., Erlinger C., Gastberger M. Activity ratios of l37Cs, 90Sr and 239+240Pu in environmental samples // Journal of Environmental Radioactivity, Volume 97, Issue 1, September 2007, Pages 5-19

127. Bowyer T.W., Biegalski S.R., Cooper M. et al. // J. Environ. Radioactivity. V. 102. № 7. P. 681-687.

128. Briefing on Fukushima Nuclear Accident. IAEA, 12 April 2011. www.iaea.org/newscenter/news/tsunamiupdateO 1 .html.

129. Brown J. et al., Probabilistic biokinetic modelling of radiocaesium uptake in Arctic seal species: verification of modelled data with empirical observations Journal of Environmental Radioactivity 88 (2006) P. 289-305

130. Brown J. et al., Temporal trends for 99Tc in Norwegian coastal environments and spatial distribution in the Barents Sea J. Environ. Radioactivity, Volume 60, Issues 1-2, 2002, Pages 49-60

131. Chowdhury M. J., Blust R. Strontium Homeostasis and Toxicology of Non-Essential Metals Fish Physiology, Volume 31, Part B, 2011, Pa/s 351-390

132. Chumichev V. B. Sr-90 discharge with main rivers of Russia into the Arctic Ocean during 1961-1990 // Materials the Second Inter. Conf. on Environmental Radioactivity in the Arctic 1995. Oslo. P.79-83.

133. Cross-Border Environmental Problems Emanating from Defence-Related Installations and Activities. Final report. V.l: Radioactive contamination. Rhase I: 1993-1995. Report № 204. North Atlantic Treaty Organization. 1995. 306 p

134. Jorgensen S.E. Modelling the distribution and effect of heavy metals in an aquatic ecosystem // Ecol. Model., 1979, V. 6. P. 199-222.

135. Katrich I.Yu. Spatial distribution and estimation of tritium budget in western Arctic seas of Russia and Arctic ocean. // In: "Environmental . Edited by Per Strand, Elis Holm., Asteras 1993, p. 327-331

136. Kautsky H. Investigations on the Distribution of 137Cs, 134Cs and 90Sr and the Water Mass Transport Times in the Northern North Atlantic and the North Sea Dt.hydrogr. Z. 40, 1987. H. 2. P.54

137. Kautsky H., Murray C. Artificial radioactivity in the North Sea // Atom. Energy Rev. 1981,Suppl. No.2-P. 63-105.

138. Kershaw P. J., Baxter A. J. The transfer of reprocessing wastes from North-West Europe to the Arctic // Deep-Sea Res. 2. 1995. V.42, № 6. P.1413-1448.

139. Kryshev A.I. Model reconstruction of 90Sr concentrations in fish from 16 Ural lakes contaminated by the Kyshtym accident of 1957. Journal of Environmental Radioactivity, 2003. Vol. 64(1), p. 67-84.

140. Kumblad L. , Kautsky U., Nasslund B. Transport and fate of radionuclides in aquatic environments e the use of ecosystem modelling for exposure assessments of nuclear facilities Journal of Environmental Radioactivity 87 (2006) 107el29

141. V. 37. №. 7. P. 1259-1264.1.janiene, G. Accumulation of Cs in bottom sediments of the Curonian Lagon / G. Lujaniene, B. Villimaite-Silobritiene, K. Joksas // Nukleonicka. 2005. - Vol. 50, № 1. - P. 23-29.

142. Manolopoulou M., Vagena E., Stoulo S. et al. // J. Environ. Radioactivity. V. 102. №. 8. P. 796-797.

143. Marshall S., Orr A. The life history of the copepod Calanus finmarchicus in different latitudes // Annee biol. 19S7. Vol. 33, N 1-2. P. 43-47.

144. Matishov G.G., Denisov V.V., Dzhenyuk S.L. Contemporary state and factors of stability of the Barents Sea Large Marine Ecosystem // Large Marine Ecosystems of World: Trends in Exploration, Protection and Research. Elsevier, 2003. P. 41-74.

145. Paatero J., Vira J., Siitari-Kauppi M. et al. // J. Environ. Radioactivity. 2012. In Press. Available online.

146. Pittauerova D., Hettwig B., Fischer H.W. // J. Environ. Radioactivity. 2011. V. 102. №. 9. P. 877-880.

147. Quantitative analysis of radiocaesium retention in soils / A. Cremers et al.. // Nature. 1988. Vol. 335, № 6187. P. 247-336.

148. Headquarters (NERH), Government of Japan, 2011.http://www.kantei.go.jp/foreign/kan/topics/201106/iaeahoukokushoe.html.

149. Rissanen K., Matishov G., Matishov D. Radioactivity level in Barents, Petshora, Kara, Laptevand White Seas // Environmental Radioactivity in the Arctic / Ed.P. Strand, A. Cooke.1. Osteras. 1995. P.208-214.

150. Rissanen K., Matishov G., Matishov D., Ikaheimonen T. Radioactivity levels in Kola bay // Radiation Protection Dosimetry. 1998. V.75, № 1-4. P.223-228.

151. Rissanen K., Ikaheimonen T.K., Matishov D., Matishov G.G., 1997. Radioactivity levels in fish, benthic fauna, seals and sea birds collected in the northwest arctic of Russia. Radioprotection-Colloques 32 (C2), 323-331.

152. Rowan D.J., Rasmussen J.B. Bioaccumulation of radiocaesium by fish: the influence of physicochemical factors and trophic structure. Canadian Journal of Fisheries and Aquatic Sciences 51, 1994. P. 2388-2410.

153. Saetre R., Foyn L., Klingsoyr I., Loeng H., The Barents Sea ecosystem-man and the Barents Sea ecosystem. Groningen, 1992. 30 pp.

154. Sediment distribution coefficients and concentration factors for biota in the marine environment // Technical Report Series. № 422. / International Atomic Energy Agency Vienna, 2004. 95 p.

155. Sickel M. A., Selnas T. D., Christensen G. C., Strand P. Radioactivity in the Marine Environment // Rep. from the National surveillance programm Strallvern Rapport. 1995. P.23-24.

156. Smith J. N., Ellis K. M., Kilius L. R. 1-129, Cs-137 tracer measurements in the Arctic Ocean // Deep-Sea Res. 1998. № 6. P.959-984.

157. Smith J. N., Ellis K. M., Naes K., Matishov D., Dahle S. Sedimentation and mixing rates of radionuclides in Barents Sea sediments off Novaya Zemlya // Deep-Sea Res. 1995. № 6. P.1471-1493

158. Strand P. Radioactivity, AMAP, Assessment Report: Arctic Pollution Issues, Oslo. 1998. P.526-552.

159. Szczypa J., Matishov G. G., Matishov D. G., Janusz W., Solecki J. The investigations of concentration of radionuclides in the sediments in the Barents Sea // Polar session. Arcticnatural environment problems. Lublin, 1992. P. 179-191.

160. Topcuoglu S. Distribution coefficienrs (Kd) and desorptionrates of 137Cs and 241Am in Black Sea sediments / S. Topcuoglu, N. Giingor, Q. Kirba§oglu // Chemosphere. 2002. - Vol. 49. -P.1367-1373.

161. Tsumune D., Tsubono T., Aoyama M. et al. // J. Environ. Radioactivity. 2011. In Press. Available online.

162. Watson W.S et al., Radionuclides in seals and porpoises in the coastal waters around the UK. The Science of the Total Environment 234, 1999. P. 1-13.

163. Wedekind C., Gabriel H., Goroncy I., Framcke G. Kautsky H. "Meteor" reise Nr. 71 JuniAugust 1985 NorwegenGrolandsee investigetion of distribution of artificial radionuclides data report. Hamburg and Rostock 1997

164. Yaragina N.A., Dolgov A.V. Ecosystem structure and resilience-A comparison between the Norwegian and the Barents Sea (2009) Deep-Sea Research Part II: Topical Studies in Oceanography, 56 (21-22), pp. 2141-2153

165. Zaborska et al., Sources and distributions of l37Cs, 238Pu, 239>240pu radionuclides in the northwestern Barents Sea J. Environ. Radioactivity, Volume 101, Issue 4, April 2010, Pages 323331

166. Zaborska et al., Sources and distributions of 137Cs, 238Pu, 239'240Pu radionuclides in the northwestern Barents Sea J. Environ. Radioactivity, Volume 101, Issue 4, April 2010, Pages 323331

167. Zhang W., Bean M., Benotto M. et al. // J. Environ. Radioactivity. 2011. V. 102. №. 12. P. 1065-1069.

Информация о работе

Усягина, Ирина Сергеевна
кандидата географических наук
Мурманск, 2012
ВАК 25.00.28

Диссертация

Распределение и пути миграций искусственных радионуклидов в экосистеме Баренцева моря - тема диссертации по наукам о земле, скачайте бесплатно

Автореферат

Похожие работы