nucВестник НЯЦ РКNNC RK Bulletin1729-75161729-7885Национальный ядерный центр Республики Казахстан10.52676/1729-7885-2024-1-104-107nuc-647Research ArticleСтатьиПОГЛОЩЕНИЕ ПРОЧНОСВЯЗАННОГО ТРИТИЯ РАСТЕНИЯМИUPTAKE OF TIGHTLY BOUND TRITIUM BY PLANTSПоливкинаЕ. Н.PolivkinaE. N.

Курчатов

Kurchatov

polivkina.elena75@gmail.comЛарионоваН. В.LarionovaN. V.

Курчатов

Kurchatov

larionova@nnc.kzТимоноваЛ. В.TimonovaL. V.

Курчатов

Kurchatov

timonova@nnc.kzСысоеваЕ. С.SyssoevaYe. S.

Курчатов

Kurchatov

syssoeva@nnc.kzПаницкийА. В.PanitskiyA. V.

Курчатов

   

Kurchatov

panitskiy@nnc.kzФилиал «Институт радиационной безопасности и экологии» РГП НЯЦ РККазахстанBranch "Institute of Radiation Safety and Ecology" RSE NNCKazakhstan20242803202401104107Copyright © Поливкина Е.Н., Ларионова Н.В., Тимонова Л.В., Сысоева Е.С., Паницкий А.В., 20242024Поливкина Е.Н., Ларионова Н.В., Тимонова Л.В., Сысоева Е.С., Паницкий А.В.Polivkina E.N., Larionova N.V., Timonova L.V., Syssoeva Y.S., Panitskiy A.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://journals.nnc.kz/jour/article/view/647

Проведено исследование биологической доступности прочносвязанной формы трития в почве in situ в условиях Семипалатинского испытательного полигона (СИП) и в лабораторном вегетационном эксперименте. В растениях Stipa capillata, произрастающих на территории СИП в местах проведения ядерных испытаний, зафиксированы значимые концентрации органически связанного трития (ОСТ)  при отсутствии трития в свободной воде тканей (ТСВ) на момент отбора. В модельном эксперименте с использованием культуры Cucumis sativus удельная активность прочносвязанного трития в составе твердой фазы почвы и тритированной воды (НТО) в составе почвенного раствора в начале и в конце эксперимента существенно отличались. При этом удельная активность ТСВ в Cucumis sativus была на 2 порядка меньше по сравнению с активностью прочносвязанного трития в почве и незначительно отличалась от активности тритированной воды в почвенном растворе, который является доступным для корневой системы растений. Результаты вегетационных исследований показали, что непосредственным источником трития для экспериментальных растений являлся почвенный раствор. Однако, изменения удельной активности трития в жидкой и твердой фазе почвы в вегетационных сосудах указывают на то, что источником тритированной воды в почвенном растворе являлась прочносвязанная форма радионуклида в результате процессов выщелачивания. Сделано предположение, что возможными причинами выщелачивания прочносвязанного радионуклида из твердой фазы в почвенный раствор является режим увлажнения, а также влияние ризосферы растений.

A study of the bioavailability of a tightly bound tritium in the soil in situ under the conditions of the Semipalatinsk test site (STS) and in a laboratory vegetation experiment was conducted. Significant concentrations of organically bound tritium (OBT) were recorded in Stipa capillata plants growing on the territory of the STS. At the same time, tritium in the free water of plant tissues (TFWT) was not detected. In a model experiment using Cucumis sativus culture, the specific activity of tightly bound tritium in the composition of the solid phase of the soil and tritiated water (HTO) in the composition of the soil solution at the beginning and at the end of the experiment differed significantly. At the same time, TFWT activity in Cucumis sativus was 2 orders of magnitude less compared to the activity of tightly bound tritium in the soil and slightly differed from the activity of tritiated water in the soil solution, which is accessible to the root system of plants. The results of vegetation studies have shown that the direct source of tritium for experimental plants was a soil solution. However, changes in the tritium activity in the soil liquid and solid phases in vegetation vessels indicate that the source of tritiated water in the soil solution was a tightly bound form of radionuclide as a result of leaching processes. It is assumed that the possible causes of leaching of tightly bound radionuclide from the solid phase into the soil solution are the moisture regime, as well as the influence of the rhizosphere of plants.

Семипалатинский испытательный полигонпрочносвязанный тритийбиологическая доступностьStipa capillataCucumis sativusSemipalatinsk test sitetightly bound tritiumbioavailabilityStipa capillataCucumis sativusИсследования выполнены при финансовой поддержки Комитета науки Министерства науки и высшего образования Республики Казахстан. Грант МОН РК ИРН AP19675034 «Исследование радиоэкологической опасности органически-связанного трития при его накоплении сельскохозяйственными растениями».The research was funded by the Committee of Science of the Ministry of Science and Higher Education of the Republic of Kazakhstan (grant AR19675034 “Study of the radioecological hazard of organically bound tritium when accumulated by farm crops”).ReferencesErolle F., Ducros L., Séverine L.D., Beaugellin-Seiller K. An updated review on tritium in the environment // J. Environ. Radioact. 2018. – Vol. 181. – Р. 128–137. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2017.11.001Erolle F., Ducros L., Séverine L.D., Beaugellin-Seiller K. An updated review on tritium in the environment // J. Environ. Radioact. 2018. – Vol. 181. – Р. 128–137. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2017.11.001Shem H.-F., Yao R.-T. Study of ratio of tritium concentration in plants water to tritium concentration in air moisture for chronic atmospheric release of tritium // Energy Procedia. 2011. – Vol. 5. – P. 2421–2425. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2011.03.416Shem H.-F., Yao R.-T. Study of ratio of tritium concentration in plants water to tritium concentration in air moisture for chronic atmospheric release of tritium // Energy Procedia. 2011. – Vol. 5. – P. 2421–2425. https://doi.org/10.1016/j.egypro.2011.03.416Boyer C., Vichot L., Fromm M., Losset Y., Tatin-Froux F., Guetat P., Badot P.M. Tritium in plants: a review of current knowledge // Environ. Exp. Bot. – 2009. – Vol. 67 (1). P. 34–51. https://doi.org/10.1016/j.envexbot.2009.06.008Boyer C., Vichot L., Fromm M., Losset Y., Tatin-Froux F., Guetat P., Badot P.M. Tritium in plants: a review of current knowledge // Environ. Exp. Bot. – 2009. – Vol. 67 (1). P. 34–51. https://doi.org/10.1016/j.envexbot.2009.06.008Timonova L. V., Lyahova O. N., Lukashenko S. N., Ajdarhanov A. O. Issledovanie soderzhaniya tritiya v pochve v mestah provedeniya yadernyh ispytanij na territorii Semipalatinskogo ispytatel'nogo poligona // Radiacionnaya biologiya. Radioe`kologiya. – 2015. – Vol. 55. (6). – P. 667–672. https://doi.org/10.7868/S0869803115050136.5Timonova L. V., Lyahova O. N., Lukashenko S. N., Ajdarhanov A. O. Issledovanie soderzhaniya tritiya v pochve v mestah provedeniya yadernyh ispytanij na territorii Semipalatinskogo ispytatel'nogo poligona // Radiacionnaya biologiya. Radioe`kologiya. – 2015. – Vol. 55. (6). – P. 667–672. https://doi.org/10.7868/S0869803115050136.5Serzhanova Z.B., Aidarkhanova A.K., Lukashenko S.N. Researching of tritium speciation in soils of “Balapan site” // J. Environ. Radioact. – 2018. – Vol. 192. – Р. 621–627. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2018.02.01Serzhanova Z.B., Aidarkhanova A.K., Lukashenko S.N. Researching of tritium speciation in soils of “Balapan site” // J. Environ. Radioact. – 2018. – Vol. 192. – Р. 621–627. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2018.02.01Ustrojjstvo dlya izvlecheniya vody iz obrazcov. Patent No. 29721. Publ. Patent RK na poleznuyu model’ No. 29721; opubl. Astana, 2015. Byul. No. 4. Lukashenko S.N., Larionova N.V., Zarembo V.P. URL: http://kzpatents.com/4-ip29721-ustrojjstvo-dlyaizvlecheniya-vody-iz-obrazcov.html.Ustrojjstvo dlya izvlecheniya vody iz obrazcov. Patent No. 29721. Publ. Patent RK na poleznuyu model’ No. 29721; opubl. Astana, 2015. Byul. No. 4. Lukashenko S.N., Larionova N.V., Zarembo V.P. URL: http://kzpatents.com/4-ip29721-ustrojjstvo-dlyaizvlecheniya-vody-iz-obrazcov.html.ISO 9698:2010. Kachestvo vody. Opredelenie ob"yomnoj aktivnosti tritiya. Metod podschyota stsintillyatsij v zhidkoj srede]. Astana: “KazInSt”, 2010. 32 p.ISO 9698:2010. Kachestvo vody. Opredelenie ob"yomnoj aktivnosti tritiya. Metod podschyota stsintillyatsij v zhidkoj srede]. Astana: “KazInSt”, 2010. 32 p.Diabate S., Strack S. Organically bound tritium // Health Phys. – 1993. – Vol. 65 (6). – P. 698–712.Diabate S., Strack S. Organically bound tritium // Health Phys. – 1993. – Vol. 65 (6). – P. 698–712.Lyakhova O.N., Lukashenko S.N., Larionova N.V. et al Contamination mechanisms of air basin with tritium in venues of underground nuclear explosions at the former Semipalatinsk test // J. Environ. Radioact. – 2012. –Vol. 113. – P. 98-107. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2012.02.010Lyakhova O.N., Lukashenko S.N., Larionova N.V. et al Contamination mechanisms of air basin with tritium in venues of underground nuclear explosions at the former Semipalatinsk test // J. Environ. Radioact. – 2012. –Vol. 113. – P. 98-107. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2012.02.010Atarashi-Andoh M., Amano H., Ichimasa M., Ichimasa Y. Conversion rate of HTO to OBT in plants // Fusion Sci. Techn. – 2002. – Vol. 41 (3). – Р. 427–431.Atarashi-Andoh M., Amano H., Ichimasa M., Ichimasa Y. Conversion rate of HTO to OBT in plants // Fusion Sci. Techn. – 2002. – Vol. 41 (3). – Р. 427–431.Polivkina E. N., Artamonova E. N., Kassymova Zh. S., Evlampiyeva E. P., Kabdulkarimova K. K., Kaygusuz M., Omarova N. M. Heavy metals in the rhizosphere of Absinthium (Artemisia absinthium L.) in conditions of technogenesis // Fresenius Environmental Bulletin. – 2018. – Vol. 27. – P. 9429-9432. https://www.prtparlar.de/download_feb_2018Polivkina E. N., Artamonova E. N., Kassymova Zh. S., Evlampiyeva E. P., Kabdulkarimova K. K., Kaygusuz M., Omarova N. M. Heavy metals in the rhizosphere of Absinthium (Artemisia absinthium L.) in conditions of technogenesis // Fresenius Environmental Bulletin. – 2018. – Vol. 27. – P. 9429-9432. https://www.prtparlar.de/download_feb_2018Alengebawy A., Abdelkhalek S.T., Qureshi S.R., Wang M.-Q. Heavy Metals and Pesticides Toxicity in Agricultural Soil and Plants: Ecological Risks and Human Health Implications // Toxics. – 2021. – Vol. 9 (3). – P.42. https://doi.org/10.3390/toxics9030042Alengebawy A., Abdelkhalek S.T., Qureshi S.R., Wang M.-Q. Heavy Metals and Pesticides Toxicity in Agricultural Soil and Plants: Ecological Risks and Human Health Implications // Toxics. – 2021. – Vol. 9 (3). – P.42. https://doi.org/10.3390/toxics9030042Curl E., Truelove B. The Rhizosphere. Germany: Springer, 1986. – 281 p.Curl E., Truelove B. The Rhizosphere. Germany: Springer, 1986. – 281 p.Melintescu A., Galeriu D. Uncertainty of current understanding regarding OBT formation in plants // J. Environ. Radioact. – 2017. – Vol. 167. – p. 134–149. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2016.11.026Melintescu A., Galeriu D. Uncertainty of current understanding regarding OBT formation in plants // J. Environ. Radioact. – 2017. – Vol. 167. – p. 134–149. https://doi.org/10.1016/j.jenvrad.2016.11.026

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