geolmsuВЕСТНИК МОСКОВСКОГО УНИВЕРСИТЕТА. СЕРИЯ 4. ГЕОЛОГИЯMoscow University Bulletin. Series 4. Geology0579-9406Издательский Дом МГУ10.55959/MSU0579-9406-4-2023-63-6-67-76geolmsu-642Research ArticleСтатьиРадиоактивность поверхностных донных осадков Чаунской губы. Анализ природных и антропогенных факторовRadioactivity of surface marine sediments of the Chaun Bay. Analysis of natural and anthropogenic environmental factorshttps://orcid.org/0000-0003-2230-1069УльянцевА С.UlyantsevA. S.

Александр Сергеевич Ульянцев

Москва

Aleksandr S. Ulyantsev

Moscow

uleg85@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0002-5889-3409ИванниковС. И.IvannikovS. I.

Сергей Игоревич Иванников

Владивосток

Sergey I. Ivannikov

Vladivostok

yajkfqn@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0003-4954-0422БратскаяС. Ю.BratskayaS. Yu.

Светлана Юрьевна Братская

Владивосток

Svetlana Yu. Bratskaya

Vladivostok

s.bratskaya@gmail.comhttps://orcid.org/0000-0001-9273-9950ЧаркинА. Н.CharkinA. N.

Александр Николаевич Чаркин

Владивосток

Aleksandr N. Charkin

Vladivostok

charkin@poi.dvo.ruИнститут океанологии им. П.П. Ширшова РАНРоссияShirshov Institute of OceanologyRussian FederationИнститут химии ДВО РАНРоссияInstitute of Chemistry, Far Eastern Branch of the RASRussian FederationТихоокеанский океанологический институт им. В.И. Ильичева ДВО РАНРоссияIl’ichev Pacific Oceanological Institute, Far Eastern Branch of the RASRussian Federation202311022024066776Copyright © Ульянцев А.С., Иванников С.И., Братская С.Ю., Чаркин А.Н., 20242024Ульянцев А.С., Иванников С.И., Братская С.Ю., Чаркин А.Н.Ulyantsev A.S., Ivannikov S.I., Bratskaya S.Y., Charkin A.N.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.geol.msu.ru/jour/article/view/642

   В статье представлены данные о пространственном распределении активной концентрации природных (232Th, 226Ra, 40K) и техногенных (137Cs) радионуклидов в поверхностном слое донных осадков Чаунской губы Восточно-Сибирского моря. Измеренная активная концентрация 232Th и 226Ra типична для донных отложений прибрежно-шельфовой зоны Арктики и соответствует общемировому уровню. Уровень активности 137Cs в донных отложениях показал отсутствие локальных источников антропогенного загрязнения в Чаунской губе, в то время как средняя концентрация активности 40K в 1,8 раза превышала общемировую. Результаты статистического анализа полученных данных показали, что динамика речного стока, термоабразии и течений, а также эолового и ледового переноса осадочного вещества, являются основными факторами, определившими различия в поведении исследованных радионуклидов в поверхностных донных осадках Чаунской губы.

   The paper presents data on the spatial distribution of activity concentration of natural (232Th, 226Ra, 40K) and anthropogenic (137Cs) radionuclides in the surface layer of bottom sediments of the Chaun Bay of the East Siberian Sea. The measured activity of 232Th and 226Ra is typical for bottom sediments of the Arctic coastal zone and corresponds to the global level. The level of 137Cs activity in bottom sediments showed the absence of local sources of anthropogenic contamination in Chaun Bay, while the mean 40K activity concentration was 1.8 times higher than the global average. The results of statistical analysis showed that the dynamics of riverine run-off, thermoabrasion and currents, as well as aeolian and sea ice transport of sedimentary matter, are the main factors that determined the differences in the behaviour of the studied radionuclides in the surface bottom sediments of the Chaun Bay.

Арктикаморские осадкигамма-спектрометрияприродные радионуклидырадиоцезийфакторный анализArcticmarine sedimentsgamma-ray spectrometrynatural radionuclidesradiocesiumfactor analysisИсследование выполнено при финансовой поддержке РНФ (проект № 19-77-10044). Финансирование экспедиции осуществлялось в рамках Государственного задания ИО РАН (тема № FMWE-2024-0019)Research completed with financial support from the Russian Science Foundation (project No. 19-77-10044). The expedition was financed within the framework of the State assignment of the Institute of Oceanology of the Russian Academy of Sciences (Topic No. FMWE-2024-0019)ReferencesДоманов М.М., Амбросимов А.К., Новичкова Е.А. Особенности распределения <sup>226</sup>Ra, <sup>238</sup>U и <sup>232</sup>Th в поверхностном слое морских осадков в условиях активной биоседиментации в зоне арктического фронта // Радиохимия. 2019. Т. 61, № 5. С. 446–449.Доманов М.М., Амбросимов А.К., Новичкова Е.А. Особенности распределения <sup>226</sup>Ra, <sup>238</sup>U и <sup>232</sup>Th в поверхностном слое морских осадков в условиях активной биоседиментации в зоне арктического фронта // Радиохимия. 2019. Т. 61, № 5. С. 446–449.Доманов М.М., Верховская З.И., Амбросимов А.К., Доманова Е.Г. Сравнительная характеристика углеводородных структур и концентраций <sup>232</sup>Th и <sup>226</sup>Ra в осадках Каспийского моря // Нефтехимия. 2014. Т. 54, № 4. С. 275–282.Доманов М.М., Верховская З.И., Амбросимов А.К., Доманова Е.Г. Сравнительная характеристика углеводородных структур и концентраций <sup>232</sup>Th и <sup>226</sup>Ra в осадках Каспийского моря // Нефтехимия. 2014. Т. 54, № 4. С. 275–282.Дударев О.В., Чаркин А.Н., Шахова Н.Е. и др. Современный литоморфогенез на восточно-арктическом шельфе России. Томск: Изд-во ТПУ, 2016. 192 c.Дударев О.В., Чаркин А.Н., Шахова Н.Е. и др. Современный литоморфогенез на восточно-арктическом шельфе России. Томск: Изд-во ТПУ, 2016. 192 c.Лобковский Л.И., Никифоров С.Л., Шахова Н.Е. и др. О механизмах деградации подводных многолетне-мерзлых пород на восточном арктическом шельфе России // Докл. РАН. 2013. Т. 449, № 2. С. 185–188.Лобковский Л.И., Никифоров С.Л., Шахова Н.Е. и др. О механизмах деградации подводных многолетне-мерзлых пород на восточном арктическом шельфе России // Докл. РАН. 2013. Т. 449, № 2. С. 185–188.Мирошников А.Ю. Закономерности распределения радиоцезия в донных отложениях Карского моря // Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2012. № 6. С. 540–550.Мирошников А.Ю. Закономерности распределения радиоцезия в донных отложениях Карского моря // Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2012. № 6. С. 540–550.Мирошников А.Ю., Лаверов Н.П., Чернов Р.А. и др. Радиоэкологические исследования на севере архипелага Новая Земля // Океанология. 2017. Т. 57, № 1. С. 227–237.Мирошников А.Ю., Лаверов Н.П., Чернов Р.А. и др. Радиоэкологические исследования на севере архипелага Новая Земля // Океанология. 2017. Т. 57, № 1. С. 227–237.Мирошников А.Ю., Флинт М.В., Асадулин Э.Э., Комаров В.Б. Радиационно-геохимическая устойчивость донных осадков в эстуариях Оби и Енисея и на прилегающем мелководье Карского моря // Океанология. 2020. Т. 60, № 6. С. 930–944.Мирошников А.Ю., Флинт М.В., Асадулин Э.Э., Комаров В.Б. Радиационно-геохимическая устойчивость донных осадков в эстуариях Оби и Енисея и на прилегающем мелководье Карского моря // Океанология. 2020. Т. 60, № 6. С. 930–944.Мирошников А.Ю., Флинт М.В., Асадулин Э.Э. и др. Экологическое состояние и минералого-геохимические характеристики донных осадков Восточно-Сибирского моря // Океанология. 2020. Т. 60, № 4. С. 595–610.Мирошников А.Ю., Флинт М.В., Асадулин Э.Э. и др. Экологическое состояние и минералого-геохимические характеристики донных осадков Восточно-Сибирского моря // Океанология. 2020. Т. 60, № 4. С. 595–610.Саркисов А.А. К вопросу о ликвидации радиоактивных загрязнений в Арктическом регионе // Вестник Российской академии наук. 2019. Т. 89, № 2. С. 107–124.Саркисов А.А. К вопросу о ликвидации радиоактивных загрязнений в Арктическом регионе // Вестник Российской академии наук. 2019. Т. 89, № 2. С. 107–124.Стремяков А.Я. К вопросу о происхождении ориентированных озер // Многолетнемерзлые горные породы различных районов СССР. М.: Изд-во АН СССР, 1963. С. 75–107.Стремяков А.Я. К вопросу о происхождении ориентированных озер // Многолетнемерзлые горные породы различных районов СССР. М.: Изд-во АН СССР, 1963. С. 75–107.Ульянцев А.С., Братская С.Ю., Привар Ю.О. Гранулометрические характеристики донных отложений губы Буор-Хая // Океанология. 2020. Т. 60, № 3. С. 452–465.Ульянцев А.С., Братская С.Ю., Привар Ю.О. Гранулометрические характеристики донных отложений губы Буор-Хая // Океанология. 2020. Т. 60, № 3. С. 452–465.Ульянцев А.С., Чаркин А.Н., Семин В.Л. и др. Геологические исследования верхней осадочной толщи Чаунской губы в 60-м рейсе научно-исследовательского судна «Академик Опарин» // Океанология. 2021. Т. 61, № 4. С. 666–668.Ульянцев А.С., Чаркин А.Н., Семин В.Л. и др. Геологические исследования верхней осадочной толщи Чаунской губы в 60-м рейсе научно-исследовательского судна «Академик Опарин» // Океанология. 2021. Т. 61, № 4. С. 666–668.Экосистемы, флора и фауна Чаунской губы Восточно-Сибирского моря / Под ред. А.О. Скарлато. Серия «Исследования фауны морей». Вып. 47 (55). СПб.: ЗИН РАН, 1994. 267 с.Экосистемы, флора и фауна Чаунской губы Восточно-Сибирского моря / Под ред. А.О. Скарлато. Серия «Исследования фауны морей». Вып. 47 (55). СПб.: ЗИН РАН, 1994. 267 с.Abbasi A. Cs distribution in the South Caspian region, transfer to biota and dose rate assessment // Int. J. Environ. Anal. Chem. 2019. Vol. 100. P. 576–590.Abbasi A. Cs distribution in the South Caspian region, transfer to biota and dose rate assessment // Int. J. Environ. Anal. Chem. 2019. Vol. 100. P. 576–590.Abbasi A., Zakaly H.M.H., Algethami M., Abdel-Hafez S.H. Radiological risk assessment of natural radionuclides in the marine ecosystem of the northwest Mediterranean Sea // Int. J. Radiat. Biol. 2022. Vol. 98. P. 205–211.Abbasi A., Zakaly H.M.H., Algethami M., Abdel-Hafez S.H. Radiological risk assessment of natural radionuclides in the marine ecosystem of the northwest Mediterranean Sea // Int. J. Radiat. Biol. 2022. Vol. 98. P. 205–211.Abbasi A., Zakaly H.M.H., Mirekhtiary F. Baseline levels of natural radionuclides concentration in sediments East coastline of North Cyprus // Mar. Pollut. Bull. 2020. Vol. 161. P. 111793.Abbasi A., Zakaly H.M.H., Mirekhtiary F. Baseline levels of natural radionuclides concentration in sediments East coastline of North Cyprus // Mar. Pollut. Bull. 2020. Vol. 161. P. 111793.Abril J.M., Fraga E. Some Physical and Chemical Features of the Variability of Kd Distribution Coefficients for Radionuclides // J. Environ. Radioact. 1996. Vol. 30. P. 253–270.Abril J.M., Fraga E. Some Physical and Chemical Features of the Variability of Kd Distribution Coefficients for Radionuclides // J. Environ. Radioact. 1996. Vol. 30. P. 253–270.Alshahri F. Radioactivity of <sup>226</sup>Ra, <sup>232</sup>Th, <sup>40</sup>K and <sup>137</sup>Cs in beach sand and sediment near to desalination plant in eastern Saudi Arabia: Assessment of radiological impacts // J. King Saud Univ. — Sci. 2017. Vol. 29. P. 174–181.Alshahri F. Radioactivity of <sup>226</sup>Ra, <sup>232</sup>Th, <sup>40</sup>K and <sup>137</sup>Cs in beach sand and sediment near to desalination plant in eastern Saudi Arabia: Assessment of radiological impacts // J. King Saud Univ. — Sci. 2017. Vol. 29. P. 174–181.Basuki T., Miyashita S., Tsujimoto M., Nakashima S. Deposition Density of <sup>134</sup>Cs and <sup>137</sup>Cs and Particle Size Distribution of Soil and Sediment Profile in Hibara Lake Area, Fukushima: An Investigation of <sup>134</sup>Cs and <sup>137</sup>Cs Indirect Deposition into Lake from Surrounding Area // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2018. Vol. 316. P. 1039–1046.Basuki T., Miyashita S., Tsujimoto M., Nakashima S. Deposition Density of <sup>134</sup>Cs and <sup>137</sup>Cs and Particle Size Distribution of Soil and Sediment Profile in Hibara Lake Area, Fukushima: An Investigation of <sup>134</sup>Cs and <sup>137</sup>Cs Indirect Deposition into Lake from Surrounding Area // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2018. Vol. 316. P. 1039–1046.Bröder L., Andersson A., Tesi T., et al. Quantifying Degradative Loss of Terrigenous Organic Carbon in Surface Sediments Across the Laptev and East Siberian Sea // Global Biogeochem Cycles. 2019. Vol. 33(1). P. 85–99.Bröder L., Andersson A., Tesi T., et al. Quantifying Degradative Loss of Terrigenous Organic Carbon in Surface Sediments Across the Laptev and East Siberian Sea // Global Biogeochem Cycles. 2019. Vol. 33(1). P. 85–99.Budko D.F., Demina L.L., Travkina A. V., et al. Heavy Metals and Cs-137, in Surface Sediments of the Barents, Kara, Laptev and East Siberian Seas // Minerals. 2022. Vol. 12. P. 328.Budko D.F., Demina L.L., Travkina A. V., et al. Heavy Metals and Cs-137, in Surface Sediments of the Barents, Kara, Laptev and East Siberian Seas // Minerals. 2022. Vol. 12. P. 328.Charkin A.N., Pipko I.I., Pavlova Yu.G., et al. Hydrochemistry and isotopic signatures of subpermafrost groundwater discharge along the eastern slope of the Lena River Delta in the Laptev Sea // J. Hydrol. 2020. Vol. 590. P. 125515.Charkin A.N., Pipko I.I., Pavlova Yu.G., et al. Hydrochemistry and isotopic signatures of subpermafrost groundwater discharge along the eastern slope of the Lena River Delta in the Laptev Sea // J. Hydrol. 2020. Vol. 590. P. 125515.Charkin A.N., Van Der Loeff M.R., Shakhova N.E., et al. Discovery and characterization of submarine groundwater discharge in the Siberian Arctic seas: A case study in the Buor-Khaya Gulf, Laptev Sea // Cryosphere. 2017. Vol. 11. P. 2305–2327.Charkin A.N., Van Der Loeff M.R., Shakhova N.E., et al. Discovery and characterization of submarine groundwater discharge in the Siberian Arctic seas: A case study in the Buor-Khaya Gulf, Laptev Sea // Cryosphere. 2017. Vol. 11. P. 2305–2327.Charkin A.N., Yaroshchuk E.I., Dudarev O. V., et al. The Influence of Sedimentation Regime on Natural Radionuclide Activity Concentration in Marine Sediments of the East Siberian Arctic Shelf // J. Environ. Radioact. 2022. Vol. 253–254. P. 106988.Charkin A.N., Yaroshchuk E.I., Dudarev O. V., et al. The Influence of Sedimentation Regime on Natural Radionuclide Activity Concentration in Marine Sediments of the East Siberian Arctic Shelf // J. Environ. Radioact. 2022. Vol. 253–254. P. 106988.Günther F., Overduin P.P., Yakshina I.A., et al. Observing Muostakh disappear: permafrost thaw subsidence and erosion of a ground-ice-rich island in response to arctic summer warming and sea ice reduction // The Cryosphere. 2015. Vol. 9. P. 151–178.Günther F., Overduin P.P., Yakshina I.A., et al. Observing Muostakh disappear: permafrost thaw subsidence and erosion of a ground-ice-rich island in response to arctic summer warming and sea ice reduction // The Cryosphere. 2015. Vol. 9. P. 151–178.Johnson-Pyrtle A., Scott M.R. Distribution of <sup>137</sup>Cs in the Lena River Estuary-Laptev Sea System // Mar. Pollut. Bull. 2001. Vol. 42. P. 912–926.Johnson-Pyrtle A., Scott M.R. Distribution of <sup>137</sup>Cs in the Lena River Estuary-Laptev Sea System // Mar. Pollut. Bull. 2001. Vol. 42. P. 912–926.Koarashi J., Nishimura S., Nakanishi T., et al. Post-Deposition Early-Phase Migration and Retention Behavior of Radiocesium in a Litter–Mineral Soil System in a Japanese Deciduous Forest Affected by the Fukushima Nuclear Accident // Chemosphere. 2016. Vol. 165. P. 335–341.Koarashi J., Nishimura S., Nakanishi T., et al. Post-Deposition Early-Phase Migration and Retention Behavior of Radiocesium in a Litter–Mineral Soil System in a Japanese Deciduous Forest Affected by the Fukushima Nuclear Accident // Chemosphere. 2016. Vol. 165. P. 335–341.Ligero R.A., Ramos-Lerate I., Barrera M., Casas-Ruiz M. Relationships between Sea-Bed Radionuclide Activities and Some Sedimentological Variables // J. Environ. Radioact. 2001. Vol. 57. P. 7–19.Ligero R.A., Ramos-Lerate I., Barrera M., Casas-Ruiz M. Relationships between Sea-Bed Radionuclide Activities and Some Sedimentological Variables // J. Environ. Radioact. 2001. Vol. 57. P. 7–19.Mehnati P., Jomehzadeh A., Doostmohammadi V. Measurement of <sup>226</sup>Ra, <sup>232</sup>Th, <sup>40</sup>K and <sup>137</sup>Cs concentrations in sediment samples and determination of annual effective dose due to these radionuclides in vicinity of hot springs in Kerman Province // Int. J. Radiat. Res. 2022. Vol. 20. P. 223–228.Mehnati P., Jomehzadeh A., Doostmohammadi V. Measurement of <sup>226</sup>Ra, <sup>232</sup>Th, <sup>40</sup>K and <sup>137</sup>Cs concentrations in sediment samples and determination of annual effective dose due to these radionuclides in vicinity of hot springs in Kerman Province // Int. J. Radiat. Res. 2022. Vol. 20. P. 223–228.Nguyen T.N., Tran Q.T., Nguyen Van Phuc, et al. Activity Concentrations of Sr-90 and Cs-137 in Seawater and Sediment in the Gulf of Tonkin, Vietnam // J. Chem. 2020. P. 8752606.Nguyen T.N., Tran Q.T., Nguyen Van Phuc, et al. Activity Concentrations of Sr-90 and Cs-137 in Seawater and Sediment in the Gulf of Tonkin, Vietnam // J. Chem. 2020. P. 8752606.Overduin P. P., Strzelecki M. C., Grigoriev M. N., et al. Coastal changes in the Arctic // Sedimentary Coastal Zones from High to Low Latitudes: Similarities and Differences / Eds. Martini I.P., Wanless, H.R. Geological Society of London Special Publication, 2014. Vol. 388. P. 103–129.Overduin P. P., Strzelecki M. C., Grigoriev M. N., et al. Coastal changes in the Arctic // Sedimentary Coastal Zones from High to Low Latitudes: Similarities and Differences / Eds. Martini I.P., Wanless, H.R. Geological Society of London Special Publication, 2014. Vol. 388. P. 103–129.Schirrmeister L., Grosse G., Schwamborn G., et al. // Late Quaternary History of the Accumulation Plain North of the Chekanovsky Ridge (Lena Delta, Russia): A Multidisciplinary Approach // Polar Geography. 2003. Vol. 27(4). P. 277–319.Schirrmeister L., Grosse G., Schwamborn G., et al. // Late Quaternary History of the Accumulation Plain North of the Chekanovsky Ridge (Lena Delta, Russia): A Multidisciplinary Approach // Polar Geography. 2003. Vol. 27(4). P. 277–319.Shaban I.S., Macášek F. Influence of humic substances on sorption of cesium and strontium on montmorillonite // J. Radioanal. Nucl. Chem. 1998. Vol. 229. P. 73–78.Shaban I.S., Macášek F. Influence of humic substances on sorption of cesium and strontium on montmorillonite // J. Radioanal. Nucl. Chem. 1998. Vol. 229. P. 73–78.Shakhova, N., Semiletov, I., Gustafsson, O., et al. Current rates and mechanisms of subsea permafrost degradation in the East Siberian Arctic Shelf // Nature Communications. 2017. Vol. 8. P. 15872.Shakhova, N., Semiletov, I., Gustafsson, O., et al. Current rates and mechanisms of subsea permafrost degradation in the East Siberian Arctic Shelf // Nature Communications. 2017. Vol. 8. P. 15872.Strauss J., Schirrmeister L., Wetterich S., et al. Grain-size properties and organic-carbon stock of Yedoma Ice Complex permafrost from the Kolyma lowland, northeastern Siberia // Global Biogeochem. Cycl. 2012. Vol. 26. GB3003.Strauss J., Schirrmeister L., Wetterich S., et al. Grain-size properties and organic-carbon stock of Yedoma Ice Complex permafrost from the Kolyma lowland, northeastern Siberia // Global Biogeochem. Cycl. 2012. Vol. 26. GB3003.UNSCEAR. Sources and Effects of Ionizing Radiation, Report to the General Assembly with Scientific Annexes. Vol. 1. United Nation: New York, NY, USA, 2000. 654 p.UNSCEAR. Sources and Effects of Ionizing Radiation, Report to the General Assembly with Scientific Annexes. Vol. 1. United Nation: New York, NY, USA, 2000. 654 p.Vonk J.E., Sanchez-Garcia L., van Dongen B.E., et al. Activation of old carbon by erosion of coastal and subsea permafrost in Arctic Siberia // Nature. 2012. Vol. 489. P. 137–140.Vonk J.E., Sanchez-Garcia L., van Dongen B.E., et al. Activation of old carbon by erosion of coastal and subsea permafrost in Arctic Siberia // Nature. 2012. Vol. 489. P. 137–140.Webster I.T., Hancock G.J., Murray A.S. Modelling the effect of salinity on radium desorption from sediments // Geochim. Cosmochim. Acta. 1995. Vol. 59. P. 2469–2476.Webster I.T., Hancock G.J., Murray A.S. Modelling the effect of salinity on radium desorption from sediments // Geochim. Cosmochim. Acta. 1995. Vol. 59. P. 2469–2476.Yushin N., Jakhu R., Chaligava O., et al. Natural and anthropogenic radionuclides concentration with heavy metals analysis of the sediments collected around Novaya Zemlya // Mar. Pollut. Bull. 2023. Vol. 194. 115346.Yushin N., Jakhu R., Chaligava O., et al. Natural and anthropogenic radionuclides concentration with heavy metals analysis of the sediments collected around Novaya Zemlya // Mar. Pollut. Bull. 2023. Vol. 194. 115346.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.