Радиоактивность поверхностных донных осадков Чаунской губы. Анализ природных и антропогенных факторов

   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.

1. Доманов М.М., Амбросимов А.К., Новичкова Е.А. Особенности распределения ²²⁶Ra, ²³⁸U и ²³²Th в поверхностном слое морских осадков в условиях активной биоседиментации в зоне арктического фронта // Радиохимия. 2019. Т. 61, № 5. С. 446–449.

2. Доманов М.М., Верховская З.И., Амбросимов А.К., Доманова Е.Г. Сравнительная характеристика углеводородных структур и концентраций ²³²Th и ²²⁶Ra в осадках Каспийского моря // Нефтехимия. 2014. Т. 54, № 4. С. 275–282.

3. 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.

4. 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.

5. Мирошников А.Ю. Закономерности распределения радиоцезия в донных отложениях Карского моря // Геоэкология. Инженерная геология, гидрогеология, геокриология. 2012. № 6. С. 540–550.

6. 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.

7. 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.

8. 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.

9. Саркисов А.А. К вопросу о ликвидации радиоактивных загрязнений в Арктическом регионе // Вестник Российской академии наук. 2019. Т. 89, № 2. С. 107–124.

10. Стремяков А.Я. К вопросу о происхождении ориентированных озер // Многолетнемерзлые горные породы различных районов СССР. М.: Изд-во АН СССР, 1963. С. 75–107.

11. Ульянцев А.С., Братская С.Ю., Привар Ю.О. Гранулометрические характеристики донных отложений губы Буор-Хая // Океанология. 2020. Т. 60, № 3. С. 452–465.

12. 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.

13. 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.

14. 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.

15. 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.

16. 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.

17. 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.

18. Alshahri F. Radioactivity of ²²⁶Ra, ²³²Th, ⁴⁰K and ¹³⁷Cs 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.

19. Basuki T., Miyashita S., Tsujimoto M., Nakashima S. Deposition Density of ¹³⁴Cs and ¹³⁷Cs and Particle Size Distribution of Soil and Sediment Profile in Hibara Lake Area, Fukushima: An Investigation of ¹³⁴Cs and ¹³⁷Cs Indirect Deposition into Lake from Surrounding Area // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2018. Vol. 316. P. 1039–1046.

20. 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.

21. 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.

22. 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.

23. 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.

24. 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.

25. 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.

26. Johnson-Pyrtle A., Scott M.R. Distribution of ¹³⁷Cs in the Lena River Estuary-Laptev Sea System // Mar. Pollut. Bull. 2001. Vol. 42. P. 912–926.

27. 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.

28. 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.

29. Mehnati P., Jomehzadeh A., Doostmohammadi V. Measurement of ²²⁶Ra, ²³²Th, ⁴⁰K and ¹³⁷Cs 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.

30. 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.

31. 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.

32. 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.

33. 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.

34. 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.

35. 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.

36. 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.

37. 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.

38. 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.

39. 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.