Influence of Moisture Regime on the Redistribution of Radioactive Cesium and Strontium Isotopes in Alluvial Soils by Physico-Chemical Forms

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

The transformation of the hydrological regime of floodplains due to climate change and anthropogenic impact on water redistribution processes within natural landscapes can significantly impact the bioavailability of long-lived radioactive isotopes of cesium and strontium. A laboratory experiment demonstrated that varying the moisture content of alluvial soil within 40–100% from its full water-holding capacity leads to the redistribution of ¹³⁷Cs and ⁹⁰Sr between different chemical forms. Soil saturation with water increases the proportion of water-soluble ¹³⁷Cs, while the proportion of water-soluble ⁹⁰Sr decreases. The ion-exchangeable form of ¹³⁷Cs remains unaffected by soil moisture. The behavior of the ion-exchangeable form of ⁹⁰Sr in response to changes in soil moisture is dependent on soil characteristics: a significant increase in the proportion of ⁹⁰Sr was observed in sod-gley soil developed on sandy alluvium as soil moisture increased; however, this phenomenon was not observed in sod-gleyed soil developed on loamy alluvium. The proportion of ¹³⁷Cs extracted by sodium tetraphenylborate increases when alluvial soils are saturated with water. Similarly, the mobile form of ⁹⁰Sr behaves in the same manner, but when soil moisture reaches 100% of its full water-holding capacity in sod-gley soil, a sharp decrease in the proportion of the mobile form of this radionuclide is observed. Overall, there is a trend towards increased proportions of bioavailable forms of ¹³⁷Cs and ⁹⁰Sr in alluvial soils with increased moisture content, although the pecularities and magnitude of this phenomenon depend on the specific soil characteristics.

全文:

受限制的访问

作者简介

Aleksander Nikitin

Institute of Microbiology of the National Academy of Sciences of Belarus

编辑信件的主要联系方式.
Email: nikitinale@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-1369-0093
白俄罗斯, Minsk

Svetlana Tagai

Polesye State Radiation-Ecological Reserve

Email: lanabuz@tut.by
ORCID iD: 0000-0001-8387-1095
白俄罗斯, Choiniki

Galina Sokolik

Belarusian State University

Email: sokolikga@mail.ru
白俄罗斯, Minsk

Maryna Papenia

Belarusian State University

Email: marine_p19@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-7059-9934
白俄罗斯, Minsk

Ilya Koltsov

Belarusian State University

Email: koltsovilya.me@mail.ru
白俄罗斯, Minsk

参考

  1. Konoplev A. Mobility and Bioavailability of the Chernobyl-Derived Radionuclides in Soil–Water Environment: Review. In: Behavior of Radionuclides in the Environment II. Singapore: Springer, 2020. P. 157–193. https://doi.org/10.1007/978-981-15-3568-0_3
  2. Санжарова Н.И., Сысоева А.А., Исамов Н.Н., Алексахин Р.М. Роль химии в реабилитации сельскохозяйственных угодий, подвергшихся радиоактивному загрязнению. Рос. хим. журн. 2005;XLIX(3):026–34. [Sanzharova N.I., Sysoeva A.A., Isamov N.N., Alexakhin R.M. Rol’ himii v reabilitacii sel’skohozjajstvennyh ugodij, podvergshihsja radioaktivnomu zagrjazneniju = The role of chemistry in the rehabilitation of agricultural lands exposed to radioactive contamination. Ros. him. zhurn. 2005;XLIX(3):26–34. (In Russ.)].
  3. Cremers A., Elsen A., Preter P.D. et al. Quantitative analysis of radiocaesium retention in soils. Nature. 1988;335(6187):247–249. https://doi.org/10.1038/335247a0
  4. Архипов В.М., Федоров Е.А., Алексахин Р.М. и др. Почвенная химия и корневое накопление искусственных радионуклидов в урожае сельскохозяйственных растений. Почвоведение. 1975;(11):40–52. [Arhipov N.P., Fedorov Ye.A., Alexakhin R.M. et al. Pochvennaya himiya i kornevoe nakoplenie iskusstvennyh radionuklidov v urozhae sel’skohozyajstvennyh rastenij = Soil chemistry and root accumulation of artificial radionuclides in agricultural crops. Pochvovedeniye. 1975;(11):40–52. (In Russ.)].
  5. Vandebroek L., Hees M.V., Delvaux B. et al. Relevance of radiocaesium interception potential (RIP) on a worldwide scale to assess soil vulnerability to 137Сs contamination. J. Environ. Radioact. 2012;104:87–93. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2011.09.002
  6. Wauters J., Vidal M., Elsen A. et al. Prediction of solid/liquid distribution coefficients of radiocaesium in soils and sediments. part two: a new procedure for solid phase speciation of radiocaesium. Appl. Geochem. 1996;11(4):595–599. https://doi.org/10.1016/0883-2927(96)00028-5
  7. Подоляк А.Г. Влияние вертикальной миграции и форм нахождения ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr в почвах на их биологическую доступность на примере естественных лугов Белорусского Полесья. Агрохимия. 2007;(2):72–82. [Podoljak A.G. Vlijanie vertikal’noj migracii i form nahozhdenija ¹³⁷Cs i ⁹⁰Sr v pochvah na ih biologicheskuju dostupnost’ na primere estestvennyh lugov Belorusskogo Poles’ja = The influence of vertical migration and forms of ¹³⁷Cs and ⁹⁰Sr in soils on their biological availability with example of natural meadows of the Belarusian Polesie. Agrohimiya. 2007;(2):72–82. (In Russ.)].
  8. Подоляк А.Г., Валетов В.В., Карпенко А.Ф. Научные аспекты сельскохозяйственного производства в постчернобыльских условиях. Мозырь: МГПУ им. И.П. Шамякина, 2017. 242 с. [Podoljak A.G., Valetov V.V., Karpenko A.F. Nauchnye aspekty sel’skohozjajstvennogo proizvodstva v postchernobyl’skih uslovijah = Scientific aspects of agricultural production in post-Chernobyl conditions. Mozyr’: MGPU im. I.P. Shamjakina, 2017. 242 p. (In Russ.)].
  9. Prister B. Behavior of the Chernobyl-Derived Radionuclides in Agricultural Ecosystems. In: Behavior of Radionuclides in the Environment II. Singapore: Springer, 2020. P. 229–282. https://doi.org/10.1007/978-981-15-3568-0_5
  10. Delvaux B., Kruyts N., Cremers A. Rhizospheric mobilization of radiocesium in soils. Environ. Sci. Technol. 2000;34(8):1489–1493. https://doi.org/10.1021/es990658g
  11. Bilias F., Barbayiannis N. Evaluation of sodium tetraphenylboron (NaBPh4) as a soil test of potassium availability. Arch. Agron. Soil Sci. 2017;63(4):468–476. https://doi.org/10.1080/03650340.2016.1218479
  12. Jackson B.L.J. A modified sodium tetraphenylboron method for the routine determination of reserve-potassium status of soil. New Zealand J. Experim. Agriculture. 1985;13(3):253–262. https://doi.org/10.1080/03015521.1985.10426091
  13. Fried M., Broeshart H. The soil-plant system: in relation to inorganic nutrition. New York, San Francisco, London: Academic Press, 1967. 357 p.
  14. Hird A.B., Rimmer D.L., Livens F.R. Total caesium-fixing potential of acid organic soils. J. Environ. Radioact. 1995;26:103–118. https://doi.org/10.1016/0265-931X(94)00012-L
  15. Санжарова Н.И., Гешель И.В., Крыленкин Д.В. и др. Современное состояние исследований поведения ⁹⁰Sr в системе почва-сельскохозяйственные растения (обзор). Радиац. биология. Радиоэкология. 2019;59(6):643–655. [Sanzharova N.I., Geshel’ I.V., Krylenkin D.V. et. al. Sovremennoe sostojanie issledovanij povedenija ⁹⁰Sr v sisteme pochva-sel’skohozjajstvennye rastenija (obzor) = Current state of research on the behavior of ⁹⁰Sr in the soil-agricultural plant system (review). Radiacionnaya biologiya. Radiojekologiya. 2019;59(6):643–655. (In Russ.)]. https://doi.org/10.1134/S0869803119060109
  16. Данилович И.С., Мельник В.И., Гейер Б. Современные изменения климата Белорусского Полесья: причины, следствия, прогнозы. Журн. БГУ. География. Геология. 2020;(1):3–13. [Danilovich I.S., Melnik V.I., Geyer B. The current climate changes in Belarusian Polesje region: factors, consequences, projections. J. Belar. State University. Geography and Geology. 2020;(1):3–13. (In Russ.)]. https://doi.org/10.33581/2521-6740-2020-1-3-13
  17. Логинов В.Ф., Мельник В.И. Особенности изменения осадков в Белорусском Полесье в современный период. Природные ресурсы: Межведомственный бюллетень. 2019;(2):104–112. [Loginov V.F., Melnik V.I. Features of changes in precipitation in Belarusian Polesia in modern period. Prirodnye resursy: Mezhvedomstvennyj bjulleten’. 2019;(2):104–112 (In Russ.)].

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
下载
2. Fig. 1. Position of the sampling plots No. 1 (51.552553° N 29.903605° E) and No. 2 (51.553727° N 29.88925° E) in the floodplain of the Pripyat River.

下载 (234KB)
索引源数据
3. Fig. 2. Photographs of soil pits at the sampling plots № 1 (A) and № 2 (B).

下载 (241KB)
索引源数据
4. Fig. 3. Effect of soil moisture on the share of water-soluble ¹³⁷Cs and ⁹⁰Sr in sod-gleyed soil on sandy-loam alluvium (1) and sod-gley soil on sandy alluvium (2). Error bars are standard deviation.

下载 (221KB)
索引源数据
5. Fig. 4. Effect of soil moisture on the share of ion-exchange ¹³⁷Cs and ⁹⁰Sr in sod-gleyed soil on sandy-loam alluvium (1) and sod-gley soil on sandy alluvium (2). Error bars are standard deviation.

下载 (257KB)
索引源数据
6. Fig. 5. Effect of soil moisture on the share of labil ¹³⁷Cs and moble ⁹⁰Sr in sod-gleyed soil on sandy-loam alluvium (1) and sod-gley soil on sandy alluvium (2). Error bars are standard deviation.

下载 (183KB)
索引源数据

版权所有 © Russian Academy of Sciences, 2024

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».