Assessment of Radiation Impact on the Freshwater Ecosystem Contaminated after the Accident at the Chemical Plant "Mayak"

Capa

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Acesso é pago ou somente para assinantes

Resumo

An analysis was performed on the effects of radiation exposure on hydrobionts (phytoplankton, zooplankton, zoobenthos) of a freshwater body — Lake Urus Kul, located in the near zone of the accident at the "Mayak" radiochemical chemical plant — over a period of 50 years after the entry of radionuclides into the lake. The radiation doses received by these organisms during their lifetime were estimated. It was shown that in the lake subjected to radiation exposure, phytoplankton, zooplankton, and macrozoobenthos are characterized by significantly lower diversity and biomass, and large-sized forms that received high doses after the accident at the Mayak Chemical Combine were absent. The replacement of large-sized forms of biota species is most pronounced in macrozoobenthos, where species diversity decreased most significantly — from 12 to 7 species, which allows for consideration of macrozoobenthos as a critical group of aquatic organisms. The intensity of doses on hydrobionts decreased rapidly and reached ecologically tolerable limits 5–10 years after the lake's contamination. The restoration of the ecosystem's structure was occurring rather slowly. This suggests that the ecosystem of the affected lake was pushed back to an earlier stage of succession and the restoration of this water body's ecosystem after a radiation exposure is a long-term process.

Sobre autores

S. Fesenko

Federal State Budgetary Institution "All-Russian Research Institute of the National Research Center "Kurchatov Institute"

Email: Corwin_17F@mail.ru
ORCID ID: 0000-0003-1238-3689
Obninsk, Russia

Bibliografia

  1. Алексахин Р.М., Крышев И.И., Фесенко С.В., Санжарова Н.И. Радиоэкологические проблемы ядерной энергетики. Атомная энергия. 1990; 68(5):320–328
  2. Alexakhin R.M., Kryshev I.I., Fesenko S.V., Sanzharova N.I. Radioecological problems of nuclear power engineering. Atomic Energy. 1990; 68(5):320–328. (In Russ.).
  3. Алексахин Р.М., Фесенко С.В. Радиационная защита окружающей среды: антропоцентрический и экоцентрический принципы. Радиационная биология. Радиоэкология. 2004;44(1):93–103.
  4. Alexakhin R.M., Fesenko S.V. Radiation protection of the Environment: anthropocentric and ecocentric principles. Radiation Biology. Radioecology. 2004; 44(1):93–103. (In Russ.).
  5. UNSCEAR2016 Report to the General Assembly, with Scientific Annexes. New York: United Nations. 2017.
  6. Алексахин Р.М., Булдаков Л.А., Губанов В.А. и др. Крупные радиационные аварии: последствия и защитные меры. М.: ИздАт, 2001. 752 c.
  7. Alexakhin R.M., Buldakov L.A., Gubanov V.A. et al. Heavy radiation accidents: consequences and protective measures. M: IzdAt, 2001. 752 p. (In Russ.).
  8. Гераськин С.А., Фесенко С.В., Алексахин Р.М. Воздействие аварийного выброса Чернобыльской АЭС на биоту. Радиационная биология. Радиоэкология. 2006; 46:178–188.
  9. Geras’kin S.A., Fesenko S.V., Alexakhin R.M. The Effects of Non-Human Kinds of Irradiation after the ChNPP Accident. Radiation Biology. Radioecology. 2006; 46:178–188. (In Russ.).
  10. Fesenko S. Review of radiation effects in non-human species in areas affected by the Kyshtym accident. J. Radiol. Prot. 2019; 39(1):1–17.
  11. Fesenko S.V., Alexakhin RM, Geras’kin SA. et al. Comparative radiation impact on biota and man in the area affected by the accident at the Chernobyl nuclear power plant. J. Environ. Radioact. 2005; 80:1–25.
  12. Фесенко С.В., Алексахин Р.М., Гераськин С.А. и др. Сравнительная оценка радиационного воздействия на биоту и человека в 30-километровой зоне Чернобыльской АЭС. Радиационная биология. Радиоэкология. 2004; 44(6):618–626.
  13. Fesenko S.V., Alexakhin R.M., Geras’kin S.A. et al. Comparative assessment of radiation effects on biota and humans in the 30-km zone of the Chernobyl NPP. Radiation Biology. Radioecology. 2004; 44(6):618–626 (In Russ.).
  14. Belyaev V.V., Volkova O.M., Gudkov D.I., Prishlyak S.P., Skyba V.V. Radiation dose reconstruction for higher aquatic plants and fish in Glybokoe Lake during the early phase of the Chernobyl accident. J. Environ. Radioact. 2023; 263:107169
  15. Левина С.Г., Аклеев А.В. Современная радио­экологическая характеристика озерных экосистем восточно-уральского радиоактивного следа. М.: ФМБА, 2009. 264 c.
  16. Levina S.G., Akleev A.V. Sovremennaja radiojekologicheskaja harakteristika ozernyh jekosistem vostochno-ural'skogo radioaktivnogo sleda. M.: FMBA, 2009. 264 p. (In Russ.).
  17. Шеханова И.А. Радиоэкологические аспекты защиты поверхности вод при мирном использовании ядерной энергии. Проблемы и задачи радиоэкологии животных M.: Наука, 1980. 14–35.
  18. Shehanova I.A. Radiojekologicheskie aspekty zashhity poverhnosti vod pri mirnom ispol'zovanii jadernoj jenergii. Problemy i zadachi radiojekologii zhivotnyh. M.: Nauka, 1980. 14–35. (In Russ.).
  19. Фесенко С.В. Действие радиационного фактора на экосистему пресноводного водоема. Диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук. М.: МИФИ, 1993. 183 с.
  20. Fesenko S.V. Dejstvie radiacionnogo faktora na jekosistemu presnovodnogo vodoema. Dissertacija na soiskanie uchenoj stepeni kandidata fiziko­matematicheskih nauk. M.: MIFI, 1993.183 p. (In Russ.).
  21. Фесенко С.В., Сафронова Н.Г., Скотникова О.Г., Скрябин А.М. Прогнозирование миграции радионуклидов в пресноводном непроточном водоеме. Бюллетень радиационной медицины. 1986; 4:31–38.
  22. Fesenko S.V., Safronova N.G., Skotnikova O.G., Skryabin A.M. Prediction of radionuclide migration in freshwater non-current water body. Bulletin of Radiation Medicine. 1986; 4:31–38. (In Russ.).
  23. Фесенко С.В., Скотникова О.Г. Математическая модель миграции нуклидов в непроточном водоеме. В кн.: Радиационная безопасность и защита АЭС, M.: Энергоиздат. 1986; 10:117–122.
  24. Fesenko S.V., Skotnikova O.G. Matematicheskaja model' migracii nuklidov v neprotochnom vodoeme = Mathematical model of radionuclide migration in a closed (non-flowing) water body. In: Radiacionnaja bezopasnost' i zashhita AjeS = Radiation safety and protection of nuclear power plants (NPPs). M.: Jenergoizdat. 1986; (10):117–122. (In Russ.).
  25. Батурин В.А., Фесенко С.В., Водовозова И.Г., Константинов И.Е., Скотникова О.Г. Модель миграции радионуклидов в донных отложениях и грунте непроточного водоема. В кн.: Радиоактивные изотопы в почвенных и пресноводных системах. Свердловск, 1981.  С. 67–70.
  26. Baturin V.A., Fesenko S.V., Vodovozova I.G., Konstantinov I.E., Skotnikova O.G. Model' migracii radionuklidov v donnyh otlozhenijah i grunte neprotochnogo vodoema = Model of radio­nuclide migration in sediments of a closed (non­flowing) water body. In: Radioaktivnye izotopy v pochvennyh i presnovodnyh sistemah = Radioactive isotopes in terrestrial and freshwater ecosystems. Sverdlovsk, 1981; 67–70. (In Russ.).
  27. Смагин А.И. Экология водоемов зоны техногенной радиационной аномалии на Южном Урале. Диссертация на соискание ученой степени доктора биологических наук. Пермь, 2008. 382 с.
  28. Smagin A.I. Jekologija vodoemov zony tehnogennoj radiacionnoj anomalii na Juzhnom Urale. Dissertacija na soiskanie uchenoj stepeni doktora biologicheskih nauk = Ecology of Water Bodies in the Technogenic Radiation Anomaly Zone of the Southern Urals. Dissertation submitted in candidacy for the degree of Doctor of Biological Sciences. Perm', 2008. 382 p. (In Russ.).
  29. Фесенко С.В., Скотникова О.Г., Скрябин А.М., Сафронова Н.Г., Гонтаренко И.А. Моделирование долгосрочной миграции 137Cs и 90Sr в непроточном пресноводном водоеме. Радиационная биология. Радиоэкология. 2004; 44(4):466–472.
  30. Fesenko S.V., Skotnikova O.G., Skryabin A.M., Safronova N.G., Gontarenko I.A. Modeling of long-term migration of 137Cs and 90Sr in a non-current freshwater body. Radiation Biology. Radioecology. 2004; 44(4):466–472. (In Russ.).
  31. Kryshev A.I. Model reconstruction of 90Sr concentrations in fish from 16 Ural lakes contaminated by the Kyshtym accident of 1957. J. Environ. Radioact. 2003; 64(1):67–84.
  32. Фесенко С.В. Реконструкция доз облучения пресноводных организмов, подвергшегося загрязнению после аварии на химкомбинате “Маяк”. Радиационная биология. Радиоэкология. 2024; 64(6): 664–668.
  33. Fesenko S.V. Reconstruction of radiation doses to freshwater organisms contaminated after the accident at the “Mayak” chemical plant. Radiation biology. Radioecology. 2024; 64(6): 664–668. (In Russ.).
  34. Одум Ю. Экология: В 2-х т. М.: Мир, 1986. Т. 2. 376 с.
  35. Odum Yu. Fundamentals of Ecology. Third edition. W.B. Saunders company. Philadelphia, London, Toronto, 1971. 384 p. (In Russ.).
  36. Строганов Н.С. Токсическое загрязнение водоемов и деградация водных экосистем. В кн.: Итоги науки и техники ВИНИТИ. Общая экология, биогеоценология, гидробиология. М.: 1976; (3):5–47.
  37. Stroganov N.S. Toksicheskoe zagrjaznenie vodoemov i degradacija vodnyh jekosistem. In: Itogi nauki i tehniki VINITI. Obshhaja jekologija, biogeocenologija, gidrobiologija=Toxic Contamination of Water Bodies and Degradation of Aquatic Ecosystems. In: Advances in Science and Technology, VINITI. General Ecology, Biogeocenology, Hydrobiology. M.: 1976; 3:5–47. (In Russ.).
  38. Федоров В.Д. Концепция устойчивости экологических систем // Всесторонний анализ природной окружающей среды.  Л.: Гидрометеоиздат, 1975. С. 207–217.
  39. Fedorov V.D. The concept of sustainability of ecological systems. Comprehensive analysis of the natural environment. L.: Gidrometeoizdat, 1975. P. 207–217. (In Russ.).
  40. Федоров В.Д., Сахаров В.Б., Левич А.П. Количественные подходы к проблеме оценки нормы и патологии экосистем. В кн.: Человек и биосфера. М.: изд-во Моск. ун-та, 1980; (5):12–24.
  41. Fedorov V.D., Saharov V.B., Levich A.P. Kolichestvennye podhody k probleme ocenki normy i patologii jekosistem. V kn.: Chelovek i biosfera. Quantitative Approaches to the Problem of Assessing Norm and Pathology in Ecosystems. In: Man and the Biosphere. M.: izd-vo Mosk. un-ta, 1980; (5):12–24. (In Russ.).
  42. География и мониторинг биоразнообразия. М.: Издательство Научного и методического центра. Экоцентр МГУ. 2002. 432 с.
  43. Geografija i monitoring bioraznoobrazija. Izdatel'stvo Nauchnogo i metodicheskogo centra = Geography and Monitoring of Biodiversity”. Jekocentr MSU, 2002. 432 p. (In Russ.).
  44. Лебедева Н.В., Дроздов Н.Н., Криволуцкий Д.А. Биоразнообразие и методы его оценки. М.: Изд-во МГУ, 1999. 94 с.
  45. Lebedeva N.V, Drozdov N.N., Krivoluckij D.A. Bioraznoobrazie i metody ego ocenki = Biodiversity and Methods for its Evaluation. M.: Izd-vo MSU, 1999. 94 p. (In Russ.).
  46. Федоров В.Д., Левич А.П. Откуда берутся индексы разнообразия? В кн.: Человек и биосфера. М.: МГУ, 1980. С. 164–184.
  47. Fedorov V.D., Levich A.P. Otkuda berutsja indeksy raznoobrazija? = Where do Diversity Indices Come From? In: Chelovek i biosfe­ra = Man and the Biosphere. M.: MGU, 1980.  S. 164–184. (In Russ.).
  48. Балабанова З.М. Химизм озер Восточного склона Урала и Зауральской равнины. Труды Уральского отд. ВНИОХР. 1949. № 4. С. 10–20.
  49. Balabanova Z.M. Himizm ozer Vostochnogo sklona Urala i Zaural'skoj ravniny. Trudy Ural'skogo otd. VNIOHR; 1949; 4:10–20. (In Russ.).
  50. Ровинский Ф.Я. Поведение стронция 90 и некоторых других долгоживущих продуктов деления в непроточных водоемах. Дисс. на соискание ученой степени к. х. н. Инв. № 44/9с, M.: ИПГ, 1964 . 162 с.
  51. Rovinsky F.Ya. Behavior of strontium 90 and some other long–lived fission products in non–current water bodies. Dissertation for the degree of Candidate of Chemical Sciences. Inv. No. 44/9c. M.: IPG, 1964. 162 p. (In Russ.).
  52. Анисимов И.М., Лавровский В.В. Ихтиология. М.: Высшая школа, 1983. 255 с.
  53. Anisimov I.M., Lavrovskij V.V. Ihtiologija. M.: Vysshaja shkola, 1983. 255 p. (In Russ.).
  54. Margalef R. Temporal succession and spatial hetero­geneity in phytoplankton. In: Perspectives in Marine Biology. Berkeley: Univ. of California Press, 1958. P. 323–347.
  55. Menhinick E.F. A comparison of some species-individuals diversity indices applied to samples of field insects. Ecology, 1964; (45):859–861.
  56. Shannon С.В., Weaver W. The mathematical theory of communication. Urbana (Illinois): Univ. of Illinois Press, 1963. 345 р.
  57. Simpson E.H. Measurement of diversity. Nature. 1949; 163(4148): 668.
  58. Pielou E.C. Ecological Diversity. NY.: Gordon & Breach Sci. Publ., 1975. 165 p.
  59. US DOE2002. A graded approach for evaluating radiation doses to aquatic and terrestrial biota. Technical Standard DOE-STD 1153–2002. Washington DC: United States Department of Energy; 2002.
  60. Larsson C.M. An overview of the ERICA integrated approach to the assessment and management of environmental risks from ionising contaminants. J. Environ. Radioact. 2008; (99):1364–1370.
  61. Fesenko S.V. Reconstruction of radiation doses to freshwater organisms contaminated after the accident at the Mayak chemical plant. Biology Bulletin, 2024; 51(12): 3897–3916.
  62. IAEA 1976. Effects of ionizing radiation on aquatic organisms and ecosystems, technical reports series No. 172, IAEA, Vienna (1976)
  63. UNSCEAR1996. Sources and effects of ionizing radiation. Report to the General Assembly, with scientific annexes, ANNEX: Effects of radiation on the environment. New York: United Nations, 1996. 85 p.
  64. UNSCEAR2008. Sources and effects of ionizing radiation. Report to the General Assembly, with scientific annexes, Annex E. New York: United Nations, 2011. P. 221–313.
  65. Geras’kin S.A., Fesenko S.V., Volkova P. Yu., and Isamov N.N. What have we learned about the biological effects of radiation from the 35 years of analysis of the consequences of the Chernobyl NPP accident? Biology Bulletin. 2021; 48(12):2105–2126.
  66. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. 2-е изд., доп. Москва: Гидрометеоиздат, 1984. 560 с. [Izrajel' Ju.A. Jekologija i kontrol' sostojanija prirodnoj sredy = Ecology and Environmental Monitoring, 2-e izd., dop. M.: Gidrometeoizdat, 1984. 560 p.].

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2025