Моделирование нисходящего переноса 210Pb на примере естественного торфяника Иласского болотного массива европейской субарктики России: модель IP-CRS

Автор: Яковлев Е.Ю., Кудрявцева А.А., Орлов А.С.

Статья в выпуске: 7 (343), 2023 года.

Бесплатный доступ

В статье представлены результаты моделирования переноса 210Pb вниз по торфяному керну для естественного болотного массива Иласский. В керне послойно исследованы активности радионуклидов 210Pb и 137Cs. Из-за неэкспоненциального снижения активности 210Pb возможны значительные ошибки в определении возраста и скоростей накопления торфа при применении классических моделей датирования. В статье приведены данные 210Pb-датирования, полученные по модели IP-CRS. Анализ данных показал, что вертикальное распределение 137Cs и 210Pb связано с параметрами торфа: зольностью и насыпной плотностью. Датирование керна по 210Pb показало для глубины 17-19 см возраст 1963-й год, что согласуется с данными 137Cs. Датировку данного горизонта косвенно подтверждают данные зольности и насыпной плотности торфа. Перечисленное подтверждает правильность и адекватность выбранной модели датирования естественного торфяника. Пик содержания антропогенных радионуклидов в торфяных отложениях соответствует 1963-му году - дате подписания Договора о частичном запрещении ядерных испытаний, который является ориентиром для геохронологических исследований. Приведённые в исследовании результаты линейной скорости накопления, скорости накопления массы торфяной залежи и величина атмосферного потока 210Pb хорошо согласуются с данными по торфяникам Северной Европы и Европейской Cубарктики России.

Еще

Торфяной керн, скорость торфонакопления, 210pb, 137cs, миграция радионуклидов, моделирование ip-crs, иласский болотный массив

Короткий адрес: https://sciup.org/149143566

IDR: 149143566 | DOI: 10.19110/geov.2023.7.5

Список литературы Моделирование нисходящего переноса 210Pb на примере естественного торфяника Иласского болотного массива европейской субарктики России: модель IP-CRS

Бахур А. Е., Мануилова Л. И., Зуев Д. М., Овсянникова Т. М., Трухина Т. П. Методика измерений удельной активности полония-210 (210Po) и свинца-210 (210Pb) в пробах почв, грунтов, донных отложений, горных пород и строительных материалов на их основе альфа-бета-радиометрическим методом с радиохимической подготовкой: Методика: ФР.1.40.2013.15381. М.: ВИМС, 2013. 17 с. Bahur, A. E.; Manuilova, L. I.; Zueva, D. M.; Ovsyannikova, T. M.; Trukhina, T. Metodika izmerenij udel'noj aktivnosti poloniya-210 (210Po) i svinca-210 (210Pb) v probah pochv, gruntov, donnyh otlozhenij, gornyh porod i stroitel'nyh materialov na ih osnove al'fa-beta-radiometricheskim metodom s radiohimicheskoj podgotovkoj (The method for measuring the specific activity of Polonium-210 (210Po) and Lead-210 (210Pb) in samples of soils, soils, bottom sediments, rocks and building materials based on them by radiometric method with radiochemical preparation). Moscow: VIMS, 2013, 17 p.
ГОСТ 27784-88. Почвы. Методы определения зольности торфяных и оторфованных горизонтов почв. М.: Изд-во стандартов, 1988. 7 с. GOST 27784-88. Soils. Pochvy. Metody opredeleniya zol'nosti torfyanyh i otorfovannyh gorizontov pochv (Methods for determination of ash content in peat and peat-containing soil horizons). 1988. Moscow: Standards publishing house, 1988, p. 7.
ГОСТ 28268-89. Почвы. Методы определения влажности, максимальной гигроскопической влажности и влажности устойчивого завядания растений. М.: Стандарт-информ, 1989. 8 с. GOST 28268-89. Pochvy. Metody opredeleniya vlazhnosti, maksimal'noj gigroskopicheskoj vlazhnosti i vlazhnosti ustojchivogo zavyadaniya rastenij (Soils. Methods of determination of moisture, maximum hygroscopic moisture and moisture of steady plant fading). Moscow: Standartinform: 1989, p. 8.
Рекомендация МВИ. МH 3421-2010. Методика выполнения измерений объемной и удельной активности гамма-излучающих радионуклидов на гамма-спектрометрах с полупроводниковыми детекторами. Минск: Изд-во Белорусского гос. ин-та метрологии, БелГИМ, 2010. Recommendation MVI. MN 3421-2010. Metodika vypolneniya izmerenij ob"emnoj i udel'noj aktivnosti gammaizluchayushchih radionuklidov na gamma-spektrometrah s poluprovodnikovymi detektorami (MVI Recommendation Method for performing measurements on a gamma spectrometer). Minsk: BelGIM, 2010.
Яковлев Е. Ю., Очеретенко А. А., Спиров Р. К., Мищенко Е. В., Жуковская Е. В. Применение метода моделирования по типу Монте-Карло для оценки погрешностей 210Pb-датирования торфяных отложений Европейской Субарктики России (на примере Архангельской области) // Вестник геонаук. 2020. № 7. С. 18—27. DOI:10.19110/geov.2020.7.3 Yakovlev, E. U.; Ocheretenko, A. A.; Spirov, R. K.; Mishchenko, E. V.; ZHukovskaya, E. V. Primenenie metoda modelirovaniya po tipu Monte-Karlo dlya ocenki pogreshnostej 210Pb-datirovaniya torfyanyh otlozhenij evropejskoj subarktiki Rossii (na primere Arhangel'skoj oblasti) (Application of Monte Carlo modelling to estimate 210Pb dating errors in peat deposits of the European subarctic of Russia (case study of the Arkhangelsk region)). Vestnik of Geosciences, 2020, No. 7, pp. 18—27, DOI:10.19110/geov.2020.7.3
Cwanek A., Łokas E., Mitchell E. A. D., Mazei Y., Gaca P., Milton J. A. Temporal variability of Pu signatures in a 210Pbdated Sphagnum peat profile from the Northern Ural, Russian Federation // Chemosphere, 2021. No. 281. P. 130962. DOI:10.1016/j.chemosphere.2021.130962
Fialkiewicz-Koziel B., Kolaczek P., Piotrowska N., Michczynski A., Lokas E., Wachniew P., Woszczyk M., Sensula B. Highresolution age-depth model of a peat bog in Poland as an important basis for paleoenvironmental studies // Radiocarbon, 2014. No. 56, P. 109—125. DOI:10.2458/56.16467
Fialkiewicz-Koziel B., Lokas E., Galka M., Kolaczek P., De Vleeschouwer F., Le Roux G., Smieja-Krol B. Influence of transboundary transport of trace elements on mountain peat geochemistry (Sudetes, Central Europe) // Quaternary Science Reviews, 2020. No. 230, P. 106162. DOI: 10.1016/j.quascirev.2020.106162
Magiera T., Szuszkiewicz M. M., Michczyński A., Chróst L., Szuszkiewicz M. Peat bogs as archives of local ore mining and smelting activities over the centuries: A case study of Miasteczko Śląskie (Upper Silesia, Poland) // CATENA, 2021. No. 198, P. 105063. DOI: 10.1016/j.catena.2020.105063
Mroz T., Lokas E., Kocurek J., Gasiorek M. Atmospheric fallout radionuclides in peatland from Southern Poland // Journal of Environmental Radioactivity, 2017. No. 175—176, P. 25—33. DOI: 10.1016/j.jenvrad.2017.04.012
Ndiaye A., Bentaleb I., Favier C., Fourel F., Sebag D., Fall M., Giresse P., Diouf B. Reconstruction of the holocene climate and environmental changes of Niayes peat bog in northern coast of Senegal (NW Africa) based on stable isotopes and charcoals analysis. Quaternary Science Reviews, 2022. No. 289, P. 107609. DOI: 10.1016/j.quascirev.2022.107609
Olid C., Diego D., Garcia-Orellana J., Cortizas A. M., Klaminder J. Modeling the downward transport of 210Pb in Peatlands: Initial Penetration-Constant Rate of Supply (IP-CRS) model // Science of The Total Environment, 2016. No. 541. P. 1222—1231. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2015.09.131
Paatero J., Jaakkola T., Kulmala S. Lichen (sp. Cladonia) as a deposition indicator for transuranium elements investigated with the Chernobyl fallout // Journal of Environmental Radioactivity, 1998. No. 38. P. 223—247. DOI: 10.1016/S0265-931X(97)00024-6
Putyrskaya V., Klemt E., Röllin S., Corcho-Alvarado J., Sahli H. Dating of recent sediments from Lago Maggiore and Lagodi Lugano (Switzerland/Italy) using 137Cs and 210Pb // Journal of Environmental Radioactivity, 2020. No. 212. P. 106135. DOI: 10.1016/j.jenvrad.2019.106135
Sanchez-Cabeza J. A., Ruiz-Fernandez A. N., Ontiveros-Cuadras J. F., Perez Bernal L. H., Olid C. Monte Carlo uncertainty calculation of 210Pb chronologies and accumulation rates of sediments and peat bogs // Quaternary Geochronology, 2014. No. 23. P. 80—93. DOI: 10.1016/j.quageo.2014.06.002
Schleich B. N., Degering D., Unterricker S. Natural and artificial radionuclides in forest and bog soils: Tracers for migration processes and soil development // Radiochimica Acta, 2000. No. 88. P. 803—808. DOI: 10.1524/ract.2000.88.9-11.803
Sun A., Yang Y., Wu H., Ran M. Climate change on the northeastern Tibetan Plateau during the past~600 years inferred from peat pollen records // Review of Palaeobotany and Palynology, 2020. No. 276, P. 104194. DOI: 10.1016/j.revpalbo.2020.104194
Vaasma T., Karu H., Kiisk M., Pensa M., Isakar K., Realo E., Alliksaar T., Traczyk H. A. Pb-210 and fly ash particles in ombrotrophic peat bogs as indicators of industrial emissions // Journal of Environmental Radioactivity, 2017. No. 174. P. 78—86. DOI:10.1016/j.jenvrad.2016.07.027
Yakovlev E., Spirov R., Druzhinin S., Ocheretenko A., Druzhinina A., Mishchenko E., Zhukovskaya E. Atmospheric fallout of radionuclides in peat bogs in the Western Segment of the Russian Arctic // Environmental Science and Pollution Research, 2021, without a number. P. 1—11. DOI: 10.1007/s11356-020-12224-7
Zhao X., Hou X., Zhang D., Yang Y., Huang Z., Liu Q. Records of iodine isotopes (129I, 127I) in the Barkol peat bog from northwest China and their sources, transport and preservation // Chemosphere, 2021. No. 279, P. 130531. DOI: 10.1016/j.chemosphere.2021.130531

Еще

Статья научная