Красноярские ученые оценили скорость исчезновения искусственных радиоактивных изотопов из растительности реки Енисей. За последние 15 лет содержание большей части техногенных радионуклидов снизилось, и они не обнаруживаются в водных растениях Енисея. Однако изотоп цезия все еще присутствует в биомассе водного мха и рдеста. Результаты исследования опубликованы в журнале Journal of Environmental Radioactivity.

Загрязнение природных водоемов искусственными радиоактивными элементами – серьезная экологическая проблема. К примеру, в Енисее присутствуют радионуклиды, попавшие туда из-за сбросов предприятий по производству плутония на Горно-химическом комбинате (ГХК). Последний ядерный реактор на ГХК был остановлен весной 2010 года, но согласно официальным общедоступным отчетам Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, радиоактивные сбросы в Енисей в допустимых по нормативам количествах продолжаются.

Ученые Федерального исследовательского центра «Красноярский научный центр СО РАН», при помощи двух видов водных растений экспериментально подтвердили снижение содержания большинства техногенных радионуклидов в водных растениях Енисея после остановки ядерного реактора на ГХК. В биомассе речных растений исчезли или значительно уменьшили свои концентрации почти все обнаруженные ранее радиоактивные изотопы, кроме изотопа цезия-137.

Биологи рассмотрели долгосрочные изменения загрязнения Енисея радиоактивными веществами в период с 2003 по 2018 годы – во время непосредственной работы атомных реакторов и после их остановки. Для этого они использовали два вида водорослей: рдест блестящий (Potamogeton lucens) и водный мох (Fontinalis antipyretica), которые в изобилии произрастают в Енисее. Ученые измерили содержание радионуклидов в биомассе водорослей, собранных в разные годы, и оценили скорость его снижения. Водные растения широко используются в качестве биоиндикаторов, отражающих загрязнение воды и донных отложений различными металлами и радионуклидами.

Проанализировав долгосрочные временные ряды, авторы показали, что содержание радионуклидов в разных видах водных растений хорошо отражает объем ежегодных радиоактивных сбросов в Енисей. Также была изучена прочность связывания радионуклидов с биомассой растений, что необходимо для оценки дальнейшего переноса радионуклидов в реке. Радионуклиды с периодом полураспада меньше одного года, изотопы скандия, железа, кобальта и хрома были обнаружены в образцах обоих растений в период 2003 по 2009 года, как раз во время эксплуатации реакторной установки. До 2011 года регистрировались радионуклиды, имеющие период полураспада около года, к ним относятся изотопы цинка и марганца. Кобальт и европий отмечались в пробах вплоть до 2018 года, однако, как отметили ученые, концентрация этих веществ значительно снизилась за последние 10 лет.

Исследователи также сравнили эффективность накопления радионуклидов двумя видами растений. Исследование показало, что в биомассе водяного мха содержалось в несколько раз больше кобальта, цезия и европия чем в рдесте блестящем. Ученые связали это с большей площадью поверхности и более длинным жизненным циклом водного мха, по сравнению с рдестом. В результате мох накапливает более высокие концентрации искусственных радионуклидов. Как рассказали исследователи, такая способность дает преимущество водному мху в роли потенциального биомонитора радиоактивного загрязнения Енисея в долгосрочном масштабе, в то же время рдест блестящий будет более пригоден для оценки ежегодных поступлений радионуклидов в водоем.

«Водные растения хорошо сорбируют радионуклиды из воды, поэтому их традиционно используют для радиоэкологического мониторинга. В настоящее время в растениях и рыбе, обитающих в Енисее, уже не регистрируются короткоживущие радионуклиды, образовавшиеся в активной зоне ядерного реактора. Из гамма-излучателей регистрируется только радиоцезий, который до сих пор поступает в Енисей в разрешенных нормативами количествах. Содержание радиоцезия в рыбе значительно ниже нормативов, установленных в России. В этой работе мы показали, что растения достоверно отражают поступление техногенных радионуклидов в Енисей, поэтому могут быть использованы для рутинного радиоэкологического мониторинга на Енисее, актуальность которого не снижается, что обусловлено развитием предприятий атомной отрасти», – рассказала Татьяна Зотина, одна из авторов статьи, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник Институт биофизики СО РАН

Работа была поддержана грантами Российского фонда фундаментальных исследований и Красноярского краевого научного фонда (№ 18-44-240003).