Accumulation of radionuclides of lead-210 and polonium-210 in lichens

Abstract

Исследовано распределение 210 Po в талломах лишайников Cetraria islandica (L.) Ach. subsp. islandica, Cladonia arbuscula (Wallr.) Flot. subsp. arbuscula, C. stellaris (Opiz) Pouzar et Vězda, Evernia prunastri (L.) Ach. и Pseudevernia furfuracea (L.) Zopf. Методом последовательной экстракции получены 4 фракции: интерцеллюлярная (экстрагент - дистиллированная вода), экстрацеллюлярная и интрацеллюлярная фракции (экстрагент – раствор Na 2 ЭДТА при рН 4.5), нерастворимый остаток. Содержание 210 Ро определяли методом альфа-спектрометрии. Показано, что поглощение 210 Ро лишайниками происходит в основном пассивно. От 45 до 91% нуклида связано с нерастворимым остатком. От 15 до 35% 210 Ро адсорбировано экстрацеллюлярно. В интрацеллюлярную фракцию извлекается от 3 до 12% 210 Ро. Для напочвенных лишайников этот показатель примерно в 3 раза выше, чем для эпифитных. Сделан вывод о том, что 210 Ро поступает в напочвенные и эпифитные лишайники в составе различных химических соединений и поэтому имеет разную биологическую доступность. В эпифитные лишайники радионуклид поступает преимущественно из атмосферы в виде неорганических соединений. В напочвенные лишайники 210 Ро поступает как из атмосферы, так и из верхнего слоя почвенного субстрата, содержащего органические соединения полония.

The aim of the present work was to study the distribution of various cationic forms 210Pb and 210Ро in lichen thalli. Fresh thalli of corticolous lichens Evernia prunastri (L.) Ach. and Pseudevernia furfuracea (L.) Zopf, as well as terricolous lichens Cetraria islandica (L.) Ach., Cladonia arbuscula (Wallr.) Flot. and C. stellaris (Opiz) Pouzar & Vězda were used for experiments. Using a sequential extraction technique four 210Po-containing fractions was extracted from the every sample. Fraction 1 (intercellular) contains cations, adsorbed on particles of dust and/or soil. Fraction 2 (extracellular) includes cations of 210Po, desorbed from the outer side of cell walls. Fraction 3 (intracellular) comprises cytoplasmic-located cations of 210Po. Fraction 4 is insoluble components of thalli. The radionuclide is distributed between the fractions unevenly: from 3 to 12% of 210Ро transfers into fraction 1, from 15 to 36% – into fraction 2, from 3 to 12% - into fraction 3 and from 42 to 79% – into fraction 4. It was found out that on average the amount of 210Po in fraction 3 is 2.75 times higher in cell cytoplasm of terricolous lichens than of corticolous lichens. We concluded that 210Ро comes into corticolous and terricolous lichens as the different chemical substances and therefore has various biological availability. Corticolous lichens take mainly inorganic salts of 210Po from the atmospheric fallout. Terricolous lichens are able to absorb 210Po not only from atmospheric fallout but also from the upper layer of soil. This substrate is highly contaminated by this radionuclide and can contain the organic substances of 210Po.