radhydРадиационная гигиенаRadiatsionnaya Gygiena = Radiation Hygiene1998-426X2409-9082NIIRG10.21514/1998-426X-2024-17-4-7-17radhyd-1098Research ArticleНАУЧНЫЕ СТАТЬИRESEARCH ARTICLESНакопление 137Cs древесными растениями и съедобными грибами на месте проведения мирных ядерных взрывов «Тайга»137Cs accumulation by woody plants and edible mushrooms at the «Taiga» peaceful nuclear explosions siteРамзаевВ. П.RamzaevV. P.

Рамзаев Валерий Павлович – кандидат медицинских наук, ведущий научный сотрудник лаборатории внешнего облучения.

197101, Санкт-Петербург, ул. Мира, д. 8

Valery P. Ramzaev – Candidate of Medical Sciences, Leading Researcher, External Exposure Laboratory, Saint Petersburg Research Institute of Radiation Hygiene after Professor P.V. Ramzaev, Federal Service for Surveillance on Consumer Rights Protection and Human Wellbeing.

Mira Str., 8, Saint Petersburg, 197101

V.Ramzaev@mail.ruРепинВ. С.RepinV. S.

Репин Виктор Степанович – доктор биологических наук, главный научный сотрудник, руководитель отдела здоровья, заведующий лабораторией экологии.

Санкт–Петербург

Viktor S. Repin – Doctor of Biological Sciences, Head of Ecology Laboratory of Saint Petersburg Research Institute of Radiation Hygiene after Professor P.V. Ramzaev, Federal Service for Surveillance on Consumer Rights Protection and Human Wellbeing.

Saint Petersburg

Санкт-Петербургский научно-исследовательский институт радиационной гигиены имени профессора П.В. Рамзаева, Федеральная служба по надзору в сфере защиты прав потребителей и благополучия человекаРоссияSaint Petersburg Research Institute of Radiation Hygiene after Professor P.V. Ramzaev, Federal Service for Surveillance of Consumer Rights Protection and Human WellbeingRussian Federation202416012025174717Copyright © Рамзаев В.П., Репин В.С., 20252025Рамзаев В.П., Репин В.С.Ramzaev V.P., Repin V.S.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.radhyg.ru/jour/article/view/1098

В 1971 году в Пермском крае (Российская Федерация) был проведен одновременный подрыв трех термоядерных зарядов серии «Тайга» с целью изучения возможности применения ядерных взрывных технологий для создания канала Печора-Кама. В результате этих подземных взрывов на поверхность земли вместе с грунтом и породой были выброшены долгоживущие техногенные радионуклиды. Со временем на отвалах радиоактивно загрязненного грунта сформировалась новая лесная экосистема. Целью настоящей работы являлась оценка накопления 137Cs в древесных видах растений и в съедобных грибах на отдаленном этапе (спустя 38 лет) после радиоактивного загрязнения окружающей среды. Определено содержание 137Cs в органах березы (Betula pubescens), ели (Picea abies), осины (Populus tremula) и сосны (Pinus sylvestris), а также в плодовых телах грибов видов Boletus edulis (белый гриб), Leccinum aurantiacum (подосиновик), Russula (виды сыроежек) и Suillus luteus (масленок обыкновенный). Активность 137Cs в образцах измеряли методом гамма-спектрометрии с использованием HPGe детектора. Значения удельной активности 137Cs (на сухой вес) в пробах древесины, игл (1-го года)/листьев и грибов находились в диапазоне 0,5-6,8 Бк/кг, 54-112 Бк/кг и 212-3260 Бк/кг соответственно. Используя эти результаты и ранее опубликованные данные о плотности загрязнения почвы 137Cs на объекте «Тайга», были вычислены значения агрегированного коэффициента перехода радионуклида в экологической паре почва-биота (кг/м2). Установлено, что значения коэффициента перехода 137Cs из почвы в биоту для всех исследованных видов на объекте «Тайга» являются крайне низкими по сравнению с теми, которые были оценены многими авторами для других мест радиоактивного загрязнения, в частности для территорий, загрязненных 137Cs в результате аварии на Чернобыльской АЭС. Обсуждены возможные причины малого накопления 137Cs в биоте на объекте «Тайга».

In 1971 in the Perm region (the Russian Federation), three thermonuclear charges of the “Taiga” series were simultaneously detonated in order to test nuclear explosive technologies for creation of the Pechora-Kama canal. As a result of the underground explosions, long-lived technogenic radionuclides were released onto the surface of the earth along with soil and rock. Over time, a new forest ecosystem formed on the mound of the radioactively contaminated ground. The purpose of this study was to assess the 137Cs accumulation by woody plants and edible mushrooms at the “Taiga” underground nuclear explosions site at a remote stage (38 years) after radioactive contamination of the environment. Content of 137Cs was determined in organs of birch (Betula pubescens), spruce (Picea abies), aspen (Populus tremula), and pine (Pinus sylvestris), as well as in the fruiting bodies of mushrooms of the species Boletus edulis, Leccinum aurantiacum, Russula, and Suillus luteus. The activities of 137Cs in the samples were measured by gamma-ray spectrometry using a HPGe detector. The values of 137Cs activity concentration (on a dry weight basis) in the samples of wood, leaves/needles (1st year), and mushrooms were in the ranges of 0.5–6.8 Bq/kg, 54–112 Bq/kg, and 212-3260 Bq/kg, respectively. Aggregated transfer coefficients (kg/m2) for the radionuclide in the biota species were calculated using these results and previously reported data on the density of soil contamination by 137Cs at the “Taiga” site. It has been found that the transfer coefficients of 137Cs from soil to biota for all studied species at the “Taiga” site are abnormally low compared to those obtained by many authors for other places of radioactive contamination, in particular for the areas contaminated by 137Cs as a result of the Chernobyl accident. Possible reasons for the low accumulation of 137Cs in the biota at the “Taiga” site are discussed.

древесные растениясъедобные грибы137Csнакоплениеагрегированный коэффициент переходапочва-биотамирный ядерный взрыв«Тайга»woody plantsedible mushrooms137Csaccumulationaggregated transfer coefficientsoil-biotapeaceful nuclear explosion“Taiga”Авторы выражают признательность бывшим сотрудникам ФБУН НИИРГ им. П.В. Рамзаева А. Медведеву, Е. Храмцову и В. Яковлеву, а также сотрудникам Роспотребнадзора в Пермском крае М. Драчеву и Д. Муравьеву за помощь в отборе проб на объекте «Тайга». Авторы благодарят двух анонимных рецензентов за ценные замечания, которые позволили улучшить качество статьи. Работа в части написания и редактирования рукописи выполнена в рамках отраслевой программы Роспотребнадзора на 2021–2025 гг. «Научное обоснование национальной системы обеспечения санитарно-эпидемиологического благополучия, управления рисками здоровью и повышения качества жизни населения России» по теме: «Совершенствование и развитие методов мониторинга объектов окружающей среды в районах проведения мирных ядерных взрывов. Радиационно– гигиеническая характеристика источников питьевого водоснабжения».The authors express their gratitude to former employees of the Saint Petersburg Research Institute of Radiation Hygiene after Professor P.V. Ramzaev A. Medvedev, E. Khramtsov, and V. Yakovlev, as well as to employees of the Rospotrebnadzor branch in the Perm region M. Drachev and D. Muravyov for assistance in sampling at the “Taiga” site. The authors thank two anonymous reviewers for their constructive comments that improved the quality of the article. The article was written within the framework of the sectoral program of Rospotrebnadzor for 2021–2025: «Scientific substantiation of the national system for ensuring sanitary and epidemiological wellbeing, managing health risks and improving the quality of life of the population of Russia» on the topic: «Improving and developing methods for monitoring of environmental media in areas where peaceful nuclear explosions were performed. Radiation-hygienic characteristics of sources of drinking water supply».ReferencesFesenko S.V., Soukhova N.V., Sanzharova N.I. et al. Identification of processes governing long-term accumulation of 137Cs in forest trees following the Chernobyl accident // Radiation and Environmental Biophysics. 2001. Vol. 40. P. 105–113.Fesenko SV, Soukhova NV, Sanzharova NI, Avila R, Spiridonov SI, Klein D, et al. Identification of processes governing long-term accumulation of 137Cs in forest trees following the Chernobyl accident. Radiation and Environmental Biophysics. 2001;40: 105–113.IAEA – International Atomic Energy Agency. Handbook of Parameter Values for the Prediction of Radionuclide Transfer in Terrestrial and Freshwater Environments. Technical Report Series No. 472. IAEA, Vienna. 2010.IAEA – International Atomic Energy Agency. Handbook of Parameter Values for the Prediction of Radionuclide Transfer in Terrestrial and Freshwater Environments. Technical Report Series No. 472. IAEA, Vienna; 2010.Малюта О.В., Конаков Д.Е., Гончаров Е.А. Радиоэкологические исследования лесных экосистем Среднего Поволжья // Лесной журнал. 2010. № 4. С. 132–138.Malyuta OV, Konakov DE, Goncharov EA. Radioecological studies of forest ecosystems in Middle Povolzhje. Lesnoy zhurnal = Forest Journal. 2010;(4): 132–138 (In Russian).Раздайводин А.Н., Марадудин И.И., Радин А.И., Ромашкин Д.Ю. Радиоэкологические проблемы в лесах России // Лесохозяйственная информация. Электронный сетевой журнал. 2019. № 3. С. 116–133. DOI: 10.24419/LHI.2304-3083.2019.3.10 (Дата обращения: 27.06.2024).Razdaivodin AN, Maradudin II, Radin AI, Romashkin DYu. Radioecological problems in Russian forests. Lesokhozyaystvennaya informatsiya. Elektronnyy setevoy zhurnal = Forestry Information. Electronic Online Journal. 2019;(3): 116–133. DOI: 10.24419/LHI.2304-3083.2019.3.10 (Accessed: June 27, 2024) (In Russian).Ota M., Koarashi J. Contamination processes of tree components in Japanese forest ecosystems affected by the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident 137Cs fallout // Science of the Total Environment. 2022. Vol. 816. P. 151587.Ota M, Koarashi J. Contamination processes of tree components in Japanese forest ecosystems affected by the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plant accident 137Cs fallout. Science of the Total Environment. 2022;816: 151587.Evrard O., Clergue T.C., Chaboche P.A. et al. Research and management challenges following soil and landscape decontamination at the onset of the reopening of the Difficult-To-Return Zone, Fukushima (Japan) // Soil. 2023. Vol. 9, No. 2. P. 479–497.Evrard O, Clergue TC, Chaboche PA, Wakiyama Y, Thiry Y. Research and management challenges following soil and landscape decontamination at the onset of the reopening of the Difficult-To-Return Zone, Fukushima (Japan). Soil. 2023;9(2): 479–497.Турлай И.В., Чернушевич Г.А., Перетрухин В.В., Терешко В.В. Радиоактивное загрязнение древесины Чернобыльской зоны // Лесной журнал. 2001. № 2. С. 25–29.Turlay IV, Chernushevich GA, Peretrukhin VV, Tereshko VV. Radioactive contamination of wood in the Chernobyl zone. Lesnoy zhurnal = Forest Journal. 2001;(2): 25–29 (In Russian).Кадука М.В., Шутов В.Н., Брук Г.Я., Балонов М.И. Роль физико-химических свойств почвы в формировании радиоактивного загрязнения грибов // Радиационная гигиена. 2008. T. 1, № 1. С. 32–35.Kaduka M, Shutov V, Bruk G, Balonov M. Role of soil and climate characteristics in the formation of radioactive contamination of mushrooms. Radiatsionnaya Gygiena = Radiation Hygiene. 2008;1(1): 32–35 (In Russian).Holiaka D., Yoschenko V., Cherniaiev O.R. et al. Variability of activity concentrations and radial distributions of 137Cs and 90Sr in trunk wood of Scots pine and Silver birch // Journal of Environmental Radioactivity. 2023. Vol. 263. P. 107186.Holiaka D, Yoschenko V, Cherniaiev OR, Moskaliuk A, Lesnik O, Levchuk S, et al. Variability of activity concentrations and radial distributions of 137Cs and 90Sr in trunk wood of Scots pine and Silver birch. Journal of Environmental Radioactivity. 2023;263: 107186.Jouve A., Tikhomirov F.A., Grebenkov A. et al. Management of contaminated forests. In: Karaoglou A., Desmet G., Kelly G.N., Menzel H.G. (Eds.). The Radiological Consequences of the Chernobyl accident. Proceedings of the First International Conference. Minsk, Belarus, 18 to 22 March 1996. Luxembourg: Office for Official Publications of the European Communities, 1996. P. 389–400.Jouve A, Tikhomirov FA, Grebenkov A, Dubourg M, Belli M, Arkhipov N. Management of contaminated forests. In: Karaoglou A, Desmet G, Kelly GN, Menzel HG. (Eds.). The Radiological Consequences of the Chernobyl Accident. Proceedings of the First International Conference. Minsk, Belarus,18 to 22 March 1996. Luxembourg: Office for Official Publications of the European Communities; 1996: 389–400.Шубина О.А., Титов И.Е., Кречетников В.В., Санжарова С.И. Вопросы возвращения в хозяйственное использование территорий, временно выведенных из землепользования после аварии на ЧАЭС. «Актуальные вопросы радиоэкологии». Труды Федерального государственного бюджетного научного учреждения «Всероссийский научно-исследовательский институт радиологии и агроэкологии». Под ред. Н.И. Санжаровой. Обнинск, 2018. С. 99–119.Shubina OA, Titov IE, Krechetnikov VV, Sanzharova SI. Issues of return to economic use of territories temporarily withdrawn from land use after the Chernobyl accident. In: “Actual Problems of Radioecology”. Proceedings of the Federal State Budgetary Scientific Institution “All-Russian Research Institute of Radiology and Agroecology”. Ed.: Sanzharova NI. Obninsk; 2018: 99–119 (In Russian).Hostert P., Kuemmerle T., Prishchepov A. et al. Rapid land use change after socio-economic disturbances: the collapse of the Soviet Union versus Chernobyl // Environmental Research Letters. 2011. Vol. 6. P. 045201.Hostert P, Kuemmerle T, Prishchepov A, Sieber A, Lambin EF, Radeloff VC. Rapid land use change after socio-economic disturbances: the collapse of the Soviet Union versus Chernobyl. Environmental Research Letters. 2011;6: 045201.Matsala M., Bilous A., Myroniuk V. et al. The return of nature to the Chernobyl Exclusion Zone: increases in forest cover of 1.5 times since the 1986 disaster // Forests. 2021. Vol. 12. P. 1024.Matsala M, Bilous A, Myroniuk V, Holiaka D, Schepaschenko D, See L, et al. The return of nature to the Chernobyl Exclusion Zone: increases in forest cover of 1.5 times since the 1986 disaster. Forests. 2021;12: 1024.Koroleva T., Petrovsky V., Khitun O. Disturbance and recovery of vegetation at the sites of nuclear accidents in Arctic Yakutia. In: Proceedings from Kalmar ECO-TECH'07: Technologies for Waste and Wastewater Treatment, Energy from Waste, Remediation of Contaminated Sited, Emissions Related to Climate. November 26–28, 2007. Kalmar, Sweden. 2007. P. 607–615.Koroleva T, Petrovsky V, Khitun O. Disturbance and recovery of vegetation at the sites of nuclear accidents in Arctic Yakutia. In: Proceedings from Kalmar ECO-TECH'07: Technologies for Waste and Wastewater Treatment, Energy from Waste, Remediation of Contaminated Sited, Emissions Related to Climate. November 26–28, 2007. Kalmar, Sweden; 2007: 607–615.Ramzaev V., Mishin A., Golikov V. et al. Radioecological studies at the Kraton-3 underground nuclear explosion site in 1978–2007: a review // Journal of Environmental Radioactivity. 2009. Vol. 100. P. 1092–1099.Ramzaev V, Mishin A, Golikov V, Argunova T, Ushnitski V, Zhuravskaya A, et al. Radioecological studies at the Kraton-3 underground nuclear explosion site in 1978–2007: a review. Journal of Environmental Radioactivity. 2009;100: 1092–1099.Лурье А.А. Радиологическое исследование последствий ядерных взрывов с выбросом грунта на севере Пермской области. Часть 2. Радионуклиды в биосфере // АНРИ. 2002. № 3. С. 27–33.Lurie AA. Radioecological study of consequences of the underground nuclear explosions with soil excavation in the north of the Perm region. Part 2. Radionuclides in biosphere. ANRI. 2002;(3): 27–33 (In Russian).Ramzaev V., Repin V., Medvedev A. et al. Radiological investigations at the “Taiga” nuclear explosion site: Site description and in situ measurements // Journal of Environmental Radioactivity. 2011. Vol. 102. P. 672–680.Ramzaev V, Repin V, Medvedev A, Khramtsov E, Timofeeva M, Yakovlev V. Radiological investigations at the “Taiga” nuclear explosion site: Site description and in situ measurements. Journal of Environmental Radioactivity. 2011;102: 672–680.Fogh C.L., Andersson K.G. Dynamic behaviour of 137Cs contamination in trees of the Briansk region, Russia // Science of the Total Environment. 2001. Vol. 269. P. 105–115.Fogh CL, Andersson KG. Dynamic behaviour of 137Cs contamination in trees of the Briansk region, Russia. Science of the Total Environment. 2001;269: 105–115.Рамзаев В.П., Барковский А.Н., Варфоломеева К.В., Некрасов В.А. Радиационная обстановка в молодом сосновом лесу, выросшем после Чернобыльской аварии // Радиационная гигиена. 2023. T. 16, № 1. С. 40–51.Ramzaev VP, Barkovsky AN, Varfolomeeva KV, Nekrasov VA. Radiological situation in the young pine forest that grew after the Chernobyl accident. Radiatsionnaya Gygiena = Radiation Hygiene. 2023;16(1): 40–51 (In Russian).Рамзаев В.П., Барковский А.Н. Оценка вторичного радиоактивного загрязнения дезактивированного земляного участка, расположенного на территории зоны отдыха в лесистой местности // Радиационная гигиена. 2023. T. 16, № 2. С. 52–64.Ramzaev VP, Barkovsky AN. Assessment of secondary radioactive contamination of a decontaminated land plot located on the territory of a recreation base in a wooded area. Radiatsionnaya Gygiena = Radiation Hygiene. 2023;16(2): 52–64 (In Russian).Мирные ядерные взрывы: обеспечение общей и радиационной безопасности при их проведении / Колл. авторов под. рук. проф. В.А. Логачева. М.: Изд.АТ, 2001. 519 с.Peaceful Nuclear Explosions: Guarantees of General and Radiation Safety. Ed.: Logachev VA. Moscow: Izd. AT; 2001. 519 p. (In Russian).Gedeonov A.D., Petrov E.R., Savopulo M.I., Shkroev V.Y. Plutonium-239, 240, plutonium-238 and γ-emitting radionuclides in environmental samples near peaceful underground nuclear explosion site «Taiga» (European North-East Russia). In: Borretzen P., Jolle T., Strand P. (Eds.). Proceedings from the International Conference on Radioactivity in the Environment, September 1–5, 2002, Monaco. 2002.Gedeonov AD, Petrov ER, Savopulo MI, Shkroev VY. Plutonium-239, 240, plutonium-238 and γ-emitting radionuclides in environmental samples near peaceful underground nuclear explosion site «Taiga» (European North-East Russia). In: Borretzen P, Jolle T, Strand P. (Eds.). Proceedings from the International Conference on Radioactivity in the Environment, 1–5 September, 2002, Monaco; 2002.Ramzaev V., Repin V., Medvedev A. et al. Radiological investigations at the “Taiga” nuclear explosion site, part II: man-made γ-ray emitting radionuclides in the ground and the resultant kerma rate in air // Journal of Environmental Radioactivity. 2012. Vol. 109. P. 1–12.Ramzaev V, Repin V, Medvedev A, Khramtsov E, Timofeeva M, Yakovlev V. Radiological investigations at the “Taiga” nuclear explosion site, part II: man-made γ-ray emitting radionuclides in the ground and the resultant kerma rate in air. Journal of Environmental Radioactivity. 2012;109: 1–12.Щеглов А.И., Цветнова О.Б., Касацкий А.А. Динамика загрязнения 137Cs различных компонентов лесных экосистем Брянского Полесья // Вестник Московского университета. Серия 17. Почвоведение. 2014. № 3. С. 17–22.Shcheglov AI, Tsvetnova OB, Kasatskiy AA. Pollution dynamics 137Cs of the various components of forest ecosystems Bryansk Polesye. Vestnik Moskovskogo universiteta. Seriya 17. Pochvovedeniye = Bulletin of Moscow University. Series 17. Soil Science. 2014;(3): 17–22 (In Russian).Soukhova N.V., Fesenko S.V., Klein D. et al. 137Cs distribution among annual rings of different tree species contaminated after the Chernobyl accident // Journal of Environmental Radioactivity. 2003. Vol. 65. P. 19–28.Soukhova NV, Fesenko SV, Klein D, Spiridonov SI, Sanzharova NI, Badot PM. 137Cs distribution among annual rings of different tree species contaminated after the Chernobyl accident. Journal of Environmental Radioactivity. 2003;65: 19–28.Рамзаев В.П., Репин В.С. Радиоактивные стекловидные включения в почве, отобранной на месте проведения мирных подземных ядерных взрывов проекта «Тайга», Пермский край, Россия // Радиационная гигиена. 2024. T. 17, № 2. С. 148–159.Ramzaev VP, Repin VS. Radioactive glassy inclusions in the soil sampled at the “Taiga” peaceful underground nuclear explosions site (the Perm region, Russia). Radiatsionnaya Gygiena = Radiation Hygiene. 2024;17(2): 148–159.Рамзаев В.П., Репин В.С. Удельная активность 60Co, 137Cs и 241Am в просеянной почве и почвенных включениях с места проведения мирных ядерных взрывов «Тайга» // Радиационная гигиена. 2024. T. 17, № 3. С. 79–92.Ramzaev VP, Repin VS. Activity concentrations of 60Co, 137Cs and 241Am in sieved soil and soil inclusions from the «Taiga» peaceful nuclear explosions site. Radiatsionnaya Gygiena = Radiation Hygiene. 2024;17(3):79–92.Рамзаев В.П., Барковский А.Н., Варфоломеева К.В. Вертикальное распределение 137Cs в дерново-подзолистой песчаной почве на лугах и в лесах Брянской области в 2015–2016 гг. // Радиационная гигиена. 2019. T. 12, № 3. С. 27–41.Ramzaev VP, Barkovsky AN, Varfolomeeva KV. Vertical distribution of 137Cs in soddy-podzolic sandy soil in grasslands and forests of the Bryansk region in 2015–2016. Radiatsionnaya Gygiena = Radiation Hygiene. 2019;12(3): 27–41 (In Russian).

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