Аннотация результатов, полученных в 2018 году
Ландшафтно-геохимические процессы, определяющие миграционные потоки элементов и их формы нахождения в окружающей среде, обуславливают их региональные фоновые уровни и формирование природных и антропогенных аномалий. Очевидно, что для Арктической зоны, значительного времени года находящейся под плотным снежным покровом, именно перенос вещества в атмосфере является наиболее важным источником поступления химических элементов и радионуклидов в поверхностные экосистемы, и этот перенос создает значительный вклад в формирование современного геохимического фона поверхностных ландшафтов арктического региона Сибири. Наиболее часто используемые изотопные индикаторы атмосферных выпадений – это такие радионуклиды как Be-7, Pb-210 и Cs-137. Основными природными планшетами для изучения геохимических характеристик атмосферных выпадений радиоактивных элементов являются в летний период мхи, лишайники и однолетняя хвоя лиственницы, кедра и сосны (Dowdall et al., 2005; Aleksiayenak et al., 2013; Bagheri et al., 2017; Długosz-Lisiecka, 2017) и в зимний период снежный покров (Siudek et al., 2015; Wang et al., 2015; Гарманова и Ларина, 2012). Радиоактивные изотопы природного происхождения Be-7 и Pb-210 в значительных количествах поступают на земную поверхность из атмосферы в зависимости от времени года и погодных условий. Так, Be-7 (период полураспада составляет 53 дня) является космогенным изотопом, образующимся в верхних слоях атмосферы (Baskaran M. 2001). Pb-210 (период полураспада составляет 22 года) является дочерним продуктом Rn-222, образующегося в результате радиоактивного распада радионуклидов ряда U-238 и поступающего в атмосферу с поверхности земли (Baskaran M. 2001). Поэтому на земную поверхность он выпадает преимущественно из нижних частей атмосферы. Сs-137 (период полураспада составляет 30,2 лет) – техногенный изотоп, который появился в окружающей среде в результате испытаний ядерного оружия, а также аварий на предприятиях ядерного цикла (Bonnett and Applby, 1991, Lujanien et al., 2014). На данный момент так как ядерные испытания не проводятся уже давно, то выпадения этого радионуклида из атмосферы можно считать результатом выдувания почвенных частиц с поверхности земли и последующие их осаждение. Эти изотопы выпадают на земную поверхность в сорбированном на аэрозольных и пылевых частицах виде вместе с атмосферными осадками и «сухими» выпадениями. По вопросам выпадения Be-7, Pb-210 территория Западной Сибири изучена достаточно слабо, а по арктической части работ по выпадениям Be-7, Pb-210 практически нет. В нашей работе поставлена цель рассмотреть распределение этих радионуклидов в совокупности с широким спектром микро и макроэлементов. Целью первого года было сделать предварительный отбор проб (мхов, лишайников, хвои лиственницы и кедра), для получения первоначальных сведений о распределении радионуклидов – маркеров атмосферных выпадений в совокупности с микро и макроэлементами. При изучении образцов покрова лишайников и мха планировалось получить данные о накоплении ими химических элементов и изотопов происходящем в течении нескольких лет. По образцам хвои лиственницы и однолетней хвои (последних междоузлий ветвей) кедра планировалось получить информацию о накоплении ими элементов и радионуклидов за период их вегетации. В то время как отобранные в конце апреля пробы снега отражают накопление атмосферных накоплений за предшествующие 8 месяцев. Было проведено три экспедиционных поездки по теме проекта. Две из них - осенью и весной, в северной части Западной Сибири (на территории ЯНАО), и одна из них - весной в южной части Западной Сибири (на территории Алтайского края, Республики Алтай, Новосибирской области). В сентябре 2018 г. пробы были отобраны на территории Ямало-Ненецкого автономного округа в районе г. Новый Уренгой. Отбор проб осуществлялся вдоль автотрасс г. Новый Уренгой – п. Ямбург (северное направление), г. Новый Уренгой – г. Тарко-Сале (восточное направление до п. Коротчаево и далее южное направление) и г. Новый Уренгой – г. Надым (западное направление). При выборе точек наблюдения учитывалось распространение покрова лишайника, наличия хвойных деревьев. Отбирались наиболее распространенные виды мхов (Hylocomium splendens), лишайников (Cladonia stellaris), хвои кедра (Pinus sibirica) и лиственницы (Larix sibirica). Эти образцы позволили нам оценить состав атмосферных выпадений в Арктической зоне за летний период 2018 года. Определение содержаний Вe-7, Cs-137 и Pb(атм)-210 в исследуемых образцах лишайников, мхов и хвои проводилось методом полупроводниковой гамма-спектрометрии на основе колодезного HPGe детектора GWL-220-15. Макро- и микроэлементы определялись методом ICP-MS и ICP-AES, а также методом ААС. Перевод проб в раствор для этих методов осуществлялся методом кислотного разложения с использованием системы микроволновой печи MARS-5 CEM Corporation. Проведенные предварительные исследования показали, что плотности выпадений Be-7, Pb-210 (Бк/м2), а также Cs-137(Бк/м2) для мхов и лишайников в исследуемом районе в целом находятся на одном уровне (лишайники (Бк/м2): Be-7 = 307, Pb-210 = 704, Cs -137 = 30; мхи (Бк/м2): Be-7 = 311, Pb-210 = 912, Cs-137 = 30). В двух этих компонентах наблюдается четкая корреляция между естественными радионуклидами Be-7, Pb-210. Это говорит о достаточно равномерном поступлении этих радионуклидов на поверхность земли в исследуемом районе с атмосферными осадками. Для проб хвои так же можно говорить о явном проявлении корреляции в паре Pb-210/Ве-7. Однако в отличии от мхов и лишайников для хвои разных видов деревьев наблюдается заметная разница в количестве Be-7 и Pb-210, что свидетельствует о разных масштабах сорбции аэрозольных частиц на поверхности иголок лиственницы и кедра. Не смотря на разницу в содержаниях радионуклидов изотопное отношение Be-7/Pb-210 в хвое обоих видов варьирует несильно и имеет значения около 2, что является основным доказательством именно атмосферного происхождения радионуклидов. В наземных планшетах (мхах и лишайниках) это отношение варьирует в районе 0,5. Заметное накопление Pb-210 относительно Be-7 во мхах и лишайниках объясняется тем, что они имеют возраст несколько лет, соответственно, из-за разницы периодов полураспада Pb-210 и Be-7 происходит накопление первого радионуклида относительно второго. В данный момент количество Cs-137 выпадающего из атмосферы очень мало, поскольку с 1989 года были прекращены все испытания ядерного оружия. Сейчас он попадает в основном в результате выдувания пылевых частиц с поверхности ранее загрязненной почвы. Наши исследования показали, что действительно во всех изучаемых компонентах не наблюдается никаких заметных корреляций между плотностями выпадения Pb-210 и Be-7 с плотностями выпадения Cs-137. Отсутствия каких-либо корреляций между этими радионуклидами прямо указывает на то, что Cs-137 на данный момент не выпадает с аэрозольными частицами. Мхами и лишайниками он накоплен значительно раньше, в период активных выпадений в результате испытаний ядерного оружия, а также Чернобыльской аварии в 1986 году. Однако хотелось бы обратить внимание на резкие различия в накоплении Cs-137 в хвое лиственницы и кедра. В лиственнице Cs-137 практически не накапливается, что не удивительно в отсутствии выпадений его из атмосферы в данный период. В хвое и ветвях кедра напротив на фоне низких активностей маркеров атмосферных выпадений Pb-210 и Be-7 заметно резкое увеличение накопления Cs-137. Такое увеличение может быть связанно только с биохимическими процессами в самом растении, приводящим к накоплению данного радионуклида внутри организма. Тенденция увеличение концентраций Cs-137 в хвое кедра в отличии от лиственницы наблюдается во всех точках пробоотбора. Однако есть показательное исключение. В точке №14 распределение Сs-137 между компонентами экосистемы (хвоя лиственницы, хвоя кедра, лишайник) выглядит похожем на распределение Be-7 (показателя недавнего атмосферного выпадения). В хвое кедра содержание Cs-137 меньше, чем в хвое лиственницы и лишайнике. Это дает возможность предполагать локальное выпадение данного радионуклида вместе с аэрозольными частицами из атмосферы в течении последних 6 месяцев. Исключительный пункт наблюдения находится в районе села Коротчаево, где маршрут меняет свое направление с субширотного на субмеридиональное. При сравнении распределений радионуклидов и макро и микроэлементов выявлены ряд общих закономерностей, которые будут применяться в будущем для более точной интерпретации перераспределения химических элементов в атмосфере и особенностей их выпадения на дневную поверхность земли. Радионуклиды Pb-210 и Be-7 имеют положительные корреляции с теми элементами, которые главным образом выпадают из атмосферы именно с терригенными частицами, это такие элементы как Si, Fe, Mg, Li, W, Mo, Ti, V, Zr, Hf, Sc, Y, Th, U. При этом у всех этих элементов и радионуклидов наблюдается одна и та же закономерность в распределении их содержаний в исследуемых образцах. Их концентрации возрастают в соответствии с количеством захватываемых пылевых частиц. Самые низкие содержания наблюдаются в хвое кедра, затем идут ветви кедра, далее хвоя лиственницы и, самые высокие содержания наблюдаются в мхах и лишайниках. Есть элементы (P, Se, Al), которыми обогащены относительно глинистых сланцев абсолютно все компоненты биогеоценоза. Они, скорей всего, принимают участие в биохимических процессах всех изучаемых организмов. Соответственно показатели по этим элементам сложно использовать для интерпретации данных по атмосферным выпадениям. Меньше всего пиков и минимумов по основному спектру микроэлементов у мхов и лишайников, превышения наблюдаются только по Pb, Cd, Zn – элементам которые могут выпадать из атмосферы в результате деятельности человека. Спектры для хвои лиственницы, хвои и ветвей кедра показывают, что помимо захвата аэрозольных частиц хвоя может обогащаться некоторыми элементами и через корневую систему. Для кедра это щелочные элементы (K, Rb, Cs), а так же Ca, Cd, Zn, Cu. Концентрации этих элементов в большей или меньшей степени коррелируют с радиоактивным Cs-137, который так же накапливается в кедре. При этом, поскольку, как было показано выше, хвоя кедра захватывает аэрозольных частиц минимальное количество, то с уверенностью можно утверждать, что эти элементы накапливаются именно через корневую систему. У лиственницы такими элементами можно считать Ca, Ba, Sr, а также K, Zn и Cu. Хвоя лиственницы обогащена еще и такими элементами как Pb и Cd, однако содержание этих элементов соизмеримо с их содержаниями во мхах и лишайниках, что как раз свидетельствует именно в пользу их атмосферных выпадениях. Основным объектом исследования атмосферных выпадений в Арктической зоне в зимний период является снежный покров. Поскольку для полноты картины необходимо отбирать снег в конце периода его активного накопления, то отбор проб производился во второй половине апреля. Аналитические результаты по этим пробам пока не получены. Они находятся в стадии активной пробоподготовки. Однако за отчетный период были проведены дополнительные измерения ранее отобранных на территории Горного Алтая и Алтайского края снежных и дождевых проб. Эти результаты в дальнейшем будут сравниваться с полученными результатами по снежному покрову Арктического региона.

Аннотация результатов, полученных в 2019 году
В ходе экспедиционных работ были отобраны представительные пробы сквозных компонентов биогеоценоза (мхи, лишайники, хвоя деревьев, подстилающие почвы) и интегральные снеговые отложения на меридиональном трансекте (Новый Уренгой – Тюмень, Новосибирск – юг Республики Алтай). Таким образом, во-первых, были отобраны образцы сквозных объектов биогеоценоза на ранее неизученных территориях выбранного трансекта. И во-вторых, в ходе мониторинговых наблюдений на территории ЯНАО была дополнена коллекция образцов. Определение активностей Be-7, Pb-210 и Cs-137 во всех исследуемых образцах проводилось методом полупроводниковой гамма-спектрометрии на основе колодезного HPGe полупроводникового детектора GWL-220-15. Макро- и микроэлементный состав определялся методом IСP-MS. Были исследованы образцы интегральных проб снега, отобранные в 2019 году в Надымском, Пуровском, Тазовском районах ЯНАО. Отобранные интегральные пробы снега представляют собой материал, накопленный в период с середины октября 2018 по конец апреля 2019 гг., и состоящий из смеси «мокрых» (снег) и «сухих» (пыль, аэрозоль) выпадений. В результате исследований были получены данные о поступлении Be-7, Pb-210 и Cs-137 в составе атмосферных выпадений в зимний период на территории Арктической части Западной Сибири, а также изучен вклад гранулометрических фракций взвешенного вещества снеговых вод в общее содержание этих радионуклидов, что позволило сделать ряд выводов. Интегральные выпадения Be-7 и Pb-210 в зимний период на момент отбора образцов составили в среднем 58.7 и 25.2 Бк/м2. Учитывая короткий период полураспада Be-7 общее его общее поступление за 7 зимних месяцев можно оценить на уровне 155 Бк/м2. Плотность выпадения Cs-137 из атмосферы мала по сравнению с Be-7 и Pb-210 и не превышает 0.40 Бк/м2 во всех изученных точках пробоотбора. Это свидетельствует о незначительных современных поступлениях этого радионуклида из атмосферы. Разделение взвешенного вещества снеговых вод по гранулометрическим фракциям показывает, что исследуемые изотопы присутствуют во всех трех выделенных фракциях: >3 мкм, 0.45-3 мкм и <0.45 мкм. Основная доля Pb-210 во всех изученных пробах находится в составе крупнозернистой фракции >3 мкм. Большая часть Be-7 находится в составе мелкодисперсных аэрозолей, коллоидов или растворенной составляющей (фракция <0.45 µm). В снеговых осадках на территориях с повышенной техногенной нагрузкой наблюдается значительное увеличение вклада крупнозернистых фракций взвешенного вещества снеговых вод в общую активность Be-7. В дополнении к информации об изотопном составе интегральных снеговых проб, были получены данные масс-спектрометрических измерений концентраций микро и макроэлементов в фильтрах, использовавшихся при разделении гранулометрических фракций. Результаты показывают, что состав гранулометрических фракций весьма однороден и не меняется в точках пробоотбора. Более того, сравнение с подобными элементными спектрами предыдущих исследований интегральных проб снега Горного Алтая показало их сходство. Таким образом, не было выявлено заметных изменений вещественного состава выпадений в зависимости от широты места отбора проб. Редкоземельные спектры нормированные на NASC показывают абсолютное соответствие его составу, что так же свидетельствует об отсутствии сильной антропогенной нагрузки на данной территории. Мультиэлементный состав взвешенной части снеговых проб так же не имеет заметных отличий в разных точках пробоотбора. Разделение взвеси на фракции разного размера показало, что по составу REE в двух крупных фракциях (>3 мкм и 3-0.45 мкм) не отличаются от валовых проб, то есть состав частиц одинаков (отличия только в размере). В случае фракции 0.45 – 0.22 мкм наблюдается резкое увеличение La. Это может свидетельствовать о присутствии в данной фракции частиц антропогенного происхождения. Форма микроэлементных спектров так же указывает на одинаковый состав частиц в разных фракциях, небольшие отличия наблюдаются только в самой мелкой фракции. Было выполнена серия экспериментальных методических работ, направленных на выявление специфики использования выбранных сквозных компонентов биогеоценоза (мхов, лишайников, хвои деревьев) в качестве биондикаторов атмосферных выпадений. Был проведен пробный эксперимент по ступенчатому выщелачиванию лишайников. Методика ступенчатого выщелачивания биомассы изначально была разработана как инструмент для исследований атмосферного загрязнения тяжелыми металлами. С момента разработки в 1972 г., методика применялась на широком спектре наземных и водных растений: лишайниках, наземных мхах, водных мхах. В нашей работе она была впервые применена и адаптирована для исследования распределения Be-7, Pb-210 и Cs-137 в лишайников. Такой подход поможет в дальнейшем отделять степень вовлечения маркеров атмосферных выпадений в биологические процессы. Эксперимент показал, что заметная доля изотопов, поступивших на поверхность лишайника из атмосферы, не связывается с биомассой, а остается в пылевой фракции. Эту фракцию можно выделить, промывая биомассу перед началом фракционирования. Доля, приходящаяся на пылевую фракцию изотопов, в разных точках различна, но общее их соотношение остается примерно одинаковым. Доля изотопа Cs-137 в смывах составила 37-44%, Ве-7 — 22-37%, Pb-210 — 11-31%. Таким образом, очевидна необходимость удаления пылевой составляющей с тела лишайника в случае использования его в качестве индикаторных объектов. Распределение изотопов по фракциям биомассы хорошо совпадает, несмотря на разницу в содержании пылевой фракции на поверхности лишайников из разных точек, и отображает общие закономерности многолетнего распределения элементов в биомассе лишайников. Изотопы Cs-137 и Pb-210 концентрируются в основном во фракции I. Bо фракции I доля Cs-137 составляет 78-81%, Pb-210 — 92-94%. На долю фракции II приходится 12-13 % изотопа Cs-137 и 4-6% изотопа Pb-210; во фракции III содержится 7-9 % Cs-137 и 2-3 % Pb-210. Природа такого распределения изотопов, несмотря на схожесть, различна, и зависит от особенностей их переноса в живом веществе. Изотоп Be-7 распределяется примерно поровну между фракциями I и II (33-36 % и 48-50%). Ион Be2+ имеет малый ионный радиус, позволяющий ему поступать внутрь клетки с помощью переносчиков ионов Mg2+ и Ca2+. Он является их химическим аналогом. Кроме того, ион бериллия имеет большое сродство к АТФ и АДФ. Принимая во внимание период полураспада изотопа Be-7, можно утверждать, что процесс поступления бериллия в клетку происходит с достаточно высокой скоростью. С фракцией III связано 14-19 % поступившего в клетку Be-7. Распределение изотопов по фракциям биомассы лишайников заметно отличаются от мха, что объясняется различными физиологическими процессами в этих организмах. Эксперимент по разделению меристемных окончаний кедра на молодую хвою и молодые ветви, показал важность такой процедуры с точки зрения более корректной интерпретации данных. Была подтверждена закономерность изменения изотопного отношения Be-7/Pb-210 в меристемных окончаниях кедра, замеченная в 2018 году. В молодых ветвях меристемных окончаний кедра устойчиво отмечается более высокое изотопного отношения Be-7/Pb-210 относительно молодых иголок меристемных окончаний кедра. В качестве рабочей гипотезы, объясняющей существование изотопного сдвига между хвоей и ветвями кедра, можно предложить различие в содержании смолы. Смола, в свою очередь, обладая повышенной сорбционной ёмкостью, может способствовать дополнительной селективной сорбции растворенных ионов Be-7 из дождевой воды. Таким образом, можно предположить, что более высокое изотопное отношение Be-7/Pb-210 в ветвях связано с большим содержанием смолы. Эта гипотеза будет нами в дальнейшем проверяться. Так же был замечен эффект понижения изотопного отношения Be-7/Pb-210 в хвое лиственницы из-за попадания в нее небольших частей старых веток. Эксперимент по отбору образцов хвои лиственницы, кедра сосны и листьев березы в различные фазы периода вегетации в одной и той же мониторинговой точке (площадь около 50 м2) проводился в г. Новосибирске. Участок находится в отдалении от автомобильных дорог и промышленных производств, где совместно произрастают лиственница, сосна, кедр и береза (береза взята для сравнения с изучаемыми сквозными компонентами биогеоценоза). Пробы почек, хвои, ветвей и листвы отбирались на этом участке с начала периода вегетации (17.05.2019). Временные интервалы составляли от двух недель до месяца и зависели, в большей степени, от интенсивности протекания биохимических процессов в различных фазах вегетационного цикла растений (оцененные косвенно, по морфологическим признакам). Было замечено постепенное увеличение содержаний естественных радионуклидов с течением времени. Наиболее ярко это проявляется для хвои лиственницы и листвы березы. Эти растения захватывают пылевых частиц заметно больше, чем хвоя кедра и сосны. Содержания Cs-137 в березе и лиственнице показывают, во-первых, очень небольшие выпадения из атмосферы, во-вторых, весьма неоднородные по времени. Пик выпадений Cs-137 приходится на начало вегетационного периода. Данный факт можно объяснить повышенной запыленностью атмосферы из-за недостаточного травяного покрова и низкого уровня осадков в этот период. Для хвои сосны и кедра, накопление Cs-137 происходит в начале летнего сезона и в период активного роста. Это соответствует и накоплению радиоактивного цезия. Это подтверждается тем, что коэффициент накопления для стабильного Cs относительно NASC превышает 1, именно, в этот период времени. Это говорит о накоплении Cs, как аналога K, за счет биохимических процессов. Эксперимент так же выявил широкий спектр элементов, которые можно считать поступившими из атмосферы (для них EF=1). Однако для биофильных элементов и их аналогов (P, Mn, Ca, Mg, Sr, Ba, Rb, K, Cd, Zn, Cu, Mo, Ni) необходимо использовать другие планшеты при изучении атмосферных выпадений. Данные о содержаниях Pb-210, Be-7 и Cs-137 в сквозных компонентах биогеоценоза, отобранных по трансекту с Севера на Юг позволяют судить о достаточно равномерном поступлении этих радионуклидов на земную поверхность, хотя и существуют отдельные выбросы по значениям. Особенно это заметно по увеличению значений отношения Be-7/Pb-210 для мхов и лишайников в районе точек № 59–62. Здесь значение этого отношения превышает 1. Значение плотностей выпадения Be-7 здесь тоже заметно увеличивается. Данный факт можно предварительно объяснить географическим положением. Эти точки находятся в районе 60° северной широты (место соединения двух атмосферных циркуляций – полярной циркуляции и циркуляции умеренных широт). Возможно, именно, здесь происходят более активно процессы атмосферных выпадений. Данный тезис, об увеличении уровня атмосферных выпадений в районе 60° северной широты находит подтверждение и в содержаниях Cs-137 как во мхах и лишайниках, так и в хвое сосны и кедра. Наиболее выражено это распределение в хвое сосны и кедра. На широтах севернее 65° наблюдаются значения 15-20 Бк/кг для сосны и 7-60 Бк/кг для кедра. Далее на юг по трансекту, южнее 65° и до 59.5° наблюдается резкое увеличение удельной активности хвои сосны до 40-130 Бк/кг и менее выраженное 40-100 Бк/кг для кедра (точки № 52-61). Южнее по трансекту удельные активности Cs-137 резко падают до значений 0.4-1.2 Бк/кг (точки № 62-69). Для территории Горного Алтая можно заметить увеличения количества Be-7 и отношения Be-7/Pb-210 с увеличением высоты отбора пробы. Для Cs-137 высотная зональность проявляется еще ярче, чем в случае с естественными радионуклидами. Выявленные закономерности требуют дополнительного дальнейшего изучения и проверки.

Аннотация результатов, полученных в 2020 году
В ходе мониторинговых наблюдений на территории ЯНАО осенью 2020 г. была дополнена коллекция образцов сквозных компонентов биогеоценоза (мхи, лишайники, хвоя деревьев и подстилающие почвы). Определение активностей Be-7, Pb-210 и Cs-137 во всех исследуемых образцах проводилось методом полупроводниковой гамма-спектрометрии на основе колодезного HPGe полупроводникового детектора GWL-220-15. Макро- и микроэлементный состав проб определялся методом ИСП-МС, ИСП-АЭС, а также, в случае Hg, с помощью атомно-абсорбционного анализа. Вещество почвенного субстрата моховых и лишайниковых покровов дополнительно изучалось с помощью РФА, рентгенофазового, и гранулометрического анализов. Изучение состава отдельных пылевых микрочастиц (>0.5 мкм) на поверхности фильтров проводилось с помощью СЭМ-ЭДС. По результатам аналитических исследований образцов лишайников и мхов, отобранных при мониторинговых наблюдениях 2018, 2019, 2020 годов, проведена оценка средних по региону содержаний Pb-210, Be-7 и Cs-137 и их запасов в мохово-лишайниковом покрове на территории Пуровского и Надымского районов ЯНАО. Регион характеризуется достаточно ровными во времени средними содержаниями Pb-210 в лишайниковом (383–403 Бк/кг) и моховом (487–637 Бк/кг) покровах. При этом уровни концентраций Pb-210, зафиксированные в точка наблюдения, варьируют в очень широком диапазоне и могут различаться в 2–7,5 раз в лишайниках и в 2–3,7 раза во мхах. Средние для региона значения запаса Pb-210, накопленного в лишайниковом покрове можно оценить на уровне 656–826 Бк/м2 при локальных вариациях в 2,5–4,5 раза, а в моховом покрове – 910–1057 Бк/м2 при локальных вариациях в 3,3–5,7 раз. Для Be-7 в 2018 году наблюдаются более низкие (в 1,6–1,8 раз), чем в 2019 и 2020 годах удельные активности и плотности выпадения как в лишайниках, так и во мхах. Пониженные значения концентраций Be-7 в 2018 году связаны, по-видимому, с меньшим количеством атмосферных осадков, выпавших на данной территории в этот период. Диапазон вариаций локальных концентраций Be-7 в лишайниках несколько ниже, чем Pb-210 – 1,4–4,7 раз, а во мхах остается на том же уровне – 2,5–4,5 раз. Тоже самое касается и накопленных за весенне-осенние периоды запасов Be-7. Усредненные региональные значения удельных активностей Cs-137 невелики и составляют 14–20 Бк/кг в лишайниках и 14–22 Бк/кг во мхах. Однако для этого радионуклида наблюдается значительно более высокая площадная неоднородность распределения. Так, вариации в его содержаниях доходят до 6,5–7,8 раз в лишайниках и до 10–15 раз во мхах. Накопленные запасы Cs-137 от точки к точке различаются в лишайниках в 11–17 раз и в 9–18 раз во мхах. Необходимость сбора усредненной пробы связана со значительной неоднородностью распределения изучаемых радионуклидов по площади опробования в пределах точки наблюдения. Примером этому служат данные полученные для шести точек, в которых проводился площадное опробование с отбором 4–6 отдельных образцов лишайника. Для Pb-210 и Be-7 величинам погрешностей определения их средней по площади удельной активности, выраженным в виде относительного стандартного отклонения (s), соответствуют небольшие значения, составляющие 7–15 % (Pb-210) и 10–18 % (Be-7). Лишь в одном случае (точка Ян-20-10Л) погрешность увеличивается до 29 и 26 %, соответственно. Но даже такие значения s существенно выше аналитической ошибки метода анализа, которая при имеющемся диапазоне активностей не превышает, как правило, 5–7 %. Для Cs-137 погрешность определения средних по площади активностей значительно выше и составляет 29–71 %. Все это говорит о крайне неравномерном площадном распределении изучаемых радионуклидов по поверхности в пределах каждой точки наблюдения. Особенно это касается Cs-137. При расчете запасов радионуклидов эта тенденция сохраняется. В этом случае величины погрешностей достигают 14–41 % для Pb-210, 45–61% для Cs-137. При этом, для Be-7 величины s лежат в диапазоне 8–16 %. Такая неоднородность может быть связана как с неравномерностью поступления радионуклидов, так и с особенностями промывки атмосферными осадками лишайникового покрова и его возрастными характеристиками даже в пределах, ограниченных по площади (500–10000 м2) участков поверхности. Полученные для Pb-210 и Cs-137 значения активностей, учитывая длительные периоды их полураспада (21 и 30 лет, соответственно), представляют собой кумулятивный запас, накопленный в течение жизненного цикла лишайника. Поскольку возраст лишайников даже на ограниченной по площади территории может существенно различаться, это неизбежно приведет к различиям в количестве накопленных радионуклидов. Период полураспада Be-7 короткий – 53 дня. В весенне-осенний период этот изотоп накапливается, прежде всего, в верхней, приповерхностной части таллома лишайника. При постоянном притоке из атмосферы и отсутствии снегового покрова равновесное состояние системы – постоянство концентрации Be-7 в лишайнике, будет достигнуто через 5–6 периодов полураспада последнего. Однако, следует учитывать тот факт, что в изучаемом регионе земная поверхность более 200 дней в году перекрыта снегом. Это, с одной стороны, исключает поступление Be-7 непосредственно в лишайник в это время. С другой стороны, практически весь, накопленный за предыдущий бесснежный период Be-7 успевает распасться. Это подтверждают полученные нами данные о содержаниях изучаемых радионуклидов в лишайниках, отобранных из-под снежного покрова во время экспедиционных исследований по отбору снеговых выпадений в конце апреля 2019 года. Сравнение этих данных с результатами, полученными для образцов лишайника, отобранных осенью 2018 года, показывает следующее. Активности Pb-210 в обоих случаях имеют близкие значения и составляют 430 и 383 Бк/кг, соответственно. Активность Cs-137 в весенних образцах выше, чем в осенних – 47 и 14 Бк/кг. Такое различие легко объясняется неравномерностью площадного распределения этого радионуклида, отмеченной нами ранее как для всей территории ЯНАО, так для ограниченных по размерам участков в точках наблюдения, более широким диапазоном измеренных активностей в образцах весны 2019 – 16–128 Бк/кг против 4,0–31 Бк/кг в образцах осени 2018 года, а также ограниченностью весенней выборки – 8 и 19 образцов, соответственно. Активность Be-7 в образцах весны 2019 года составляет всего 16 Бк/кг при разбросе значений 8–22 Бк/кг. В осенних образцах 2018 года перед установлением постоянного снежного покрова активность Be-7 в лишайниках оценивалась на уровне 158 Бк/кг при разбросе 53–248 Бк/кг. Учитывая длительность сохранения снежного покрова на уровне 4-х периодов полураспада Be-7, эта величина к моменту отбора весенних образцов должна была снизиться по закону радиоактивного распада до значения порядка 10 Бк/кг, что хорошо согласуется с полученными результатами. Таким образом, можно утверждать, что в отличие от Pb-210 и Cs-137 весь Be-7, фиксируемый нами в лишайниках, отобранных осенью накоплен только в течение предшествующего весенне-осеннего периода. Его содержание не зависит от возраста лишайника, что полностью исключает одну из важных причин проявления неравномерности площадного распределения этого радионуклида в пределах ограниченных участков точек наблюдения. Это во многом объясняет более низкие погрешности определения средних по площади активностей Be-7 в точках наблюдения (8–16 %). Проведенные нами исследования 15-ти образцов лишайника, отобранных осенью 2020 года, направленны на изучение вертикального распределения Pb-210, Be-7 и Cs-137 по таллому лишайника показали существенные различия в характере поведения этих радионуклидов. Be-7 распределен по телу лишайника крайне неравномерно. В верхних, приповерхностных 5–6 см удельная активность этого изотопа составляет в среднем 481 Бк/кг. В нижней части таллома она падает до 70 Бк/кг, что составляет 13 % от общего количества Be-7. Можно предположить, что именно такой процент радионуклида переносится из приповерхностных слоев в глубину таллома в весенне-осенний период за счет промывки дождевыми и талыми водами. Pb-210 распределен по телу лишайника практически равномерно. В верхних 5–6 см его удельная активность составляет в среднем 461 Бк/кг, а в нижней части несколько меньше – 375 Бк/кг. Учитывая длительный период полураспада Pb-210 и идентичность носителей Pb-210 и Be-7, можно предположить, что наравне с ранее накопленным в ходе естественного роста таллома Pb-210. Количество последнего в нижних горизонтах постоянно пополняется за счет просачивания с атмосферными вода, достигая со временем определенных равновесных значений. То же самое касается и Cs-137. Отличие состоит в том, что в настоящее время поступление этого радионуклида из атмосферы мало. Поэтому наблюдается его концентрирование в нижних горизонтах лишайника – в среднем 26 Бк/кг против 15 Бк/кг в приповерхностных слоях. При расчете выше представленных содержаний Pb-210, Be-7 и Cs-137 в мохово-лишайниковом покрове было учтено влияние процедуры озоления на правильность определения удельных активностей Pb-210, Be-7 и Cs-137 в образцах лишайников и мхов. Соответствующий эксперимент по оценке влияния процедуры озоления на правильность определения концентраций Pb-210, Be-7 и Cs-137 показал, что при озолении лишайников и мхов происходят потери накопленных в них радионуклидов. Наибольшие потери наблюдаются для Pb-210, поскольку свинец относится к летучим при высоких температурах элементам. Так, при низкой зольности сжигаемого материала (< 2%) его потери могут достигать 40%. При этом потери Be-7 и Cs-137 не превышают в среднем 10%. Статистическая обработка результатов определения удельных активностей Pb-210, Be-7 и Cs-137 в образцах лишайника и мха, полученных методом полупроводниковой гамма-спектрометрии с использованием колодезного HPGe детектора в результате двух разных подходов – а) при прямом определении в исходных образцах путем измерения всего материала малыми навесками; б) при пересчете на исходный вес с учетом коэффициента зольности значений активностей радионуклидов, измеренных в озоленных образцах, показала возможность учета потерь при озолении за счет введения поправочных коэффициентов, рассчитанных через соответствующие линейные зависимости коэффициентов потерь от коэффициентов зольности исследуемого материала. Сопоставление результатов двух разных подходов с использованием корреляционного анализа и метода Блэнда-Альтмана показало их хорошую сходимость и согласованность при отсутствии значимых систематических и статистических расхождений. Коэффициенты расхождения результатов парных измерений (DV) для всех трех радионуклидов лишь в трех случаях из 33 незначительно превышают 5%. Дополнительное изучение валового состава взвешенного вещества, полученного при фильтрации снеговых проб, отобранных на территории ЯНАО в апреле 2019 г., на ряду с изучением состава отдельных микрочастиц осажденных на фильтре, позволило установить закономерность увеличения содержания Ca и в меньшей степени Mg и Fe в пылевой фракции тех снеговых проб, для которых ранее была определена аномально высокая доля атмосферного Be-7 в пылевой фракции (по сравнению с фракцией аэрозолей), что может указывать на влияние повышенной антропогенной нагрузки. Для того, чтобы определить потенциальные пути переноса воздушных масс, поступающие в ЯНАО из удаленных источников в течении зимы 2018-2019 гг., были рассчитаны пятидневные обратные траектории воздушных масс с использованием модели гибридной лагранжевой интегральной траектории единичных частиц (HYSPLIT). Показано, что направления переноса воздушных масс в начале и середине зимнего сезона представлено северным, северо-западным, западными и в меньшей степени северо-восточным направлениями. По мере приближения к теплому сезону к переносу подключаются юг, юго-западные направления. Рассчитанные преобладающие направления ветра могут оказывать существенное влияние на региональное, не связанное с локальными источниками, содержание Pb-210атм и отношение Be-7/Pb-210атм в снеговых отложениях. Локальная схема обратных траекторий воздушных масс в ЯНАО показывает, что в зимний период существует преобладающее юго-западное направление ближнего атмосферного переноса вещества. Для точек опробования снеговых отложений с характеристиками повышенной антропогенной нагрузки, в юго-западном направлении присутствуют населенных пункты - Новый Уренгой, Коротчаево, Пуровск, Пангоды. Продолжены экспериментальные работы по фракционированию биомассы лишайников. Данные прошлого года показывающие поведение радиоизотопов в процессе фракционирования были дополнены соответствующими результатами по микроэлементам. Используемая схема эксперимента позволила более точно определить распределение изотопов между смывами и фракциями биомассы. Полученные результаты в целом подтверждают полученные годом ранее. В пылевой фракции, которая непрочно связана с биомассой лишайника, остается до четверти от всего количества изотопов, поступающих в лишайники из атмосферы. Наибольшая доля изотопа Pb-210 содержится в первой фракции (93%). Также в фракции I велико содержание изотопа Cs-137 (68%), так же заметно присутствие во второй фракции (30%). Изотоп Ве-7 больше всего содержится во второй фракции (65%), в первой фракции доля изотопа также значительная (33%). В третьей фракции доля Ве-7 не превышает 3%. Был проведен эксперимент по промыванию хвои лиственницы и кедра дистиллированной водой. С поверхности хвои лиственницы вместе с пылевыми частицами смываются в одинаковых долях – Be-7 (20%), Pb-210 (22%) и Cs-137 (22%). В случае хвои кедра наблюдается другая картина. Pb-210 смывается с хвои кедра в процентном отношении (28%) незначительно больше, чем с хвои лиственницы. А Be-7, содержащегося на пылевых частицах хвои кедра (42%), уходит в раствор в 2 раза больше, чем с хвои лиственницы. Во всех исследуемых пробах хвои кедра в смыв уходит лишь малая часть (2%) концентрации Cs-137. Этот эксперимент подтверждает наши предыдущие предположения и результаты, что Cs-137, который мы определяли в хвое кедра, находится преимущественно в самом растении, а не на поверхности, как у хвои лиственницы. Были получены результаты по распределению микроэлементов в пробах мхов, лишайников и в хвое лиственницы, кедра и сосны, собранных входе экспедиционных работ осенью 2019 года вдоль трансекта Новый Уренгой–Тюмень. В целом аналитические результаты показали, что резких изменений содержаний микроэлементов по трансекту не наблюдается. Спектры редких земель во всех полученных образцах, нормированные на состав NASC (Северо-Американский глинистый сланец), показывают абсолютное соответствие его составу, то есть редкие земли имеют исключительно природный источник (входят в состав терригенных частиц аэрозольной размерности). Что касается микроэлементов, то в целом их концентрации не отличаются от кларковых концентраций элементов в наземной растительности (Иванов, 1994). В пространственном распределении микроэлементов установлено несколько точек с концентрациями по ряду элементов, превышающих их средние значения. В северной части трансекта встречаются точки с превышением относительно средних по лишайникам значений таких элементов как Pb, Cd, Cu, Ni, Cr, W, Sn. Лиственница наиболее интенсивно из всех хвойных захватывает аэрозольные частицы из атмосферы, что было показано нами в первый год выполнения проекта. В коллекции проб хвои лиственницы, отобранной в северной части трансекта в 2019 году, найдено достаточно большое количество проб с повышенными содержаниями ряда микроэлементов. Это такие элементы как Cd, Zn, Cu, Mo, Ni, Co, Cr. Среди проб хвои лиственницы также обнаружены некоторые пробы с достаточно высоким коэффициентом обогащения по Pb.