Plutonium Accumulation by Vegetation on Different Soils

Cover Page

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The high variability of the plutonium transfer factors presented in the literature makes it relevant to study the mechanisms that affect its migration ability and its availability for vegetation. The variability of transfer factors is explained by different properties of soils, since the redox potential and soil acidity can significantly affect the mobility of plutonium. In the vegetation experiment, the migration of plutonium in the “soil-agricultural plant” system was studied for different types of soils. The content of 239 + 240Pu was analyzed by alpha spectrometry with preliminary radiochemical isolation. Plutonium migration parameters were determined using barley (Hordeum) and beans (Fabaceae) as test cultures. The plutonium accumulation coefficients obtained in the course of vegetation experiments are in the range of 3.1 × 10–4–6.8 × 10–3, with an average value of 3.8 × 10–3 for the aboveground part of barley and 9.2 × 10–3–7.6 × 10–2, with an average value of 3.8 × 10–2 – for the root system of barley. The transfer factor range was 1.5 × 10–3–5.7 × 10–3 with an average value of 3.7 × 10–3 and 5.8 × 10–2–6.5 × 10–2 with an average value of 6.2 × 10–2 for the aboveground part and the root system of the beans, respectively. It has been determined that the nature of the plutonium distribution over the vegetative organs of the crops under consideration is non-uniform. On average, the plutonium transfer factor for the aboveground part of plants is lower than for the root part by more than 40 times. It has been determined that the accumulation of plutonium in the aboveground parts of plants growing on different types of soil is not the same for individual species/organs of agricultural plants. For the aboveground part of the agricultural crops under consideration, the transfer factors differ up to several orders of magnitude. In general, the accumulation of plutonium by vegetation growing on different soils types is arranged in the following row: soddy-podzolic (Retisol) and gray forest soil (Phaeozem) > lowland peat-bog (Histosol) \( \gg \) typical chernozem (Chernozem). The smallest accumulation of plutonium by vegetation is observed in soils with a high content of organic matter. For the root system of plants, the dependence of the plutonium accumulation coefficients on the soil type is uncertain.

About the authors

M. A. Edomskaya

Russian Institute of Radiology and Agroecology

Author for correspondence.
Email: maisher@mail.ru
Russia, 249032, Obninsk

S. N. Lukashenko

Russian Institute of Radiology and Agroecology

Email: maisher@mail.ru
Russia, 249032, Obninsk

A. A. Shupik

Russian Institute of Radiology and Agroecology

Email: maisher@mail.ru
Russia, 249032, Obninsk

S. G. Shapovalov

Russian Institute of Radiology and Agroecology

Email: maisher@mail.ru
Russia, 249032, Obninsk

References

  1. Клечковский В.М., Петербургский А.В. Агрохимия: Уч. пос. Колос, 1967. 583 с.
  2. Лукашенко С.Н. Актуальные вопросы радиоэкологии Казахстана. Павлодар: Дом печати, 2011. Вып. 3. Т 2. 396 с. ISBN: 978-601-7112-38-7
  3. Лукашенко С.Н., Эдомская М.А. Плутоний в окружающей среде: источники, механизмы распространения, концентрации // Радиационная биология. Радиоэкология. 2021. Т. 61. № 4. С. 394–424. https://doi.org/10.31857/S086980312104007X
  4. Спиров Р.К., Никитин А.Н., Чешик И.А., Король Р.А. Аккумуляция трансурановых элементов надземными и подземными органами сосудистых растений // Докл. Национальной академии наук Беларуси. 2017. Т. 61. № 2. С. 51–57.
  5. Тагай С.А. Дударева Н.В., Нилова Е.К. Параметры перехода 241Am, 239 + 240Pu в сельскохозяйственные культуры // Современные проблемы радиобиологии – 2021: Мат-лы междунар. научн. конф. Гомель, 23–24 сентября 2021 г. Минск: Информационно-вычислительный центр Министерства финансов Республики Беларусь, 2021. С. 166–169.
  6. Шуранкова О.А., Кудряшов В.П. Поступление трансурановых элементов (239 + 240Pu, 241Am) Чернобыльского происхождения в луговую растительность // Проблемы здоровья и экологии. 2006. № 1(7). С. 67–71.
  7. Balonov M. Handbook of parameter values for the prediction of radionuclide transfer in terrestrial and freshwater environments. Technical Reports Series No. 472. IAEA, 2010.
  8. Barnett C.L. Quantification of Radionuclide Transfer in Terrestrial and Freshwater Environments for Radiological Assessments. IAEA-TECDOC-1616. IAEA, 2009.
  9. Beresford N.A., Howard B.J. Handbook of parameter values for the prediction of radionuclide transfer to wildlife. Technical Reports Series No. 479. IAEA, 2014.
  10. Edomskaya M.A., Lukashenko S.N., Stupakova G.A., Kharkin P.V., Gluchshenko V.N., Korovin S.V. Estimation of radionuclides global fallout levels in the soils of CIS and eastern Europe territory // J. Environ. Radioact. 2022. V. 247. P. 106865. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2022.106865
  11. Kozhakhanov T.E., Lukashenko S.N., Larionova N.V. Accumulation of artificial radionuclides in agricultural plants in the area used for surface nuclear tests // J. Environ. Radioact. 2014. V. 137. P. 217–226. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2014.06.026
  12. Larionova N.V., Lukashenko S.N., Kabdyrakova A.M., Kunduzbayeva A.Y., Panitskiy A.V., Ivanova A.R. Transfer of radionuclides to plants of natural ecosystems at the Semipalatinsk Test Site // J. Environ. Radioact. 2018. V. 186. P. 63–70. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2017.09.006
  13. Lux D., Kammerer L., Rühm W., Wirth E. Cycling of Pu, Sr, Cs, and other longliving radionuclides in forest ecosystems of the 30-km zone around Chernobyl // Sci. Total Environ. 1995. V. 173. P. 375–384. https://doi.org/10.1016/0048-9697(95)04741-7
  14. Sokolik G.A., Ovsiannikova S.V., Ivanova T.G., Leinova S.L. Soil–plant transfer of plutonium and americium in contaminated regions of Belarus after the Chernobyl catastrophe // Environ. Int. 2004. V. 30. P. 939–947. https://doi.org/10.1016/j.envint.2004.03.003

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (64KB)

Copyright (c) 2023 М.А. Эдомская, С.Н. Лукашенко, А.А. Шупик, С.Г. Шаповалов

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».